Study and research into absortive materials for immobilization of the enzyme lipase in biodiesel production. Research code number: Đ 2015-02-115

Nghiên cứu năng lượng sinh học biodiesel là một trong những phương hướng có tính thời sự hiện nay. Trong quá trình sản xuất biodiesel từ dầu thực vật và các loại lipit có nguồn gốc động vật thì phản ứng thủy phân liên kết este giữa axit béo và glycerol đóng vai trò rất quan trọng. Để thực hiện phản ứng thủy phân này thường dùng enzyme lipase thương mại có giá thành cao, và thường chỉ dùng được một lần không thu hồi lại được. 

Nghiên cứu enzyme lipase cố định để thủy phân dầu thực vật, lipit động vật sử dụng trong các quá trình công nghệ sinh học khác nhau (như thu nhận glycerol và các axit béo, xúc tác sản xuất các sản phẩm lipit mới sử dụng với mục đích y khoa, xử lý phế thải dầu ăn, thực hiện phản ứng chuyển este của triaglycerit,…) đang thu hút được sự quan tâm của nhiều nhà khoa học.

Trên thế giới đã có nhiều công trình nghiên cứu cố định enzyme lipase (ở Mỹ, Nga, Latvia, Trung Quốc,…) và đã chỉ ra những đặc điểm cần quan tâm của enzyme lipase khi cố định trên vật mang như khả năng enzyme bị mất hoạt tính, độ bền của enzyme, pH tối ưu của enzyme bị thay đổi, thậm chí mất tính đặc hiệu có chất (enzyme sau khi gắn không nhận ra cơ chất để xúc tác). Ngoài các yếu tố trên, trạng thái vật lí của cơ chất – như dạng micelle, dạng nhũ tương, hạt ưa nước cũng ảnh hưởng đến tính đặc hiệu của enzyme.

Chất mang để cố định enzyme có thể là các chất tự nhiên, tổng hợp hay vật liệu vô cơ (hạt silica hấp phụ), các kim loại như Al, Mg và các oxit của chúng, thép không rỉ, hạt vật liệu hữu cơ xốp và không xốp ở dạng bột có cấu trúc hình cầu với kích thước nano (để giảm áp suất thẩm thấu khi sử dụng trong môi trường có tốc độ dòng chảy của dung dịch hoặc khí cao.)

Hiện nay, trên địa bàn thành phố Đà Nẵng có nhiều nhà máy chế biến sản phẩm surimi để phục vụ nhu cầu tiêu dùng trong nước và xuất khẩu. Trong quá trình sản xuất surimi do đồi hỏi về kĩ thuật nên lipit (dầu cá) phải được tách ra hoàn toàn từ sản phẩm. Như vậy, lượng lipit lớn sau khi bị loại bỏ sẽ đi vào hệ thống nước thải và nhanh chóng bị thủy phân và bị ôi hóa, nên không thể tận dụng làm thực phẩm hay thức ăn chăn nuôi.

Một phương hướng khả quan và có tính khoa học là tận dụng lipit trong nước thải surimi để sản xuất biodiesel. Việc ứng dụng enzyme lipase cố định có thể tái sử dụng nhiều lần sẽ mang lại nhiều lợi thế về mặt kinh tế trong việc sản xuất nguồn năng lượng thay thế này. Bên cạnh đó, việc tận dụng lipase trong nước thải có thể góp phần giảm thiểu ô nhiễm môi trường thành phố Đà Nẵng

Nghiên cứu năng lượng sinh học biodiesel là một trong những phương hướng có tính thời sự hiện nay. Trong quá trình sản xuất biodiesel từ dầu thực vật và các loại lipit có nguồn gốc động vật thì phản ứng thủy phân liên kết este giữa axit béo và glycerol đóng vai trò rất quan trọng. Để thực hiện phản ứng thủy phân này thường dùng enzyme lipase thương mại có giá thành cao, và thường chỉ dùng được một lần không thu hồi lại được

Nghiên cứu enzyme lipase cố định để thủy phân dầu thực vật, lipit động vật sử dụng trong các quá trình công nghệ sinh học khác nhau (như thu nhận glycerol và các axit béo, xúc tác sản xuất các sản phẩm lipit mới sử dụng với mục đích y khoa, xử lý phế thải dầu ăn, thực hiện phản ứng chuyển este của triaglycerit,…) đang thu hút được sự quan tâm của nhiều nhà khoa học.

Trên thế giới đã có nhiều công trình nghiên cứu cố định enzyme lipase (ở Mỹ, Nga, Latvia, Trung Quốc,…) và đã chỉ ra những đặc điểm cần quan tâm của enzyme lipase khi cố định trên vật mang như khả năng enzyme bị mất hoạt tính, độ bền của enzyme, pH tối ưu của enzyme bị thay đổi, thậm chí mất tính đặc hiệu có chất (enzyme sau khi gắn không nhận ra cơ chất để xúc tác). Ngoài các yếu tố trên, trạng thái vật lí của cơ chất – như dạng micelle, dạng nhũ tương, hạt ưa nước cũng ảnh hưởng đến tính đặc hiệu của enzyme.

Chất mang để cố định enzyme có thể là các chất tự nhiên, tổng hợp hay vật liệu vô cơ (hạt silica hấp phụ), các kim loại như Al, Mg và các oxit của chúng, thép không rỉ, hạt vật liệu hữu cơ xốp và không xốp ở dạng bột có cấu trúc hình cầu với kích thước nano (để giảm áp suất thẩm thấu khi sử dụng trong môi trường có tốc độ dòng chảy của dung dịch hoặc khí cao.)

Hiện nay, trên địa bàn thành phố Đà Nẵng có nhiều nhà máy chế biến sản phẩm surimi để phục vụ nhu cầu tiêu dùng trong nước và xuất khẩu. Trong quá trình sản xuất surimi do đồi hỏi về kĩ thuật nên lipit (dầu cá) phải được tách ra hoàn toàn từ sản phẩm. Như vậy, lượng lipit lớn sau khi bị loại bỏ sẽ đi vào hệ thống nước thải và nhanh chóng bị thủy phân và bị ôi hóa, nên không thể tận dụng làm thực phẩm hay thức ăn chăn nuôi.

Một phương hướng khả quan và có tính khoa học là tận dụng lipit trong nước thải surimi để sản xuất biodiesel. Việc ứng dụng enzyme lipase cố định có thể tái sử dụng nhiều lần sẽ mang lại nhiều lợi thế về mặt kinh tế trong việc sản xuất nguồn năng lượng thay thế này. Bên cạnh đó, việc tận dụng lipase trong nước thải có thể góp phần giảm thiểu ô nhiễm môi trường thành phố Đà Nẵng