Mặc dù có nhiều enzym được sử dụng có nguồn gốc từ động vật và thực vật, song nguồn enzym đó không thể thỏa mãn nhu cầu của cuộc sống, vì vậy phải tìm nguồn enzym phong phú từ vi sinh vật. Ngay cả quá trình đường hóa tinh bột trước đây sử dụng malt (thóc mầm), thì ngày nay cũng được thay thế bằng amylase từ vi sinh vật hiệu quả hơn.
Sử dụng vi sinh vật để sản xuất enzym có một số lợi thế:
- Hoạt tính cao trên một đơn vị sản phẩm tính theo trọng lượng khô.
- Không phụ thuộc vào thời tiết, thời vụ do thực hiện trong thiết bị kín có điều khiển.
- Các enzym vi sinh vật có đặc điểm là hoạt động mạnh trong phạm vi rộng của pH và nhiệt độ, đồng thời cũng có tính chọn lọc cao.
- Di truyền công nghiệp cho phép lựa chọn và tạo ra những vi sinh vật có hiệu suất enzym cao, dễ dàng lên men và chiết xuất, tinh chế… Các enzym đặc biệt khó sản xuất thường được chuyển gen vao những vật chủ như Aspergillus oryzae vì đã biết rõ đặc điểm phát triển của chúng nên không cần phảo nghiên cứu tốn kém.
Để chọn những vi sinh vật sản xuất enzym cần chú ý các tiêu chuẩn sau: vi sinh vật đó đòi hỏi điều kiện lên men đơn giản, enzym ngoại bào, quy trình thu sản phẩm và tinh chế không phức tạp, enzym ổn định trong khoảng hợp. Ví dụ, các enzym dùng trong y học cần hoạt tính enzym cao ở pH trung tính. Các enzym dùng trong công nghiệp tẩy rửa cần hoạt tính cao ở pH kiề. Nguyên liệu cho công nghiệp lên men sản xuất enzym phải đơn giản, rẻ tiền. Thường dùng bột của các loại ngũ cốc hoặc rỉ đường, cao ngô. Sản xuất enzym công nghiệp có thể dùng phương pháp lên men xốp hay lên men chìm.
Phương pháp lên men xốp sản xuất enzym thường áp dụng nuôi nấm mốc đã được ứng dụng từ lâu ở một số nước như Nhật Bản, các nước vùng Viễn Đông để sản xuất amylase, protease, pectinase và cellulase.
Lên men chìm sản xuất enzym được tiến hành trong các thiết bị giống như lên men sản xuất kháng sinh.
Môi trường lên men cũng bao gồm các chất cung cấp năng lượng như hydrat carbon, nguồn nitơ môi trường được khử trùng trong thiết bị lên men, sau đó truyền giống và tiến hành lên men từ 30-150 giờ tùy theo chủng vi sinh vật. Công nghiệp sản xuất enzym thường sử dụng thiết bị từ 10 – 50 m3.
Enzym thương phẩm được sản xuất dưới hai dạng: dạng bột khô và dạng lỏng, có thể là dạng khô hoặc dạng tinh khiết.
Tuy nhiên dù sản xuất ở dạng nào đi nữa nếu các enzy đó sử dụng trong thực phẩm hay y học đều phải thử độc tính của chúng rồi mới cho phép dùng. Trên thực tế để sản xuất enzym có độ an toàn cao cần chọn lọc những vi sinh vật không tạo ra độc tố, đồng thời nguyên liệu dùng sản xuất cũng lưu ý đến việc có tạo ra độc tố hay không.
Cho đến nay mới chỉ có một số lượng nhỏ vi sinh vật được sử dụng để sản xuất enzym. Vì vậy hướng nghiên cứu tìm kiếm enzym từ vi sinh vật vẫn còn là vấn đề thời sự và hấp dẫn.
