CHUYÊN ĐỀ SINH HỌC 10 - BÀI 6. Quy trình công nghệ sản xuất enzyme

chuyên đề sinh học 10 Power point trình chiếu Bài 6. Quy trình công nghệ sản xuất enzyme 2 phương pháp nuôi cấy vi sinh vật + Phương pháp nổi: vi sinh vật bao phủ trên bề mặt chất dinh dưỡng, chế phẩm chứa enzymethu được ở dạng thô rắn. + Phương pháp chìm: vi sinh vật nuôi trong môi trường lỏng, chế phẩm enzyme thu được dưới dạng thô lỏng.

Bài 6 Quy trình công nghệ sản

xuất enzyme

I QUY TRÌNH TỔNG QUÁT

1 Giai đoạn 1: Tạo nguồn thu enzyme

- Bước 1 Chọn nguồn nguyên liệu cung cấp enzyme

+ Nguồn thu rất đa dạng nhưng chủ yếu từ vi sinh vật

+ Ưu điểm vsv: Sinh trưởng, sinh sản nhanh, nuôi cấy với chi phí thấp, sản xuất enzyme với khối lượng lớn

- Bước 2 Nuôi cấy vi sinh vật được lựa chọn

Có 2 phương pháp nuôi cấy vi sinh vật

+ Phương pháp nổi: vi sinh vật bao phủ trên bề mặt chất dinh dưỡng, chế phẩm chứa enzymethu được ở dạng thô rắn.

+ Phương pháp chìm: vi sinh vật nuôi trong môi trường lỏng, chế phẩm enzyme thu được dưới dạng thô lỏng.

2 Giai đoạn 2 : Tách chiết enzyme

- Bước 1 Phá vỡ cấu trúc tế bào:

Có thể sử dụng một số phương pháp

+ Cơ học như nghiền với bột thuỷ tinh hoặc cát thạch anh.

+ TBTV: Thái nhỏ, để vào ngăn đá/ngâm với dung dịch nhược trương.

+ Sóng siêu âm, dung môi hữu cơ,…

- Bước 2 Tách chiết

enzyme

+ Sử dụng nước cất, dung dịch đệm, muối trung tính + Kết tủa enzyme ở nhiệt độ thấp

+ Thẩm tích dịch chiết

+ Khi tách và làm sạch enzyme, cần chọn và phối hợp các phương pháp khác nhau để xác định phương pháp phù hợp nhất.

3 Giai đoạn 3 : Tạo chế phẩm enzyme

- Enzyme sau khi được tinh sạch và cô đặc cần được lưu giữ trong điều kiện phù hợp để đảm bảo hoạt tính của enzyme không bị biến tính trong suốt quá trình bảo quản và sử dụng

- Chế phẩm enzyme có nhiều dạng khác nhau như : dạng dung dịch, dạng huyền phù, dạng bột khô, dạng viên nhỏ

Những yếu tố ảnh hưởng đến năng suất và chất lượng enzyme thu được khi nuôi cấy vi sinh vật:

- Môi trường dinh dưỡng

- Độ ẩm môi trường: Độ ẩm phải phù hợp với từng loại môi trường

- pH môi trường.

- Nhiệt độ: Thông thường, vi sinh vật có phổ nhiệt độ tương thích từ 25 - 30 oC.

- Ngoài ra, nồng độ oxygen của môi trường nuôi cấy, thời gian nuôi cấy cũng ảnh hưởng đến năng suất và chất lượng enzyme,

- Đặc biệt lưu ý, để tăng sự tổng hợp enzyme, người ta thường dựa vào hiện tượng cảm ứng

Bài 6 Quy trình công nghệ sản

xuất enzyme

II QUY TRÌNH SẢN XUẤT VÀ THU NHẬN MỘT SỐ ENZYME

Quy trình sản xuất amylase theo phương pháp nuôi cấy

nổi

Quy trình sản xuất enzyme protease theo phương pháp nuôi cấy chìm

Quy trình sản xuất enzyme protease tái

tổ hợp

Quy trình thu nhận enzyme urease

Đặc

điểm

Quy

trình

Quy trình sản xuất amylase theo phương pháp nuôi cấy

nổi

Quy trình sản xuất enzyme protease theo phương pháp nuôi cấy chìm

Quy trình sản xuất enzyme protease tái

tổ hợp

Quy trình thu nhận enzyme urease

Đặc

điểm

Quy

trình

thuộc hệ enzyme thủy phân, xúc tác phân giải liên kết nội phân tử trong nhóm polysaccharide

xúc tác cho các phản ứng thuỷ phân protein và các chuỗi polypeptide đến sản phẩm cuối cùng là amino acid

trải qua nhiều công đoạn, đòi hỏi kĩ thuật cao, nghiêm ngặt hơn quy trình sản xuất theo phương pháp truyền thống

- Urease là enzyme thủy phân urea

- Để thu enzyme urease người ta có thể dùng nguyên liệu là vi sinh vật hay thực vật như đậu nành, đậu rựa

- Quy trình sản xuất enzyme amylase

- Các giai đoạn trong quy trình sản xuất enzyme protease theo phương pháp nuôi cấy chìm

Quy trình sản xuất enzyme protease tái tổ hợp

- Quy trình thu nhận enzyme urease

Chìa khóa để duy trì hoạt tính xúc tác của enzyme là gì? Nêu cách thức bảo quản chế phẩm enzyme.

- Chìa khóa để duy trì hoạt tính xúc tác của enzyme là duy trì cấu hình không gian ba chiều đặc trưng của enzyme Bởi vì, cấu hình không gian tạo nên đặc tính lí hóa tự nhiên của enzyme, khi cấu hình không gian bị biến đổi trong quá trình sản xuất hay quá trình bảo quản thì 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 được đưa vào các dung dịch bảo quản đồng thời cần đảm bảo nhiệt độ thích hợp với từng loại enzyme, không bảo quản ở nhiệt độ cao vì dễ làm biến tính enzyme

+ Enzyme dạng viên và dạng bột khô thường bảo quản thuận lợi hơn, nên

Từ quy trình thu nhận enzyme urease trong hình 6.6, hãy tìm hiểu và đề xuất quy trình thu nhận enzyme bromelain và papain từ thực vật.

• Quy trình thu nhận enzyme bromelain từ thực vật:

- Giai đoạn tạo nguồn thu enzyme: Sử dụng thân cây dứa, lá dứa và quả dứa để thu enzyme bromelain Rửa sạch bụi bẩn trên lá, thân và quả dứa rồi cắt thành miếng, xay nhuyễn, thu được dịch

- Giai đoạn tách chiết enzyme: Dịch thu được li tâm để loại bỏ các tạp chất, thu dịch chiết

- Giai đoạn tạo chế phẩm enzyme: Dung dịch bromelain được sấy đông khô và bảo quản trong túi nylon

• Quy trình thu nhận enzyme papain từ thực vật:

- Giai đoạn tạo nguồn thu enzyme: Lấy nhựa của quả đu đủ xanh rồi sấy khô

- Giai đoạn tách chiết enzyme: Enzyme papain trong nhựa quả đu đủ sấy khô được tách chiết bằng nước cất và dung dịch đệm Sau đó, li tâm loại bỏ cặn, lấy dịch papain

- Giai đoạn tạo chế phẩm enzyme: Dung dịch papain được sấy đông khô và bảo quản trong túi nylon