BÀI 6 QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT ENZYME A/ Câu hỏi mở đầu Mở đầu trang 35 Chuyên đề Sinh học 10 Trong đời sống, nhiều ngành sản xuất ứng dụng công nghệ enzyme với quy mô lớn như công nghiệp thực ph[.]
BÀI 6: QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT ENZYME A/ Câu hỏi mở đầu Mở đầu trang 35 Chuyên đề Sinh học 10: Trong đời sống, nhiều ngành sản xuất ứng dụng công nghệ enzyme với quy mô lớn công nghiệp thực phẩm, công nghiệp dệt, mĩ phẩm,… Với quy mô sản xuất lớn phải cần lượng lớn enzyme Vậy enzyme dùng ngành sản xuất có nguồn gốc từ đâu quy trình để tạo enzyme tinh tiến hành nào? Trả lời: Trả lời: - Enzyme dùng ngành sản xuất thường có nguồn gốc từ nguồn sinh vật chủ yếu từ vi sinh vật - Quy trình tạo enzyme tinh sạch: + Giai đoạn Tạo nguồn thu enzyme: Chọn nguồn nguyên liệu cung cấp enzyme → Nuôi cấy nguồn nguyên liệu chọn + Giai đoạn Tách chiết enzyme: Phá vỡ cấu trúc tế bào → Tách chiết enzyme + Giai đoạn Tạo sản phẩm enzyme: Enzyme sau tinh cô đặc cần lưu giữ điều kiện phù hợp để đảm bảo hoạt tính của enzyme B/ Câu hỏi I QUY TRÌNH TỔNG QUÁT Dừng lại suy ngẫm trang 38 Chuyên đề Sinh học 10: Trong sản xuất chế phẩm enzyme, người ta thường lựa chọn đối tượng làm nguồn cung cấp chính? Hãy nêu số lí sử dụng nguồn cung cấp Trả lời: - Trong sản xuất chế phẩm enzyme, người ta thường chọn vi sinh vật nguồn cung cấp chính - Lí sử dụng vi sinh vật nguồn cung cấp chính vì: Vi sinh vật có nhiều ưu điểm sinh trưởng ngắn, tốc độ sinh trưởng nhanh, người chủ động nuôi cấy vi sinh vật điều kiện nhân tạo với chi phí thấp, sản xuất enzyme với khối lượng lớn, hệ enzyme đa dạng,… Dừng lại suy ngẫm trang 38 Chuyên đề Sinh học 10: Nêu những yếu tố ảnh hưởng đến suất chất lượng enzyme thu nuôi cấy vi sinh vật Trả lời: Những yếu tố ảnh hưởng đến suất chất lượng enzyme thu nuôi cấy vi sinh vật: - Môi trường dinh dưỡng: Cùng loại vi sinh vật môi trường nuôi cấy có thành phần dinh dưỡng khác mức độ tạo thành enzyme thành phần tạo nên enzyme cũng khác - Độ ẩm môi trường: Độ ẩm phải phù hợp với loại mơi trường, ví dụ nuôi cấy bề mặt phải đảm bảo độ ẩm môi trường khoảng 60% - pH môi trường: Mỗi loại môi trường, loại enzyme cần thu có dải pH tương thích hợp khác nhau, dao động từ 3,5 đến - Nhiệt độ: Thông thường, vi sinh vật có phở nhiệt độ tương thích từ 25 - 30 oC - Ngồi ra, nồng độ oxygen của mơi trường ni cấy, thời gian ni cấy cũng ảnh hưởng đến sinh trưởng, sinh sản của vi sinh vật, ảnh hưởng đến suất chất lượng enzyme, - Đặc biệt lưu ý, để tăng tổng hợp enzyme, người ta thường dựa vào tượng cảm ứng Chất cảm ứng tổng hợp enzyme cho thêm vào môi trường nuôi thường chất tương ứng của enzyme cần tổng hợp Ví dụ: Muốn tách enzyme α – amylase nấm mốc, người ta bổ sung vào môi trường nuôi cấy tinh bột Dừng lại suy ngẫm trang 38 Chuyên đề Sinh học 10: Hãy nêu những lưu ý quan trọng thực tách chiết enzyme Trả lời: Những lưu ý quan trọng thực tách chiết enzyme: - Nếu nguồn thu enzyme vi sinh vật, người ta thường thu enzyme ngoại bào môi trường nuôi cấy Đối với nguồn thu động vật thực vật cần phải phá vỡ cấu trúc tế bào để thu enzyme nội bào Để thu enzyme động vật, phải cắt bỏ hết mô liên kết để đảm bảo nghiền tế bào hiệu - Quá trình chiết rút kết tủa enzyme phải thực nhiệt độ thấp (3oC – 5oC) thao tác nhanh để tránh làm biến tính enzyme - Sau tách chiết enzyme, chế phẩm thu lẫn những chất khác protein enzyme, nước thành phần khác của tế bào, cần chuyển qua giai đoạn thẩm tích dịch tiết - Khi tách làm enzyme, cần chọn phối hợp phương pháp khác để xác định phương pháp phù hợp II QUY TRÌNH SẢN XUẤT VÀ THU NHẬN MỘT SỐ ENZYME Dừng lại suy ngẫm trang 41 Chuyên đề Sinh học 10: Sản xuất enzyme protease tái tổ hợp có ưu điểm so với sản xuất protease phương pháp ni cấy chìm? Giải thích Trả lời: Ưu điểm sản xuất protease tái tổ hợp so với sản xuất protease phương pháp ni cấy chìm: So với sản xuất enzyme protease phương pháp nuôi cấy chìm, sản xuất enzyme protease tái tở hợp thu lượng enzyme lớn vi sinh vật sử dụng làm nguồn thu cấy gene mã hóa tởng hợp enzyme protease vào DNA tế bào chủ, giúp tăng lượng enzyme ni cấy vi sinh vật Nhờ đó, sản xuất protease tái tổ hợp giúp đáp ứng việc mở rộng quy mơ sản xuất ứng dụng nhóm enzyme đời sống Luyện tập vận dụng trang 42 Chun đề Sinh học 10: Chìa khóa để trì hoạt tính xúc tác của enzyme gì? Nêu cách thức bảo quản chế phẩm enzyme Trả lời: - Chìa khóa để trì hoạt tính xúc tác của enzyme trì cấu hình khơng gian ba chiều đặc trưng của enzyme Bởi vì, cấu hình khơng gian tạo nên đặc tính lí hóa tự nhiên của enzyme, cấu hình khơng gian bị biến đởi trình sản xuất hay trình bảo quản hoạt tính xúc tác của enzyme sẽ bị ảnh hưởng - Cách thức bảo quản chế phẩm enzyme: + Enzyme dạng dung dịch hay dạng huyền phù thường đưa vào dung dịch bảo quản đồng thời cần đảm bảo nhiệt độ thích hợp với loại enzyme, khơng bảo quản nhiệt độ cao dễ làm biến tính enzyme + Enzyme dạng viên dạng bột khô thường bảo quản thuận lợi hơn, nên thường người ta bảo quản điều kiện nhiệt độ thích hợp được, không bảo quản nhiệt độ cao Luyện tập vận dụng trang 42 Chuyên đề Sinh học 10: Từ quy trình thu nhận enzyme urease hình 6.6, tìm hiểu đề xuất quy trình thu nhận enzyme bromelain papain từ thực vật Trả lời: • Quy trình thu nhận enzyme bromelain từ thực vật: - Giai đoạn tạo nguồn thu enzyme: Sử dụng thân dứa, dứa dứa để thu enzyme bromelain Rửa bụi bẩn lá, thân dứa cắt thành miếng, xay nhuyễn, thu dịch - Giai đoạn tách chiết enzyme: Dịch thu li tâm để loại bỏ tạp chất, thu dịch chiết - Giai đoạn tạo chế phẩm enzyme: Dung dịch bromelain sấy đông khô bảo quản túi nylon • Quy trình thu nhận enzyme papain từ thực vật: - Giai đoạn tạo nguồn thu enzyme: Lấy nhựa của đu đủ xanh sấy khô - Giai đoạn tách chiết enzyme: Enzyme papain nhựa đu đủ sấy khô tách chiết nước cất dung dịch đệm Sau đó, li tâm loại bỏ cặn, lấy dịch papain - Giai đoạn tạo chế phẩm enzyme: Dung dịch papain sấy đông khô bảo quản túi nylon ... trang 38 Chuyên đề Sinh học 10: Nêu những yếu tố ảnh hưởng đến suất chất lượng enzyme thu nuôi cấy vi sinh vật Trả lời: Những yếu tố ảnh hưởng đến suất chất lượng enzyme thu nuôi cấy vi sinh vật:... tổng hợp Ví dụ: Muốn tách enzyme α – amylase nấm mốc, người ta bổ sung vào môi trường nuôi cấy tinh bột Dừng lại suy ngẫm trang 38 Chuyên đề Sinh học 10: Hãy nêu những lưu ý quan trọng... ENZYME Dừng lại suy ngẫm trang 41 Chuyên đề Sinh học 10: Sản xuất enzyme protease tái tở hợp có ưu điểm so với sản xuất protease phương pháp ni cấy chìm? Giải thích Trả lời: Ưu điểm sản xuất