TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC BÁO CÁO MÔN HỌC THỰC TẬP QUÁ TRÌNH & THIẾT BỊ CÔNG NGHỆ SINH HỌC 2 Nhóm Q2, tổ 7 Lê Thái Châu 1253010034 Huỳnh Tấn Tài 1253010322[.]
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC - - BÁO CÁO MƠN HỌC THỰC TẬP Q TRÌNH & THIẾT BỊ CƠNG NGHỆ SINH HỌC Nhóm Q2, tổ 7: Lê Thái Châu Huỳnh Tấn Tài Lê Thị Kỳ Duyên Cao Thị Hiệp Nguyễn Hải Châu Trần Xuân Chánh Bình Dương – Năm 2014 1253010034 1253010322 1253010064 1253010127 1253012035 1253010033 BÀI 1: ỨNG DỤNG BỂ LÊN MEN (BIO REACTOR) SẢN XUẤT PROBIOTIC TỪ VI KHUẨN BACILLUS SUBTILIS I.Quy trình sản xuất Probiotic từ vi khuẩn Bacillus subtilis 1.Quy trình sản xuất Dịch lên men Ly tâm Sấy chân không Nước Nước Chế phẩm Probiotic 2.Quy trình cơng nghệ -Dịch lên men ly tâm 3000 – 4000 rpm 10 phút, thu cắn -Tiến hành phương pháp sấy chân không: +Sấy chân không: trộn với phụ gia sấy máy sấy chân không Cho mẫu trộn với phụ gia sấy chân không nhiệt độ 45 – 550C đến sản phẩm đạt yêu cầu +Kết thức trình sấy chân không: tắt bơm chân không, mở van áp suất để hồi phục áp suất buồng sấy, đến áp suất cân với áp suất môi trường thi lấy mẫu tắt máy -Kiểm tra, xác định mật độ bào tử Bacillus/g chế phẩm tạp nhiễm chế phẩm phương pháp đo quang phổ hấp thụ độ đục bước sóng 550 – 610 nm qua đường chuẩn xây dựng II.Tường trình kết bàn luận 1.Giải thích thơng số kỹ thuật: -Chọn thơng số kỹ thuật trình lý tâm 3000 – 4000 rpm 10 phút: điều kiện có khả tách sinh khối vi sinh vật khỏi dịch lên men với hiệu suất mong muốn -Chọn thơng số lỹ thuật q trình sấy chân khơng 45 – 55 0C: nhiệt độ thích hợp nhằm giữ hoạt tính sinh học sản phẩm chế phẩm Probiotic khơng bị thay đổi tính chất 2.Dùng phương pháp sấy chân không với sản phẩm chế phẩm Probiotic thay sử dụng phương pháp sấy khác vì: -Sản phẩm chế phẩm Probiotic có hoạt tính sinh học (dễ bị biến đổi tính chất gặp nhiệt độ cao), mà phương pháp sấy chân không phương pháp tách ẩm khỏi sản phẩm điều kiện áp suất thấp, nhiệt độ sấy thấp (dưới 550C) VÌ vậy, dùng phương pháp sấy chân khơng với sản phẩm chế phẩm Probiotic phù hợp 3.So sánh sấy chân không, sấy thường (sấy đối lưu) sấy thăng hoa: -Giống nhau: sấy chân không/sấy thường (sấy đối lưu)/sấy thăng hoa phương pháp tách ẩm khỏi sản phẩm nhằm tránh hư hỏng trình bảo quản, tăng độ bền cho sản phẩm, giảm trọng lượng, giảm chi phí chuyên chở động thời làm tăng giá trị cảm quan cho sản phẩm -Khác nhau: +Sấy thăng hoa phương pháp tách ẩm khỏi sản phẩm cách thang hoa, nghĩa chuyển ẩm thẳng từ pha rắn sang pha mà không qua trạng thái lỏng +Sấy chân không phương pháp tách ẩm khỏi sản phẩm điều kiện áp suất thấp, nhiệt độ sấy thấp (dưới 550C) +Sấy thường (sấy đối lưu) phương pháp tách ẩm khỏi sản phẩm cách cấp nhiệt cho ẩm bay hơi, q trình truyền nhiệt truyền ẩm thực phương pháp đối lưu III.Câu hỏi trọng tâm 1.Các giai đoạn đường cong sinh trưởng vi sinh vật – Giai đoạn thích hợp để thu nhận sinh khối vi sinh vật: -Đường cong sinh trưởng vi sinh vật chia làm giai đoạn: +Giai đoạn tiềm phát (Lag phase) +Giai đoạn logarit (Log phase) +Giai đoạn ổn định (Stationary phase) +Giai đoạn tử vong (Death phase) -Giai đoạn thích hợp để thu nhận sinh khối vi sinh vật giai đoạn ổn định (Stationary phase) vì: +Trong pha quần thể vi sinh vật trạng thái cân động Tổng số tế bào sinh gần tổng số tế bào chết +Các chất dinh dưỡng môi trường nuôi cấy giảm cách rõ rệt Các chất tạo q trình trao đổi chất tích luỹ mơi trường lớn +Sinh khối chung pha đạt cao q trình ni cấy 2.Các yếu tố ảnh hưởng đến q trình ni cấy vi sinh vật: -Các yếu tố lý học: +Nhiệt độ +Độ ẩm +Ánh sáng +Tia tử ngoại, tia phóng xạ, tia Roentghen +Chất hịa tan -Các yếu tố hóa học: +pH (Nồng độ H+) +Các chất độc, chất diệt khuẩn +Các sản phẩm trao đổi chất -Các yếu tố sinh học: +Quan hệ cộng sinh +Quan hệ đối kháng +Quan hệ ký sinh 3.Dựa vào phương pháp điều kiện lên men, trình lên men chia làm nhóm: -Lên men kị khí (Lên men điều kiện thiếu/khơng có oxy) -Lên men hiếu khí (Lên men điều kiện có đầy đủ khí oxy) 4.Mục đích trình sấy – Phân biệt phương pháp sấy: -Q trình sấy nhằm mục đích: tránh hư hỏng trình bảo quản, tăng độ bền cho sản phẩm, giảm trọng lượng, giảm chi phí chuyên chở động thời làm tăng giá trị cảm quan cho sản phẩm -Phân biệt phương pháp sấy: +Sấy thăng hoa phương pháp tách ẩm khỏi sản phẩm cách thang hoa, nghĩa chuyển ẩm thẳng từ pha rắn sang pha mà không qua trạng thái lỏng +Sấy chân không phương pháp tách ẩm khỏi sản phẩm điều kiện áp suất thấp, nhiệt độ sấy thấp (dưới 550C) +Sấy thường (sấy đối lưu) phương pháp tách ẩm khỏi sản phẩm cách cấp nhiệt cho ẩm bay hơi, trình truyền nhiệt truyền ẩm thực phương pháp đối lưu 5.Định nghĩa trình ly tâm – Phân loại máy ly tâm theo phương pháp: -Ly tâm trình sử dụng lực ly tâm để phân riêng cấu tử có khối luộng riêng khác Sự khác biệt khối lượng riêng lớn trình phân riêng thực dễ dàng -Theo phương pháp máy ly tâm chia làm loại: +Máy ly tâm lọc +Máy ly tâm lắng BÀI 3: ỨNG DỤNG CỦA THIẾT BỊ SẢN XUẤT SẢN PHẨM NƯỚC UỐNG KHƠNG CỒN I Quy Trình Xử Lý Lá Nha Đam Lá nha đam Nước Phân loại lựa chọn Lá hư Rửa Nước Cắt bỏ vỏ Vỏ Cắt thành hạt Ngâm CaCl2(1.0%/15p) Chần (800C/3p) Ngâm đường (tỉ lệ nha đam nước (1:3), nồng độ đường ngâm 20%) Nha đam Mô tả - Nha đam sau làm bỏ vỏ, cắt thành hạt ngâm CaCl2 (1.0%/15p) có tác dụng định hình hạt nha đam đồng thời làm cho hạt nha đam giòn dai hơn, ngon - Sau đem chần 800C phút giai đoạn giúp loại bỏ chất nhớt hạt nha đam để đẩy nhanh trình thẩm thấu giai đoạn ngâm đường tiếp theo, ngồi việc loại bỏ chất nhớt cịn làm tăng độ ngon giòn hạt nha đam ăn -Ngâm đường với tỉ lệ 1:3 nồng độ ngân đường ngâm 20% Đây tỉ lệ thích hợp để hạt nha đam thâm thấu đường cho tỉ trọng hạt với dung dịch nước rong biển pha với đường tiến gần giá trị để đạt trạng thái lơ lửng( thời gian lắng lâu dài nhất) hạt nha đam dung dich II Sơ Đồ Quy Trình Sử Lý Nước Rong Biển Nha Đam Rong mơ Ngâm –xử lý (1h, tỉ lệ rong : nước Ngâm – khử ( Acid acetic 1%, 30p, rong nước Rửa trung tính Nấu chiết dịch rong ( 1000C, 20p,rong : nước (1:50)) Lọc Đường phụ gia tạo cấu túc Nha đam Phối trộn Nâng nhiệt Rót chai, ghép nắp Thanh trùng Làm nguội Bảo ôn Sản phẩm Mô Tả: Rong mơ xử lý rửa đem ngâm 60 phút, tỷ lệ rong : nước 1:60 (w/w) sau tiếp tục ngâm với dung dịch acid acetic 1% 30 phút, tỷ lệ rong nước giai đoạn ngâm khử 1:30 (w/w) Sau thời gian ngâm, đem rửa trung tính xả nước tiếp tục đem nấu chiết 1000C 20 phút, tỷ lệ rong : nước : 50 Dung dịch sau chiết đem lọc thô, lọc tinh, phối trộn Nâng nhiệt để đóng chai giúp khí loại bỏ vi sinh vật III Mục đích sử dụng chất phụ gia cấu trúc a.Pectin: - Các Pectin Acid pectin có nhóm hydroxyl (-OH) nên có khả tạo hydrat hóa cao - Các phân tử pectin mang điện tích ấm nên chúng có khả đẩy lẫn tăng độ nhớt cho dung dịch - Pectin chất tạo gel quan trọng sử dụng để tạo cấu trúc gel cho thực phẩm.Ngồi cịn sử dụng thực phẩm cần có ổn định nhiều pha sản phẩm cuối giai đoạn tức thời quy trình sản xuất b Xanthan gum -Là dẫn xuất thu trình lên men vsv chủng xanthomonas vs tinh khiết isopropyl - Được dùng chế biến thực phẩm với mục đích tạo ổn định , tạo nhũ tương , tăng độ dày, tăng bọt , chịu nhiệt c cacboxymethycellulose - Hợp chất bao gồm nhiều chất : methyl cellulose ( E461), hydroxypropyl cellulose (E463), hydroxypropyl methyl cellulose (E464), methyl cenlulose (E466) hay gọi tắt CMC -Mục đích sử dụng CMC chất tạo gel, làm dày, làm ổn định, làm chậm kết tinh đường sản xuất sản phẩm bánh bích quy, sữa , thịt , đị hộp, mì, mì ăn liền - Cơng nghệ sử dụng thực phẩm: carboxy methyl cellulose nên phân tán nước nóng làm lạnh để hydrate hóa polysaccharide, giúp cắt polymer trọng lượng phân tử cao thành polymer trọng lượng phân tử thấp để giảm độ nhớt IV Các yếu tố ảnh hưởng đến trình trùng - Hệ vi sinh thực phẩm + Cần quan tâm đến tên loài vi sinh vật bị nhiễm mức độ chúng thực phẩm + Nếu lồi vi sinh vật thuộc nhóm ưa nhiệt chế độ tuyệt trùng cần phải nghiêm ngặt + mật độ vi sinh vật mẫu ban đầu cao phải tăng nhiệt độ thời gian xủa lý để đảm bảo sản phẩm có xác suất tái nhiễm thấp + Khả chịu nhiệt loài vi sinh vật thường đánh giá dựa giá trị “ thời gian phá hủy thập phân - Trang thái vật lí thực phẩm + Thực phẩm có phần lỏng phần đặc truyeeng nhiệt theo hai cách : đối lưu dẫn nhiệt + Thực phẩm lỏng: có độ nhớt thấp tỉ trọng nhỏ, hệ số truyền nhiệt cao gơn thực phẩm răn.Hàm lượng chất khô, độ nhớt ảnh hưởng đến hệ số truyền nhiệt - Thành phần hóa học thực phẩm ( Lipid, độ acid(chỉ số pH), nồng độn đường muối, ) - Phương pháp trùng tiệt trùng + Xử lí sản phẩm bao bì : Sản phẩm rót vào bao bì đóng nắp trước đem trùng tuyệt trùng Vật liệu bao bì kim loại (nhôm), thủy tinh plastic + Xử lí thực phẩm ngồi bao bì : Được xử dụng cho thực phẩm dạng lỏng có mục đích gia nhiệt, giữ nhiệt làm nguội V So sánh trình trùng t iệt trùng a.Giống nhau: -Đều trình làm tiêu diệt vi sinh vật gây hại vi khuẩn, virus, nấm mem,nấm mốc…trong sản phẩm( chất lỏng) - Kéo dài thời gian bảo quản thực phẩm b Khác nhau: - Thanh trùng : + Nhiệt độ trùng khoảng 60-900C , thời gian trùng tùy thuộc tính chất sản phẩm thơng thường từ 20-30 phút + q trình trùng làm giảm bất hoạt vi sinh vật không mong muốn sản phẩm + Không làm ảnh hưởng đến mùi vị, hương thơm, màu sắc, độ trong…và không tạo mùi vị không mong muốn cho sản phẩm -Tiệt trùng: + Nhiệt độ tiệt trùng khoảng 1210C.Thời gian tiệt trùng phụ thuộc vào mật độ vi sinh vật, lồi vi sinh vật, đặc tính ban đầu mẫu… + q trình tiệt trùng làm nóng sản phẩm lên đến nhiệt độ định khoảng thời gian xác định sau làm lạnh đột ngột.quá trình dùng để loại trừ tiêu diệt tất sống bao gồm tác nhân gây truyền nhiễm : nấm, vi khuẩn, bào tử diện bề mặt hay bên sản phẩm + Việc sử dụng phương pháp tiệt trùng để tiệt trùng sản phẩm theo quy mô thương mại khổng phải phổ biến làm ảnh hưởng xấu đến mùi vị chất lượng sản phẩm.Một số thực phẩm , chẳng hạn bơ sữa, làm nống già để đảm bảo vi sinh vật gây bệnh bị tiêu diệt BÀI : ỨNG DỤNG QUANG PHỔ UV-VIS TRONG XÁC ĐỊNH MẬT ĐÔ TẾ BÀO VI KHUẨN I Dựa vào nguyên lý thực nghiệm, mô tả cách vận hành thiết bị sử dụng quy trình: Mấy đo quang phổ: Máy quang phổ có hai kiểu có chùm sáng có hai chùm sáng + Máy quang phổ chùm sáng đo cuvet, đo phải đo mẫu trắng, điều chỉnh máu ghi zero đo mẫu thật + Máy quang phổ hai chùm sáng đo mẫu thật song song với mẫu trắng Ở thí nghiệm chúng sử dụng máy đo quang phổ chùm sáng * Cách vận hành máy đo quang phổ chùm sáng bước 1: Chuẩn bị mẫu đo Tiến hành pha loảng dịch huyền phù bacillus subtilis nồng độ 107 nồng độ 10, 20, 30, 40, 50, 60 lần bước 2: Tìm bước sóng chọn cuvet Trong thí nghiệm đo bước sóng vùng thấy 600nm sử dụng cuvet nhựa.( sử dụng cuvet thạch anh hay cuvet thủy tinh) bước 3: Đo mẫu trắng điều chỉnh máy ghi zero bước 4: Tiến hành đo quang phổ hấp thụ Lưu ý trước đo lần đo nồng độ khác cần chán qua cuvet dịch huyền phụ có nồng độ cần đo trước tiến hành đo Để cuvet hướng với chùm sáng máy quang phổ Tủ sấy: Chủng bacillus subtilis sau lên men hiếu khí tiến hành thu bào tử bắng phương pháp sấy khô đông khô Sấy khô: Vật thể gia nhiệt để đưa nhiệt độ lên đến nhiệt độ bão hòa ứng với phân áp suất nước bề mặt vật thể Vật thể cấp nhiệt để làm bay ẩm Quá trình sấy trình truyền ẩm từ trọng vật sấy bề mặt vật sấy, trình truyền ẩm từ bề mặt vật sấy bên ngồi mơi trường - Đơng khơ: làm đơng lạnh mẫu trước sau mẫu tiến hành đông khô nhiệt độ áp suất thấp, điều kiện tinh thể nước thăng hoa, mà không qua trạng thái II Mơ tả cách tính mật độ bacillus subtilis bổ sung Lấy 10g bacillus subtilis chia làm phần 5g Lấy 5g đem thử với 300ml nước để xác định phần trăm hàn lượng hạt nêm, muối đường Sau xác định hàm lượng phần trăm ta tính lượng hạt nêm, muối đường cần bổ sung vào 5g gia vị để pha mì gói với 150ml nước suy lượng bacillus subtilis Probiotic · Xác định lượng Probiotic Sau tiến hành đo OD dịch huyền phù bacillus subtilis nồng độ pha loảng ta dựng đồ thị mật độ bacillus subtilis Lấy 0.1g Probiotic đem pha loảng cách nồng đọ 10, 100, 1000 lần tiến hành đo OD thấy nồng độ pha loảng 100 lần giá trị OD nằm khoảng thuộc đồ thị mật độ bacillus subtilis Từ đồ thị ta suy giá trị mật độ đem nhân với độ pha loảng ta giá trị mật độ bacillus subtilis 0.1g Probiotic Mật độ yêu cầu thí nghiệm 4.104 CFU/1g 5g mật độ yêu cầu cần 20.104CFU Vậy tam suất ta suy lượng Probiotic cần bổ sung vào 5g gia vị - III Nêu yếu tố gây sai số kết thao tác máy quang phổ hấp thụ? Giải thích Nồng độ mẫu: Nồng độ mẫu pha khơng xác sẻ ảnh hưởng đến kết đo nồng độ pha cao mật độ vật chất tăng kết đo tăng ngược lại Bước sóng chùm sáng tới chọn cuvet phù hợp: Cần xác định xác bước sóng có độ hấp thụ cực đo mẫu loại cuvet phù hợp với vùng ánh sáng Thao tác trình đo: Tháo tác đo quan trọng tháo tác khơng kết đo khơng xác Ví dụ trong trình đo mà để nồng độ mẫu cịn cuvet đo mẫu có nồng đọ khác ảnh hưởng làm sai kết để vị trí cuvet khơng với hướng chùm tia sáng tới kết sai hay việc lâu cuvet không để bám bụi bẩn ảnh huongr đến kết đo… BÀI 5: ỨNG DỤNG THIẾT BỊ SẢN XUẤT SẢN PHẨM CHẤT CHIẾT NẤM MEN VÀ NƯỚC CHẤM GIÀU ĐẠM I QUY TRÌNH Nấm men Nuôi cấy Thu sinh khối Phá vỡ tế bào Lọc Ly tâm Cô quay Thu dịch Sấy Phối chế Chiết xuất nấm men Nước chấm giàu đạm Mô tả quy trình Sinh khối nấm men thu 50g sinh khối bình Sau thu sinh khối nấm men, tiến hành trinh phá vỡ tế bào nhiệt độ 48 0c vòng phương pháp hóa sinh Cụ thể: dùng dịch lọc dứa cho vào sinh khối nấm men tỉ lệ 1:3 , giữ 48 0c sau khoảng thời gian 30, 60, 90, 120 phút , đo khối lượng riêng dịch trích thu cách hút 10ml dịch đem cân nồng độ phần trăm chất khô dịch trích thu qua BX kế Sau phá vỡ tế bào xong, chia dung dịch làm phần: Phần 1: li tâm, thu dịch, phối chế để làm nước chấm giàu đạm Phần 2: dung dịch lại , lọc tay, nộp dung dịch để cô quay, sấy , thu mẫu chất chiết nấm men II Trả lời câu hỏi: Câu 1: mô tả cách vận hành thiết bị sử dụng quy trình? LY TÂM Nguyên lý: dùng để li tâm dịch huyền phù, chất có tỉ trọng khác Máy ly tâm tạo lực ly tâm Lực ly tâm làm cho cấu tử có khối luợng riêng khác phân riêng theo hướng gia tốc trường lực.Thành phần có khối lượng riêng lớn tập trung vùng xa tâm nhất,cịn thành phần có khối lượng riêng nhỏ tập trung phần roto Cách vận hành: Bật công tắc nguồn Chỉnh số vòng quay thời gian phù hợp Đặt ống mẫu li tâm vào khay theo nguyên tắc đối xứng trục Nhấn nút start Sau thời gian ly tâm, tắt máy, lấy mẫu CÔ QUAY CHÂN KHÔNG Nguyên tắc : bốc cô đặc hợp chất hồ tan sử dụng bình bốc dạng quay điều kiện chân không CÁCH VẬN HÀNH Kiểm tra toàn hệ thống trước sử dụng + Kiểm tra đường nước làm lạnh vào sinh hàn, + Kiểm tra dung dịch bể gia nhiệt + Kiểm tra kết nối, chân khơng, kết nối sinh hàn, bình thu hồi… + Kiểm tra đường điện - Quy trình sử dụng + Nâng toàn hệ thống lên vị trí thích hợp điều chỉnh + Lắp bình chứa dung dịch cần tích loại dung mơi vào hệ thống + Hạ hệ vị trí thích hợp cho trình chưng cất tách loại (bình ngập 1/3 thể tích bể gia nhiệt) + Điều chỉnh đường nước làm mát qua sinh hàn + Bật hệ thống chân không + Bật mơ tơ quay bình chứa mẫu vớ tốc độ yêu cầu + Bật bể gia nhiệt tới nhiệt độ yêu cầu Theo dõi trình chưng cất hồn thành Khi kết thúc q trình quay, tắt máy, xả bể đun, lau sạch, chùi dầu CÂU2: Các yếu tố ảnh hưởng đến q trình đặc? Sự khác biệt cô đặc chân không cô đặc nồi hở Các yếu tố ảnh hưởng đến q trình đặc + Sự chênh lệch nhiệt bão hịa nhiệt độ sôi nguyên liệu: chênh lệch lớn tốc độ truyền nhiệt lớn, trinh cô quay diễn nhanh: · Nhiệt độ áp suất bão hòa: nhệt độ áp suất bão hịa tăng q trinh cô đặc diễn nhanh · Nhiệt độ sôi nguyên liệu, áp lực bề mặt dung dịch, nồng độ chất khô nguyên liệu: giảm nhiệt độ sôi nguyên liệu trinh cô đặc diễn nhanh Ngồi cịn có yếu tố ảnh hưởng khác như: độ nhớt nguyên liệu, bề mặt trao đổi nhiệt , … Sự khác biệt cô đặc chân không cô đặc nồi hở cô đặc chân không cô đặc nồi hở Áp suất chân không Áp suất thường Làm giảm nhiệt độ sôi nguyên liệu Tăng nhiệt độ áp suất bão hòa Giữ tính chất mẫu, khơng hoạt tính sinh học ảnh hưởng xấu đén chất lượng sản phẩm nhiệt độ bão hịa cao đặc thời gian dài Dùng thiết bị kín đặc chân khơng Có thể dùng thiết bị hở ...BÀI 1: ỨNG DỤNG BỂ LÊN MEN (BIO REACTOR) SẢN XUẤT PROBIOTIC TỪ VI KHUẨN BACILLUS SUBTILIS I.Quy trình sản xuất Probiotic từ vi khuẩn Bacillus subtilis 1. Quy trình sản xuất Dịch lên men Ly... gói với 15 0ml nước suy lượng bacillus subtilis Probiotic · Xác định lượng Probiotic Sau tiến hành đo OD dịch huyền phù bacillus subtilis nồng độ pha loảng ta dựng đồ thị mật độ bacillus subtilis. .. subtilis Lấy 0.1g Probiotic đem pha loảng cách nồng đọ 10 , 10 0, 10 00 lần tiến hành đo OD thấy nồng độ pha loảng 10 0 lần giá trị OD nằm khoảng thuộc đồ thị mật độ bacillus subtilis Từ đồ thị ta