Đề tài công nghệ sản xuất dextran

Đề tài công nghệ sản xuất dextran MỤC LỤC I GIỚI THIỆU CHUNG Trang Giới thiệu chung dextran 2 Ứng dụng dextran II NGUYÊN LIỆU Mía Vi sinh vật .9 III QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT DEXTRAN A Sơ đồ khối .10 B Giải thích quy trình công nghệ: .12 IV SẢN PHẨM Tính chất dextran: 42 Chỉ tiêu chất lương sản phẩm: 42 V BÀI BÁO KHOA HỌC VÀ THÀNH TỰU CÔNG NGHÊ Các nghiên cứu khoa học: 44 Lên men dextran từ dịch chiết carob đường lactose: .45 phương pháp sản xuất dextran mới: 48 VI TÀI LIỆU THAM KHẢO: .50 -Trang 1- Đề tài công nghệ sản xuất dextran I GIỚI THIỆU CHUNG: Giới thiệu chung dextran: a Định nghĩa dextran: Dextran polymer sinh học, phần lớn tổng hợp từ vi khuẩn Lactic, có monomer gốc glucose liên kết với nhờ liên kết 1,6-glucoside Những vi sinh vật khác thường tạo nên dextran khác trọng lượng phân tử, phân bố nhánh cấu trúc phân tử Cấu trúc cịn phụ thuộc vào điều kiện ni cấy vi sinh vật sản sinh dextran Các polysaccharide kiểu dextran không bắt màu với iod, phân tử lượng chúng lớn không cố định, dao động phạm vi rộng, từ 1000 – 2.000.000 Da Dextran tổng hợp từ saccharose, tổng hợp từ glucose hay loại đường khác Các loại đường khác môi trường lên men đóng vai trị nguồn cung cấp cacbon cho vi khuẩn phát triển b Công thức cấu tạo: Dextran loại polysaccharide tương tự amylopectin, mạch hình thành liên kết α-1,6 glucoside nhánh bên gắn với liên kết α-1,3 α-1,4 glucoside Hình 1: Cơng thức cấu tạo Dextran c Cơ chế hình thành: Đa số polysaccharide ngoại bào từ vi sinh vật sản phẩm chuyển hóa nội bào chất thành sản phẩm trung gian, cuối thành polymer Dextran khác polysaccharide này, chất không thâm nhập vào tế bào vi sinh vật mà -Trang 2- Đề tài cơng nghệ sản x́t dextran chuyển hóa bên tế bào thành α-D-glucan phân nhánh, tức dextran Chỉ có saccharose dùng làm chất cho phản ứng Như vậy, polysaccharide sản xuất các tế bào nguyên vẹn môi trường nuôi tạo từ chế phẩm phi tế bào chứa phức hệ enzyme dextransaccharase (α -1,6-glucan : D-fructose 2-glucosyltransferase) Enzyme giải phóng fructose chuyển gốc glucose lên phân tử chất nhận liên kết với enzyme :  (1,6- α -D-glucosyl)n + saccharose  (1,6- α -D-glucosyl)n+1 + fructose -Trang 3- Đề tài cơng nghệ sản x́t dextran Hình 2: Cơ chế hoạt động enzym dextransaccharase X1,X2,X ký hiệu thay cho enzym hoạt động Enzym giải phóng fructose khỏi saccharose kết hợp tạo phức với gốc glucose Sau nhóm C-6 OH gốc phức khác kết hợp với C-1 giải phóng X, kết hai gốc glocose liên kết lại với liên kết α-1,6-glucoside Trong q trình polymer hóa chuỗi dextran dài liên kết chặt chẽ với enzyme, mức độ polymer hoá tăng phân tử chất nhận (trong trường hợp đơn giản phân tử chất) giải phóng chuỗi polymer khỏi enzyme Năng lượng tự lên kết glucoside phân tử disaccharide nằm vào khoảng 23 kJ lượng tự liên kết glucoside bên dextran thấp chút (12-17 kJ) Do phản ứng diễn theo chiều từ trái sang phải kèm với giảm lượng tự Fructose chuyển thành acid lactic, acid acetic, ethanol Đáng lưu ý chuỗi phản ứng cịn có xuất chất cho H + phản ứng giải phóng fructose nhận H + phản ứng liên kết hai gốc glucoside lại với Đó hai nhóm imidazolium(C 3H4N2) histidine cần thiết cho q trình tổng hợp dextran -Trang 4- Đề tài cơng nghệ sản xuất dextran Các loại đường khác saccharose (như maltose) tham gia phản ứng tạo thành oligosaccharide thay dextran cao phân tử Các gốc glucosyl cịn sót lại q trình tổng hợp dextran chuyển thành gốc tự đóng vai trị chất nhận có ảnh hưởng lớn đến phản ứng Trong tất chất nhận maltose isomaltose xem có ảnh hưởng lớn đến phản ứng Các chất nhận tương tác hoá trị với phức enzym-glucosyl enzym-dextranosyl để giải phóng glucose hay mạch dextran khỏi enzym hoạt động, đồng thời tạo liên kết với glucose hay dextran vị trí enzym Hình 3: Cơ chế ngưng phản ứng tổng hợp dextran chất nhận Các thành viên thấp oligosaccharide phân tử chất nhận có hiệu quả, lực enzyme tăng dần theo độ dài chuỗi Tuy nhiên, hạn chế độ khuếch tán tăng theo trọng lượng phân tử Dựa vào chế người ta khống chế độ dài mạch dextran trình sản xuất cách điều khiển thuỷ phân dextran để tạo chất nhận -Trang 5- Đề tài công nghệ sản xuất dextran Khi chất nhận dextran cao phân tử, C-3 dextran làm chất nhận kết hợp với C-1 phức glucosyl-enzyme dextranosyl-enzyme để giải phóng glucose hay dextran hình thành liên kết nhánh dextran chất nhận glucose hay dextran giải phóng vị trí enzyme Hình 4: Cơ chế ngưng phản ứng tổng hợp dextran chất nhận Phản ứng tạo thành liên kết nhánh cho mạch dextran, dạng α(1,3)-glucosyl Ngồi có liên kết nhánh dạng α(1,2)-glucosyl gặp cấu trúc dextran Ứng dụng: Dextran đươc biết đến từ kỷ mười chín, tìm thấy khối cầu đặc suốt q trình sản xuất đường mía đường củ cải Dextran có nhiều ứng dụng cơng nghệ thực phẩm, y dược, hóa cơng nghiệp chẳng hạn tá dược, chất nhũ hóa, chất mang, chất ổn định Liên kết ngang dextran chẳng hạn sephadex sử dụng rông rãi phân riêng, sắc ký lọc gel tinh nhiều sản phẩm khác protein nghiên cứu công nghiệp Trong công nghệ thực phẩm: Dextran sử dụng nhiều nhiên phạm vi ứng dụng hẹp Dextran sử dụng sản xuất sữa bột, yoghurt, nước xốt cà, mayonnaise, chất làm đặc mức đơng kem Nó sử dụng để ngăn chặn trình kết tinh đường, cải thiện khả hút ẩm, trì hương hình dạng thực phẩm -Trang 6- Đề tài cơng nghệ sản x́t dextran Ngồi dextran cịn dùng để chế thành thức ăn kiêng số bệnh đái tháo đường, làm chất đồng hóa, chất ổn định, chất tạo màng bảo quản chế biến thực phẩm Trong y học thú y: dextran có phân tử lượng khoảng 80000 dùng làm chất thay huyết tương Dextran gắn với Fe thành phức dextran Fe làm thuốc trị bệnh thiếu máu số triệu chứng có liên quan dến suy dinh dưỡng, rối loạn tiêu hố Dextran cịn dùng chế tạo sinh học, băng dính sinh học dùng phẫu thuật II NGUYÊN LIỆU Mía: Cây mía thường trồng khu vực nhiệt đới, chủ yếu nước phát triển Thời điểm thu hoạch: Thu hoạch tốt mía đạt độ chín cơng nghiệp, có hàm lượng đường đo phần gốc phần gần tương đương phải đảm bảo tiêu: độ Brix >20%, độ Pol >19%, Rs87%, ECS (chữ đường)>11 Nên thu hoạch ruộng mía cần trồng lại trước ruộng mía lưu gốc Khơng thu hoạch mía ngày rét đậm, trời mưa to, đất cịn ẩm ướt Thu mía theo đặc tính giống: giống chín sớm phải thu hoạch trước, giống chín muộn thu sau cách chặt thủ cơng thu máy Thu đến đâu chuyển nhanh nhà máy ngày Bảng 1: Thành phần chất dinh dưỡng mía Thành phần Tính theo trọng Tính theo nước Tính theo phần lượng mía(%) mía hỗn hợp(%) trăm chất khô(%) Saccharose 11.88 12.63 70-90 Đường khử 1.35 1.44 4-8 Protein 0.42 0.48 0.5-0.6 Acid tự 0.13 0.14 3-7 Acid kết hợp 0.14 0.15 0.3-0.6 Chất keo 0.39 0.41 3-5 Chất tro 0.39 0.6 Nước 59.12 78.15 -Trang 7- Đề tài công nghệ sản xuất dextran Bảng 2: Thành phần khống nước mía: Thành phần Hàm lượng (%) SiO2 0.25 K2 O 0.12 Na2O 0.01 CaO 0.02 MgO 0.01 Fe2O3 Vết P2O5 0.07 SO3 0.02 Cl Vết Trong thành phần quan trọng Saccharose Saccharose disaccharide glucose fructose liên kết với theo liên kết 1,2-glucoside có góc quay cực +66.5o Hình 5: Cơng thức cấu tạo saccharose Saccharose dễ bị thuỷ phân nhờ enzym invertase acid tạo glucose fructose theo tỉ lệ 1:1 gọi đường nghịch đảo Ở thực phẩm có pH acid thuận lợi cho nghịch đảo Sự nghịch đảo đường làm tăng chất khô lên 5,26%, tăng nhẹ vị tăng độ hoà tan đường dung dịch Sự tăng tính hồ tan đường dung dịch tính hồ tan cao fructose tính khó kết tinh glucose so với saccharose Vi sinh vật -Trang 8- Đề tài công nghệ sản xuất dextran a Giống vi sinh vật: Vi sinh vật dùng để lên men dextran chủng thuộc Streptobacterium destranicum, Streptococcus mutans, Leuconostoc dextranicus, Leuconostoc mesenteroides, L.citrovorus… Trong môi trường chứa saccharose vi khuẩn tiết enzym dextran-saccharase (α-1,6-glucan: D-fructose 2-glucosyltransferase, khối lượng phân tử 170kDa) phân giải saccharose ngoại bào thành glucose fructose đồng thời tổng hợp glucose thành dextran Sản phẩm phụ thuộc vào chủng lẫn vào điều kiện sử dụng cho sinh trưởng tổng hợp polymer Ở số chủng, dextransaccharase nằm dạng hòa tan chủng khác, liên kết phần hay hồn tồn với tế bào Sản xuất dextran cơng nghiệp dùng Leuconostoc mesenteroides để tạo polymer chứa khoảng 95% liên kết α-1,6 (phần lại liên kết α -1,3) trọng lượng phân tử 4-5 x 107 dalton Hình 6: Vi khuẩn Leuconostoc mesenteroides Leuconostoc mesenteroides cầu khuẩn gram âm, kích thước 1-1.5µm khơng có khả sản sinh catalase, ky khí vi hiếu khí, có khả lên men đường, khơng tổng hợp acid lactic từ D- L-arabinose, D- L-xylose, D- L-ribose  Trong q trình ni cấy chúng xếp chuỗi Trên mơi trường rắn có chứa saccharose chúng mọc lên thành khuẩn lạc phủ lớp màng nhầy -Trang 9- Đề tài công nghệ sản xuất dextran  Có giống tổng hợp acid lactic từ đường lactose có giống khơng tổng acid lactic  Nhiệt độ sống tối ưu 30oC, pH tối ưu 7.0 Giống Leuconostoc mensenteroides phân lập từ loại rau lên men cải bắp, súp lơ, bí ngơ, cà rốt, khoai tây Giống sau phân lập trì mơi trường dinh dưỡng chứa saccharose 40C b Yêu cầu chọn giống:  Khả sinh độc tố : không có  Khả sinh tổng hợp sản phẩm chính: sản lượng dextran tạo thành lớn  Khả thích nghi và tốc độ sinh trưởng: dễ ni cấy, thích nghi tốt với mơi trường, tốc độ sinh sản nhanh  Điều kiện nuôi cấy: môi trường nuôi cấy dễ kiếm, rẻ tiền  Yêu cầu khác : Dextran tạo thành bởi giống vi sinh vật phải dễ dàng lọc kết lắng tốt III QUY TRÌNH SẢN XUẤT DEXTRAN: A Sơ đồ khối -Trang 10- Đề tài công nghệ sản xuất dextran Hình 19: Sơ đồ hoạt động thiết bị ly tâm Thơng sớ cơng nghệ : Q trình thực liên tục với vận tốc li tâm 10000rpm, oC 15 phút ta thu dextran có chất lượng tương đối tốt 10 Lọc thuỷ phân dextran: Mục đích: Hoàn thiện Dextran sau kết lắng lần đầu cịn có nhiều tạp chất tế bào L.mesenteroides đó, cần lọc tinh lại lần thứ nhì để đạt yêu cầu chất lượng sản phẩm Biến đổi: - Vi sinh: Số lượng vi sinh vật giảm - Hóa học: Giảm lượng tạp chất Phương pháp: Hịa tan dextran sau q trình ly tâm nước đến nồng độ 5% Sử dụng than hoạt tính: than hoạt tính thêm vào dung dịch 5% dextran thô nước, khuấy Dung dịch đươc lọc thiết bị lọc Berkefeld sau dextran kết lắng -Trang 35- Đề tài công nghệ sản xuất dextran Thiết bị: Thiết bị lọc Hình 20:Thiết bị lọc áp suất thường 11 Tái kết tủa làm sạch: Mục đích: Hoàn thiện Biến đởi: tương tự kết tủa lần một Phương pháp thực hiện: Sau lọc thuỷ phân dextran đạt kích thước theo yêu cầu sử dụng, ta tái kết tủa dextran ethanol lạnh Dung dịch dextran thu lúc tinh khiết không cần phải kết lắng thiết bị li tâm 12 Hòa tan nước: Mục đích: chuẩn bị cho quá trình sấy phun Dextran được hòa tan nước nhằm làm giảm độ nhớt, và đồng hóa dung dịch dextran Thiết bị: Bình khuấy -Trang 36- Đề tài công nghệ sản xuất dextran 13 Sấy phun: Mục đích: Khai thác, bảo quản Tạo dextran thành phẩm dạng bột mịn để bán thị trường Biến đổi: - Vật lý: nhiệt độ tăng - Hóa lý: sự bốc nước, sự hình thành sản phẩm - Hóa sinh: Vô hoạt các eznym - Sinh học: tiêu diệt vi sinh vật Phương pháp: Dextran sau được hòa tan nước, bơm vào thiết bị sấy phun điều kiện chân không 300C thu dextran dạng bột Thiết bị: Các máy sấy phun sử dụng xí nghiệp vi sinh, cho phép tiến hành trình chế độ tương đối mềm để loại trừ tổn thất lớn chất hoạt hoá sinh học Dung dịch đem sấy chảy qua đĩa có đầu phun với số vịng quay lớn, nhờ tiểu phần chất lỏng biến thành hạt nhỏ (sương mù) bề mặt hoạt hố chất lỏng tăng lên Phịng dùng để sấy chế tạo loại thép không rỉ Chúng có đáy phẳng hay đáy nón Loại đáy phẳng phải có cấu để tháo sản phẩm khơ Cịn loại đáy hình nón thành phẩm dạng bột đẩy tác động lực ly tâm Nhanh chóng q trình sấy, nhiệt độ vật liệu sấy thấp, sản phẩm nhận dạng bột nhỏ khơng cần phải nghiền lại có độ hồ tan lớn, ưu việc máy sấy phun Vì sấy nhanh, nhiệt độ vật liệu suốt chu kỳ sấy không vượt nhiệt độ ẩm bốc (60 ÷ 70 C) thấp nhiều so với nhiệt độ -Trang 37- Đề tài công nghệ sản xuất dextran tác nhân sấy Máy sấy phun có đáy hình nón: Máy sấy gồm: Vỏ trụ có đáy hình nón để tháo bột khô Dung dịch đẩy vào sấy bị phun nhờ cấu ly tâm 13 có đĩa 10 Tác nhân sấy đưa vào phần thiết bị theo ống dẫn Ở cuối ống dẫn lắp cấu phun hình nón Nhờ cấu 8, tạo dịng xốy khí đưa vào Các giọt sản phẩm phun đĩa bị bao phủ dòng khơng khí chuyển xuống Hình 21: Máy sấy phun đáy hình nón Ẩm bốc hơi, phần tử bột nhỏ cịn lại lắng xuống đáy hình nón tháo đến cấu để chuyển sản phẩm vào hệ băng tải khí động học Để tẩy tiểu phần sản phẩm bám tường, lắp máy rung 17 Tác nhân sấy bị thải có mang theo tiểu phần nhỏ sản phẩm khỏi thiết bị sấy qua ống dẫn vào cyclon để tách bột Để khảo sát bên trong, có xe nâng 4, nguồn chiếu sáng cửa Tấm ngăn máy sấy 11 có van bảo hiểm dạng đĩa chồng dạng đường ống 12 để xả khí sấy tăng áp suất đáng kể Đĩa phun 10 quay với tốc độ 10000 vòng/phút từ động qua hộp giảm tốc Để bôi trơn cấu phun, phần thiết bị có lắp cấu học lọc mỡ 14 Vô lăng điện 15 dùng để nâng cấu phun -Trang 38- Đề tài công nghệ sản xuất dextran Để tránh cháy sản phẩm máy sấy, người ta đặt cấu bảo hiểm 18 Máy sấy đặt phịng kín hay ngồi trời Hình 22 hệ thống sấy phun tổ hợp Bộ sấy gồm thùng chứa dung dịch chất lỏng canh trường 2, bơm ly tâm 9, thiết bị lọc khí 1, phòng sấy 4, cấu tháo dỡ để đẩy bột khơ vào băng tải khí động 10, lọc vi khuẩn 7, quạt hai chiều 6, calorife 8, thùng chứa sản phẩm khô 12, lắng xyclon 11, tháo dỡ xyclon 13, lọc không khí để đẩy vào calorife Hình 22: Hệ thống sấy phun tổ hợp Đối với dạng máy sấy này, nhiệt độ tác nhân sấy vào máy điều chỉnh 0 giới hạn 135 ÷ 390 C, 60 ÷ 100 C Năng suất tính theo ẩm bốc 500 ÷ 1000 kg/h 14 Chưng cất: Mục đích: Khai thác Dịch thu sau trình thuỷ phân đưa vào hệ thống chưng cất thu hồi ethanol để chuẩn bị cho trình kết lắng lần lên men Thiết bị: Tháp chưng cất -Trang 39- Đề tài công nghệ sản xuất dextran Hình 23: Sơ đồ tháp chưng cất 15 Đóng gói sản phẩm: Dextran 40, 60, 70 loại dextran thành phẩm có độ dài mạch 40000, 60000, 70000 Da, thường bao gói thành phẩm với khối lượng thương mại sau: Bảng 8: Một số đơn vị sản phẩm thị trường Khối lượng Mô tả 100 g Hộp chứa dextran, DMF loại III 500 g Hộp chứa dextran, DMF loại III kg Hộp chứa dextran Bột dextran bảo quản kín bên bao PE kép 50 kg Hộp chứa dextran Bột dextran bảo quản kín bên bao PE kép -Trang 40- Đề tài công nghệ sản xuất dextran -Trang 41- Đề tài cơng nghệ sản x́t dextran IV SẢN PHẨM: Tính chất dextran: a Tính hồ tan: Dextran dễ dàng tan H2O tạo thành dung dịch suốt bền vững pH khơng có tác động đến khả hồ tan dextran Có thể hồ tan tới nồng độ 50% w/v Ngồi dextran cịn tan số dung môi khác metyl sulfide, formandehit, ethylene glycon glycerol Dextran không tan dung môi rượu đơn chức methanol, ethanol… hầu hết keton b Độ nhớt dung dịch dextran: Vì dextran polysaccharide trung tính nên độ nhớt dung dịch bị ảnh hưởng pH hay nồng độ muối Biểu đồ 4: Thể quan hệ nồng độ dextran độ nhớt dung dịch Chỉ tiêu chất lượng sản phẩm: a Chỉ tiêu vật lý: Khối lượng phân tử phải đồng theo loại sản phẩm : tùy theo mục đích sử dụng mà có tiêu sản phẩm khác nhau:  Dextran 40: có khối lượng phân tử 40000 Da, dùng để thay huyết tương  Dextran 60: có khối lượng phân tử 60000 Da, dùng huyết tương chữa bệnh đau mắt -Trang 42- Đề tài công nghệ sản xuất dextran  Dextran 70: có khối lượng phân tử 70000 Da, thành phần Active Pharmaceutical Ingredient (API) dùng 14 nước châu Âu để chữa bệnh máu chấn thương b Hoá học: - Độ tinh khiết cao - pH dung dịch hoà tan nước nồng độ : 4.5 – 7.0 c Hoá lý: Độ nhớt dextran thay đổi tuỳ thuộc độ dài mạch dextran khác tuỳ theo yêu cầu loại sản phẩm d Sinh học: Khơng có độc tính e Cảm quan: Màu: bột trắng Mùi: Không mùi V BÀI BÁO KHOA HỌC VÀ THÀNH TỰU CÔNG NGHÊ: Các nghiên cứu khoa học: a Sản xuất dextran có độ nhớt cao: Các nghiên cứu cho thấy độ nhớt dextran sản xuất từ chủng Leuconostoc mesenteroides NRRL B-512 phụ thuộc nhiều vào điều kiện mơi trường Khi kiểm sốt điều kiện mơi trường người ta tạo sản phẩm dextran có tính nhớt mong muốn Q trình lên men dextran diễn song song với tăng độ nhớt, sau khoảng 24 độ nhớt đạt cực đại lúc lên men dextran diễn hồn toàn Đi kèm theo thay đổi giảm pH từ giá trị ban đầu 7.0 xuống 4.6 thời điểm độ nhớt đạt cực đại Các loại dextran phân lập từ môi trường lên men thời điểm độ nhớt đạt cực đại gọi High Viscosity Dextran Tính chất riêng loại dextran độ nhớt cao, tính quay cực tốt tinh khiết b Dextran tự phân: Khi kéo dài thời gian lên men độ nhớt môi trường nuôi cấy giảm Bảng cho thấy thay đổi độ nhớt Ban đầu độ nhớt giảm nhanh sau chậm dần pH giảm dần từ 4.6 xuống 3.7 Dextran C E bảng phân lập từ môi trường lên men giảm độ nhớt gọi autolyze dextran -Trang 43- Đề tài công nghệ sản xuất dextran Bảng 9: Tác động việc kéo dài thời gian nuôi cấy 250C lên môi trường không đệm pH nhớt Môi trường lên men BC thời pH Môi trường lên men DE Độ phần thời gian gian lên nhớt phân lập men (giờ) tuyệt pH Độ phần lên men nhớt tuyệt phân (giờ) đối(cp) lập đối(cp) 7.5 7.1 23 4.9 60 23 4.6 203 29 4.5 82 Dextran 27.5 4.4 164 Dextran 32 4.45 75 B* 32 4.3 131 D* 33 4.4 73 47 4.0 74 72 3.9 43 96 3.75 20 145 3.73 15 99 191 3.85 3.7 20 11 E Dextran 335 3.7 503 3.7 Dextran 273 3.7 10 C Lên men dextran từ dịch chiết carob đường lactose: a Nguyên liệu: Carob loại họ đậu sinh sống khu vực Địa Trung Hải Đông Nam Á, nuôi trồng Địa Trung Hải từ khoảng 4000 năm trước Bồ Đào Nha Tây Ban Nha có khoảng 100000 carob chiếm 50% sản lượng giới Sản lương carob giới vào khoảng 315 000 Các khu vực sản xuất Tây Ban Nha (42 %), Ý (16 %), Bồ Đào Nha ( 10%), Ma-rốc ( 8%), Hi lạp (6.5 %), Kypros ( 5.5 %) Thổ Nhĩ Kỳ (4.8 %) Carob chống chịu hạn hán, dễ trồng dùng để sản xuất nhiều sản phẩm từ hạt Phần nội nhũ hát dùng để sản xuất galactomaman - dùng -Trang 44- Đề tài công nghệ sản xuất dextran ngành công nghiệp dệt mỹ phẩm Quả carob loại thức ăn dầu lượng, sử dụng công công nhiệp thực phẩm để thay dừa sản xuất loại xi rô Quả carob chứa hàm lượng đường cao (45% 30 % saccharose ), protein 3%, chất béo (0.6 %) Ngồi carob cịn chứa hàm lượng tanin cao Các kết nghiên cứu cho thấy lên việc lên men dich chiết từ carob cho sản sản giá trị cao Tuy nhiên việc sản xuất dextran fructose từ carob chưa nghiên cứu sâu đem lại nguồn lợi nhuận không nhỏ Một nguyên liệu cần thiết khác công nghệ lên men dextran hứa hẹn đem lại lợi nhuận lớn đường sữa Thật vậy, thị trường tiêu thụ lactose giới bão hồ Ngành cơng nghiệp bơ sữa giới nghiên cứu loại sản phẩm phụ có chứa hàm lượng lacose cao( vd whey) Lượng lactose dư thừa giới vào khoảng 550000 tấn/năm.Vì công nghệ lên men hứa hẹn đe, đến tiềm kinh tế lớn từ lactose b Phương pháp tiến hành: Sử dụng nấm men Leuconostoc mesenterosides NRRL B521 Môi trường lên men: Để kiểm tra lên men dextran sử dụng dịch chiết từ carob dịch whey làm chất nền, thí nghiệm lên men tĩnh tiến hành với môi trường lên men bao gồm : dịch chiết carob (Carob pod extract- CPE) (với hàm lượng saccharose ban đầu 20g/l) với dịch chiết nấm men (4g/l) ( môi trường CPE) CPE (hàm lượng saccharose 20g/l), dịch chiết nấm men (4g/l), dịch whey (Cheese whey- CW) (chứa hàm lượng lactose 5g/l) (môi trường CPE + CW) Trong dịch chiết nấm men khơng chứa sinh khối phát triển mơi trường CPE Bình lên men gồm 645 ml dịch chiết carob (môi trường CPE) 645ml dịch chiết carob CPE + 234 ml dịch whey + 2121 ml nước c Kết bàn luận:  Tác động loaị đường bổ sung tới tính chất dextran: Sự diện loại đường bổ sung mơi trường lên men có tác dụng làm giảm khối lượng phân tử dextran Phân tử dextran nhỏ thu thí nghiệm đường maltose, sau lactose galactose Tuy nhiên lượng dextran fructose tạo ảnh hưởng phân tử đường bổ sung không đáng kể Các loại đường bổ sung giúp làm tăng khả bị tách rời hoạt động enzym chuyển thành chất nhận làm giảm khối lượng phân tử dextran -Trang 45- Đề tài công nghệ sản xuất dextran Bảng 10: Tính tốn giá trị Mn Q Mw thu từ thí nghiệm với đường bô sung Đường Mantose t B D F E Mn (h) (g/l) (g/l) (g/l) (DSU/ml) (.10-3) (.10-3) 5.3 7.66 7.79 49.73 240.8 35.8 Q Mw interval 6.72 34406517941 Lactose 10 4.8 6.88 7.00 30.64 311.7 39.7 7.85 72948518209 Galactose 10 5.58 7.08 7.37 52.74 398.5 34 7.85 92551396740 Saccharose 10 6.04 7.48 7.19 55.28 189.05 10000 1.87 14677264 -183127 Sinh khối (B), dextran (D), fructose (D), hoạt động enzym (E) thời gian lên men t  Sư sinh tổng hợp dextran fructose sử dụng nước chiết carob dịch whey: Kết thí nghiệm cho thấy lượng sinh khối thu lượng saccharose tiêu thụ nhiều với có mặt lactose Nhưng vấn đề sản lượng chất lượng sản phẩm đạt mong muốn Môi t (h) trường CPE 12 B D F E (g/l) (g/l) (g/l) (DSU/ml) 5.58 8.56 7.78 53.2 Mw Mn Q Mw interval 1653723 891231 1.84 12845641190837 CPE + 12 5.07 7.23 6.98 29.5 CW 325829 43322 7.52 78753718879 -Trang 46- Đề tài công nghệ sản xuất dextran Kết cho thấy gía trị dextran thu phương pháp lên men sử dụng môi trường CPE CPE + CW hoàn toàn giống với sử dụng môi trường đường tinh khiết d Kết luận: Việc điều chỉnh khối lượng phân tử dextran thành phần môi trường lên men la quan trọng Chi phí thấp cho việc thuỷ phân phân tử dextran có chuỗi polymer dài thành phần ngắn thực cách sử dụng loại đường bổ sung môi trường lên men Theo trường hợp nghiên cứu này, khối lượng phân tử dextran giảm từ 1890000 – 10000000 Da (nếu sử dụng đường saccharose) xuống khoảng 240000 – 400000 Da (khi bổ sung thêm loại đường khác với đường saccharose) Khoảng thay đổi rộng khối lượng phân tử dextran có ý nghĩa làm tăng tính đa dạng 3.Phương pháp sản xuất dextran mới: Dextran thô thông thường sản xuất theo phương pháp lên men gián đoạn Tuy nhiên ta có nhiều q trình thay khác như: dùng enzym khơng chiết từ tế bào, q trình lên men với có mặt chất nhận, lên men liên tục Cách khoảng 30 năm Hehre Tsuchiya khám phá bổ sung khoảng 1mg/ml dextran có khối lượng phân tử thấp vào dịch nuôi cấy ảnh hưởng đến khối lượng phân tử dextran sản xuất Sau Tsuchiya đồng Nadel tận dụng phát Nhờ mà sản lượng dextran tăng thêm 33% từ nồng độ enzym định Ít nhà sản xuất tiếp nhận thành tựu Có nhiều lí do, thứ sản phẩm thu lúc kèm với khối lượng phân tử lớn, sản lượng khơng vượt q mức thơng thường, phải có q trình phân riêng sản xuất dextran có phân tử lượng thấp, để đảm bảo an toàn thiết bị phải thay mới, lắp ráp Sản xuất dextran từ dextransucrase cố định đưa đến kết hứa hẹn phịng thí nghiệm Nhiều nghiên cứu phương pháp sản xuất dextran có depolymer hóa phân đoạn tiếp diễn Những nghiên cứu Basedown Ebert ảnh hưởng ứng suất cắt sóng siêu âm, đơn lẻ kết hợp với thủy phân axit, thu hút nhiều quan tâm lĩnh vực Các tác giả kiểm chứng sản phẩm tạo -Trang 47- Đề tài công nghệ sản xuất dextran thành endo-dextranase tác động làm tăng sản phẩm bị phân tán nhiều Kỹ thuật phân đoạn ethanol thông thường tốn nhiều thời gian Việc sử dụng máy siêu lọc ứng dụng nhiều năm Nhưng kĩ thuật có giới hạn Nhược điểm lớn dextran có tính chọn lọc với màng membrane có khả làm biến dạng lỗ khí màng membrane Tuy nhiên gần Alsop đồng mơ tả qui trình bao gồm GPC, siêu lọc máy siêu lọc, trao đổi ion để thu sản phẩm thủy phân dextran có suất cao -Trang 48- Đề tài công nghệ sản xuất dextran VI/ TÀI LIỆU THAM KHẢO: [1] Allene Jeanes, C A Wilham, and J C Miers, Preparation and characterization of Dextran from Leuconostoc mesenteroides [2] A.N de Belder, Dextran [3] El-Sayed Ali Abdel-Rahman Soliman, Investigations on the influence of dextran during beet sugar production with special focus on crystal growth and morphology by [4] El-Tayeb, T S and T A Khodair, Production and Purification of a bioemulsifier and flocculating agent produced by Pseudomonas sp.UBF [5] Mariana Cortezi, Rubens Monti and Jonas Contiero, Leuconostoc mesenteroides FT 045 B isolated from alcohol and sugar mill plant [6] Myriam Naessens, An Cerdobbel, Wim Soetaert and Erick J Vandamme, Leuconostoc dextransucrase and dextran: production, properties and applications [7] Shah Ali UL Qader, Lubna Iqbal, Afsheen Aman, Erum Shireen, Abid Azhar, Production of Dextran by Newly Isolated Strains of Leuconostoc mesenteroides PCSIR-4 and PCSIR-9 [8] Steven J Setford, Measurement of native dextran synthesis and sedimentation properties by analytical ultracentrifugation -Trang 49- ... dextran Bột dextran bảo quản kín bên bao PE kép -Trang 40- Đề tài công nghệ sản xuất dextran -Trang 41- Đề tài công nghệ sản xuất dextran IV SẢN PHẨM: Tính chất dextran: a Tính hoà tan: Dextran. .. chế độ dài mạch dextran trình sản xuất cách điều khiển thuỷ phân dextran để tạo chất nhận -Trang 5- Đề tài công nghệ sản xuất dextran Khi chất nhận dextran cao phân tử, C-3 dextran làm chất... hạn hán, dễ trồng dùng để sản xuất nhiều sản phẩm từ hạt Phần nội nhũ hát dùng để sản xuất galactomaman - dùng -Trang 44- Đề tài công nghệ sản xuất dextran ngành công nghiệp dệt mỹ phẩm Quả