Enzyme protease và ứng dụng trong sản xuất nước mắm ngắn ngày đh CNTP TP HCM

Mục lục Nội dung trang Lời mở đầu 4 I. Enzyme protease 5 1. Khái quát về enzyme 5 1.1 Enzyme 5 1.2 Đặc tính chung của enzym 5 1.3 Cấu tạo của enzym 5 2 Tổng quan về enzyme protease 6 2.1 Giới thiệu 6 2.2 Đặc điểm chung 6 2.3 Phân loại 8 2.4 Cơ chế tác dụng 10 2.5 Nguồn cung cấp 10 II. Thu nhận enzyme protease từ nấm mốc Aspergillus oryzae 15 1. Quy trình thu nhận enzyme protease 15 2. Thu nhận enzyme protease từ nấm mốc Aspergillus oryzae 16 2.1 Tổng quan về Aspergillus oryzae 16 2.2. Quy trình sản xuất protease từ chủng nấm mốc Aspergillus oryzae 23 2.2.1. Sơ đồ quy trình 24 2.2.2. Thuyết minh quy trình 25 III. Ứng dụng enzyme Protease trong công nghệ sản xuất nước mắm ngắn ngày 30 1. Ứng dụng enzyme protease 30 2. Ứng dụng protease trong sản xuất nước mắm ngắn ngày 33 2.1 Giới thiệu 33 2.2 Phân loại nước mắm 34 2.3. Các hệ enzyme trong sản xuất nước mắm 36 2.4. Vi sinh vật trong sản xuất nước mắm 37 2.5 Nguồn nguyên liệu 37 2.5.1 Cá 37 2.5.2 Muối 41 2.5.3 Nguyên liệu phụ 43 2.6 Quy trình sản xuất nước mắm ngắn ngày 45 2.7 Giải thích quy trình 46 2.7.1 Rửa 46 2.7.2 Xử lý 47 2.7.3 Lên men 47 2.7.4 Lọc 51 2.7.5 Cô đặc chân không 52 2.7.6 Bổ sung hương 54 2.7.7 Đóng chai 56 IV Sản phẩm 58 1. Cách tăng hương vị cho nước mắm ngắn ngày 58 2. Tiêu chuẩn của nước mắm thành phẩm 58 3. Giá trị dinh dưỡng của nước mắm 58 4. Một số sản phẩm nước mắm sử dụng phương pháp ngắn ngày trên thị trường 60 Kết luận 62 Tài liệu tham khảo 63 Lời mở đầu Một trong những thành tựu to lớn của khoa học công nghệ trong thời gian gần đây là nghiên cứu về enzyme, nó đặt trưng cho sự phát triển của khoa học tự nhiên trong mấy chục năm qua, và một trong những enzyme được nghiên cứu rất nhiều, đó là enzyme protease, đây là enzyme được thu nhận từ rất nhiều nơi, từ động vật, thực vật cho tới vi sinh vật đều là nguồn gốc của enzyme protease, và điều đặc biệt là enzyme protease đóng vai trò vô cùng quan trọng trong cuộc sống của chúng ta và được ứng dụng trong rất nhiều ngành nghề, một trong số đó là ứng dụng quan trọng trong công nghệ sản xuất nước mắm ngắn ngày. Bài báo cáo về enzyme protease và ứng dụng trong sản xuất nước mắm ngắn ngày sẽ giúp cho chúng ta hiểu rõ về enzym protease, cách thu nhận cũng như hiểu được tầm quan trọng của enzyme protease trong sản xuất nước mắm ngắn ngày, để có thể tham khảo và áp dụng thực tế một cách tốt nhất khi đi vào thực tế. I. ENZYME PROTEASE 1. Khái quát về enzyme 1.1. Enzym Enzym có bản chất là protein được sinh vật tổng hợp nên, tham gia vào các phản ứng hóa sinh học. 1.2. Đặc tính chung của enzym Enzym được tạo ra trong tế bào sinh vật, không độc hại, thân thiện với môi trường. Enzym tham gia phản ứng cả trong tế bào sống và cả khi được tách khỏi tế bào sống. Enzym có thể tham gia xúc tác các phản ứng trong và ngoài cơ thể từ giai đoạn đầu đến giai đoạn cuối giải phóng hoàn toàn năng lượng dự trữ trong các hợp chất hóa học. Trong chuỗi chuyển hóa hở hay chuỗi chuyển hóa khép kín, sản phẩm của phản ứng trước là cơ chất cho phản ứng sau. Enzym có thể được thực hiện một phản ứng: xảy ra ngoài tế bào (như trong ống nghiệm) Phản ứng enzym tiêu hao năng lượng rất ít, hiệu suất và tốc độ cao Enzyme tính chọn lọc cao Enzym chịu sự điều khiển bởi gen và các điều kiện phản ứng. 1.3. Cấu tạo của enzym Nhóm enzym đơn cấu tử : Thành phần cấu tạo chỉ có protein. Nhóm enzym đa cấu tử : Gồm 2 phần: + Phần I: protein thuần : apoprotein hay apoenzym + Phần II: thành phần không phải protein : cofactor – chúng có thể gắn chặt (prosthetic) hoặc lỏng lẻo với phần protein (coenzym) Ngoài ra còn có một số kim loại giữ vai trò liên kết giữa enzym và cơ chất, giữa apoenzym và coenzym, tham gia vận chuyển điện tử. 2. Tổng quan về enzyme protease 2.1 . Giới thiệu. Protease là chất xúc tác thủy phân protein tạo thành những phân tử thấp và các amino acid. Chúng không chỉ có ý nghĩa cho quá trình sinh trưởng, sinh sản của mọi sinh vật mà còn đóng vai trò rất quan trọng trong công nghệ chế biến thực phẩm, trong y học, trong công nghệ gen và bảo vệ môi trường. Protease là một trong những enzyme được ứng dụng rất nhiều trong mọi lĩnh vực. Đặc biệt là công nghiệp thực phẩm, protease đã có những đóng góp rất to lớn trong việc phục vụ và nâng cao đời sống của con người. Hiện nay trên thế giới, công nghệ thu nhận protease từ vi sinh vật hiện còn đang phát triển, tìm tòi nghiên cứu về khả năng ứng dụng vô vàn của enzyme protease. Ở Việt Nam cũng có nhiều công trình công bố về việc nghiên cứu sử dụng Protease, chủ yếu tập trung vào các protease thực vật và động vật còn protease vi sinh vật chỉ được nghiên cứu trong hơn chục năm trở lại đây.

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM

KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

Ứng dụng công nghệ sinh học trong công nghệ thực phẩm

Đề tài Enzyme protease và ứng dụng trong sản xuất

nước mắm ngắn ngày

GVHD: Th.s Nguyễn Thị Thu Sang SVTH: Nhóm 19

Trần Quốc Huy 3005110114 Trần Thị Mỹ Lan 3005110137 Nguyễn Hoàng Linh 3005110145 Trần Thị Tiến 3005110335 Ngô Thị Minh Tuyền 3005110375

Mục lục

Tp.Hồ Chí Minh-2014

Nội dung trang

Lời mở đầu 4

I Enzyme protease 5

1 Khái quát về enzyme 5

1.1 Enzyme 5

1.2 Đặc tính chung của enzym 5

1.3 Cấu tạo của enzym 5

2 Tổng quan về enzyme protease 6

2.1 Giới thiệu 6

2.2 Đặc điểm chung 6

2.3 Phân loại 8

2.4 Cơ chế tác dụng 10

2.5 Nguồn cung cấp 10

II Thu nhận enzyme protease từ nấm mốc Aspergillus oryzae 15

1 Quy trình thu nhận enzyme protease 15

2 Thu nhận enzyme protease từ nấm mốc Aspergillus oryzae 16

2.1 Tổng quan về Aspergillus oryzae 16

2.2 Quy trình sản xuất protease từ chủng nấm mốc Aspergillus oryzae 23

2.2.1 Sơ đồ quy trình 24

2.2.2 Thuyết minh quy trình 25

III Ứng dụng enzyme Protease trong công nghệ sản xuất nước mắm ngắn ngày 30

1 Ứng dụng enzyme protease 30

2 Ứng dụng protease trong sản xuất nước mắm ngắn ngày 33

2.1 Giới thiệu 33

2.2 Phân loại nước mắm 34

2.3 Các hệ enzyme trong sản xuất nước mắm 36

2.4 Vi sinh vật trong sản xuất nước mắm 37

2.5 Nguồn nguyên liệu 37

2.5.1 Cá 37

2.5.2 Muối 41

2.5.3 Nguyên liệu phụ 43

2.6 Quy trình sản xuất nước mắm ngắn ngày 45

2.7 Giải thích quy trình 46

2.7.1 Rửa 46

2.7.2 Xử lý 47

2.7.3 Lên men 47

2.7.4 Lọc 51

2.7.5 Cô đặc chân không 52

2.7.6 Bổ sung hương 54

2.7.7 Đóng chai 56

IV Sản phẩm 58

1 Cách tăng hương vị cho nước mắm ngắn ngày 58

2 Tiêu chuẩn của nước mắm thành phẩm 58

3 Giá trị dinh dưỡng của nước mắm 58

4 Một số sản phẩm nước mắm sử dụng phương pháp ngắn ngày trên thị trường 60

Kết luận 62

Tài liệu tham khảo 63

Lời mở đầu

Một trong những thành tựu to lớn của khoa học công nghệ trong thời gian gầnđây là nghiên cứu về enzyme, nó đặt trưng cho sự phát triển của khoa học tự nhiêntrong mấy chục năm qua, và một trong những enzyme được nghiên cứu rất nhiều, đó làenzyme protease, đây là enzyme được thu nhận từ rất nhiều nơi, từ động vật, thực vậtcho tới vi sinh vật đều là nguồn gốc của enzyme protease, và điều đặc biệt là enzymeprotease đóng vai trò vô cùng quan trọng trong cuộc sống của chúng ta và được ứngdụng trong rất nhiều ngành nghề, một trong số đó là ứng dụng quan trọng trong côngnghệ sản xuất nước mắm ngắn ngày

Bài báo cáo về enzyme protease và ứng dụng trong sản xuất nước mắm ngắn ngày

sẽ giúp cho chúng ta hiểu rõ về enzym protease, cách thu nhận cũng như hiểu đượctầm quan trọng của enzyme protease trong sản xuất nước mắm ngắn ngày, để có thểtham khảo và áp dụng thực tế một cách tốt nhất khi đi vào thực tế

Với sự góp mặt của các thành viên tích cực, sự kết hợp ưng ý cũng như sự phâncông công việc công bằng, hứa hẹn sẽ đem đến một báo cáo hấp dẫn, đầy những kiếnthức thú vị và bổ ích Dù đã cố gắng hết sức, bài báo cáo chắc chắn không tránh khỏinhững thiếu xót Nhóm tác giả rất mong sự đóng góp ý kiến của Cô và toàn thể các bạnnghiên cứu đề tài này để nhóm có được những kiến thức đầy đủ nhất

Xin cảm ơn!

1.2 Đặc tính chung của enzym

- Enzym được tạo ra trong tế bào sinh vật, không độc hại, thân thiện với môitrường

- Enzym tham gia phản ứng cả trong tế bào sống và cả khi được tách khỏi tế bàosống

- Enzym có thể tham gia xúc tác các phản ứng trong và ngoài cơ thể từ giaiđoạn đầu đến giai đoạn cuối giải phóng hoàn toàn năng lượng dự trữ trong các hợpchất hóa học Trong chuỗi chuyển hóa hở hay chuỗi chuyển hóa khép kín, sản phẩmcủa phản ứng trước là cơ chất cho phản ứng sau

- Enzym có thể được thực hiện một phản ứng: xảy ra ngoài tế bào (như trongống nghiệm)

- Phản ứng enzym tiêu hao năng lượng rất ít, hiệu suất và tốc độ cao

- Enzyme tính chọn lọc cao

- Enzym chịu sự điều khiển bởi gen và các điều kiện phản ứng

1.3 Cấu tạo của enzym

Nhóm enzym đơn cấu tử : Thành phần cấu tạo chỉ có protein.

Nhóm enzym đa cấu tử :

- Gồm 2 phần:

+ Phần I: protein thuần : apoprotein hay apoenzym

+ Phần II: thành phần không phải protein : cofactor – chúng có thể gắn chặt(prosthetic) hoặc lỏng lẻo với phần protein (coenzym)

Ngoài ra còn có một số kim loại giữ vai trò liên kết giữa enzym và cơ chất, giữaapoenzym và coenzym, tham gia vận chuyển điện tử.

2 Tổng quan về enzyme protease

2.1 Giới thiệu.

Protease là chất xúc tác thủy phân protein tạo thành những phân tử thấp và cácamino acid Chúng không chỉ có ý nghĩa cho quá trình sinh trưởng, sinh sản của mọisinh vật mà còn đóng vai trò rất quan trọng trong công nghệ chế biến thực phẩm, trong

y học, trong công nghệ gen và bảo vệ môi trường Protease là một trong những enzymeđược ứng dụng rất nhiều trong mọi lĩnh vực Đặc biệt là công nghiệp thực phẩm,protease đã có những đóng góp rất to lớn trong việc phục vụ và nâng cao đời sống củacon người Hiện nay trên thế giới, công nghệ thu nhận protease từ vi sinh vật hiện cònđang phát triển, tìm tòi nghiên cứu về khả năng ứng dụng vô vàn của enzyme protease

Ở Việt Nam cũng có nhiều công trình công bố về việc nghiên cứu sử dụng Protease,chủ yếu tập trung vào các protease thực vật và động vật còn protease vi sinh vật chỉđược nghiên cứu trong hơn chục năm trở lại đây

2.2 Đặc điểm chung.

Ezyme protease là enzyme thủy phân các liên kết pectid (-CO-NH-) trong phân

tử protein giải phóng các acid amin, pepton hoặc dittripepton

Hình 1.1: Mô hình enzyme Protease thủy phân phân tử Protein

Cấu trúc bậc bốn của phân tử protein ảnh hưởng đến quá trình phân giải cơ chấtdưới tác dụng của các protease Dạng monomer và dimer của cơ chất dễ phân giải hơndạng tetramer.

Protease cần thiết cho các sinh vật sống, rất đa dạng về chức năng từ mức độ tếbào, cơ quan đến cơ thể nên được phân bố rất rộng rãi trên nhiều đối tượng từ vi sinhvật (vi khuẩn, nấm và virus) đến thực vật (đu đủ, dứa ) và động vật (gan, dạ dày bê )

So với protease động vật và thực vật, protease vi sinh vật có những đặc điểm khác biệt.Trước hết hệ protease vi sinh vật là một hệ thống rất phức tạp bao gồm nhiều enzymerất giống nhau về cấu trúc, khối lượng và hình dạng phân tử nên rất khó tách ra dướidạng tinh thể đồng nhất Cũng do là phức hệ gồm nhiều enzyme khác nhau nênprotease vi sinh vật thường có tính đặc hiệu rộng rãi cho sản phẩm thuỷ phân triệt để

và đa dạng

Hình 1.2: cấu trúc không gian enzyme protease

2.3 Phân loại.

Protease (peptidase) thuộc phân lớp 4 của lớp thứ 3 (E.C.3.4)

Hình 1.3: Sơ đồ phân loại protease

Với enzym protease thì có nhiều cách phân loại nhưng ta chỉ dựa vào hai đặcđiểm sau để phân loại chúng:

 Dựa vào vị trí tác dụng của protease lên các peptide trong phân tửprotein, người ta chia protease làm 2 nhóm chính:

• Exopeptidase: (Dựa vào vị trí tác động trên mạch polypeptid,) được phânthành 2 loại:

- Amino peptidase: xúc tác thuỷ phân liên kết peptid ở đầu N tự do của

chuỗi poly peptid để giải phóng ra một amino acid, một dipeptid hoặc một tripeptid

- Carboxy peptidase: xúc tác thuỷ phân liên kết peptid ở đầu C của chuỗi

poly peptid và giải phóng ra một amino acid hoặc một đipepti

• Endo peptidase: (Dựa vào động lực học của cơ chế xúc tác) được chiathành 4 nhóm:

- Serin proteinase: là những proteinase chứa nhóm –OH của gốc serine

trong trung tâm hoạt động và có vai trò đặc biệt quan trọng đối với hoạt động xúc táccủa enzyme Nhóm này bao gồm 2 nhóm nhỏ chymotripsin và subtilisin Nhómchymotripsin bao gồm các enzyme động vật như chymotripsin, tripsin, elastase Nhómsubtilisin bao gồm 2 loại enzyme vi khuẩn như subtilisin carlsberg, subtilisin BPN.Các serine proteinase thường hoạt động mạnh ở vùng kiềm tính và thể hiện đặc hiệu cơchất tương đối rộng

- Cyteim proteinase: các proteinase chứa nhóm –SH trong trung tâm hoạt

động Cystein protease bao gồm các proteinase thực vật như papayin, bromelin, mộtvài proteinase động vật và proteinase ký sinh trùng Các Cystein proteinase thườnghoạt động ở vùng PH trung tính, có tính đặc hiệu cơ chất rộng

- Aspatic proteinase: hầu hết các asportic proteinase thuộc nhóm pepsin.

Nhóm pepsin bao gồm các enzyme tiêu hoá như: pepsin, chymosin, cathepsin,renin… Các asportic proteinase có chứa nhóm carboxyl trong trung tâm hoạt động vàthường hoạt động mạnh ở PH trung tính

- Metallo proteinase metallo proteinase: là nhóm proteinase được tìm thấy

ở vi khuẩn, nấm mốc cũng như các vi sinh vật bậc cao hơn Các metallo proteinasethường hoạt động ở vùng PH trung tính và giảm hoạt động mạnh dưới tác dụng củaEDTA

 Dựa vào thành phần amimo acid và vùng pH tối ưu của protease, người

ta chia làm các nhóm:

- Protease acid: pepsin, renin, … hoạt động ở vùng pH acid 2-4.

- Protease kiềm: tryssin, chymmotrysin, … hoạt động ở vùng pH kiềm

9-11

- Protease trung tính: như papain từ quả đu đủ, bromelain từ quả dứa, …

hoạt động ở vùng pH trung tính 7-8

 Ngoài ra có thể phân làm 2 loại khác:

- Enzyme protease nồi bào là những enzyme được tiết ra từ bên ngoài hoặcngoại biên màng protein và được trích ly vào môi trường bằng kĩ thuật trích ly

- Enzyme protease ngoại bào được thu nhận từ quá trình lên men hoàn tất hoặcngay quá trình lên men đang diễn ra.

2.4 Cơ chế tác dụng

Protease là enzyme xúc tác thủy phân protein, về cơ bản cơ chế xúc tác sinh họccủa enzym người ta đề ra nhiều giả thuyết để giải thích, nhưng đều thống nhất ở chỗquá trình xúc tác bắt đầu bằng sự kết hợp giữa enzym và cơ chất thành hợp chất trunggian

E (enzym) + S (cơ chất)→ ES(hợp chất trung gian) 2.5 Nguồn cung cấp

Enzyme có trong tất cả các cơ quan, mô của sinh vật; nhưng để thuận lợi vềkinh tế, người ta chỉ dùng những vật liệu cho phép thu một lượng lớn enzyme với hiệusuất cao

Hiên chúng ta sử dụng 3 nguồn nguyên liệu sinh học cơ bản để thu nhậnprotease: các mô và cơ động vật, mô và cơ quan thực vật, tế bào vi sinh vật

a Nguồn Động vật

Hai protease acid quan trọng trong tuyến tiêu hóa ở người và động vật, có nhiềuứng dụng và được quan tâm là pepsin và rennin, đặc biệt về khả năng đông tụ sữa Haienzym này được thu nhận chủ yếu từ dạ dày động vật (heo, bê, bò…)

Tụy tạng: đây là nguồn enzyme sớm nhất, lâu dài nhất và có chứa nhiều ezymenhất Trypsin là men phân giải các protein hỗn hợp men này do tuyến tụy tiết ra, tiềnthân của nó là Trypsiogen, được hoạt hóa bởi Entorokiaza của ruột Trypsin là mộtenzym có chức năng phân cắt các protein

Ngoài ra tuyến tụy còn tiết ra enzyme Chymotrypsin, enzym này góp phần phângiải protein trong ruột non và được chiết xuất từ tụy bò

Dạ dày bê: Trong ngăn thứ tư của dạ dày bê có tồn tại enzyme thuộc nhómProtease tên là renin Enzyme này đã từ lâu được sử dụng phổ biến trong công nghệphomat Renin làm biến đổi các casein thành paracazein có khả năng kết tủa trong môitrường sữa có nồng độ Ca2+ (sự đông tụ sữa chua)

Gần đây có nghiên cứu sản xuất protease từ vi sinh vật có đặc tính renin như: ởcác loài Eudothia parasitica và Mucor purillus.

b Nguồn thực vật

Có 3 loại protease thực vật như Bromelain, Papain và Ficin Papain thu được từnhựa của lá, thân, quả đu đủ (Caria papaya) còn Bromelain thu từ quả, chồi dứa, vỏdứa (Pineapple plant) Các enzyme này được sử dụng để chống lại hiện tượng tủa trắngcủa bia khi làm lạnh (chilling proofing) do kết tủa protein Những ứng dụng khác củaprotease thực vật này là trong công nghệ chế biến thịt nó làm mềm thịt và trong mụctiêu tiêu hóa

Ngoài ra còn thu nhận ezyme Ficin tách từ dịch ép thân cây sung Ezyme được

sử dụng để phân hủy protein tự nhiên

Hình 1.4: mô hình phân tử enzyme papain

Hình 1.5: nguồn thu nhận ezyme Protease từ thực vật

c Nguồn vi sinh vật

Hai nguồn nguyên liệu trên không để dùng làm nguyên liệu sản xuất côngnghiệp quy mô lớn do những hạn chế về nguyên liệu và công nghệ Vì dùng enzyme từ

vi sinh vật sẽ khắc phục được các hạn chế sau:

- Nguồn nguyên liệu vô hạn

- Hệ enzyme phong phú

- Hoạt tính mạnh

- Có khả năng tăng cường sinh tổng hợp enzyme nhờ chọ giống

- Vi sinh vật sinh sản với tốc độ cực nhanh

- Thức ăn nuôi dễ kiếm, rẻ tiền

Ezyme Protease phân bố chủ yếu vi khuẩn, nấm mốc và xạ khuẩn gồm nhiềuloài thuộc Aspergillus, Bacillus, Penicillium, Clotridium, Streptomyces và một số loạinấm men

• Vi khuẩn

Lượng protease sản xuất từ vi khuẩn được ước tính vào khoảng 500 tấn, chiếm

59 lượng enzyme được sử dụng

Protease của động vật hay thực vật chỉ chứa một trong hai loại andopeptidasehoặc exopeptidase, riêng vi khuẩn có khả năng sinh ra cả hai loại trên, do đó proteasecủa vi khuẩn có tính cơ chất cao Chúng có khả năng phân hủy tới 80% các liên kếtpeptide trong phân tử protein

Trong các chủng vi khuẩn có khả năng tổng hợp mạnh protease là Bacillussubtilis, B Mesentericus, B Thermorpoteoliticus và một số giống thuộc chiClostridium Trong đó, B Subtilis có khả năng tổng hợp mạnh nhất Các vi khuẩnthường tổng hợp các protease hoạt động thích hợp ở vùng pH trung tính và kiềm yếu

Các protease trung tính của vi khuẩn hoạt động ở khoảng pH hẹp (pH 5 – 6) và

có khả năng chịu nhiệt thấp.Các protease trung tính tạo ra dịch thủy phân protein thựcphẩm ít đắng hơn so với protease động vật và tăng giá trị dinh dưỡng Các proteasetrung tính có khả năng ái lực cao đối với các amino acid ưa béo và thơm Chúng đượcsinh ra nhiều bởi B Subtilis, B Mesentericus, B Thermorpoteoliticus và một số giốngthuộc chi Clostridium

Hình 1.6: Clostridium

Protease của Bacillus ưa kiềm có điểm đẳng điện bằng 11, khối lượng phân tử

từ 20.000 – 30.000 Ổn định trong khoảng pH 6 – 12 và hoạt động trong khoảng pHrộng 7 – 12

Hình 1.7: Bacillus

• Nấm

Nhiều loại nấm mốc có khả năng tổng hợp một lượng lớn protease được ứngdụng trong công nghiệp thực phẩm là các chủng Aspergillus oryzae, A Terricola, A.Fumigatus, Penicillium chysogenum, Các loại nấm mốc có khả năng tổng hợp cả baloại protease: acid, kiềm, trung tính Nấm mốc đen tổng hợp chủ yếu các protease acid,

có khả năng thủy phân protein ở pH 2,5 – 3

Một số nấm mốc khác như: A Candidatus, P Cameberti, P Roqueforti cũng

có khả năng tổng hợp protease có khả năng đông tụ sữa sử dụng trong sản xuất phomat

Hình 1.8: Nấm mốc

• Xạ khuẩn

Về phương diện tổng hợp protease, xạ khuẩn được nghiên cứu ít hơn nấm mốc.Tuy nhiên, người ta cũng đã tìm được một số chủng có khả năng tổng hợp protease caonhư: Streptomyces grieus, S Fradiae,

Hình 1.9: xạ khuẩn

Có thể nói vi sinh vật là nguồn nguyên liệu thích hợp nhất để sản xuất enzyme ởquy mô lớn dùng trong công nghệ và đời sống Dùng nguồn vi sinh vật có những lợiích như sau:

- Chủ động về nguyên liệu nuôi cấy vi sinh vật và giống vi sinh vật

- Chu kì sinh trưởng của vi sinh vật ngắn: 16 – 100 giờ nên có thể thu hoạchnhiều lần trong năm

- Có thể điều khiển sinh tổng hợp enzyme dễ dàng theo hướng có lợi (định hướng

sử dụng và tăng hiệu suất thu hồi)

- Giá thành tương đối thấp vì môi trường tương đối rẻ, đơn giản, dễ tổ chức sảnxuất.

Tuy nhiên, trong mọi trường hợp cần lưu ý khả năng sinh độc tố (gây độc, gâybệnh) để có biện pháp phòng ngừa, xử lý thích hợp

Để sản xuất chế phẩm enzyme, người ta có thể phân lập các giống vi sinh vật cótrong tự nhiên hoặc các giống đột biến có lựa chọn theo hướng có lợi nhất, chỉ tổnghợp ưu thế một loại enzyme nhất định cần thiết

II. Thu nhận enzyme protease từ nấm mốc Aspergillus oryzae

1 Quy trình thu nhận enzyme protease

Trong sản xuất các chế phẩm protease, người ta thường chia làm hai giai đoạn:Thu protease thô và tinh sạch protease

Thu chế phẩm protease thô: Với nguồn động vật và thực vật thì ta nghiền , trích

ly rồi ly tâm Còn với nguồn vi sinh vật thì ta nuôi cấy, phá vỡ tế bào rồi đem ly tâm.

Tinh sạch protease: Sử dụng phương pháp hóa lý để loại dần các thành phần

không phải protease ra khỏi thành phần protease Sản phẩm cuối cùng là protease tinh

khiết

Hình 2.1: Quy trình tổng quát thu nhận protease

2 Thu nhận enzyme protease từ nấm mốc Aspergillus oryzae.

2.1 Tổng quan về Aspergillus oryzae

a Đặc điểm cấu tạo

Aspergillus gồm hơn 185 loài khoảng 20 loài cho đến đã được báo cáo là tác

nhân gây bệnh nhiễm trùng cơ dụng để sản xuất thực phẩm, hóa chất và các enzyme

Trong số này, Aspergillus fumigatus là phổ biến nhất, tiếp theo là Aspergillus flavus,

Aspergillus niger, Aspergillus clavatus, Aspergillus glaucus, Aspergillus terreus, versicolor, Aspergillus oryzae… -

Nấm mốc Aspergillus oryzae sinh ra các enzym amylase, invertase, maltoase,

protease và catalase có khả năng phân giải tinh bột, protein thành đường, acid amin

Nấm mốc Aspergillus oryzae là tác nhân chủ yếu lên men trong sản xuất nước

tương theo phương pháp vi sinh vật Trong công nghiệp người ta nhân giống nấm mốcnày để sản xuất tương

Nấm Aspergillus orzae có cấu tạo đa bào thuộc loại vi hoàn khuẩn, các khuẩn ty

có nhiều vách ngăn, khi khuẩn ty mới mọc có màu trắng xám và khi phát triển có màuxanh lợt có ít vàng

Nấm Aspergillus oryzae có hình dáng là đính bào tử, màu thay đổi từ xanh vôi

sang màu xanh thẩm dưới kính hiển vi đính bào tử có dạng hình cầu có tia

 Một số enzyme quan trọng được tổng hợp bởi nấm Aspergillus oryzae.

- Protease: Ứng dụng trong công nghiệp da giày, y học, công nghiệp chế

biến thức an gia súc

- Amylase: Ứng dụng trong công nghiệp dệt, sản xuất các chế phẩm sinh

học bổ sung vào thức ăn gia súc, sản xuất glucose, dixtrin, malt…

- Cellulose: ứng dụng trong công nghiệp dệt,công nghệ giấy, xử lý ô

nhiễm môi trường…

b Vai trò của giống

Trong công nghệ enzyme từ vi sinh vật, giống đống vai trò quyết định đến:Năng suất của nhà máy, chất lượng sản phẩm sinh học (hay là hoạt tính của enzyme),vốn đầu tư cho sản xuất, giá thành sản phẩm, có ý nghĩa to lớn trong phát triển côngnghệ vi sinh vật

c Yêu cầu của giống

Công nghệ sản xuất enzyme thuộc nhóm công nghệ lên men hiện đại và đượcsản xuất theo qui mô công nghiệp Do đó, giống vi sinh vật ứng dụng trong công nghệenzyme cần có những yêu cầu và mục đích nhất định Giống vi sinh vật phải cho ra sảnphẩm mà ta mong muốn Sản phẩm phải có số lượng và chất lượng cao.Vì trong quá

trình trao đổi chất, để chuyển hóa một lượng sinh khối khổng lồ gấp hàng ngàn lần cơthể mình trong khoảng thời gian ngắn thì cơ thể vi sinh vật cần tổng hợp rất nhiều chất.

+ Giống phải cho năng suất sinh học cao

+ Giống phải có khả năng thích nghi nhanh và phát triển mạnh trong điều kiệnsản xuất công nghiệp

+ Giống vi sinh vật phải có khả năng đồng hóa các nguyên liệu rẻ tiền và dễkiếm tại địa phương

+ Giống sử dụng trong quá trình sản xuất hiện đại phải là những vi sinh vậtthuần khiết, có tốc độ sinh sản nhanh

+ Tốc độ trao đổi chất mạnh để tạo nhanh các sản phẩm mong muốn, dễ dàngtách chiết, tinh sạch

có những chất gây ảnh hưởng xấu đến sự phát triển của nấm mốc Tỷ lệ các chất phụgia phải đảm bảo sao cho hàm lượng tinh bột trong khối nguyên liệu không được thấphơn 20% có thể bổ sung thêm nguồn nitơ vô cơ (NH4)2 SO4, (NH4)2 10, phospho, nitơhữu cơ và các chất kích thích sinh trưởng như malt, nước chiết ngô, nước lọc bã rượu.Với phương pháp này nồng độ enzyme cao hơn nhiều lần so với dịch nuôi cấy chìmsau khi đã tách tế bào vi sinh vật.Chế phẩm dễ dàng sấy khô mà không làm giảm đáng

kể hoạt tính enzyme, chế phẩm khô dễ bảo quản, vận chuyển, nghiền nhỏ hoặc sử dụng

trực tiếp nếu không cần khâu tách và làm sạch enzyme, tốn ít năng lượng, thiết bị,dụng cụ nuôi cấy đơn giản, có thể thực hiện quy mô gia đình Nuôi cấy trong điều kiện

vô trùng tuyệt đối và trong quá trình nuôi cấy nếu có nhiễm trùng phần nào, khu vựcnào thì chỉ cần loại bỏ canh trường phần đó Tuy nhiên, phương pháp bề mặt có năngsuất thấp, khó cơ khí hóa, cần diện tích nuôi lớn, chất lượng chế phẩm ở các mẻ khôngđồng đều

 Nuôi cấy chìm

Vi sinh vật được nuôi cấy trong môi trường lỏng, với có chất chủ yếu trong đa

số trường hợp là tinh bột Chỉ có một số ít giống vi sinh vật dùng nguồn cơ chất cacbon

là đường glucoza, saccharoza Phương pháp nuôi cấy bề sâu đòi hỏi phải được vô trùngtuyệt đối ở các khâu vệ sinh tổng hợp, thanh trùng môi trường dinh dưỡng, thao tácnuôi cấy, không khí cung cấp cho quá trình nuôi cấy Các giai đoạn của quá trình nuôicấy chìm một bước gồm: chuẩn bị môi trường nuôi cấy, nuôi cấy nấm men giống, nuôicấy nấm mốc sản xuất Phương pháp nuôi cấy hiện đại, dễ cơ khí hóa, tự động hóanăng suất cao, dễ tổ chức sản xuất Có thể nuôi cấy dễ dàng các chủng vi sinh vật độtbiến có khả năng sinh tổng hợp enzyme cao và lựa chọn tối ưu thành phần môi trường,các điều kiện nuôi cấy, enzyme thu được tinh khiết hơn, đảm bảo điều kiện vệ sinh vôtrùng.Tuy nhiên do thu được canh trường và nồng độ enzyme thấp nên khi tách thu hồienzyme sẽ có giá thành cao Tốn điện năng cho khuấy trộn, nếu không bảo đảm vôtrùng sẽ bị nhiễm hàng loạt, toàn bộ gây tổn thương lớn

e Nguyên liệu sản xuất

Cần phải chọn môi trường vì thành phần môi trường dinh dưỡng có ảnh hưởngtrực tiếp đến sự sinh trưởng và tổng hợp enzyme của vi sinh vật Trong thành phần môitrường phải có đủ các chất đảm bảo được sự sinh trưởng bình thường của vi sinh vật vàtổng hợp enzyme Đặc biệt lưu ý là để tăng sự tổng hợp enzyme người ta thường dựavào hiện tượng cảm ứng Vì nếu như trong thành phần môi trường có các chất cảm ứngthì chất đó hay sản phẩm phân giải của nó sẽ kìm hãm hoặc làm yếu tác dụng kìm hãmcủa chất kìm hãm nhằm đảm bảo khả năng tổng hợp enzyme đã cho không bị cản trở.Chất cảm ứng tổng hợp enzyme cho thêm vào môi trường thường là cơ chất tương ứngcủa enzyme cần tổng hợp

Thành phần chính của môi trường: C, H, ON Ngoài ra các chất vô cơ: Mn, Ca,

P, S, Fe, K và các chất vi lượng khác như

 Nguồn cacbon

Đối với Asp.oryzae: frucfoza saccroza maltoza glucoza manit

arabinoza glactoza

Tinh bột là nguồn cacbon của nhiều chủng vi khuẩn sinh tổng hợp enzyme

protease Chảng hạn như: vi khuẩn Bac Subtilis có khả năng sinh tổng hợp protease ở

môi trường tinh bột lớn hơn 8%

Nhiều xạ khuẩn ưa nhiệt, trong đó Micromonos pora vulgaris 42, mọc tốt và

sinh tổng hợp protease cao ở môi trường có tinh bột Tăng nồng độ tinh bột từ 0,25 –1,5% sinh khối cũng tăng đồng thời với hiệu suất tổng hợp enzyme

f Phương pháp phân lập

Vi sinh vật phân bố rất rộng trong tự nhiên, đâu đâu cũng có vi sinh vật Ởnhững nơi giàu chất hữu cơ, trong không khí, trong cơ thể động vật, thực vật….Chính

vì vậy mà vi sinh vật có khả năng tồn tại và phát triển ở những điều khắc nghiệt nhất

Thông thường chủng vi sinh vật để thu nhận enzyme thường có 3 cách phân lập:+ Phân lập giống trong điều kiện tự nhiên

+ Phân lập giống trong điều kiện sản xuất

+ Phân lập giống trong mẫu giống đã hư hỏng

Tùy thuộc vào khả năng và điều kiện thực tế mà chọn cách phân lập phù hợpnhất.Mỗi cách có những ưu điểm riêng

 Phân lập giống trong điều kiện tự nhiên

Ở điều kiện tự nhiên và trong điều kiện sản xuất công nghiệp thì có sự khác biệtđáng kể các giống vi sinh vật có khả năng sinh tổng hợp enzyme trong điều kiện tự

nhiên, được gọi là các chủng vi sinh vật hoang dại Chúng đã quen với các điều kiện tựnhiên, khi chúng ta đưa chúng vào điều kiện sản xuất công nghiệp với điều kiện môitrường cố định đòi hỏi các loài vi sinh vật cũng có thời gian thích nghi Huấn luyệnchúng thích nghi với điều kiện sản xuất công nghiệp là điều kiện rất cần thiết.

 Phân lập giống trong điều kiện sản xuất

Các giống được phân lập trong điều kiện sản xuất thường đã thích nghi với điềukiện sản xuất Nhờ đó sau khi phân lập các giống này không qua giai đoạn huấn luyện

Các giống này đã được chọn lọc hoặc đã qua quá trình biến đổi gen và có nhữngđặc điểm sinh hoá hơn hẳn các giống vi sinh vật hoang dại

Mật độ tế bào vi sinh vật thường rất cao, do đó khả năng thu nhận đã sinh tổnghợp cao

 Phân lập giống trong điều kiện hư hỏng

Các ống giống có thể bị nhiễm do quá trình bảo quản Do bị nhiễm nhiều tế bào

vi sinh vật đã bị thoái hoá nhưng cũng có nhiều tế bào không bị thoái hoá

i. Phương pháp phân lập nấm mốc Asp oryzae

Quy trình lấy mẫu: khoai tây cắt lát đem chôn xuống đất.Sau 8 ngày lấy nhữngmiếng khoai tây lên cho vào bao nilon và mang về phòng thí nghiệm

Tiến hành thí nghiệm: Mẫu khoai tây đã xay nhuyễn cho vao 90ml nước cất vôtrùng và trộn đều mẫu.Lấy pipet hút 10ml từ dung dich ban đầu sang ống nghiêm khácchứa 90ml nước cất vô trùng Tiếp tục pha loãng tới nồng độ 10-3, 10-4

- Hút 0,1 ml mẫu ở các nồng độ pha loãng cho vào môi trường PDA

- Dùng que trang trang đều mãu trên bề mặt thạch

- Mốc sẽ sử dụng nguồn tinh bột làm cơ chất, nên sẽ xuất hiện nhữngquầng sáng quanh khuẩn lạc

- Nhận biết bằng cách bổ sung Iodine vào trong môi trường trước khi cấy

- Cấy chuyền những mớc đặc trưng vào trong môi trường Pda trong ốngthạch nghiêng với 1% tinh bột cho phép mốc phát triển trong vòng 72h

- Nhân giống vi sinh vật trong bình tam giác: cho10ml nước cất vo trùngvào ống thạch nghiêng có chứa bào tử Lắc đều cho bào tử trộn lẫn với môi trường

- Hút 0,1ml dung dịch cho vào bình tam giác chứa môi trường sinh trưởngcủa nấm.

j Phương pháp bảo quản

Khi sử dụng vi sinh vật để sản xuất enzyme cần chọn giống thuần chủng đãđược kiểm tra đầy đủ về các đặc tính hoá sinh, vi sinh và cần đặc biệt lưu ý đến điềukiện bảo quản giống Thực tế khi bảo quản giống gốc trong một thời gian có thể tạo racác biến dị ngẫu nhiên không mong muốn do đó định kỳ phải cấy chuyền và kiểm tralại các đặc tính ban đầu

 Phương pháp cấy chuyền

Đây là phương pháp phổ biến nhất dễ thực hiện bằng cách giữ giống trên môitrường thạch (thạch nghiêng, hợp petri…) với thành phần môi trường nuôi cấy và điềukiện nuôi cấy thích hợp cho giống vi sinh vật đó Sau khi giống đã mọc tốt cần bảoquản ở nhiệt độ lạnh 3 – 4 và sau mỗi tuần phải cấy chuyền lại Khi cấy chuyền chỉ lấybào tử hoặc khuẩn lạc mà không chuyền các sản phẩm trao đổi chất vào môi trườngmới (có thể gây biến đổi bất lợi không thể lường hết được)

Nếu là xạ khuẩn thì không nên bảo quản giống trên môi trường thạch mà nêngiữ trong đất để khử trùng Để kéo thời gian bảo quản giống từ hàng tháng đến mộtnăm, người ta phủ một lớp paraphin lỏng để tiệt trùng trên bề mặt giống để hạn chế sựphát triển của nó Cần lưu ý chỉ phủ một lớp đầu sau khi cấy vi sinh vật đạt đến độ chínsinh lý Phương pháp cấy chuyền rất có hiệu quả để bảơ quản các giống nấm men, vikhuẩn và rất hữu hiệu dễ dàng triển khai giống ra sản xuất lớn, hạn chế các tai biến cóthể dẫn đến hư hỏng giống gốc

 Phương pháp làm khô

Bằng cách giữ giống trên cát đất, silicagen trong điều kiện khô ráo (tất cả đềuđược khử trùng cẩn thận) Trong điều kiện như vậy sẽ hạn chế sự phát triển tiếp tục

của giống khi bảo quản Phương pháp này rất hay được sử dụng để bảo quản nấm mốc,

xạ khuẩn, một vài loại nấm men, vi khuẩn thời gian giữ giống có thể được một năm.Phương pháp làm khô cũng thực hiện đơn giản không cần dụng cụ đắt tiền Tuy nhiên,giống như phương pháp cấy chuyền thời gian bảo quản tương đối ngắn

 Phương pháp đông khô

Đông khô là quá trình mà nước được lấy ra khỏi mẫu khi các mẫu đang ở trạngthái lạnh sâu Ở đây vi sinh vật được huyền phù trong môi trường thích hợp và đượclàm lạnh trong môi trường chân không Thiết bị động khô sẽ hút nước và cuối cùngmẫu được làm khô đến mức nhất định Mẫu được hàn kín để cho môi trường chứa mẫu

là chân không Đây là phương pháp phổ biến có hiệu quả cao cho bảo quản các nấmmen, vi khuẩn và một số virut Tuy nhiên, phương pháp này ít được ứng dụng, đối vớitảo, động vật nguyên sinh và tế bào động vật

 Phương pháp bảo quản lạnh sâu

Đối với phương pháp bảo quản lạnh sâu thì vi sinh vật được bảo quản trong môitrường dịch thế và nước cần cho hoạt động sống của vi sinh vật bị bất hoạt ở nhiệt độlạnh sâu (-1960C đến -800C) Với phương pháp này, tế bào có thể bị vỡ trong quá trìnhlàm lạnh và làm tan mẫu Một nguyên nhân dẫn đến làm vỡ tế bào là việc tích lũy cácchất điện giải trong mẫu bảo quản và hình thành các tinh thể nước trong tế bào Đểkhắc phục nhược điểm này người ta đã bổ sung các chất làm hạn chế tốc độ lạnh sâu

và làm tan nhanh như glycerol, DMSO (dimethyl sulfo xide) Việc bảo quản theophương pháp lạnh sâu này được thực hiện ở các thang nhiệt độ khác nhau như: -200C, -

300C, -400C, -700C, -400C và -1960C Nói chung mức nhiệt cao hơn - 300C cho hiệuquả thấp do tế bào chịu nồng độ muối cao sinh ra từ các chất điện giải Phương phápbảo quản này có hiệu quả với nhiều nhóm vi sinh vật khác nhau như nấm sợi, nấmmen, vi khuẩn, xạ khuẩn và virut

2.2 Quy trình sản xuất protease từ chủng nấm mốc Aspergillus oryzae

2.2.1 Sơ đồ quy trình

Hình 2.2: Quy trình sản xuất protease từ chủng nấm mốc Aspergillus oryzae

Sử dụngenzyme thôNuôi cấy

Ly tâm

Thu nhận kếttủa

Sấy

Nghiền và bảoquảnChế phẩm

enzyme

2.2.2 Thuyết minh quy trình

a Môi trường

Mục đích: Chuẩn bị môi trường cho nuôi cấy cho phép vi sinh vật phát triển tốtCách tiến hành: Nguồn tinh bột như cám gạo, chứa khoảng 20% tinh bột, 10-20% chất béo, 10–14% protein, 8 – 16% cellulose, các chất hòa tan không chứa nitơ37– 59%.Cám không được chứa hàm lượng tinh bột dưới 20%, không có vị chua hayđắng, không hôi mùi mốc, độ ẩm không quá 15%, tạp chất độc không quá 0,05%, cóthể bổ sung thêm nguồn nitơ vô cơ ((NH4)2SO4, (NH4)2CO), photpho, nitơ hữu cơ vàcác chất kích thích sinh trưởng như malt, nước chiết ngô, nước lọc bã rượu Các phụphẩm thêm vào để thoáng khí cho môi trường nuôi cấy bề mặt như trấu , mùn cưa

b Nuôi cấy

Mục đích: Tạo điều kiện tối ưu cho vi sinh vật phát triển và sinh enzyme

Cách tiến hành: Sau khi đã trộn giống, môi trường được rải đều ra các khay với

chiều dài 2 -3cm, rồi được vào phòng nuôi cấy, đặt trên các giá đỡ Các giá đỡ nàyđược thiết kế sao cho lượng không khí được lưu thông thường xuyên Phòng nuôi cấyphải có hệ thống điều chỉnh nhiệt độ và độ ẩm không khí, nhiệt độ thích hợp cho sợinấm phát triển là từ 280C – 32oC Nhiệt độ quá cao hoặc quá thấp đều ảnh hưởng đến

sự phát triển của sợi nấm

Trong quá trình nuôi cấy ta không cần phải điều chỉnh pH Môi trường bán rắn

là môi trường tĩnh nên sự thay đổi pH ở một vùng nào đó ít ảnh hưởng đến cả khối môitrường

Thời gian nuôi sợi nấm thu nhận enzyme vào khoảng 36-60 giờ Điều này còn

phụ thuộc vào chủng mốc Asp oryza, điều kiện môi trường cùng như kĩ thuật nuôi cấy

Thiết bị: Khay nuôi cấy bề mặt

Hình 2.3 Khay nuôi cấy

Thông số kĩ thuật: + Dày 4-5cm

+ Cao 1-1,2m

Giai đoạn 1: Giai đoạn này kéo dài từ 10-14 giờ kể từ thời gian bắt đầu nuôi

cấy Ở giai đoạn này có những thay đổi sau như nhiệt độ tăng rất chậm, sợi nấm bắtđầu hình thành có màu trắng hoặc màu sữa, thành phần chất dinh dưỡng cũng bắt đầuthay đổi, khối môi trường còn rời rạc, enzyme mới bắt đầu được hình thành Trong giaiđoạn này không được đưa nhiệt độ cao quá 300C vì thời kì đầu giống rất mẫn cảm vớinhiệt độ

Giai đoạn 2: Giai đoạn này kéo dài từ 14-18 giờ Trong giai đoạn này có những

thay đổi cơ bản sau: Toàn bộ bào tử đã phát triển thành sợi nấm và phát triển mạnh tạothành những mạng chằng chịt bao quanh các hạt môi trường, có thể nhìn rõ sợi nấmmàu trắng xám bằng mắt thường, môi trường kết lại khá chặt, độ ẩm môi trường giảmdần, nhiệt độ môi trường có thể tăng nhanh lên 40-500C, các chất dinh dưỡng giảmnhanh do sự đồng hóa của sợi nấm, enzyme prorease được tổng hợp mạnh, lượng O2

trong không khí giảm và lượng CO2 tăng dần, cần phải thông khí mạnh và duy trì mứcnhiệt độ từ 29-300C là tốt nhất

Giai đoạn 3: Giai đoạn này kéo dài từ 10-20 giờ Trong giai đoạn này có những

thay đổi như sau Quá trình trao đổi chất yếu dần, do đó mức độ tiêu hao chất dinhdưỡng sẽ giảm lại, nhiệt độ của môi trường giảm, lượng enzyme tạo ra sẽ giảm xuống

Do đó cần xác định thời gian để thu nhận enzyme hiệu quả nhất

c Chế phẩm thô

Mục đích: Thu được chế phẩm enzyme protease, chế phẩm này được gọi là

enzyme thô vì ngoài thành phần enzyme chúng còn chứa sinh khối vi sinh vật, thànhphần môi trường và nước

Cách tiến hành: Để đảm bảo enzyme không bị mất hoạt tính nhanh người ta

thường sấy enzyme đến một độ ẩm thấp (Thường dùng là máy sấy chân không).Nhiệt

độ sấy vào khoảng 38-400C,enzyme protease bị mất hoạt tính ở 60-760C, độ ẩm saukhi kết thúc sấy nhỏ hơn 10%

Tùy thuộc vào mục đích sử dụng mà ta có thể sử dụng ngay enzyme này màkhông cần phải tinh sạch Trong những trường hợp khác ta phải tiến hành tinh sạchenzyme để bảo quan lâu hơn

d Trích ly

Mục đích: Tách enzyme ra khỏi khối môi trường.

Cách tiến hành: Sau khi nghiền mịn người ta cho nước vào để trích ly enzyme.

Các loại enzyme thủy phân có khả năng tan trong nước nên người ta sử dụng chúngnhư dung môi hòa tan Cứ 1 phần chế phẩm thô cho 4-5 phần nước, khuấy nhẹ và lọclấy dịch, phần bã được loại bỏ để làm thức ăn cho gia súc

Thiết bị: Thiết bị trích ly kiểu thùng quay

Hình 2.4 Máy trích ly

Thông số kĩ thuật: + Nhiệt độ trích ly 250C

+ Thời gian 40-60 phút

e Kết tủa enzyme

Mục đích: Thu nhận dung dịch enzyme

Cách tiến hành: Trong công nghiệp tinh chế enzyme người ta sử dụng cồn hoặc

sunfatmon Trong quá trình này người ta làm lạnh cả dung dịch thô và các tác nhân kếttủa để tránh làm mất hoạt tính của enzyme Cứ 1 phần dung dịch enzyme thô cho 2-2.5phần cồn hoặc sunfat amon, cần nhẹ nhàng để tránh hiện tượng biến tính, khuấy nhẹ và

để trong điều kiện lạnh từ 4-70Ctrong một thời gian, các enzyme tạo thành kết tủa vàlắng xuống, người ta thu nhận kết tủa (Độ ẩm > 70%) Người ta tiếp tục sấy kết tủa ở

+ Thời gian: 10-18 giờ

+ Hoạt độ riêng: 162 IU/mg

+ Hiệu suất: 74%

f Ly tâm

Mục đích : Tách sinh khối vi sinh vật và bã của canh trường

Các biến đổi: Sự thay đổi về thể tích, khối lượng riêng, nhiệt độ của dung dịch,

sự thay đổi hàm lượng chất khô và chất hòa tan trong 2 pha rắn-lỏng, tách huỳnh phù

ra thành 2 pha rắn-lỏng

Các yếu tố ảnh hưởng: Sự chênh lệch khối lượng riêng của 2 pha rắnlỏng:chênh lệch nhiều thì quá trình diễn ra dễ dàng hơn, tốc độ quay của roto: Tốc độcàng nhanh quá trình diễn ra càng tốt

Thiết bị: Thiết bị ly tâm lắng

Mục đích: Tách nước ra khỏi dung dich mà không làm thay đổi tính chất của

enzyme nhằm bảo quản lâu hơn

Các yếu tố ảnh hưởng: Nồng độ chất khô của nguyên liệu, nồng độ cao làm

giảm thời gian bốc hơi, tăng độ nhớt của nguyên liệu gây khó khăn cho quá trình sấyphun Nồng độ thấp làm tốn nhiều thời gian và năng lượng cho quá trình Nhiệt độ sấylưu ý đến nhiệt độ biến tính của enzyme để điều chỉnh nhiệt độ sấy thích hợp

Hình 2.7 Thiết bị sấy phun

Thông số kĩ thuật: + Nhiệt độ: 30-3000C

+ Điện thế: 380V-50Hz-3 pha+ Điều kiện: Chống quá nhiệt+ Chế độ làm việc: Liên tục

III Ứng dụng enzyme Protease trong công nghệ sản xuất nước mắm ngắn ngày.

1 Ứng dụng enzyme protease

a Trong công nghiệp thực phẩm

 Trong công nghệ chế biến thịt

- Trong công nghiệp thịt, có thể dùng các chế phẩm protease để làm mềm thịt

- Chế phẩm enzyme để làm mềm thịt thường là papain hay hỗn hợp của papainvới protease của vi sinh vật

- Tùy theo tính chất thịt mà sử dung các chế phẩm thích hợp

- Chất lượng các loại thịt được nâng cao

- Thời gian chin của thịt rút xuống nhiều lần

- Kỹ thuật làm mềm thịt không phức tạp lắm Có thể :

+ Ngâm thịt trong phức hệ enzyme cần thiết ở pH, nhiệt đô, nồng độ thích hợp + Rải lên bề mặt thịt chất làm mềm dạng bột có chứa enzyme và chất phụ gia+ Tiêm dung dịch enzyme vào mô

+ Đưa dung dịch enzyme vào máu động vật trước khi giết thịt

 Trong công nghệ chế biến sữa

- Protease có khả năng làm đông tụ sữa

- Tính chất này từ lâu được ứng dụng vào công nghiệp thực phẩm

- Ứng dụng chính : sản xuất phomát

- Rennin đóng vai trò quan trọng nhất trong công nghệ này

- Người ta đang cố gắng tìm chủng vi sinh vật có tính chất tương tự hay thay thếmột phần rennin

 Trong công nghệ sản xuất nước chấm

- Sử dụng enzym từ các nguồn tự nhiên:

+ Động vật: trong nội tạng của gia súc có hiện diện nhiều enzym thủy phânprotease như: pepsin, tripsin, cathepsin

+ Thực vật: có một vài loại thực vật cũng có enzym protease như trong đu đủ cóenzym papain, khóm có enzym bromelin

+ Vi sinh vật: trong quá trình hoạt động sống nhiều hệ enzym sinh ra từ nấmmốc Aspergillus oryzae, Asp niger

- Phương pháp sử dụng

+ Sử dụng dưới dạng thô: cho các nguyên liệu có enzym đó vào chượp với tỉ lệnhất định