Đang tải... (xem toàn văn)
Bài giảng Kỹ thuật thu hồi hoàn thiện sản phẩm: Bài 1 - Mở đầu được biên soạn nhằm giúp các em sinh viên nắm được khái niêm DSP, mục đích quá trình, các khó khăn thách thức, chiến lược, các bước qui trình THHTSP; Trình bày được các kỹ thuật thu nhận SPSH: lắng, lọc, li tâm, trích li, lọc màng, sắc kí, kết tinh, sấy bao gồm nguyên tắc và ứng dụng; Biết cách tính tóan một số thông số của qui trình. Mời quý thầy cô và các em cùng tham khảo!
Kỹ thuật thu hồi hòan thiện sản phẩm Downstream process (DSP) Lê Thanh Hà Bộ môn CNSH Bài MỞ ĐẦU Đề cương mơn học • G:\20092021\16022020\Bomon\Decuong\CTDT2017\Đê cương chỉnh sửa\final\BF4709_Ky thuat thu hoi hoan thien san pham-final-REV1.docx Mục đích mơn học • Hiểu khái niêm DSP, mục đích q trình, khó khăn thách thức, chiến lược, bước qui trình THHTSP • Nắm kỹ thuật thu nhận SPSH: lắng, lọc, li tâm, trích li, lọc màng, sắc kí, kết tinh, sấy bao gồm nguyên tắc ứng dụng • Biết cách tính tóan số thơng số qui trình I Các khái niệm DSP • Q trình thu hồi hồn thiện sản phẩm q trình cơng nghệ sinh học với tác nhân vi sinh vật qui mơ CN • trình thu hồi khác như: tách chiết chất có hoạt tính từ động vật hay thực vật • Qui trình cơng nghệ sinh học: giai đoạn Qui trình cơng nghệ sinh học DSP Ngun liệu thơ Thủy phân Tối ưu hóa Thanh trùng Xúc tác sinh học Chọn lọc Biến dị Kỹ thuật lai USP Cố định Phản ứng Phản ứng enzym Lên men Xúc tác Fermentation Thu hồi sản phẩm Lắng Lọc Kết tinh Kết tủa Trích li Hấp phụ Sắc kí Qui trình SX enzym từ nấm mốc Giống Chuẩn bị giống Lên men Thu hồi enzym ATPE - Aqueous two-phase extraction UF- Ultrafilstration DF- Diafiltration IEX – Ion exchange chromatography HIC - Hydrophobic interaction chromatography Sản xuất lên men Nguyên liệu thô Q trình phụ trợ Khơng khí Hơi nước Thùng lên men Nhiệt Sản phẩm DSP Nước Giống Thải Kiểm soát q trình Upstream process- Q trình trước lên men • Chủng: – Chọn lọc chủng – Cải thiện chủng – Nhân giống • Mơi trường – Nguồn C N – Nguồn dinh dưỡng ko thể thiếu – Môi trường xác định hay không xác định – Tối ưu môi trường lên men Chiến lược ❖Áp dụng kĩ thuật di truyền để làm dễ trình thu hồi – Siêu tổng hợp protein – Tiết ngồi mơi trường hay tiết vào periplasm – Biến đổi protein gắn thêm tag giúp cho q trình tinh dễ dàng Chiến lược ❖ Tính giá thành DSP • Số giai đoạn – ↑ thiết bị ↑ giai đoạn ➔ ↑ giá thành • Nồng độ SP ban đầu – Càng cao tốt ➔ giá thành • Độ tinh hoạt tính u cầu – Hồn thiện ↑ giá thành • Hiệu suất thu hồi − Càng cao tốt ➔ giá thành Thách thức DSP Khó để tách hiệu kinh tế sản phẩm sinh hóa với độ tinh khiết cao từ hỗn hợp phân tử chất có chức tương tự có tính chất hóa học lí học giống III Một số ví dụ QTTHHTSP • • • • • • • • • Sinh khối tế bào: SCP,nấm men, probiotics Dung môi: ethanol, butanol, axeton Các axit hữu cơ: axit xitric, lactic, axetic Các axit amin: mì chính, lysin, methionine, tryptophan Kháng sinh: penicillin, streptomycin Các polisaccarit: xanthan gum, pullulan Lipit VSV Vacxin Protein – enzim thô: amylase, protease,… – protein phân tích: kháng thể – protein chữa bệnh: insulin Quá trình thu hồi protein tái tổ hợp nội bào (Insulin) Source: Datar R and Rosen CG Downstream Process Economics in Separation Processes in Biotechnology, Asenjo J ed., MarcelDekker, Inc., 1990 Quá trình thu hồi bia https://www.onlinebiologynotes.com/brewing-beerproduction-process/ Quá trình thu hồi enzyme ngoại bào https://www.informit.com/articles/article.aspx?p=2783636&seqNum=4 MỘT SỐ CHÚ Ý Một số ghi nhớ DSP Phần lớn trình DSP bao gồm hay nhiều bước Các trình thực theo trình tự nhằm thu sản phẩm từ thơ đến tinh Dịch sau lên men bao gồm: tế bào, sản phẩm ngoại bào nội bào, chất thừa Q trình thu hồi trích li sản phẩm phụ thuộc vào loại sản phẩm, độ hòa tan, qui mơ q trình, giá trị sản phẩm Tinh sản phẩm thuốc có giá trị hormon, enzym, kháng thể sản phẩm đắt khó nâng cấp Các bước thu hồi cho sản phẩm định phụ thuộc vào chất sản phẩm đặc tính dịch sau lên men Một số qui tắc chung Sự có mặt sinh khối gây ảnh hưởng trình phải loại Sản phẩm nội bào phải phá vỡ TB Các sản phẩm nội bào dễ dàng kết tủa, lắng hay lọc→tuy nhiên q lỗng khơng hiệu cho q trình thu hồi Cơ đặc sản phẩm từ dịch lên men làm giảm chi phí cho q trình thu hồi Lựa chọn qui trình DSP Mức độ tinh SP Chi phí sản xuất/hiệu suất thu hồi Khả tăng qui mô Tính lặp lại dễ áp dụng Độ chắn, mạnh mẽ (Robustness with respect to process stream variables)- thông số thay đổi nhg dùng Câu hỏi giai đoạn qui trình CNSH gì? Đặc điểm SPSH? DSP q trình gì? Các bước THHTSP? Mục đích DSP? Yếu tố ảnh hưởng đến DSP? Chiến lược THHTSP?