cn len men_p2
TRANSCRIPT
Phaàn 2: Coâng ngheä leân menI. COÂNG NGHEÄ LEÂN MEN ÖÙNG DUÏNG TRONG SAÛN
XUAÁT THÖÏC PHAÅM:1.1 Coâng ngheä leân men ethanol öùng duïng trong saûn
xuaát ñoà uoáng coù coàn:
Gioáng VSV:
Saccharomyces cerevisae, goàm 2 loaïi: leân men noåi vaø leân men chìm.
04/01/11 1Mã MH: 603015 - Phần 2. Công nghệ Lên Men
04/01/11 Mã MH: 603015 - Phần 2. Công nghệ Lên Men 2
-Naám men noåi: thích nghi vôùi ñieàu kieän sinh tröôûng vaø phaùt trieån ôû nhieät ñoä cao, phaân boá chuû yeáu ôû caùc lôùp chaát loûng treân beà maët cuûa moâi tröôøng. Khaû naêng keát laéng raát keùm. Chæ haáp thu ñöôïc 1/3 ñöôøng tam rafinose.
- Naám men chìm: thích nghi vôùi ñieàu kieän sinh tröôûng vaø phaùt trieån ôû nhieät ñoä thaáp hôn, phaân boá chuû yeáu ôû lôùp taàng saâu cuûa moâi tröôøng. Khaû naêng keát laéng cao. Haáp thu toaøn boä phaân töû ñöôøng rafinose.
1.1 Coâng ngheä leân men ethanol öùng duïng trong saûn xuaát ñoà uoáng coù coàn:Gioáng VSV:
Nguyeân lieäu saûn xuaát ethanol baèng PP leân men:
-Nguyeân lieäu chöùa tinh boät: caùc loaïi nguõ coác (gaïo, baép, luùa maïch, luaù mì, ñaïi maïch, malt, ….), caùc loaïi cuû (khoai taây, khoai mì, khoai lang,…)
→ Caàn söû duïng caùc cheá phaåm α -amylase, β -amylase
04/01/11 3Mã MH: 603015 - Phần 2. Công nghệ Lên Men
1.1 Coâng ngheä leân men ethanol öùng duïng trong saûn xuaát ñoà uoáng coù coàn:
- Nguyeân lieäu chöùa ñöôøng: maät ræ + Haøm löôïng chaát khoâ khoaûng 80 – 85%, trong ñoù 35 –
40% saccharose vaø 20 – 25% laø ñöôøng khöû, chaát phi ñöôøng goàm 30 – 32% laø hôïp chaát höõu cô vaø 8 – 10% laø chaát voâ cô
+ Caàn chuù yù boå sung nguoàn nitô (töø ure hoaëc amoni sulfat) vaø nguoàn phosphor (daïng superphotphat),
+ Löu yù möùc ñoä nhieãm khuaån (xaùc ñònh baèng söï taêng ñoä chua)
- Caùc nguyeân lieäu khaùc: lactoserum, nguyeân lieäu chöùa cellulose, …
04/01/11 4Mã MH: 603015 - Phần 2. Công nghệ Lên Men
1.1 Coâng ngheä leân men ethanol öùng duïng trong saûn xuaát ñoà uoáng coù coàn:
GlucoseATP
ADPHexokinase
Glucose-6-phosphate
Fructose-6-phosphate
Phosphohexose isomerase
ATP
ADP
Fructose-1,6-biphosphate
Phosphofructokinase-1
Aldolase
Dihydroacetone phosphate + Glyceraldehyde-3-phosphate
Glyceraldehyde-3-phosphate (2)
Triophosphate isomerase
Glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase
2NAD+
2NADH
1,3-Biphosphoglycerate (2)
2ATP
2ADPPhosphoglycerate kinase
3-Phosphoglycerate (2)
Phosphoglycerate mutase
2-Phosphoglycerate (2)
Enolase
H2 O
Phosphoenolpyruvate (2)
2ATP
2ADPPyruvate kinase
Pyruvate (2)
Chu trình ñöôøng phaân
Cô cheá taïo coàn cuûa naám men:
04/01/11 5Mã MH: 603015 - Phần 2. Công nghệ Lên Men
04/01/11 6Mã MH: 603015 - Phần 2. Công nghệ Lên Men
CH3COCOOH
pyruvatdecacboxylase
CO2 + CH3CHO
acetaldehyt
CH3CHO CH3CH2OHalcoldehydrogenase
Rượu ethylicNADH2 NAD, pH < 5
04/01/11 7Mã MH: 603015 - Phần 2. Công nghệ Lên Men
II. COÂNG NGHEÄ LEÂN MEN SAÛN XUAÁT ACID HÖÕU CÔ:
-Caùc lónh vöïc öùng duïng: coâng ngheä thöïc phaåm, cheá bieán muû cao su, y hoïc, …
-Phöông phaùp saûn xuaát: chieát taùch töø thöïc vaät, toång hôïp hoùa hoïc, chuyeån hoùa nhôø enzyme, leân men, …
04/01/11 8Mã MH: 603015 - Phần 2. Công nghệ Lên Men
STT Acid höõu cô VSV thoâng duïng Nguoàn C thoâng duïng
Hieäu suaát (%)
1 Acid citric Aspergillus niger Saccharose 85 - 902 Acid lactic Lactobacillus delbrueckii
Rhizopus oryzaeGlucose 85 – 95
60 - 703 Acid acetic Acetobacter aceti Ethanol 90 - 98
4 Acid propionic
Propionibacterium shermanii
Glucose 60
5 Acid butyric Clostridium butyricum Glucose 506 Acid gluconic Aspergillus niger Glucose 957 Acid malic Schizophyllum commune
Candida hydrocarbofumarica
Pichia membranaefaciens
GlucoseParaffins
70 - 100
8 Acid succinic Bacterium succinicum Acid malic 57
04/01/11 9Mã MH: 603015 - Phần 2. Công nghệ Lên Men
2.1 Saûn xuaát acid citric:Gioáng saûn xuaát: coù raát nhieàu loaïi VSV thuoäc nhoùm eukaryote coù khaû naêng leân men taïo acid citric nhö:
-Gioáng Aspergillus: Aspegillus niger, Aspergillus awamori, Aspergillus foetidus, Aspergillus clavatus, Aspergillus fumaricus, aspergillus fonsecaeus, Aspergillus usamii,…-Gioáng Penicillium: P.chrysogenum, P.citrogenum, P.tuteum, …-Gioáng Rhizopus: R.nigricans, …-Loaøi Trichoderma viride.-Gioáng Candida: C. brumptii (C.catenulata), C.lipolytica (Yarrowia lipotica), C. intermedia, …-Gioáng Rhodotorula.
04/01/11 10Mã MH: 603015 - Phần 2. Công nghệ Lên Men
II. COÂNG NGHEÄ LEÂN MEN SAÛN XUAÁT ACID HÖÕU CÔ:
Aspergillus niger, ñaùp öùng ñöôïc 3 yeâu caàu cô baûn: + Coù khaû naêng taïo acid citric maïnh.
+ Coù khaû naêng chòu ñöôïc moâi tröôøng acid cao.
+ Ít sinh nhöõng acid höõu cô khaùc.
2.1 Saûn xuaát acid citric:
04/01/11 11Mã MH: 603015 - Phần 2. Công nghệ Lên Men
II. COÂNG NGHEÄ LEÂN MEN SAÛN XUAÁT ACID HÖÕU CÔ:
Cô chaát:•Nguoàn C:-Nhoùm coù haøm löôïng tro thaáp: ñöôøng mía/cuû caûi ñöôøng,
dextrose tinh theå, dòch thuyû phaân tinh boät ñaõ qua xöû lyù.-Nhoùm coù haøm löôïng tro cao: ró ñöôøng mía/cuû caûi, nöôùc
mía/cuû caûi ñöôøng, dòch thuyû phaân tinh boät ch a qua xöû lyùư-Nhoùm nguyeân lieäu reû tieàn: whey, nöôùc thaûi trong saûn
xuaát tinh boät khoai taây, baõ khoai mì, caùm mì,… nhöng hieäu suaát thaáp.
•Nguoàn N: NH4+
•Khoaùng: quan troïng nhaát laø P, Mn, Fe
2.1 Saûn xuaát acid citric:
04/01/11 12Mã MH: 603015 - Phần 2. Công nghệ Lên Men
II. COÂNG NGHEÄ LEÂN MEN SAÛN XUAÁT ACID HÖÕU CÔ:
Cô cheá sinh toång hôïp acid citric:
04/01/11 13Mã MH: 603015 - Phần 2. Công nghệ Lên Men
Oxalo Axetic
2CHCOCOOH Acid Pyurvic
O = C – COOH
CO2
CH – CO – S - COA
Axit Citric
Axetyl – CoenzymeA HC – COOH
H – C – COOH
OH – C – COOH
H– C – COOH
C6H12O6
04/01/11 14Mã MH: 603015 - Phần 2. Công nghệ Lên Men
2.2 Sản xuất acid acetic:Giống sản xuất:
M t s đ c tính chung c a VK acetic:ộ ố ặ ủ- Chuùng thuoäc hoï Acetobacteraceae Gillis & De Ley 1980.- Hình que, Gram (-)-Teá baøo coù theå ñöùng moät mình, thaønh ñoâi hay thaønh chuoãi ngaén hoaëc daøi-Khaû naêng di ñoäng: moät soá loaøi coù theå, moät soá khoâng.-Hình thöùc sinh saûn: voâ tính baèng caùch nhaân ñoâi.-Trao ñoåi chaát hieáu khí baét buoäc, oxi hoùa röôïu (ethylic, propionic, butyric) hay ñöôøng khoâng hoaøn toaøn vaø chòu ñöôïc ñieàu kieän acid töông ñoái cao (pH < 4).
04/01/11 15Mã MH: 603015 - Phần 2. Công nghệ Lên Men
II. COÂNG NGHEÄ LEÂN MEN SAÛN XUAÁT ACID HÖÕU CÔ:
Hieän nay, 6 gioáng (genera) vôùi 34 loaøi (species) vi khuaån acetic ñaõ ñöôïc nhaän daïng, goàm Acetobacter - Beijerinck 1898 (14 loaøi), Gluconobacter - Asai 1935 (3 loaøi), Acidomonas - Urakami et al. 1989 (1 loaøi), Gluconacetobacter - Yamada et al. 1997 (11 loaøi), Asaia - Yamada et al. 2000 (4 loaøi), vaø Kozakia - Lisdiyanti et al. 2002 (1 loaøi).
04/01/11 16Mã MH: 603015 - Phần 2. Công nghệ Lên Men
2.2 Sản xuất acid acetic:Giống sản xuất:
Acetobacter : quan troïng nhaát laø acetobacter aceti-Kích thöôùc khoaûng 0.6 - 0.8 x 1.0 -3.0 µ m. -Coù khaû naêng oxi hoùa ethanol thaønh acid acetic, nhôø vaøo enzym naèm treân beà maët maøng teá baøo chaát: alcohol dehydorgenase (ADH) vaø acetaldehyde dehydrogenase (ALDH).
Acetobacter aceti (hình que, gram âm)04/01/11 17Mã MH: 603015 - Phần 2. Công nghệ Lên Men
2.2 Sản xuất acid acetic:
-Oxi hoùa nhanh choùng vaø hoaøn toaøn caùc cô chaát nhö glucose hay ethyl alcohol → nhöõng gioáng Acetobacter ñöôïc ñaët teân laø “over – oxidizing” acetic acid bacteria
- Coù khaû naêng phaùt trieån treân moâi tröôøng chöùa ethanol laø nguoàn cacbon duy nhaát.
Acetobacter :
04/01/11 18Mã MH: 603015 - Phần 2. Công nghệ Lên Men
2.2 Sản xuất acid acetic:
Sinh lyù vi khuaån acetobacter:
Succinat
(CHOCOOH)
Citrat
AconitatMalat
Oxaloacetat
Glyoxylate Isocitrate
chu tr nh�TCA
C2H5OH
CH 3CHO
CH 3CH(OH) 2
alcol-dehydrogenase
aldehyd-dehydrogenase
+ATP+CoA
CH 3COOH
PQQ
PQQH 2
+H 2
PQQ
PQQH 2
Acetyl CoA Het Etanol�
Thieu chat dinh d ng� � ���
04/01/11 19Mã MH: 603015 - Phần 2. Công nghệ Lên Men
Fructose - 1,6 - diphosphatase
Triose phosphate
1/2Fructose -1,6 - diphosphate
1/2 Fructose - 6 - phosphate
1/2 Glucose - 6 - phosphate
1/2Glucose
Glucose - 6 -phosphatase
pyruvate phosphate dikinase
Oxaloacetat
Oxaloacetat decarboxylase-CO 2
Pyruvat
Phospho enol pyruvate
Succinat
04/01/11 20Mã MH: 603015 - Phần 2. Công nghệ Lên Men
Gluconobacter: quan troïng nhaát laø Gluconobacter oxydans
-Kích thöôùc 0.6-0.8 x 1.5-2.0µm.
-Cuõng coù khaû naêng oxy hoaù ethanol thaønh acid acetic.
-Khoâng oxi hoùa tieáp acid acetic thaønh CO2 vaø H2O theo chu trình TCA nhö Acetobacter, do coù 2 enzym thuoäc chu trình naøy laø ketoglutarate dehydrogenase vaø succinate dehydrogenase khoâng hoaït ñoäng → ñöôïc ñaët teân laø “under oxidizing” acetic acid bacterium
-Khoâng theå phaùt trieån treân moâi tröôøng chæ chöùa nguoàn cacbon duy nhaát laø ethanol
04/01/11 21Mã MH: 603015 - Phần 2. Công nghệ Lên Men
2.2 Sản xuất acid acetic:
Gluconacetobacter
Chuùng laø loaïi vi khuaån coù khaû naêng taïo polysaccharide ngoaïi baøo (EPS – exopolysaccharides). EPS ñöôïc öùng duïng nhieàu trong coâng nghieäp thöïc phaåm nhö caùc taùc nhaân laøm daày (thickening), taïo gel hay chaát oån ñònh.
04/01/11 22Mã MH: 603015 - Phần 2. Công nghệ Lên Men
2.2 Sản xuất acid acetic:
Nguyeân lieäu saûn xuaát acid acetic baèng PP leân men: Coù theå söû duïng caùc nguyeân lieäu chöùa ñöôøng (nöôùc eùp
traùi caây, nöôùc traùi döøa, nöôùc eùp mía,…), nguyeân lieäu chöùa tinh boät vaø coàn coâng nghieäp.
Neáu saûn xuaát töø nguyeân lieäu chöùa tinh boät, phaûi qua 3 giai ñoaïn chuyeån hoaù
Neáu saûn xuaát töø nguyeân lieäu chöùa ñöôøng thì chæ caàn qua 2 giai ñoaïn
Neáu saûn xuaát töø nguyeân lieäu ñaõ chöùa coàn: chæ caàn taïo ñieàu kieän thuaän lôïi ñeå vi khuaån acetic chuyeån coàn thaønh acid acetic.
04/01/11 23Mã MH: 603015 - Phần 2. Công nghệ Lên Men
2.2 Sản xuất acid acetic:
2.3 Saûn xuaát acid lactic:Gioáng vi sinh vaät leân men lactic:
Ñaëc ñieåm chung cuûa vi khuaån lactic:-Thuoäc hoï lactobacilliaceae (goàm streptococeae vaø lactobacileae, hoï streptococeae laïi chia ra streptococcus vaø leuconostoc, hoï lactobacileae chæ coù moät loaøi laø lactobacillus)-Thuoäc loaïi vi khuaån gram (+)-Khoâng di ñoäng-Khoâng taïo baøo töû (hieän nay ngöôøi ta tìm thaáy moät soá gioáng trong hoï vi khuaån lactic coù khaû naêng taïo baøo töû)-Thuoäc vi khuaån hieáu khí tuyø tieän.-Khoâng chöùa cytochrom va enzym catalase-Coù khaû naêng sinh toång hôïp enzym peroxydase raát maïnh, phaân giaûi H2O2 ñeå taïo ra H2O vaø O2 ñeå phaùt trieån.04/01/11 24Mã MH: 603015 - Phần 2. Công nghệ Lên Men
Moät soá loaøi thoâng duïng:-L. helveticus (söû duïng lactose, galactose).-L. bulgaricus (cuõ) → L. delbrueckii ssp. bulgaricus (söû duïng lactose, glucose, galactose).-L. lactis (cuõ) → L. delbrueckii ssp. lactis (söû duïng glucose, sucrose, lactose, moät soá chuûng söû duïng maltose)-Streptococcus thermophillus (cuõ) → L. thermophillus (söû duïng lactose, sucrose)
04/01/11 25Mã MH: 603015 - Phần 2. Công nghệ Lên Men
2.3 Saûn xuaát acid lactic:
04/01/11 Mã MH: 603015 - Phần 2. Công nghệ Lên Men 26
Cô chaát:- Nguoàn C: thay ñoåi tuyø theo chuûng vi sinh vaät (glucose, fructose, lactose, sucrose, maltose, tinh boät dòch hoaù)- Nguoàn N: acid amin, peptid maïch ngaén- Chaát sinh tröôûng: vitamin
2.3 Saûn xuaát acid lactic:
Cô cheá leân men taïo acid lactic:Goàm hai nhoùm vi khuaån hoaøn toaøn khaùc nhau:
-Vi khuaån lactic dò hình.-Vi khuaån lactic ñoàng hình.
Vi khuaån lactic dò hình:- Moät soá gioáng: lactobacillus pasteurianus, lactobacillus brevis, lactobacillus lycopessici, streptococcus cumoris, streptolacticus lactic, streptococcus falcali.- Ñaëc ñieåm: leân men ñöôøng cho löôïng acid lactic khoâng lôùn laém, ngoaøi ra coøn taïo haøng loaït caùc saûn phaåm khaùc nhö acid acetic, acid propionic, ethanol, CO2.- Thöôøng thieáu hai loaïi enzym quan troïng: enzym aldolase vaø enzym triosophophatizomerase → trong giai ñoaïn ñaàu quaù trình leân men thöôøng tieán haønh theo con ñöôøng pentose – phosphat.
04/01/11 27Mã MH: 603015 - Phần 2. Công nghệ Lên Men
Glucose
ADP
ATP
Glucose-6-phosphate
Ribose-5-phosphate
6-Phosphogluconic acid
Xylulose-5-phosphate
Acetyl phosphateAldehyd phosphoglycerinic
Pentose phosphocetelase
Acetaldehyde
Acid lactic
Pyruvate
Etanol
Sô ñoà leân men lactic dò hình
2NAD+
2NADH
2NAD+
2NADH
04/01/11 28Mã MH: 603015 - Phần 2. Công nghệ Lên Men
2.3 Saûn xuaát acid lactic:
Vi khuaån lactic ñoàng hình:-Moät soá gioáng vi khuaån lactic ñoàng hình: L. acidophilus, L. bulgaricus, L. bifdus, L.casei, L. causaciccus, L. delbruckii, L. leichmanii,L. helveticcus, L. thermophillus, L. plantanrum.- Ñaëc ñieåm: khi leân men caùc loaïi ñöôøng chuû yeáu taïo ra acid lactic.- Coù chöùa enzym aldolase vaø enzym triosophotphatizomerase.
04/01/11 29Mã MH: 603015 - Phần 2. Công nghệ Lên Men
2.3 Saûn xuaát acid lactic:
04/01/11 30Mã MH: 603015 - Phần 2. Công nghệ Lên Men
2.3 Saûn xuaát acid lactic:
Ứng dụng lên men lactic:
-Sản xuất sữa chua
-Sản xuất phomai
-Sản xuất bơ
-Sản xuất acid lactic
04/01/11 31Mã MH: 603015 - Phần 2. Công nghệ Lên Men
2.3 Saûn xuaát acid lactic:
III. Coâng ngheä leân men saûn xuaát acid amin:Acid amin vaø öùng duïng:
Coâng ngheä thöïc phaåm:-L-monosodium glutamate-L-glycine- L-cystein- Aspartam (L-aspartyl-phenylalanin)-Caân ñoái thaønh phaàn aminoacid trong thöïc phaåm (phe, leu, isoleu, lys, met, thre, tryp, val)
Döôïc hoïc:- Söû duïng cho ngöôøi beänh tröôùc vaø sau giaûi phaãu.- Nguyeân lieäu saûn xuaát moät soá thuoác ñieàu trò
04/01/11 32Mã MH: 603015 - Phần 2. Công nghệ Lên Men
Vd: + L-cystein baûo veä moâ traùnh quaù trình oxyhoùa, toån thöông do caùc tia böùc xaï + Potassium-Magnesium-L-aspartate giuùp phuïc hoài cô theå do meät moûi vôùi caùc vaán ñeà veà tim maïch, gan. + L-arginin vaø caùc nuoái cuûa noù vôùi L-aspartic acid hoaëc L-glutamic acid cho hieäu quaû cao trong ñieàu trò roái loaïn gan.
Myõ phaåmCoâng ngheä hoaù hoïc:
- Saûn xuaát caùc chaát beà maët (N-acyl aminoacid)- Chaát öùc cheá aên moøn.- Chaát ñieàu khieån sinh tröôûng (pesticide).
04/01/11 33Mã MH: 603015 - Phần 2. Công nghệ Lên Men
III. Coâng ngheä leân men saûn xuaát acid amin:
Caùc phöông phaùp saûn xuaát amino acid: Phöông phaùp thuyû phaân protein:
Nguyeân lieäu:
-Thöïc vaät: baõ ñaäu naønh
-Ñoäng vaät: phuï phaåm cuûa coâng ngheä cheá bieán thòt, caù, tröùng, söõa nhö keratin – protein söøng moùng toùc (85 – 95% protein), maùu,...
-Vi sinh vaät: sinh khoái vi sinh vaät.
Chaát xuùc taùc: acid, base, protease
04/01/11 34Mã MH: 603015 - Phần 2. Công nghệ Lên Men
III. Coâng ngheä leân men saûn xuaát acid amin:
Löu yù:
-Xuùc taùc acid
- Xuùc taùc kieàm
- Xuùc taùc enzym
04/01/11 35Mã MH: 603015 - Phần 2. Công nghệ Lên Men
III. Coâng ngheä leân men saûn xuaát acid amin:
Caùc vaán ñeà chung:
- Tinh saïch nhieàu coâng ñoaïn, kyõ thuaät vaø thieát bò phöùc taïp.- Khoâng ñöôïc öùng duïng ñeå saûn xuaát töøng acid amin rieâng reõ, chuû yeáu saûn xuaát toå hôïp acid amin.- Hieäu quaû kinh teá khoâng cao, chuû yeáu duøng cho thöùc aên gia suùc.-Vaán ñeà oâ nhieãm moâi tröôøng.
04/01/11 36Mã MH: 603015 - Phần 2. Công nghệ Lên Men
III. Coâng ngheä leân men saûn xuaát acid amin:
Phöông phaùp toång hôïp hoaù hoïc:
Caùc vaán ñeà chung:
-Quy trình saûn xuaát qua nhieàu giai ñoaïn, nhieàu phaûn öùng.
- Ñieàu kieän aùp suaát, nhieät ñoä cao.
- Saûn phaåm thöôøng laø hoãn hôïp D/L-amino acid, caàn phaûi taùch rieâng raát toán keùm.
04/01/11 37Mã MH: 603015 - Phần 2. Công nghệ Lên Men
III. Coâng ngheä leân men saûn xuaát acid amin:
Phöông phaùp chuyeån hoaù sinh hoïc:Thôøi gian chuyeån hoùa ngaén vaø kyõ thuaät ñieàu khieån phöùc taïp.Ví duï:
HOOC – CH = CH – COOH + NH3
Aspartase
E. coli
HOOC – CH2 – CH – COOH
NH2
AsparagineAcid fumaric
04/01/11 38Mã MH: 603015 - Phần 2. Công nghệ Lên Men
III. Coâng ngheä leân men saûn xuaát acid amin:
Öu ñieåm:- Khoâng söû duïng nguyeân lieäu protit - Khoâng caàn söû duïng nhieàu hoùa chaát vaø thieát bò chòu aên moøn- Hieäu suaát cao, gía thaønh thaáp- Taïo ra axit amin daïng L
Phöông phaùp leân men:
Hai giai ñoaïn chính: nuoâi caáy vi sinh vaät/ thu nhaän vaø tinh saïch saûn phaåm (haàu heát laø caùc saûn phaåm ngoaïi baøo)
Gioáng vi sinh vaät
04/01/11 39Mã MH: 603015 - Phần 2. Công nghệ Lên Men
III. Coâng ngheä leân men saûn xuaát acid amin:
Phöông phaùp keát hôïp:
Ñaây laø phöông phaùp keát hôïp giöõa toång hôïp hoùa hoïc vaø leân men
Duøng caùc phaûn öùng toång hôïp taïo ra nhöõng chaát coù caáu taïo gaàn gioáng axit amin , sau ñoù vi sinh vaät tieáp tuïc taïo ra axit amin
Phöông phaùp naøy tuy nhanh nhöng yeâu caàu kyõ thuaät cao, chæ aùp duïng vaø nghieân cöùu chöù ít aùp duïng vaøo coâng nghieäp saûn xuaát.
04/01/11 40Mã MH: 603015 - Phần 2. Công nghệ Lên Men
III. Coâng ngheä leân men saûn xuaát acid amin:
Sô ñoà toång quan toång hôïp caùc acid amin:Glucose
Glucose-6-phosphate
3-Phosphoglycerate
Ribose-5-phosphat Histidin
Serine
GlycineCystein
Pyruvate
Phosphoenolpyruvate
Alanin ValineLeucine
Erythrose-4- phosphate
TryptophanPhenylalanine Tyrosine
TCA
- Ketoglutarateα
Oxaloacetate
Aspartate
Glutamate
Glutamine Proline Arginine
AsparagineMethionine Threonine Isoleucine
Sô ñoà toång quan toång hôïp acid amin
04/01/11 41Mã MH: 603015 - Phần 2. Công nghệ Lên Men
3.1 Saûn xuaát L-glutamic acid vaø boät ngoït:
04/01/11 42Mã MH: 603015 - Phần 2. Công nghệ Lên Men
3.1 Saûn xuaát L-glutamic acid vaø boät ngoït:Gioáng vi sinh vaät: caùc vi sinh vaät quan troïng coù khaû naêng leân men sinh L-glutamic acid:- Corynebacterium glutamicum: loaøi naøy quan troïng nhaát, vaø hieän ñang ñöôïc öùng duïng saûn xuaát boät ngoït.- Brevibacterium flavum- Microbacterium ammoniaphilum
Cô chaát:-Nguoàn C: ró ñöôøng, dòch thuyû phaân tinh boät, tinh boät khoai mì.-Nguoàn N: ure (1.5 – 2%) hoaëc hoãn hôïp sulfate amon (0.5%) vaø clorua amon (0.5%)-Caùc thaønh phaàn khaùc: K, Mg, Mn,… (caùc coäng toá cho caùc enzym ngoaïi baøo).
04/01/11 43Mã MH: 603015 - Phần 2. Công nghệ Lên Men
04/01/11 44Mã MH: 603015 - Phần 2. Công nghệ Lên Men
IV. Coâng ngheä leân men caùc chaát khaùng sinh:Ñaïi cöông veà chaát khaùng sinh:
Chaát khaùng sinh laø saûn phaåm trao ñoåi chaát baäc 2 cuûa sinh vaät taïo ra, coù khaû naêng ñình chæ hoaëc cheá ngöï hoaøn toaøn söï sinh tröôûng vaø phaùt trieån cuûa caùc vi sinh vaät khaùc ôû noàng ñoä raát thaáp moät caùch coù choïn loïc.
Nhö vaäy, chaát hoaù hoïc naøo ñöôïc goïi laø chaát khaùng sinh phaûi ñaûm baûo 2 yeâu caàu cô baûn:
- Do sinh vaät taïo ra.- Coù khaû naêng öùc cheá vaø tieâu dieät vi sinh vaät coù tính
choïn loïc ôû noàng ñoä raát thaáp.
04/01/11 45Mã MH: 603015 - Phần 2. Công nghệ Lên Men
Cô cheá taùc duïng: laøm roái loaïn caáu truùc thaønh teá baøo, roái loaïn chöùc naêng ñieàu tieát quaù trình vaän chuyeån vaät chaát cuûa maøng teá baøo chaát, laøm roái loaïn hay kieàm toaû quaù trình sinh toång hôïp protein, roái loaïn quaù trình taùi baûn ADN, hoaëc töông taùc ñaëc hieäu vôùi nhöõng giai ñoaïn nhaát ñònh trong caùc chuyeån hoaù trao ñoåi chaát.
Ñoái töôïng taùc duïng cuûa caùc chaát khaùng sinh: tuyø moãi loaïi khaùng sinh khaùc nhau maøtaùc duïng leân nhöõng vi sinh vaät khaùc nhau.Vd: Penicillin chæ coù taùc duïng leân vi khuaån gaây muïn nhoït, Gr (+) Streptomixin chæ coù hieäu quaû trong vieäc ñieàu trò beänh thöông haøn.
04/01/11 46Mã MH: 603015 - Phần 2. Công nghệ Lên Men
IV. Coâng ngheä leân men caùc chaát khaùng sinh:
Öùng duïng: y hoïc, thuù y, noâng nghieäp,...ñeå choáng laïi caùc vi sinh vaät gaây beänh cho ngöôøi, caây coái vaø ñoäng vaät. Trong lónh vöïc thöïc phaåm, chaát khaùng sinh ñöôïc duøng ñeå baûo quaûn thöïc phaåm choùng hoûng. Chaát khaùng sinh duøng vôùi muïc ñích naøy phaûi ñaûm baûo caùc yeâu caàu sau:- Khoâng ñoäc vôùi ngöôøi.- Khoâng laøm thay ñoåi tính chaát thöïc phaåm.- Coù taùc duïng maïnh vôùi caùc vi sinh vaät.- Deã bò nhieät phaù huyû hoaëc deã tieâu hoaù khoâng laøm bieán ñoåi heä thoáng tieâu hoaù cuûa con ngöôøi.
04/01/11 47Mã MH: 603015 - Phần 2. Công nghệ Lên Men
IV. Coâng ngheä leân men caùc chaát khaùng sinh:
Moät soá chaát khaùng sinh quan troïng:- Penicilin: Ñöôïc saûn xuaát nhôø Penicillium chrysogenium vaø Penicillium notatum.- Tetraxilin vaø Brimixin: Do xaï khuaån Actinomyces aureofaciens sinh ra.- Caùc chaát khaùng sinh polypeptid: Gramixidin Bacidrixin, Polymixin, Actrinomyxin, Valiomyxin ñöôïc taïo thaønh nhôø Bacillus vaø Streptomyces. Caùc chaát khaùng sinh naøy taùc duïng leân thaønh teá baøo vi sinh vaät, moät soá khaùc taïo phöùc chaát vôùi ion kim loaïi.- Xephaco – sporin – C: do naám Cephalosporium acremonium taïo ra.
04/01/11 48Mã MH: 603015 - Phần 2. Công nghệ Lên Men
IV. Coâng ngheä leân men caùc chaát khaùng sinh:
4.1 Leân men saûn xuaát penicilin:Lòch söû phaùt hieän vaø saûn xuaát penicillin:
-1928, Alexander tình côø phaùt hieän moät hoäp petri nuoâi Staphylococus bò nhieãm naám moác Penicillium notatum => penicillin (1929).-1931, leân men thaønh coâng penicillin theo phöông phaùp leân men beà maët tuy nhieân chöa theå taùch vaø tinh cheá penicillin.-1938, nhoùm nghieân cöùu Ernst Boris Chain tinh cheá thaønh coâng moät löôïng lôùn penicillin.-1942, trieån khai thaønh coâng coâng ngheä leân men chìm saûn xuaát penicillin.-1943, tuyeån choïn ñöôïc chuaån coâng nghieäp Penicillium chrysogenum NRRL 1951 vaø sau ñoù taïo ra bieán chuaån P. chrysogenum Wis Q-176.
04/01/11 49Mã MH: 603015 - Phần 2. Công nghệ Lên Men
Cơ chế hoạt động:
-penicillin phải thấm qua màng tế bào và gắn với các protein gắn penicillin.
-Các protein gắn penicillin chịu trách nhiệm nhiều bước trong quá trình sinh tổng hợp của màng tế bào và có mặt trong hàng trǎm đến hàng nghìn phân tử trên một tế bào vi khuẩn.
-Các kháng sinh beta-lactam cản trở việc tổng hợp màng tế bào cuối cùng dẫn đến ly giải tế bào.
04/01/11 50Mã MH: 603015 - Phần 2. Công nghệ Lên Men
4.1 Leân men saûn xuaát penicilin:
Giống sản xuất penicillin:Những vi sinh vật sinh penicillin thuộc các giống nấm
mốc penicillium và Aspergillus. Nhưng các chủng thuộc nhóm Penicillium notatum, Penicillium chrysogenum có hoạt lực cao và được dùng trong công nghiệp kháng sinh.
04/01/11 51Mã MH: 603015 - Phần 2. Công nghệ Lên Men
4.1 Leân men saûn xuaát penicilin:
Penicillium chrysogenum trên môi trường Raistrik tạo thành hai kiểu khuẩn lạc:
Kiểu I: khuẩn lạc tròn, các nếp nhăn rõ nét. Khuẩn ty khí sinh mọc tốt và có màu xanh; theo rìa khuẩn lạc có đường viền rộng 2-5 mm của những khuẩn ty bạc trắng không có bào tử; các khuẩn ty cơ chất màu nâu
Kiểu II: khuẩn lạc có những khuẩn ty màu trắng, phát triển yếu; khuẩn ty cơ chất cũng có màu nâu.
Khuẩn lạc kiểu I cho hoạt lực cao, kiểu II thường cho hoạt tính kháng sinh thấp. Vì vậy cần phải tách những khuẩn lạc kiểu I trên môi trường này và thường xuyên kiểm tra để chọn những khuẩn lạc có hoạt lực cao, giữ được đặc tính của giống. 04/01/11 52Mã MH: 603015 - Phần 2. Công nghệ Lên Men
4.1 Leân men saûn xuaát penicilin:
04/01/11 53Mã MH: 603015 - Phần 2. Công nghệ Lên Men
4.1 Leân men saûn xuaát penicilin:
Thaønh phaàn moâi tröôøng leân men cô baûn trong saûn xuaát penicillin:
-Lactose: 20 -50 kg/m3.-Glucose: 0 - 10 kg/m3, boå sung giaùn ñoaïn hoaëc lieân tuïc trong quaù trình leân men.-Dòch chieát ngoâ coâ ñaëc 15 – 50 kg/m3.-Caùc khoaùng chaát: NaNO3 0 - 5 kg/m3, Na2SO4 0 - 1 kg/m3, CaCO3 0 - 10 kg/m3, KH2PO4 0 - 4 kg/m3, MgSO4 0 – 0,02 kg/m3, ZnSO4 0 – 0,04 kg/m3.-Tieàn chaát taïo nhaùnh (phenylacetic hoaëc daãn xuaát) boå sung lieân tuïc theo nhu caàu.-Chaát choáng taïo boït boå sung lieân tuïc theo nhu caàu.
04/01/11 54Mã MH: 603015 - Phần 2. Công nghệ Lên Men
4.1 Leân men saûn xuaát penicilin:
04/01/11 55Mã MH: 603015 - Phần 2. Công nghệ Lên Men
04/01/11 56Mã MH: 603015 - Phần 2. Công nghệ Lên Men