bộ khoa học và công nghệ
viện nông nghiệp và công nghệ sau thu hoạch

báo cáo tổng kết đề tài KHCN cấp nhà nớc

nghiên cứu áp dụng công nghệ vi sinh
hiện đại để sản xuất chế phẩm axit amin
và enzym từ nguồn thứ phẩm nông nghiệp
và hải sản ở quy mô bán công nghiệp

m số: kc.04.20 chủ nhiệm đề tài: pgs.ts nguyễn thùy châu


Th.S. Vũ Kim Thoa
1
KS. Nguyễn Ngọc Huyền
1
CN. Nguyễn Thị Hơng Trà
1
Th.S. Bùi Thị Hơng
1
2/ Đề tài nhánh: Nghiên cứu công nghệ sản xuất axit amin L-lysin
PGS. TS. Nguyễn Thùy Châu
1
, chủ nhiệm đề tài nhánh
Th.S. Vũ Kim Thoa
1
KS. Nguyễn Ngọc Huyền
1
KS. Trần Văn Tuân
3/ Đề tài nhánh: Nghiên cứu công nghệ sản xuất axit amin L-methionin
Th.S. Bùi Thị Hơng
1
, chủ nhiệm đề tài nhánh
CN. Vũ Thị Hơng
1
CN. Nguyễn Tuấn
1
KS. Đỗ Minh Trung
1
4/ Đề tài nhánh: Nghiên cứu công nghệ sản xuất enzym phytaza
NCS. Đỗ Thị Ngọc Huyền
1

2
KS. Phùng Thị Thủy
2
7/Đề tài nhánh: Nghiên cứu công nghệ sản xuất thịt quả cà phê lên men làm thức ăn
gia súc
CN. Nguyễn Thị Hơng Trà
1
, Chủ nhiệm đề tài nhánh
PGS. TS. Nguyễn Thùy Châu
1
, đồng chủ nhiệm đề tài nhánh
KS. Ngô Tất Trung
1
CN. Đỗ Tất Thủy
1
KS. Lâm Tú Minh
1
8/ Đề tài nhánh: Nghiên cứu công nghệ lên men lactic các phế phụ phẩm của tôm
bằng các chủng vi khuẩn Lactobacillus làm thức ăn chăn nuôi
GS. Lê Văn Liễn
3
, Chủ nhiệm đề tài nhánh
KS. Phạm Ngọc Uyển
3
KS. Phạm Thị Thành
3
KS. Phạm Thị Thoa
3

9/ Đề tài nhánh: Nghiên cứu công nghệ lên men bã dứa bằng vi khuẩn Lactobacillus

cá bằng vi khuẩn Lactobacillus làm thức ăn chăn nuôi
KS. Lơng Văn Chính
4
, Chủ nhiệm đề tài nhánh
CN. Trần Khánh Vân
4
KS. Lê Văn Huyên
4

1
: Viện Cơ điện Nông nghiệp và công nghệ sau thu hoạch
2
: Viện Công nghệ sinh học- Công nghệ Thực phẩm, Trờng Đại học Bách khoa Hà nội
3
: Viện Chăn nuôi Quốc Gia
4
: Viện Di truyền Nông nghiệp
5
: Viện Công nghệ Sinh học- Trung tâm Khoa học Tự nhiên và Công nghệ Quốc gia
là 150 nghìn tấn, thịt quả cà phê khoảng 1,5 triệu tấn, rỉ đờng 450 nghìn tấn, bã dứa 10
triệu tấn, bã dứa sau ép 200000 tấn, phế phụ phẩm thuỷ hải sản khoảng 500 nghìn tấn.
Do cha có biện pháp tận dụng một cách khoa học thịt quả cà phê, bã dứa đã gây ô
nhiễm môi trờng và trở thành nỗi nhức nhối của ngời dân vùng chế biến các nông sản
này. Việc nghiên cứu và triển khai các công nghệ sinh học để tận dụng các phế phụ phẩm
này nhằm tạo ra các sản phẩm dinh dỡng cao và có giá trị kinh tế cao phục vụ chế biến
thực phẩm và chăn nuôi là một vấn đề cấp thiết của ngành nông nghiệp cũng nh của các
cán bộ làm công tác nghiên cứu về công nghệ sinh học Việt Nam.
Thực tế cho thấy rỉ đờng ở nớc ta hiện nay chủ yếu mới chỉ đợc sử dụng để sản
xuất cồn. Trong khi đó, có rất nhiều sản phẩm có thể sản xuất đợc từ rỉ đờng để đáp ứng
nhu cầu cuộc sống của nhân dân ta song vẫn cha triển khai đ
ợc. Đặc biệt các axit amin
nh Lysin, Methionine là những chất có thể sản xuất từ rỉ đờng nhng ta vẫn phải nhập
ngoại với số lợng vài trăm tấn/năm trị giá nhiều chục tỉ đồng. Vì vậy, việc nghiên cứu
công nghệ sản xuất các axit amin lysine, methionine là rất cần thiết để đa dạng hoá các
sản phẩm sau đờng và phát triển chăn nuôi, dợc phẩm.
Hiện nay trong thực tế cám gạo, cám mì chủ yếu đợc làm thức ăn gia súc và hầu
nh cha có sản phẩm sinh học nào có giá trị đợc tạo ra từ nguồn cám gạo và cám mì.

5
Ngành cà phê Việt Nam có tốc độ phát triển nhanh vợt bậc so với 20 năm trớc đây, diện
tích cà phê đã tăng 25 lần, sản lợng tăng 100 lần, có nghĩa là năng suất đã tăng 4 lần, tỉ lệ
vỏ thịt quả chiếm khoảng 45% trọng lợng quả, trong khi đó công nghệ sau thu hoạch
không đáp ứng kịp, gây nên những tổn thất nặng nề và gây ô nhiễm môi trờng.
Với nguồn phế liệu thuỷ hải sản rất lớn và đa dạng, bao gồm cá kém chất lợng,
đầu và vỏ tôm, các phụ tạng, đầu, xơng, vây của cá tạo ra từ các xí nghiệp đánh bắt và
chế biến xuất khẩu thuỷ sản. Nguồn nguyên liệu này rất dễ dàng và nhanh chóng bị thối

Xây dựng qui trình công nghệ thích hợp để sản xuất các sản phẩm có giá trị cao
nh axit amin L- lysin, L-methionine, các enzym phytaza, pectinaza, mannanaza, các
thức ăn lên men từ các phế phụ phẩm nông nghiệp và phế phẩm thuỷ hải sản làm thức
ăn chăn nuôi
Xây dựng đợc mô hình công nghệ thiết bị thích hợp để sản xuất các sản phẩm
nh axit amin L-lysin, L-methionine, các enzym phytaza, pectinaza, mannanaza, các
thức ăn lên men từ phụ phế phẩm nông nghiệp và thuỷ hải sản làm thức ăn chăn nuôi
Đề tài đợc thực hiện trong 30 tháng từ tháng 9 năm 2002 đến tháng 3 năm 2005
với tổng số kinh phí là 2.700 triệu đồng từ ngân sách SNKH của Nhà nớc. Dới đây là
một số thông tin chung về đề tài:
Chủ nhiệm đề tài:
Họ tên : Nguyễn Thùy Châu
Học hàm, học vị : PGS. TS Chức danh khoa học: NCVC
Điện thoại CQ: 04.9342487
E.Mail:

Địa chỉ cơ quan: Viện Cơ điện Công nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch Hà Nội
Cơ quan chủ trì đề tài: Viện cơ điện nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch Hà Nội
Địa chỉ: Số 4 Ngô quyền, Hà Nội

7

- Nghiên cứu công nghệ lên men
lactic các phế phụ phẩm của tôm
bằng các chủng vi khuẩn
Lactobacillus làm thức ăn chăn
nuôi
4 Viện Di
truyền Nông
Nghiệp, Viện
Chăn nuôi
Cổ Nhuế- Hà
Nội
- Nghiên cứu công nghệ lên men
lactic các phế phụ phẩm của cá bằng
các chủng vi khuẩn Lactobacillus
làm thức ăn chăn nuôi.
5 Viện Công
nghệ Sinh
học và Công
nghệ thực
phẩm,
Trờng Đại
học Bách
khoa- Hà nội.
Đại Cổ Việt -
Hà Nội
- Nghiên cứu công nghệ sản xuất
enzym mannanaza để sản xuất mano-
oligosacharit từ bã dừa sau ép.

1. Nội dung đề tài:

Chế phẩm axit amin L-
lysin bổ sung vào thức ăn
gia súc cho lợn, gà.
10 kg Chế phẩm L- lysin đạt
từ 30-35g/l
1.2
Chế phẩm L-methionin bổ
sung vào thức ăn gia súc
cho lợn, gà.
10 kg Chế phẩm L-methionin
đạt từ 30-35g/l
1.3
Chế phẩm enzym pectinaza
cho lợn, gà và chế biến mật
ong
10 kg Chế phẩm enzym
pectinaza đạt khoảng
10đv/ml
1.4
Chế phẩm enzym mannanaza
sản xuất mano-
oligosacharit làm thức ăn
cho lợn, gà
5 kg Chế phẩm emzym
mannanaza đạt từ 300 -
400 đv/ml
1.5
Chế phẩm enzym phytaza bổ
sung vào thức ăn gia súc cho
lợn, gà.

5
vi
khuẩn lactic/g chất khô.
Chế phẩm có khả năng
tăng trọng của gia súc
từ 15% -20%.
2
Chủng giống vi sinh vật
2.1
Các chủng
Corynebacterium
glutamicum
Corynebacterium
acetoglutamicum Candida
tropicalis, Brevibacterium
falvum tự nhiên và đột
biến sinh L-lysin, L-
methionin cao.
4 chủng Chủng có hoạt tính L-
lysin đạt từ 30g/l -
35g/l
Chủng có hoạt tính L-
methionin đạt từ 30g/l-
35g/l

2.2
Các chủng nấm mốc
Aspergillus niger sinh
pectinaza
2-3

Lợng bacteriocin đạt
50ppm
3
Qui trình công nghệ:

3.1
Quy trình công nghệ sản
xuất axit amin L-lysin trên
môi trờng rỉ đờng bằng
công nghệ lên men chìm
sục khí.
1 quy
trình
Qui mô 1500l/mẻ
3.2
Qui trình công nghệ sản
xuất axit amin L-
methionin trên môi trờng
rỉ đờng bằng công nghệ
lên men chìm sục khí.
1 qui
trình

Qui mô 1500l/mẻ
3.3
Qui trình côn
g
n
g
h

vật không tự tổng hợp đợc axit amin này mà phải trực tiếp thu nhận từ nguồn bổ sung bên
ngoài. Hoạt tính sinh học chỉ biểu hiện ở dạng đồng phân L- lysine mới có giá trị dinh
dỡng với ngời và động vật. L- lysine đợc ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực nh:
Sử dụng bổ sung vào thức ăn gia súc làm tăng chất lợng và sản lợng thịt của động vật
nuôi. Trong công nghiệp dợc phẩm L-lysine đợc sử dụng nh một chất dinh dỡng,
kích thích sự ăn ngon miệng, sử dụng nh một chất có nguồn gốc protein bổ sung trong
quá trình cắt đứt căn bệnh "stress và nó cũng có chức năng chống nhiễm trùng máu.
Trong công nghiệp thực phẩm là chất bổ sung làm giầu thực phẩm, nâng cao chất lợng
các loại hạt nh lúa mì, ngô, gạo bởi nếu các sản phẩm này thiếu hụt L- lysine thì giá trị
dinh dỡng rất thấp. Vì vậy trong thực phẩm của con ngời nh thực phẩm dạng chiên,
thực phẩm lỏng, bánh mì thờng đợc bổ sung dạng muối L- lysine. Trong công nghiệp,
L- lysine đợc sản sinh trong môi trờng dinh dỡng lên men bởi các chủng vi khuẩn
Corynebacterium glutamicum, Brevibacterium flavum, B. lactofermentatum hoặc cũng có
thể thu nhận từ dịch thuỷ phân protein động, thực vật.
Trên thế giới việc sản xuất axit amin ở quy mô công nghiệp đã đợc bắt đầu từ năm
1908. Nhật Bản đã có lịch sử trên 40 năm sản xuất và áp dụng axit amin ở quy mô công
nghiệp với sản lợng 90.000 tấn/năm (chủ yếu hai hãng công nghiệp vi sinh khổng lồ là
"Kiowa Hakko" và "Ajinamoto"). ở Pháp (hãng "Eurolysine") có sản lợng L-lysine đạt
khoảng 20 000 tấn/năm. Năm 1983 sản lợng L-lysine trên toàn thế giới là 70 000
tấn/năm nhng đến năm 2000 đã tăng lên 600 000 tấn/năm. Nhiều nhà máy sản xuất L-

11
lysine còn đợc xây dựng ở Mỹ, Tây Ban Nha, các nớc cộng hoà thuộc Liên Xô (cũ) và
Nam T (cũ) Việc gia tăng nhanh chóng sản lợng L-lysine trên thế giới đồng nghĩa với
nhu cầu rất lớn về sản phẩm này.
Hiện nay ở Việt Nam nhu cầu sử dụng lysin cho thực phẩm con ngời và thức ăn
chăn nuôi gia tăng nhanh chóng. Hàng năm chúng ta phải nhập khẩu 100% L-lysin với số

cho sinh tổng hợp L-lysine. Kinoshita đã thu đợc những chủng sinh L-lysine theo thứ tự
sau: những chủng cần homoserin (hoặc hỗn hợp threonine + L-methionine) > những
chủng cần threonine > những chủng cần isoleucine > những chủng cần leucine > những
chủng cần hỗn hợp isoleucine + leucine. Trong công nghiệp thờng dùng những chủng
thuộc các giống Micrococcus glutamicus, Brevibacterium và C. glutamicum cần
homoserin. Các chủng này có cùng một con đờng tổng hợp L-lysine nh ở E. coli nhng
phơng thức điều hoà lại đơn giản hơn nhiều. Một trong những chủng này không có
enzym L-homoleucinedehydrogenaza.
L-lysine chỉ điều chỉnh ngợc enzym aspactokinaza mà không ức chế ngợc enzym
dehydropicolinatsyntetaza.
Enzym aspactokinaza chịu ức chế ngợc của L-lysine và threonine.
Enzym homoserindehydrogenaza chịu sự ức chế ngợc của threonine

Gluco
Pyruvat
Oxalaxetat
Aspastat
Aspastat phosphat

cũng đợc tạo thành. C. glutamicum chỉ có một aspactokinaza bị ức chế dị lập thể bởi L-
lysine và threonine
Một axit amin riêng lẻ trong kiểu điều hoà này không có tác dụng ức chế. Bằng
cách sử dụng một thể đột biến cần homoserin và khuyết homoserin dehydrogenaza mà
threonine không đợc tạo thành. Nhờ vậy sự ức chế bởi sản phẩm cuối cùng bi triệt tiêu và
con đờng sinh tổng hợp dẫn tới việc sản xuất thừa L-lysine. Một điều kiện nữa để có sự
tổng hợp L-lysine không ức chế là sự có mặt của gen dihydrodipicolinat-syntetaza không
mẫn cảm với sản phẩm cuối cùng. Do đó không xuất hiện sự ức chế bởi sản phẩm cuối
cùng ở nhánh L-lysine, nh vẫn xảy ra ở các giống khác. ở C. glutamicum có thể tổng hợp
thừa L-lysine nhờ đột biến theo kiểu này.

14
Mặc dù phần lớn axit amin đợc sản xuất từ hoá học, tổng hợp bằng hoá học thì
quang học không tác động đến dạng hỗn hợp D và L. Nhng trong sinh hoá thì axit amin
dạng L là quan trọng nên ngày nay ngời ta thờng sản xuất axit amin bằng con đờng
sinh tổng hợp. Tuy nhiên trong sản xuất công nghiệp axit amin cần phá vỡ cơ chế điều
chỉnh để chủng có khả năng siêu sản xuất (Chibata, K. Nakayama,K and Esaki 1986.
Biotechnology of amino acid production, vol 24, progress in Industrial Microbiology.
Kodansha).
Một ví dụ về sản xuất L-lysine ở chủng Brevibacterium flavum là điều chỉnh sinh
hoá của enzym aspartokinase, lợng L-lysine d làm ức chế ngợc hoạt động của enzym
này và tạo nên dạng L-lysine tơng đồng S-aminoethylcysteine (AEC). Tuy nhiên nếu sử
dụng chủng B. flavum đột biến để sản xuất thì lợng L-lysine d không ức chế ngợc đến
aspartokinase nữa. Đột biến AEC bền sẽ dễ dàng chọn vị trí để sản xuất dạng đột biến của
asspartokinase ở điểm biến đổi không phân biệt đợc AEC hay L-lysine và trong ức chế
ngợc L-lysine bị khử rất nhiều. Chủng đột biến B. flavum có thể sản xuất hơn 60g/l L-
lysine.

hate
Ass
p
artate
semialdehyde
Methionine
Threonin
Dih
y
drodi
p
icolinate
Isoleucin
As
p
artokinase

15
(2) con đờng sinh hoá từ aspartate biến đổi thành L-lysine nhng L-lysine có thể
bị ức chế ngợc đến hoạt động của enzym aspartokinase dẫn đến dừng sản xuất L-lysine.


y
steine
HCNH
2

NH
2

CH
2

CH
2

CH
2

CH
2

COOH
CH
2
CH
2
SCH
2

acetyltransferase và nó sử dụng acetyl coenzym A nh chất cho acyl.
Tuỳ thuộc vào mỗi vi sinh vật, mà quá trình chuyển hoá O_acetyl homoserine
thành homocysteine có thể xảy ra theo hai nhánh. Brevibacterium flavum chỉ sử dụng
nhánh H
2
S để sinh homocysteine. Các loài khác sử dụng đợc cả hai con đờng. Nhng C.
glutamicum thờng sử dụng con đờng Cystathionine.

Aspartate

Aspartate phophate

Asparta
te semialdehyde

Homoserine

O - Acetyl homoserine

động của tuyến giáp, khử độc các chất độc xâm nhập vào cơ thể. L-methionin còn có thể
thay thế đợc lợng cystein còn thiếu trong thức ăn gia súc. L-methionin ở mức độ đáng
kể có thể thay thế đợc vitamin cholin là vitamin đóng vai trò quan trọng trong vỗ béo gia
cầm và lợn. Các axit amin bắt buộc phải có trong thức ăn của tất cả các loài động vật, trừ
động vật nhai lại đã trởng thành. ở các loài nhai lại này, các axit amin không thay thế
đợc cung cấp do các vi sinh vật tổng hợp ở dạ cỏ. Vì vậy, đối với lợn và gia cầm ngời ta
đã quan tâm nhiều đến cân đối các axit amin, đặc biệt là L-methionin và L-lysin trong
thức ăn nuôi dỡng. Việc cân đối L-methionin trong khẩu phần thức ăn có ý nghĩa quan
trọng vì L-methionin là một axit amin chứa lu huỳnh là nguồn nguyên liệu cần thiết cho
sự sinh trởng. Việc nhiễm mỡ ở gan là một trong những triệu chứng điển hình nhất của
việc thiếu L-methionin trong khẩu phần thức ăn, bệnh này có thể chữa khỏi khi khẩu phần
thức ăn chứa nhiều axit amin này. Không đủ L-methionin trong thức ăn thì quá trình đẻ
trứng, sắc tố lông ở lợn, gà, vịt sẽ bị cản trở. Khi thêm L-methionin thì quá trình này trở
lại bình thờng. Nhiều công trình nghiên cứu cũng đã xác nhận vai trò quyết định của L-
methionin trong hàng loạt các công trình sinh lý khác. Nó tham gia trong sự trao đổi selen
và cholesterin, trong việc hình thành các hocmon sinh trởng và hocmon adrenotropic ở
phần trớc của não thuỳ. L-methionin cũng rất cần thiết để duy trì trạng thái bình thờng
của hệ thần kinh. L-methionin chứa nhóm chức lu huỳnh đặc biệt quan trọng đối với súc
vật non trong quá trình tăng trởng. Chính vì vậy mà ở các nớc phát triển đã có cơ sở sản
xuất L-methionin để bổ sung chúng vào hỗn hợp thức ăn gia súc. ứng dụng của L-
methionin vào chăn nuôi đã mang lại hiệu quả kinh tế rất cao. Hàng loạt các thí nghiệm ở
Liên Xô (cũ) và các nớc có ngành chăn nuôi phát triển khác chứng minh rằng khẩu phần
thức ăn chăn nuôi đợc bổ sung L-methionin có tác dụng sinh học rất mạnh. ở một số
nớc, để nuôi béo gà con và lợn ng
ời ta làm giàu hầu nh tất cả các hỗn hợp thức ăn bằng
DL-methionin tổng hợp. Trọng lợng gà con trong lứa tuổi 70 ngày khi không cho thêm
L-methionin thì gà mái chỉ đạt 1206 gam, gà trống đạt 897 gam. Nhng khi cho thêm L-

tăng tần số đột biến. Do sản phẩm đột biến bằng vật lý và hoá học là không đặc hiệu, cần
phải tách những đột biến không liên quan, gây bất lợi cho sinh vật, làm chậm sự phát triển
trong nuôi cấy hay làm giảm tế bào. Những chủng không mong muốn có thể loại bỏ bởi
Etionin
CH
3

S
CH
2

CH
2

HCNH
2

COOH
Methionin
CH
3

S
CH
2

CH
2

HCNH

methionin tăng cao, nhng quá trình ức chế ngợc này vẫn ít nhiều có xu hớng xảy ra,
làm hạn chế sự tăng sản lợng L-methionin. Việc tách dòng, biểu hiện gen metA bằng các
promotor mạnh đã giúp khắc phục đợc hiện tợng nêu trên và làm tăng đáng kể sản
lợng L-methionin.[97]
Để tăng sản lợng L-methionin, hiện nay công nghệ gen đã phân tích đợc yếu tố
làm tăng hoạt động sản sinh L-methionin của chủng C.acetoglutamicum. Goyon và cộng
sự 1998 đã tiến hành tách dòng và xác định trình tự gen met2 là gen mã hoá homserin O-
transacetylase, một trong những enzym của con đờng sinh tổng hợp L-methionin, đây là
phát hiện quan trọng để biết đợc cấu trúc gen. Trong thời gian này đã có nhiều phát hiện
thú vị về con đờng aspartat qua đó sản xuất L-methionin. Tuy nhiên năm 1998, Park
cùng cộng sự đã nghiên cứu metA ở chủng C.acetoglutamicum, gen mã hoá cho homoserin
acetyltransferase enzym đầu tiên của con đờng sinh tổng hợp L-methionin từ homserin.
Việc biến nạp một plasmid mang gen metA vào chủng C.acetoglutamicum đã làm tăng
hoạt tính enzym và khả năng biểu hiện sản phẩm protein lên 10 lần[26].
Khi sản lợng axit amin thấp, việc khuyếch đại các gen sinh tổng hợp axit amin
nhờ phơng pháp ADN tái tổ hợp sẽ cho sản phẩm có sản lợng cao hơn và hoàn thiện
chủng giống. Kỹ thuật này đợc sử dụng để thiết kế chủng siêu sản xuất.
ở nớc ta , vấn đề nghiên cứu về L-methionin là rất mới mẻ. Vì vậy việc nghiên
cứu công nghệ sản xuất L-methionin ở Việt nam là rất cần thiết.
3.1.3. Tổng quan về enzym phytaza
Những nghiên cứu về axit phytic:
Axit phytic là một axit hữu cơ trong phân tử có chứa các gốc phosphat. Nó có mặt chủ
yếu trong hạt của các loại ngũ cốc, đậu đỗ và hạt có dầu. Ngời ta đã xác định đợc rằng axit

20
phytic giữ vai trò nhất định và có những tác động ảnh hởng đến tính chất dinh dỡng của các
loại hạt trên.
1

4
6
2
3

21
Hình 1: Mô hình cấu trúc phân tử axit phytic (myo- inositol hexakisphosphate).
Các vòng tròn biểu diễn các gốc phosphate, các nguyên tử cácbon đợc đánh số từ 1
đến 6
Các gốc phosphat trong phân tử axit phytic có thể bị tách ra ở các pH nhất định.
Bằng phơng pháp cộng hởng điện từ hạt nhân
31
P(
31
P- NMR) và phơng pháp định phân
pH, các nhà khoa học đã kết luận rằng số gốc phosphat bị ra tách tuỳ thuộc vào khoảng
pH của môi trờng. Họ đã xác định đợc giá trị của hằng số axit pKa khi các gốc phosphat

của inositol phosphate trong quá trình vận chuyển vật chất trong tế bào, đặc biệt là vai trò
của inositol - triphosphate. Chúng là dấu hiệu của sự di truyền tính trạng và có liên quan
rất lớn đến sự biến đổi chức năng của tế bào đối với cả tế bào động vật và thực vật.
Ngoài những tác động sinh lý nêu trên, ngời ta dự đoán rằng axit phytic còn có thể
có những chức năng cha biết khác.
Hiệu ứng kháng dinh dỡng của axit phytic
Một đặc tính bất lợi nổi bật nhất của axit phytic đối với cơ thể động vật là hiệu ứng
kháng dinh dỡng. Hiệu ứng này tạo nên do nguyên nhân cấu trúc bất thờng của axit
phytic. Khi phân tử axit phytic ở dạng phân ly hoàn toàn, 6 nhóm phosphate của chúng sẽ
mang tổng điện tích 12. Vì vậy, chúng có nhiều khả năng kết hợp với các ion dơng hoá
trị 1, 2, 3 hoặc hỗn hợp của các ion đó, hình thành nên các hợp chất không hoà tan, nên rất
khó tiêu hoá. Sự hình thành các hợp chất vô cơ không tan trong đờng ruột đã ngăn cản sự
hấp thụ các khoáng chất của cơ thể động vật. Bởi vì axit phytic khi kết hợp với các ion kim
loại nh Fe
3+
, Mg
2+
, Ca
2+
, Zn
+
sẽ ngăn cản khả năng kết hợp của các ion kim loại này với
các axit béo không no làm giảm khả năng tiêu hoá thức ăn của động vật. Nh vậy, yếu tố
này đã làm giảm lợng khoáng cần thiết đợc đa vào cơ thể động vật qua con đờng thức
ăn mà lẽ ra cơ thể động vật có thể hấp thụ đợc, do đó làm giảm giá trị dinh dỡng của
nguồn thức ăn. Vì vậy mà axit phytic đợc coi là một yếu tố kháng dinh dỡng ở động vật,
đặc biệt là các động vật có dạ dày đơn ngăn nh gia cầm, lợn.
Với một số nguyên tố vi lợng, ví dụ nh kẽm (Zn) thì giá trị dinh dỡng của nó
chịu ảnh hởng rất lớn bởi axit phytic. Một vài thí nghiệm đã cho thấy việc bổ sung dần
dần axit phytic vào trong khẩu phần thức ăn của vật nuôi đã ảnh hởng âm tính đến sự hấp

giảm hoạt tính của các enzym tiêu hoá quan trọng này.
Nguồn gốc và sự phân bố của axit phytic trong tự nhiên
Axit phytic thờng tồn tại ở dạng tiền khởi là muối của các ion kim loại có hoá trị
một hay nhiều hoặc có thể là hỗn hợp của chúng, chẳng hạn nh hỗn hợp muối Kali
Magiê trong gạo, hỗn hợp Canxi Magiê - Kali trong các hạt có dầu. Các muối này
thờng tập trung ở một số vùng nhất định trong các hạt thực vật. Axit phytic đợc tích luỹ
dần trong hạt từ khi hạt non đến khi hạt trởng thành trong suốt quá trình chín cùng với
các chất dự trữ khác trong hạt nh tinh bột, lipít Tuy nhiên, mức độ tập trung của axit
phytic trong các hạt thực vật khác nhau là không giống nhau. Ví dụ nh trong các loại ngũ
cốc, axit phytic đợc tích luỹ nhiều trong hạt phấn còn đối với các loại đậu thì axit phytic
đợc tích luỹ nhiều trong các hạt tinh thể của chúng. Nhiều nghiên cứu cho thấy rằng, ở
cây một lá mầm nh lúa, lúa mì thì trong nội nhũ và nhân của hạt hầu nh không chứa
phytat mà lợng phytat lại đợc tìm thấy chủ yếu trong phôi và trong lớp tế bào hạt phấn.

24
Ngợc lại, ở cây hai lá mầm thì lợng phytat chủ yếu lại nằm trong thành phần nội nhũ
(chiếm 99%) và chỉ có khoảng 1% là ở trong phôi (hay mầm) của hạt.
Những nghiên cứu về phytase
Khái niệm về phytase
Phytase là một enzym xúc tác cho phản ứng thuỷ phân axit phytic (myo - inositol
hexakisphosphate) thành các myo - inositol phosphate phân tử thấp hơn và các
monophosphate vô cơ. Trong một số trờng hợp, phản ứng thuỷ phân có thể xảy ra hoàn
toàn, giải phóng toàn bộ các gốc phosphat trong phân tử axit phytic (hay phytat) và hình
thành nên các myo - inositol tự do. Phytase có tên gọi đầy đủ, theo quy ớc quốc tế là:
myo - inositol hexakisphosphat phosphohydrolase. Dạng phytat là một phức chất của
phospho với các muối khoáng, protein và các enzym trong các hạt thực vật. Các dạng chất
này đợc coi là yếu tố phi dinh dỡng. Enzym phytase sẽ giải phóng photpho chứa trong