GIÁO TRÌNH CÔNG NGHỆ SINH HỌC TRONG SẢN XUẤT - PGS.TS. TRƯƠNG VĂN LUNG - 7 pps

CNSH chế biến sản phẩm thu hoạch 141 Trương Văn Lung (xylose, arabinose) Trong dung dịch số lượng acid acetic acid hữu khác Ở nhà máy rượu thủy phân nhờ loại enzyme để biến đường hexose thành ethanol, bã lại, sau cất rượu lại dùng để nuôi cấy nấm men gia súc Dịch trung hòa, sau loại bớt nước dịch đậm đặc chứa 25-30% đường gọi mật thủy phân, dùng phần động vật thiếu hydrate dễ tiêu Việc nghiên cứu đưa vào sản xuất qui trình cơng nghệ tiến hơn, cho phép thu dịch đường nhanh hơn, rẻ hơn, sản xuất glucose thực phẩm, nấm men bánh mì, nấm men thực phẩm, acid amin không thay (lysine), acid glutamic, acid citric nhiều sản phẩm có ích khác Chế biến rơm rạ Các chế phẩm enzyme tạo khả nâng cao chất lượng thức ăn tươi sử dụng triệt để sản phẩm phụ trồng trọt rơm rạ, chẳng hạn, để làm thức ăn cho chăn nuôi Trên đồng ruộng, đồng cỏ, người ta gieo trồng ngày nhiều thức ăn xanh dùng chăn nuôi Điều cần thiết phải biết chế biến thức ăn bảo quản để dùng quanh năm mà không bị dinh dưỡng Phục vụ cho mục đích này, người ta ủ chua, bảo quản mùa đông thức ăn chăn nuôi acid lactic sinh vi khuẩn lactic Khi ủ chua chất dinh dưỡng có vitamin bị mát so với cỏ khơ Để cho vi khuẩn lactic phát triển nhanh khối lượng thức ăn xanh ủ cách nén kĩ đậy kín, cần có đủ lượng đường hịa tan dễ lên men Trong thực vật chứa nhiều protein vi khuẩn cần có nhiều đường để hình thành acid lactic phần acid acetic Các acid làm acid hóa khối thức ăn ủ chua làm ức chế phát triển vi khuẩn butyric loại vi khuẩn làm thối rửa khối chất xanh Khơng phải thực vật có chứa đủ lượng đường cần thiết cho phát triển vi khuẩn lactic cho việc làm chua cách thích hợp khối lượng thức ăn ủ chua Cũng thiếu đường mà trồng giàu protein Đậu Hịa Lan, cỏ Ba lá, Dâu tằm,… khó ủ chua, cỏ Đinh lăng Đậu tương thuộc loại thực vật không ủ chua Sự phân loại nhằm đưa thêm chế phẩm enzyme vào hợp lí để chuyển họ Đậu thành loại ủ chua Muốn vậy, xếp thực vật vào nơi cất chứa, phải cho thêm lượng không lớn chế phẩm enzyme Dưới tác dụng chúng, phần polysaccharide (cellulose, tinh bột, hemicellulose, pectin) bị phân giải thành đường acid hữu đơn giản, tan nước thành acid amin Tất chất vi CNSH chế biến sản phẩm thu hoạch 142 Trương Văn Lung khuẩn lactic đồng hóa tốt sinh acid lactic cách nhanh chóng, thức ăn ủ xanh nhận có chất lượng tốt, tươi, ngon phong phú chất dinh dưỡng Bò sữa, bò đực, bê, lợn ăn ngon lành Thức ăn ủ chua bảo quản năm Nhờ chế phẩm enzyme chuyển hóa rơm rạ thành thức ăn ủ chua có chất lượng tốt, chí thành loại thức ăn glucid-protein quí giá Các chuyên gia viện Nghiên cứu Kĩ thuật Sinh học Liên Xô (cũ) viện Hàn lâm Nông nghiệp mang tên Timiriazev K.A đề nghị phương pháp đơn giản, rẻ tiền có hiệu để xử lí rơm rạ nhiệt enzyme máy trộn hỗn hợp C-12 ngành cơng nghiệp Liên Xơ sản xuất Enzyme chuyển hóa phần polysaccharide phức tạp rơm rạ thành dạng hòa tan dễ vi sinh vật đồng hóa Sau ủ chua cấy nấm men để phát triển phần đường thức ăn Trong trường hợp thức ăn từ rơm rạ có chất lượng dinh dưỡng gần với đậu Chế biến tinh bột ngô Sau ví dụ cơng nghệ chế biến ngô nhà máy sản xuất tinh bột ngô tinh bột ngô cải biến công ti Hữu hạn Khai thác ngô Tân Nguyên, Cát Lâm, Trung Quốc (liên doanh với nước ngồi Vốn đăng kí kinh doanh 12 triệu USD Tổng kinh phí đầu tư 45 triệu USD) Sản phẩm chủ yếu công ti tinh bột * Tinh bột ngơ dùng làm nguyên liệu ngành công nghiệp khác nhau: làm giấy, dược liệu, dệt, thực phẩm - Ứng dụng cơng nghiệp thực phẩm: Tinh bột ngơ chuyển hóa thành đường Ví dụ: fructose từ tinh bột ngơ cải thiện tăng cường vị thực phẩm chế biến Ngày nay, đường tinh bột (starch sugar) nguồn đường dùng để thay đường mía (ngọt đạt 173,3% so với đường mía) Tinh bột ngơ ngun liệu để sản xuất mì chính, acid citric, v.v - Ứng dụng cơng nghiệp dược: Tinh bột ngơ sản xuất đường glucose dùng y học nhờ trình thủy phân Sau đó, glucose sản xuất vitamin C v.v Tinh bột ngô làm chất phụ gia việc sản xuất thuốc viên làm nguyên liệu để chế biến tác nhân chống vi khuẩn, chống nấm v.v - Ứng dụng công nghiệp giấy: Tinh bột ngô làm chất phụ gia công đoạn ướt trình sản xuất giấy khiến cho giấy bền có bề mặt đẹp Có thể làm chất hồ dính bề mặt để tăng độ bóng giấy, sản xuất bề mặt giấy in tương CNSH chế biến sản phẩm thu hoạch 143 Trương Văn Lung đối tốt, giảm bớt tỉ lệ rách xơ xước Có thể làm chất kết dính cho lớp bơi ngun liệu màu giấy bìa cứng Tinh bột ngơ làm cho màu kết dính với kết dính với sợi để tạo thành bề mặt bền chắc, trơn đặn liên tục, làm tăng độ trắng, độ sáng độ suốt giấy Có thể làm chất kết dính để sản xuất giấy cứng, giấy carton v.v - Ứng dụng lĩnh vực công nghiệp khác: Tinh bột ngô dùng hồ sợi công nghiệp dệt, làm chất phụ gia công nghiệp đúc, công nghiệp khoan dầu công nghiệp chất dẻo * Bột gluten từ ngô: Bột gluten từ ngô loại bột giàu protein (>60%), chứa nhiều acid amin chúng có giá trị cao chế biến thực phẩm gia vị Loại bột dùng làm mơi trường nuôi cấy công nghiệp lên men Thức ăn gia súc làm bột gluten thức ăn cao cấp có chất lượng tốt gia súc, gia cầm, cá * Dầu phơi ngơ: Dầu phơi ngơ có chứa nhiều acid linoleic hịa tan cholesterol máu, làm mềm huyết quản, làm giảm huyết áp ngăn ngừa tượng xơ vữa động mạch Đây loại dầu thực phẩm có chất lượng cao, chứa nhiều vitamin E, loại dầu bổ dưỡng hảo hạng Ngồi ra, dầu phơi ngơ dùng làm ngun liệu hóa học để sản xuất xà phịng loại sản phẩm khác có liên quan đến dầu mỡ * Chế phẩm có hàm lượng fructose cao: chế phẩm fructose dung dịch không màu, suốt Các cấu tử chế phẩm fructose dextrose Chế phẩm hàm lượng fructose cao mang danh hiệu “Mật Ong nhân tạo” thịnh hành khắp giới Chúng khơng có vị khiết, có độ cao đường mía mà cịn có ưu việt khác giá trị dinh dưỡng cao, dễ hấp thụ Những đặc tính chế phẩm tính thẩm thấu (permeability), tính dễ kết tinh (crystallization), tính lên men (fermentation) tính chống chịu sâu v.v nguyên nhân để người ta ưu tiên cho chế phẩm công nghiệp thực phẩm, công nghiệp đồ uống việc tiêu dùng gia đình Đặc biệt chế phẩm dùng bệnh nhân mắc bệnh đái đường đồ uống vận động viên Chê phẩm có hàm lượng fructose cao cơng ti Tân Ngun có loại F-42 fructose (42% fructose), F-55 fructose tiêu chuẩn (55% fructose) * Tinh bột ngô cải biến (corn modified starch): công ti Tân Nguyên sản xuất loại tinh bột ngô cải biến: cải biến nhờ acid (acid – modified starch) cách cho tinh bột huyền phù dung dịch acid lỗng (HCl H2SO4) nhiệt độ phịng đến nhiệt độ hồ hóa Khuấy CNSH chế biến sản phẩm thu hoạch 144 Trương Văn Lung nhiệt độ độ nhớt huyền phù giảm đến mức thích hợp, trung hòa kiềm sodium carbonate, rửa sấy khô Loại tinh bột sử dụng làm chất hồ sợi công nghiệp dệt, dùng chế tạo chất mềm công nghiệp thực phẩm, dùng làm chất hồ dính giấy đặc biệt cơng nghiệp giấy, dùng hiệu giặt để làm quần áo, dùng làm nguyên liệu để sản xuất chất tẩy rửa dạng lỏng gia đình, dùng sản xuất giấy cứng dán tường Cải biến cách oxyhóa cịn gọi tinh bột bị oxyhóa (oxydized starch), oxyhóa nhờ số tác nhân oxyhóa natrium hypochloride (NaOCl), calcium hypochloride, ammonium persulphate, kalium persulphate, hydroperoxyde, acid peracetic, kalium permanganate, perborate, v.v Phản ứng tiến hành dịch tinh bột huyền phù tinh bột nhão hồ hóa Tùy thuộc vào chủng loại chất oxyhóa tùy thuộc vào điều kiện phản ứng, nhóm carboxyl (-COOH) nhóm carbonyl (-C=O) gắn vào tinh bột, đồng thời xẩy giải trùng hợp hóa (depolymerization) Sự oxyhóa trường hợp trình nhân cải biến (modification reagent) gây hai biến đổi quan trọng mặt hóa học (sự giải trùng hợp hóa + gắn nhóm carboxyl vào tinh bột) Những tinh bột dùng tác nhân kết dính cơng nghiệp giấy, hồ sợi công nghiệp dệt, dùng công nghiệp thực phẩm dùng làm chất kết dính dán giấy bìa, giấy ốp tường, bìa cách âm cơng nghiệp vật liệu xây dựng Tinh bột có liên kết ngang (cross linked starch) kiểu cải biến thu nhận từ hoạt động nhân chức đa chức (polyfunctional reagents) có khả phản ứng với nhiều nhóm hydroxyl nhóm hydroxyl cách hình thành liên kết ngang phân tử tinh bột đến phân tử tinh bột khác Tinh bột sử dụng công nghiệp thực phẩm, gia vị xúp, nước thịt, nước xốt, v.v., nghề làm bánh pudding loại thực phẩm khác có thịt nhồi, dùng làm chất hấp thụ đồ dùng vệ sinh người, làm vật liệu hấp thụ chất trao đổi ion, làm tác nhân chống ngưng kết phim ảnh Tinh bột cationic (cationic starch) loại ester tinh bột điều chế theo phản ứng sau: 145 Trương Văn Lung CNSH chế biến sản phẩm thu hoạch NaOH + St-OH + CH2-CH-CH2-N (CH3)3Cl O Tinhbột+ammoniumchloride 2,3epoxypropinmethyl→ St-OCH2-CH-CH2-H+(CH3)3 + 3ClOhydroxypropinmethyl tinh bột + ion chlore Loại tinh bột dùng công nghiệp giấy, công nghiệp xây dựng, dệt, công nghiệp xử lí nước thải cơng nghiệp khai khoáng Ester tinh bột (starch ester): acetate tinh bột tinh bột acetate hóa (starch acetate, acetylated starch) Acetate tinh bột điều chế theo phản ứng sau: O HC-C O St-OH + O NaOH St-O-C-CH3 + CH3COOH H3C-C O Tinh bột + aldehyde acetic NaOH acetate tinh bột + acid acetic Loại tinh bột cải biến sử dụng công nghiệp thực phẩm, dệt, giấy dùng làm tác nhân hút ẩm ngành công nghiệp khác Quay lại vấn đề nghiên cứu sirofructose, loại đường có ý nghĩa quan trọng năm tới Năm 1986, Usami trường Đại học Waseda tổng hợp chất gây vị mới, chất xylofructose Loại đường đôi tổng hợp nhờ enzyme bfructofuraloxydase nấm Penicillum frequentem, enzyme xúc tác thủy phân saccharose thành fructose glucose, đồng thời đem gốc xylose gắn với fructose Hãng Lotte Inc hợp tác để sản xuất xylofructose Một loại đường ba tổng hợp từ fructose galactozilfructose nhờ sử dụng enzyme vi nấm Aspergillus spp hãng Meji Seaki Co Lid Nhật Bản tiến hành Theo số chuyên gia siro (xi-rô) đặc nhiều đường fructose chế từ ngô (HFCS) sản xuất đồng phân hóa enzyme glucose chế từ tinh bột ngô thủy phân thống trị thị trường chất nhiều calo tự nhiên giới thập kỉ 1990 Xirô cung cấp 50% thị trường giới, chất tổng hợp đóng góp khoảng 10% CNSH chế biến sản phẩm thu hoạch 146 Trương Văn Lung Ở nước phát triển, tiêu thụ sirofructose thay đường saccharose Thí dụ Mĩ, tiêu thụ đường saccharose giảm từ 91 pao/đầu người năm 1979 xuống 87 pao/năm 1980 Trong tiêu thụ sirofructose từ 15,4 pao lên 19 pao/đầu người giai đoạn Năm 1987 tiêu thụ đường mía sirofructose theo đầu người Mĩ tương ứng 67 pao 36 pao Sự bành trướng thị trường sirofructose sản xuất chất tiền đề sau định: - Các nước nhập đường phát triển mạnh, sản xuất sirofructose (isoglucose) triển khai chất thay - Công nghiệp tiêu thụ nhiều đưởng dạng lỏng, tiêu thụ phụ thuộc vào ngành công nghiệp thực phẩm - Giá đường cao, ảnh hưởng đến cơng nghiệp lẫn người tiêu thụ (trừ nhóm dân cư thu nhập thấp) - Các hệ thống chuyên chở phân phối suất cao đáp ứng nhu cầu tồn trữ sử dụng xi-rô phụ phẩm dầu phôi ngô thức ăn gia súc từ ngơ - Cơng nhân có trình độ cao, cung cấp đủ nước sạch, hóa chất, enzyme lượng - Có đủ vốn, để xây dựng xí nghiệp isoglucose địi hỏi vốn đầu tư lớn - Có dồi nguồn tinh bột rẻ tiền, nhập nguyên liệu rẻ để sản xuất isoglucose mà không dùng cho người gia súc Các tiền đề giải thích Mĩ sản xuất isoglucose phát triển mạnh, mà Mĩ nước phải nhập nhiều đường, đồng thời sản xuất 46% tổng sản lượng ngô giới Cũng Nhật Bản, nước nhập đường chủ yếu nhập tới 99% ngơ cho Các nước Đơng Âu số nước phát triển ngày quan tâm đến sản xuất isoglucose (Argentina, Australia) Ở Đông Nam Á (Malaysia, Pakistan, Hàn Quốc) châu Mĩ Latinh (Brazil, Chilé, Mexico, Péru) xây dựng xí nghiệp thị trường mở nhanh chóng Sản lượng isoglucose năm 1988 Mĩ 4,2 triệu tấn, Canada: 300.000 tấn, Nhật Bản: 800.000 tấn, khối EEC: 1-2 triệu tấn, nước phát triển: 500.000 tấn, nước Đông Âu: 200.000 Nếu không kể EEC sản lượng isoglucose triệu giới năm 1988 tương ứng với khả tối đa thị trường Chắc chắn phương pháp làm giảm giá thành sirofructose tăng tốc độ thay đường.Việc bán xi-rô dạng khô ngày tăng cạnh tranh với đường sử dụng nội CNSH chế biến sản phẩm thu hoạch 147 Trương Văn Lung Chiều hướng có ảnh hưởng quan trọng phạm vi giới, đặc biệt kinh tế cán cân ngoại thương nước sản xuất đường vốn bị thiệt thòi giá đường giảm liên tục thị trường giới 2.2 Cơng nghệ sản xuất protein nhờ vi sinh vật Có nhiều loại sản phẩm chế biến từ protein thịt hộp, cá hộp, nước mắm ngắn ngày, răm bông, xúc xích, lạp xường, paté, mặt hàng thủy sản lạnh đông,…ở qui mô công nghiệp Ở giới thiệu vài sản phẩm tiêu biểu để làm ví dụ Sản xuất protein đơn bào Việc nghiên cứu vi sinh vật qui mô lớn để làm nguồn protein cung cấp cho người gia súc, gia cầm coi biện pháp giải nạn khan thức ăn Đức đại chiến giới lần thứ nhât Tại Berlin, Delbruck đồng lần tổ chức nuôi cấy lớn nấm men bia Saccharmyces cerevisiae Sinh khối nấm men dùng chủ yếu để bổ sung vào xúp xúc xích Các nấm men thực phẩm (Candida arborea, Candida utilis) lần góp phần quan trọng vào việc bổ sung thực phẩm ngày người Đức đại chiến giới lần thứ hai (Theo Tạp chí Scientific American, 1981) Hiện nay, nấm men sản xuất phụ phẩm công nghiệp bia, nuôi nhũ nhanh (Lactoserum) phụ phẩm ngành sản xuất fromage Sinh khối nấm men dùng làm thức ăn cho lợn để cung cấp loại acid amin không thay lysine Trong năm 1960, thuật ngữ “protein đơn bào” (SCP: single cell protein) lần dùng để protein vi sinh vật sản xuất cách nuôi cấy lớn nấm men vi khuẩn dùng để làm thức ăn cho người gia súc, gia cầm Cơ chất dùng cho việc sản xuất protein đơn bào hydrocarbon dầu mỏ, rỉ đường Bã thải nhà máy bột giấy để nuôi sống nấm men Saccharomyces, Candida, Mycoprotein, (protein nấm ví dụ: Fusarium gramineum), loại tảo đơn bào: Chlorella, Scenedesmus, Spirulina, … Sản xuất protein từ parafin dầu mỏ Mùa hè năm 1913, giáo sư E.E Uspenski trường Đại học Tổng hợp Moskva tiến hành nghiên cứu tầm ma (Urtica) mộc tặc (Equiserum) mọc than nước Ơng thấy đơi thành chậu làm parafin, hay tráng parafin xuất khuẩn ti nấm mốc lớp váng vi khuẩn Uspenski cấy vi sinh vật xác định “lai lịch” Đó Aspergillus flavus Cuối năm 1922, học trị ơng V.O.Tauson nghiên cứu điều kiện phát triển nấm parafin sinh lí học q trình oxyhóa Năm 1925, luận án tốt nghiệp CNSH chế biến sản phẩm thu hoạch 148 Trương Văn Lung nhà khoa học trẻ tuổi “Sự đồng hóa parafin vi sinh vật” bảo vệ thành cơng xuất sắc Lúc lúc xuất thông báo Rahn, Tausz, Sohngen Vaner trường hợp oxyhóa parafin vi sinh vật mà họ quan sát thấy Trước đó, năm 1695, Miyoshi phát khả nấm, hồi cơng trình nhà bác học giới hồn tồn khơng xem xét tới vai trò vi sinh vật việc phân giải hydrocarbon tự nhiên nghiên cứu sinh lí học vi sinh vật Tauson chứng minh rằng, parafin dùng làm nguồn dinh dưỡng carbon cho nhóm lớn sinh vật Các nghiên cứu đặc biệt ý có đe dọa gay gắt nhân loại nạn đói protein Các tổ chức nghiên cứu khoa học Pháp, Anh, Italia, Nhật Bản Mĩ bắt đầu đẩy mạnh việc nghiên cứu vấn đề thu nhận protein từ dầu mỏ Hãng dầu mỏ Bistish Petroleum (BP) Anh từ kết nghiên cứu Champagnat La Viera (Pháp) quan tâm đến việc sản xuất sinh khối vi sinh vật hydrocarbon từ cuối năm 1950 Dự án ban đầu việc sản xuất protein cịn nhằm mục đích khử sáp cho dầu mỏ Dầu thô La Veria chứa từ 10-15% parafin Chất loài nấm men Yarrowia (Candida) chuyển hóa từ nồi lên men bổ sung ammoniac (NH4+ + NH3) để cung cấp N2 để giữ độ pH thích hợp cho mơi trường khơng khử trùng (Candida lipolytica lần tách từ bơ thực vật Hòa Lan năm 1928 gọi Torula lipolytica sau đổi thành Saccharomycopsis đến lại đổi Yarrowia lipolytica Nấm men oxyhóa hydrocarbon thành acid béo nhờ enzyme hydroxylase Các acid béo phân hủy tiếp thành acetylCoA chuyển thành sinh khối nấm men) Sau giai đoạn sinh trưởng mạnh mẽ nấm men tách phần dầu lại chuyển đi, phần lipid chiếm đến 10% sinh khối Đầu năm 1970, nhiều nhóm hóa học công nghiệp dầu mỏ, chủ yếu châu Âu Nhật Bản quan tâm đến việc xây dựng qui trình cơng nghệ xây dựng nhà máy nhằm sản xuất protein đơn bào nấm men hay vi khuẩn từ chất hydrocarbon, methan, hay methanol Nhà máy có qui mơ lớn hãng BP đời Sarroch (vùng Sardinia) vào cuối năm 1975, sản xuất nấm men từ n-parafin với công suất 100.000 tấn/năm Một nhà máy khác BP Grangemouth (thuộc Scotland) với nồi lên men có khấy trộn chứa mơi trường có n-parafin khiết Sản lượng protein đơn bào 4.000 tấn/năm Công ti Liquichimica Italia xây dựng nhà máy sản xuất từ n-parafin CNSH chế biến sản phẩm thu hoạch 149 Trương Văn Lung protein nấm men, acid amin, acid béo acid citric (qui trình Nhật Bản) công suất năm 1980 200.000 protein Ở Rumanie vùng Curtea de Arges xây dựng nhà máy sản xuất protein đơn bào theo qui trình công ti Dainippon Ink & Chemical (Tokyo) Nấm men dùng Candida parafinica cho phát triển nồi lên men hình tháp có sục khí dung tích 1.260 m3 Cơ chất lên men parafin Khơng khí sau nén lọc đưa vào nồi lên men để sục khí làm phân tán parafin Sản lượng 60.000 tấn/năm (giá thành 1000 USD/tấn protein đơn bào với tên thương phẩm Romiprot) Sản xuất protein từ methanol Sản lượng khí tự nhiên to lớn Bắc Hải làm công ti Shell International Petroleum quan tâm đến việc dùng nguyên liệu để làm chất cho việc sản xuất protein Khí thiên nhiên Bắc Hải gần khí methan tinh chất Chúng dùng để tổng hợp ammonium ngành hóa dầu Để đề phòng bốc cháy methan người ta oxyhóa thành methanol nhờ phương pháp hóa học Việc sản xuất protein từ methanol phương pháp sử dụng nhà máy công ti Hocchst AG Cộng hịa Liên bang Đức cơng ti ICI (Imperial Chemical Industrics Lid.) Anh Phương pháp viện Nghiên cứu Khoa học Kowait tiếp nhận nhà máy sản xuất thử sinh khối nấm men triển khai năm 1982 Nhóm cơng ti ICI tham gia sản xuất protein từ năm 1968 Năm 1980, xây dựng nhà máy Billigham (Anh) cạnh tranh với đậu tương cách nâng cao hiệu suất chuyển hóa methanol thành protein Chủng vi khuẩn sử dụng – Methylophilus methyloropus ASI – có khả đồng hóa ammonium từ dịch ni cấy cách chuyển hóa thành acid glutamic nhờ enzyme glutaminsynthetase (GS) enzyme glutamatesynthetase (COGAT) Việc đồng hóa ammonium bước xúc tác nhờ GS cần có lượng dạng ATP ATP sinh oxyhóa methanol thành CO2 việc làm tiêu hóa nhiều carbon Ở số vi khuẩn khác kể E coli, có cách tổng hợp acid glutamic quen thuộc đòi hỏi lượng phụ thuộc vào enzyme khác – glutamate dehydrogenase (GDH) Người ta tách chủng đột biến vi khuẩn ASI không đồng hóa ammonium thiếu enzyme COGAT Mặc khác, gene mã hóa việc tổng hợp GDH E coli gắn vào plasmid chuyển vào tế bào ASI Vì vậy, đồng hóa ammonium mà chi phí lượng thấp Cuối năm 1983, công ti ICI hợp tác với Liên Xô xây dựng nhà máy sản xuất protein công suất 100.000 tấn/năm cần cung cấp năm 200.000 methanol CNSH chế biến sản phẩm thu hoạch 150 Trương Văn Lung Nhiều công ti khác giới qui mô nhỏ tiến hành sản xuất protein phương pháp methanol Sản xuất protein chất khác Đầu năm 1960, việc sản xuất protein từ hydrocarbon cịn có nhà máy lên men xây dựng để sản xuất sinh khối vi sinh vật từ rỉ đường từ bã thải nhà máy giấy Rỉ đường mía hay rỉ đường củ cải chất dịch chứa 50-60% phân tử hydrate carbon nhỏ bé, lên men nhờ nấm men Saccharomyces cerevisiae hay Candida/Torula utilis Dịch thải nhà máy bột giấy chứa nồng độ thấp đường lên men nấm men Nhiều nhà máy lên men xây dựng Mĩ nước Bắc Âu, dùng dịch thải bột giấy để sản xuất protein, nhờ mà giảm việc làm nhiễm sơng ngịi dịch thải Loại nấm men phát triển dịch kiềm sulphite (Candida utilis) loại nấm men thực phẩm dùng để làm chất điều vị cho thức ăn xúp Để chống ô nhiễm môi trường sản xuất bột giấy tăng lượng protein, nhiều công ti Envirocon Lid., Vancouver, Cellulose Attisholz (Thụy Sĩ), United Paper Mill’s Jamsankoski, công ti Giấy Bột giấy G.A Serlachius Oy (Phần Lan) …đã tiến hành sản xuất protein dùng chăn nuôi Về sản xuất protein từ rỉ đường Cuba sản xuất nấm men gia súc (Candida utilis) từ rỉ đường nhà máy đường từ hỗn hợp rỉ đường bã rượu Năm 1986 có tới 11 nhà máy sản xuất protein hoạt động Cuba nhà máy khác sản xuất men bánh mì Bảy số nhà máy công ti SPEICHIM Pháp thiết kế, nồi lên men với q trình sục khí Bốn nhà máy cịn lại công ti Áo thiết kế Tổng công suất hàng năm 130.000 tấn, sản lượng thực tế 90-100.000 sinh khối/năm Sinh khối chủ yếu dùng chăn ni Ngồi việc dùng nấm men để lên men, Billigham (Anh) dùng loại nấm sợi Fusarium gramineum để sản xuất giai đoạn đầu (1.000 protein/năm) Loại mycoprotein công ti Rank Hovis Mc Drgall Anh bán thị trường qua chi nhánh New Era Food (do công ti công ti ICI lập ra) Sử dụng mycoprotein phép dùng vào thực phẩm cho người protein chiếm 44% trọng lượng khô, saccharide: 19%, cellulose: 18% lipid: 14% Từ năm 1975, Azoulay giúp cho hãng Adour Entreprise (tây nam nước Pháp) phân lập chủng nấm men Candida tropicalis lên men trực tiếp sắn mà khơng cần q trình thủy phân ban đầu Cứ kg bột Sắn khơ kg sinh khối nấm men (hay kg sắn tười kg sinh khối) Bột nấm men sấy khô >100oC để phân hủy acid hydrocyanic có sắn (Manihot esculenta) chuyển thành CNSH chế biến sản phẩm thu hoạch 151 Trương Văn Lung ammonium acid formic (các loại sắn khác M aipi khơng có hydrocyanic khơng cần xử lí để loại bỏ độc tính chúng) Ấn Độ, Thái Lan sản xuất xuất sinh khối nấm men từ Sắn Ở Ecuador Colombia sản xuất sinh khối nấm men từ chuối phẩm chất, không xuất được, bán hàng năm triệu dollards Mĩ Chế biến chất tự nhiên Sản xuất chất tự nhiên nuôi cấy mô tế bào thực vật chất đường băng phương pháp CNSH khác làm xấu tình trạng đường mía củ cải đường thị trường quốc tế Giá đường bắt đầu hạ từ năm 1985 lượng tiêu thụ nước công nghiệp giảm nhanh, nước xuất sản xuất nhiều cạnh tranh ngày tăng siroffructose (isoglucose) chất bán tổng hợp (aspartam) chất nhân tạo (acesulfam K) Theo tài liệu Wolkstein nhan đề “Đường trước công tiếp fructose, polysaccharide chất khác” xuất năm 1986 Mĩ Trong vòng 15 năm, kể từ năm 1987 trước, tối thiểu có chất gây vị nghiên cứu tung thị trường Chính tài liệu kết luận: thị trường Mĩ đạt mức 154,3 tỉ bảng Anh (pao) chất qui chuẩn đường vào năm 1990 với phân bổ sau: chất có calo giảm từ 129,8 xuống 124 tỉ pao qui đường 109,6 tỉ pao vào năm 2005 Cịn chất calo khơng calo tăng từ 17 đến 30,5 tỉ pao vào năm 1990 45,3 tỉ pao vào năm 2005 Dự báo cho thấy rõ tỉ lệ quan trọng chất calo (xem Nothias J.K., 1987) Các chất calo gồm nhiều chất có nguồn gốc khác nhau, tự nhiên nhân tạo Chất tự nhiên ưa chuộng gắn nhãn “tự nhiên” dùng nhiều thực phẩm Thị trường chứa thực phẩm nước uống calo tăng lên nhanh chóng: 2,5 tỉ USD doanh số năm 1982 41,2 ti USD năm 1990 Nhu cầu tăng nhanh lại kèm theo ý nhiều người tiêu dùng đến thành phần thực phẩm Vì chất tự nhiên ưa thích Cần ghi nhận rằng, cơng ti thực phẩm, hóa chất hóa dược đa quốc gia ngày tham gia nhiều đến phát triển chất có vị Tate Lyle (Anh), E.I Du pont de Nemours, Monsanto, Pfiser (năm 1986 xin giấy phép bán chất tổng hợp tên alitam Mĩ) số công ti lớn Nhật Bản CNSH chế biến sản phẩm thu hoạch 152 Trương Văn Lung Tạp chí Mĩ “Bioprocessing Technology” số tháng năm 1986 tổng kết chất có nguồn gốc thực vật tự nhiên gồm số loại chất khác Trong năm 1970, tập đoàn Tate Lyle chế biến đường thực phẩm Anh xây dựng Gana, Liberia, Malaysia đồn điền trồng Thaumatococcus danielli (họ Narantaceae) tìm rừng ẩm Tây Nam Phi, có chùm màu đỏ ngọt, chứa protein thaumatin Hãng sau nghiên cứu sản xuất thaumatin phương pháp CNSH (Kenney M.J., et al., 1983) Gene mã hóa thaumatin nhân dùng vi khuẩn E coli nhà nghiên cứu phịng thí nghiệm Unilever (Colworth, Anh) nhà khoa học trường Đại học Kent truyền vào thuốc Gene mã hóa cho thaumatin truyền vào trồng thực phẩm để tăng mùi vị sản phẩm Các nhà khoa học INGENE (International Genetic Engineering) Santa Monica, California nghiên cứu nhân dòng đưa gene vào tế bào nấm men (Saccharomyces cerevisiae) Bằng cách đó, tạo thành thaumatin nhờ ni nấm men qui mơ lớn, sau đó, “phục chế” phân tử protein (phục hồi cầu nối disulphite tạo điều kiện cho protein có cấu trúc tính chất tự nhiên nó) Cơng trình hãng Beatrice US Food Corporation tài trợ từ năm 1982 năm triệu USD riêng năm 1986 1,8 triệu USD; công ti độc quyền bán sản phẩm làm công ti INGENE dự kiến thu 25 triệu USD tiền bán quyền (theo Biofutur số 54 tháng năm 1987 trang 13) Thaumatin có độ gấp 2.000-2.500 lần đường saccharose (so trọng lượng) với giá trị 16.500 USD/kg năm 1984 Vị thaumatin lên chậm giữ lâu Nó cịn có tác dụng tăng vị số chất bạc hà cay Đặc điểm tạo thuận lợi cho thaumatin sử dụng làm kẹo cao su công nghiệp dược Năm 1987, thaumatin bán Áo, Thụy sĩ, Nhật Bản Anh, Mĩ xem xét độc tính trước cho phép bán Các nước khác trình cho phép buôn bán thaumatin chất Monellin protein khác chiết tách từ trái leo Doscoreophyllum cumminsii (họ Menispenneaceae) tìm thấy vùng nhiệt đới ẩm Tây Trung Phi Thaumatin monellin loại protein đặc biệt, gấp 100.000 lần đường tính theo phân tử lượng gấp vài nghìn lần tính theo trọng lượng Người ta chứng minh rằng, hình thể nguyên gốc quan trọng vị hai loại protein ngọt, song chúng giống đáng kể qua thống kê trình tự acid amin chúng Mặc dù khơng giống trình tự kháng thể thaumatin giành giật monellin, song CNSH chế biến sản phẩm thu hoạch 153 Trương Văn Lung lại không giành giật loại monellin không bị cải biến hóa học ngược lại (xem Ogata C et al., 1987) Để tìm hiểu sở cấu trúc quan sát trên, Ogata ctv khoa Hóa trường Đại học Tổng hợp California, Berkeley xác định cấu trúc monellin độ phân giải 3Ao, sau thông báo cấu trúc tinh thể thaumatin năm 1985 (Ogata et al., 1987) Monellin gồm chuỗi peptid, chuỗi A gồm 44 gốc chuỗi B gồm 50 gốc Khung cấu trúc tổng thể monellin thaumatin khơng có giống đáng kể Các protein có khu vực nhỏ (cả hai tripeptid) nằm vùng nút mở, giống trình tự acid amin Các nghiên cứu sinh hóa miễn dịch tiến hành nhằm xác định khu vực chịu trách nhiệm phản ứng kháng thể giao chéo liên kết thụ cảm vị Chế biến cá thịt hơp, xúc xích, giị, lạp xưởng, nem chua Thịt chứa hộp kín trùng nhiệt độ cao (115o 121 C khoảng 40-69 phút tùy loại thịt số lượng tạp khuẩn thịt) Thịt đóng hộp phải loại thịt tốt từ gia súc, gia cầm khỏe, thịt cịn tươi, chưa có dấu hiệu hư hỏng Trước trùng cần phải kiểm tra vi sinh vật có thịt ttheo tiêu chuẩn: tổng số vi khuẩn bào tử vi khuẩn hiếu khí ưa nhiệt Trong q trình trùng, vi sinh vật gây bệnh chết hoàn toàn Các vi sinh vật phá hủy thịt chết phần lớn Các bào tử vi khuẩn Bac subtilis, Bac mesentericus, Cl botulinum cịn sống Trong hộp thịt, bào tử Cl botulinum phát triển sinh độc tố gây ngộ độc thịt Trong thịt có nhiều mỡ, tế bào vi sinh vật môi trường mỡ bền với nhiệt Cho nên, chế độ trùng cần phải ý Xúc xích, giị, lạp xưởng sản phẩm thực phẩm ăn trực tiếp không cần qua đun nấu lại Vì vậy, yêu cầu vệ sinh nguyên liệu thịt phải cao, thịt loại tốt, tươi Cũng cần ý đến chất lượng nguyên liệu phụ bột, muối ăn, diêm tiêu (KNO3), gia vị Thịt loại bỏ gân, xương, cho vào xay mịn trộn muối nhiệt độ thấp khoảng thời gian tùy theo phương pháp chế biến Ngồi muối cịn cho thêm diêm tiêu để giữ màu thịt, thêm đường cho mềm thịt, thêm gia vị (làm lạp xưởng thêm húng lìu) Sản phẩm luộc chín Bảo quản thường bảo quản lạnh Sản phẩm sấy khơ xơng khói Trong vi khuẩn có chủng làm hồn thiện màu sắc cho xúc xích Một số nước dùng vi khuẩn dạng khiết cho vào xúc xích: Pediococcus cerevisiae, Micrococcus T.53, L platarum, M aquatilis, M auranticus, Str Lactis, Micrococcus spp Xúc xích, lạp xưởng, giăm bơng, giị, chả,…có lượng nước CNSH chế biến sản phẩm thu hoạch 154 Trương Văn Lung khơng lớn (30-40%), có vỏ bọc, có chất ức chế vi khuẩn (muối, diêm tiêu, gia vị, chất khói) nên bảo quản thời gian Nem chua Tùy theo tập quán nước, vùng mà cách làm có khác Ví dụ tơm chua Longanisa Philippine bao gồm thịt nạc 70%, mỡ thái nhỏ 30%, muối 2% so với tổng số thịt, đường tinh 2%, giấm 2%, rượu vang 2%, hạt tiêu đen 0,6%, tỏi giã nhỏ 0,6%, potassium nitrate 0,05%, hỗn hợp phosphate 0,15% Vi khuẩn lên men lactic tự nhiên có mặt nguyên liệu ban đầu Ướp 2-3 ngày tủ lạnh, lấy để nguội cho lên men nhiệt độ 30-35oC 12-24 giờ, đem dùng Lên men tôm, cá loại thủy sản khác Cá tôm muối Cá , tôm muối sản phẩm phổ biến Phương pháp muối tôm, cá để bảo quản dùng từ thời cổ xưa Dung dịch muối có khả tạo thành áp suất thẩm thấu cao Dung dịch muối 10-20% có áp suất thẩm thấu 200 atm Tế bào nguyên liệu vi sinh vật bị co nguyên sinh làm cho vi sinh vật ngừng hoạt động Các trình biến đổi chất khơng thực chức bình thường Vì số vi sinh vật gây hại khơng hoạt động Trong q trình muối tơm, cá xảy biến đổi hóa sinh liên quan đến tác dụng protease oxyhóa- khử hoạt động vi sinh vật có tơm cá Thịt số cá muối trở nên mềm, tươi ngon có mùi vị thơm dịu Vì vậy, tơm cá muối “chín” ăn trực tiếp không cần phải qua nấu nướng Gần số nước bảo quản cá dạng đóng bánh Nguyên liệu đem xay nhỏ bóp muối Sau đem ép phơi sấy khơ Sản phẩm gĩư dài ngày điều kiện khí hậu nhiệt đới Trước nấu, đem ngâm vào nước nóng để giảm độ mặn Các nước Đơng Nam châu Á dùng tôm, cá muối phổ biến tơm muối thính Balao Balao (Philippine), tơm muối Kung Chom (Thái Lan), Tôm muối Saeoojeot (Triều Tiên), mắm cá thu Burong (Philippines), trai muối hoi Malangpu Dong (Thái Lan), tôm chua Huế, mắm nêm, cá mắm loại, nước mắm (sản xuất khắp nước có vùng làm nước mắm truyền thống trở thành hàng đặc sản nước mắm Phan Thiết, nước mắm Phú Quốc, v.v.) 2.3 Sản phẩm từ rau Để giảm bớt thất thoát sản phẩm rau quả, người ta ứng dụng nhiều hình thức chế biến khác sản xuất loại rau hộp, sấy khô qui mô lớn đại, lạnh đông rau quả, muối, lên men rau đóng hộp Sau vài ví dụ việc chế biến rau 155 Trương Văn Lung CNSH chế biến sản phẩm thu hoạch Bảo quản chế biến rau phương pháp lạnh lạnh đông Phương pháp lạnh đông rau bảo quản 0oC kìm hãm q trình sinh lí, sinh hóa hoạt động vi sinh vật, đồng thời làm tăng hương vị cho rau Thông thường người ta bảo quản rau kho lạnh từ đến –2oC Cũng tùy theo phẩm chất sản phẩm mà nhiệt độ bảo quản có khác Tùy theo mức độ xử lí nguyên liệu cách phối chế, rau lạnh đơng có dạng sau: + Rau tự nhiên lạnh đơng + Rau rót nước muối lạnh đông +Quả tự nhiên lạnh đông + Quả trộn nước đường lạnh đông +Nước rau lạnh đông +Rau nghiền lạnh đơng Sau vài qui trình lạnh đơng rau Qui trình lạnh đơng chuối Chuối già 95-98% → Giấm chín → Cắt rời trái → Ngâm, rửa, sát trùng ↓ ← Cắt khúc, cắt đầu ← Bóc vỏ ← Để nước Ngâm tẩm chống oxyhóa ↓ Để dung dịch ngâm tẩm → Cân, cho vào túi →Làm lạnh đông -35-40oC ↓ Đóng kiện ← Bảo quản ≤ 18oC Qui trình lạnh đơng cà chua Cà chua chín 60-80% → Chọn, rửa, sát trùng → Rút cuống ↓ Cân, vào tí, dán túi ←Chảy, nước ←Rửa lại thuốc sát trùng ↓ Làm lạnh đông nhanh -35 đến –40oC → Đóng kiện → Bảo quản ≤-18oC CNSH chế biến sản phẩm thu hoạch 156 Trương Văn Lung Qui trình lạnh đơng hỗn hợp rau BẮP CẢI SÚP LƠ ↓ ↓ Chọn Chọn ↓ ↓ Rửa,sát trùng Rửa,sát trùng ↓ ↓ Thái sợi Cắt thành mảnh nhỏ ↓ ↓ Chần Chần ↓ CÀ RỐT HÀNH ↓ ↓ Chọn Chọn ↓ ↓ Rửa,sát trùng Bóc vỏ ngồi ↓ ↓ Cạo vỏ Rửa ↓ ↓ Rửa Thái sợi nhỏ ngang ↓ Tạo hình (lát trịn bầu dục, sợi, lát hoa, hạt đậu) ↓ ↓ Chần Chần ↓ ↓ Phối trộn công thức khác (kể thêm gia vị) ↓ Cân ↓ Đóng túi, dán miệng túi ↓ Làm lạnh đơng nhanh -15 đến –40oC ↓ Đóng kiên ↓ Bảo quản ≤-18oC 2.4 Chế biến thực phẩm chuyển gene Đã từ hàng nghìn năm qua, lồi người biến đổi di truyền trồng giữ giống tốt từ vụ trước qua vụ sau; cà chua dại thành cà chua nay; ngô dại bắp trần dài 2,5 cm thành có bao dài 30 cm Hàng trăm giống tạo chiếu xạ dùng hóa chất gây đột biến Một biện pháp kĩ thuật nuôi cấy mô tế bào, tạo phôi soma, hạt nhân tạo, tạo dịng soma ni cấy mơ tế bào, protoplast, đặc biệt sử dụng công nghệ gene tái tổ hợp DNA 157 Trương Văn Lung CNSH chế biến sản phẩm thu hoạch Có nhiều giống tạo theo ý muốn người, tạo vừa ăn quả, vừa ăn củ (quả cà chua củ cà rốt cà cua khoai tây cây, chùm nho có cà chua xen vào mà cà chua lại thối hỏng, v.v.), ngơ chuyển gene chóng sâu hại v.v ↑ Ngơ chuyển gene kháng sâu hại ← Cây khoai-cà (Pomato) Hình VII Cây trồng thực phẩm chuyển gene Hoặc hạt nhân tạo, người ta đưa vào vỏ hạt loài vi khuẩn cố định N2, trưởng thành, vi khuẩn lấy N2 từ khơng khí để cung cấp phân đạm cho Cũng cách tương tự, người ta đưa số thuốc trừ sâu trừ cỏ dại vào vỏ hạt nhân tạo để bảo vệ cho khỏi bị sâu cỏ dại phá hoại Hạt nhân tạo dễ dàng nạp gene lạ vào nhằm tạo giống có đặc tính mong muốn Về chuyển nạp gene, giới có nhiều thành tựu Riêng Việt Nam, viện Cơng nghệ Sinh học, viện Sinh học Nhiệt đới thành phố Hồ Chí Minh thuộc viện Khoa học Cơng nghệ Việt Nam, viện Di truyền Nông nghiệp TW, viện Lúa Đồng sông Cửu Long thuộc NN&PTNT chuyển nạp gene chống chịu rầy nâu vào lúa súng bắn gene phương pháp gián tiếp plasmid Agrobacter tumefaciens đạt kết Nhiều cơng trình nghiên cứu chống chịu sâu bệnh, bảo vệ trồng dùng vi khuẩn Bacillus thuringiensis (Bt) lồi có khả sản sinh protein chống côn trùng Người ta đưa gene vào để tạo enzyme làm thối hóa thành phần tiền chất hình thành ethylen, làm chậm chín hư hỏng (Cơng trình Kishore Harry Klee CNSH chế biến sản phẩm thu hoạch 158 Trương Văn Lung Monsanto) Các nhà khoa học Mĩ cấy vào gene vi khuẩn sản sinh chất chitinase tiêu diệt tế bào nấm (cấy vào cà chua, khoai tây, rau diếp giống tương tự chưa làm với lúa, lúa mì, ngơ có hạt khác) Bên cạnh việc nâng cao suất trồng, người ta nâng cao phẩm chất chúng cách đưa gene tạo enzyme G Glili dùng vi khuẩn E coli để chiết xuất lấy gene mã hóa loại enzyme tổng hợp lysine, sau đưa vào khoai tây thuốc làm cho hàm lượng lysine khoai tây củ tăng lần, tăng lần thân tăng lần Người ta cúng đưa acid amin khác vào khoai tây làm cho chất lượng khoai tây trở nên quí giá Giữa thập kỉ 90 kỉ trước, Brazil, công ti Sinh học đưa dự án ghép gene lạc cho đậu tương nhằm làm giàu đạm cho đậu tương, bị bỏ đậu tương gây dị ứng cho người Như vậy, năm 1990, công nghệ gene bắt đầu đưa vào 50 sản phẩm ứng dụng 13 nước với diện tích 52,6 triệu năm 2001, tăng 50 lần so với năm 1996 Trong nhiều đậu tương 34,9 triệu ha, 64% diện tích đậu tương giới, ngô 6,1 triệu 3,3 triệu cải dầu Người ta 10 giống trồng mang gene Đến năm 2004 có đến 81 triệu trồng chuyển gene 17 quốc gia dự tính vào năm 2010 diện tích trồng chuyển gene tăng lên đến 150 triệu với khoảng 15 triệu người trồng 30 nước giới Về vật nuôi có nhiều thành tựu Ví dụ tiêm DNA vào trứng để chuyển đổi gene MT-hGH phát triển thành blastocyste, cấy nửa noãn bào vào gia súc để tạo sinh đôi, dùng hormone tăng trưởng tái tổ hợp gene bị để tăng sinh lí sữa (ở Mĩ làm tăng 15% hàm lượng sữa bò), tạo bê đực bê theo ý muốn, v.v Bằng kĩ thuật lên men, Elizabeth Stiton, Danny Lactaire đưa gene sản sinh vi khuẩn lên men vào hệ di truyền bò sữa, chuyển gene di truyền bò sữa thành bò cho yaourt Vấn đề tranh cãi sản phẩm chuyển gene có an tồn thực phẩm hay khơng? Đã có nhiều tranh luận vấn đề GMO (Geneticaly midified organisms – có nghĩa có gene cải biến hay chuyển gene) Có người cho rằng, sản phẩm chuyển gene gene ngô BT, đậu tương BT, dầu cải BT sản phẩm kì diệu, kết cơng nghệ gene Điều đáng hoan nghênh Hàng triệu nhân dân Mĩ ăn loại sản phẩm này, châu Âu nhiều nước khác lại tẩy chay Đây nghịch lí khơng thể giải thích Có người cho rằng, nước phản đối có lí họ Nếu đồng ý với ý kiến phản đối vậy, đảm bảo sản phẩm không độc hại cho sức khỏe CNSH chế biến sản phẩm thu hoạch 159 Trương Văn Lung người? Có người lại nói: cơng ti Cơng nghệ Sinh học có tầm cỡ giới Monsanto nêu lên tình trạng bùng nổ dân số giới kỉ tới, địi hỏi diện tích nơng nghiệp 1,5 tỉ phải tăng lên 2,8 tỉ Nhưng chưa phải biện pháp hữu hiệu để giải vấn đề lương thực cho loài người Chỉ có dựa vào nơng nghiệp áp dụng giống chuyển gene ni sống 10-12 tỉ người, lại tiêu hao lượng chống ô nhiễm môi trường Người khác lại nói: Mĩ, sản phẩm chuyển gene hầu hết công ti tư nhân sản xuất ra, họ cấp tiền cho viện nghiên cứu, trường đại học nghiên cứu đề tài cho họ Các công ti chạy theo lợi nhuận Họ tuyên truyền rùm beng, tất sản phẩm phục vụ lợi ích lâu dài cho người? Lại ý kiến trả lời: nói đến lợi ích cho nhà nơng Các sản phẩm có gene vi sinh vật BT chống sâu bệnh, nhà nơng khơng phải dùng nhiều thuốc hóa học để phịng trừ, tiết kiệm chi phí, chống nhiễm sản phẩm, chống ô nhiễm đất, nước không khí Ý kiến chống lại: gene lại tạo độc hại cho sản phẩm sao? Đã có chứng minh lâu dài biến đổi an toàn cho người? Mới tàu chở đậu tương từ Mĩ bị dân Anh tẩy chay v.v v.v Đúng nhiều tranh cãi Về chuyên đề “Ẩm thực thời chuyển gene”, Tạp chí Thế giới mới, Thiếu Lâm viết “Thực phẩm chuyển gene - Thị trường khơng kiểm sốt” trích dẫn viết: Sau ăn bánh bột ngơ nhân thịt gà, bà Grace Booth 35 tuổi California (Mĩ) cảm thấy nóng người, buồn nơn, sau bị tiêu chảy, sưng vù mơi, khó thở Các bác sĩ chẩn đoán bà bị sốc phản vệ nên tiêm thuốc kháng dị ứng, truyền dịch cho uống thuốc kháng histamine Benadryl Năm sau, bà Grace Booth xuất viện Sau bà biết bà bị dị ứng với ngô chuyển gene StarLink dùng làm nguyên liệu để chế biến bánh bột ngô nên gửi đơn đến kiện quan Quản lí Thực phẩm Dược phẩm (FDA) Từ nhiều năm nay, thực phẩm chuyển gene bị nghi ngờ có chứa nhiều protein lạ gây hại sức khỏe cho người Tuy nhiên, lần người tiêu dùng kiện Tháng năm 2001, tạp chí Discover Mĩ đưa lên trang bìa vụ ngơ StarLink gây dị ứng FDA chuẩn bị xét nghiệm mẫu máu 44 người làm đơn kiện Aventis – nhà sản xuất Ngô chuyển gene StarLink Tác giả Thiếu Lâm viết tạp chí Thế giới (2001, trang 2125) nêu mục sau: Bánh bột ngơ gây dị ứng Tác giả đưa nhiều trường hợp Mĩ, người dùng bánh ngô chuyển gene bị dị ứng Ngô StarLink bắt đầu xuất thị trường Mĩ vào năm 1998 Giống ngô mang gene vi khuẩn Bacillus thurigiensis có khả tiết CNSH chế biến sản phẩm thu hoạch 160 Trương Văn Lung độc tố diệt bướm ống giúp Ngô không bị phá hại Tuy nhiên, ngơ StarLink có protein Cry9C, loại protein khơng bị enzyme đặc biệt máy tiêu hóa người phân hủy Trong số 44 trường hợp kiện cáo ngơ StarLink, trung tâm Kiểm sốt Dịch bệnh Mĩ (CDC) ý đến 26 trường hợp đưa kết luận ban đầu: 11 trường hợp xẩy triệu chứng dị ứng trường hợp số chắn có liên quan trực tiếp đến việc ăn thức ăn bột ngô chuyển gene StarLink mang nhãn hiệu Taco Bell Mission Foods Tuy nhiên CDC chưa khẳng định Cry9C có thức ăn hay không FDA tiếp tục làm công việc Mục khác Thiếu Lâm viết: Khơng dám thực phẩm chuyển gene gây ngộ độc ngược lại Thực phẩm khơng chuyển gene: khó phân biệt thật giả Người ta biểu tình chống chuyển gene Brazil Đồng ruộng trồng cải dầu chuyển gene bị phá bỏ Pháp Đúng, thực phẩm chuyển gene vấn đề tranh cãi.Thời gian qua, nước EU không chịu nhập thực phẩm chuyển gene Mĩ Sau họ yêu cầu thực phẩm chuyển gene phải có lí lịch chuyển gene (Gần có thơng tin cho EU định cho nhập thực phẩm chuyển gene trở lại không giải thích lí do) Có số người u cầu gắn nhãn hiệu cho sản phẩm có cấy ghép gene Nhưng sản phẩm không khác sản phẩm cổ truyền Vã lại, từ năm 1990, 60% sản phẩm lương thực, thực phẩm chế biến siêu thị Hoa Kì gồm có pizza, khoai tây lát, xi-rô ngô, bột mỡ, đậu tương, cải dầu,… sản phẩm công nghệ gene Do gắn nhãn hiệu khơng cần thiết Sản phẩm có gene có hại cho mơi trường khơng? Dịng lan truyền gene thơng qua hạt phấn, hạt giống từ giống qua giống khác mối lo số nhà khoa học Việc lan truyền từ trồng sang cỏ qua gió, ong bướm yếu tố khác xảy Chúng tơi nghĩ, lí lịch gene quan trọng Khơng phải gene gây phương hại cho người Ví dụ nói, tăng thêm số gene tạo enzyme, từ tạo sản phẩm có nhiều acid amin không thay làm cho chất lượng sản phẩm tăng lên tăng acid amin cho củ khoai tây, chuyển thêm gene sản sinh vi khuẩn lên men vào hệ di truyền bò sữa, chuyển bò sữa thành bị cho yaourt v.v đâu có hại! Còn việc đưa gene chống sâu bệnh vào tế bào rõ ràng có hai mặt: khơng bị bệnh cho suất cao hơn; sản phẩm tạo thành nhiều Ngay bị bệnh, thân thể muốn chống lại điều kiện bất lợi đó, sinh vật phải tiết kháng thể độc để diệt trừ tác hại gây Các kháng thể cịn lưu lại thể, nồng độ cao CNSH chế biến sản phẩm thu hoạch 161 Trương Văn Lung có hại cho người Trong trường hợp người can thiệp vào phương pháp hóa học phương pháp chuyển gene chống sâu bệnh, nồng độ cao có hại cho sức khỏe người Vấn đề nồng độ sử dụng tích lũy chất độc hại thể Nếu nồng độ cao phương pháp phải loại trừ, nồng độ thấp cho phép nên sử dụng Vì cần phải tiến hành phân tích phải có lí lịch đối tượng cần tiêu dùng Gần đây, Tạp chí Thế giới số 595 ngày 26/7/2004 “Khả kì diệu chíp sinh học”, tác giả Ngọc Nhàn viết:cơng ti Apibio Pháp bước đầu đưa vào thử nghiệm loại chíp sinh học có khả phát nhanh loại thực phẩm biến đổi gene Người ta sử dụng chíp có gắn DNA đặc trưng loại không biến đổi gene Khi thử nghiệm, thiết bị so sánh gene loại thực phẩm nhập với gene mẫu chíp Nếu hai nhánh DNA “nhận nhau”, điều có nghĩa thực phẩm nhập thứ thiệt Tiềm sinh học to lớn, khơng thể mang lại rủi ro Phủ nhận hay dựa vào kĩ thuật sai lầm Chúng ta cần phải phân tích cặn kẽ trả lời Ở đâu, nào, lại sử dụng sản phẩm sinh học thử nghịêm rộng rãi, phán xét khôn ngoan, cân nhắc lợi hại, điều cần thiết cho cần đến (trong mục chúng tơi có sử dụng thêm tài liệu “Sản phẩm biến đổi gene” Tạ Từ báo Nhân dân số 65/92002 TÀI LIỆU THAM KHẢO Đái Duy Ban, Lữ Thị Cẩm Vân, 1994 Công nghệ gene công nghệ sinh học ứng dụng nông nghiệp đại Nxb Nơng nghiệp Hà Nội Lê Dỗn Diên, 1994 Công nghệ sau thu hoạch nông nghiệp Việt Nam: Thực trạng triển vọng Nxb Nông nghiệp Hà Nội Nguyễn Lân Dũng, 1992 Tìm hiểu cơng nghệ sinh học, Nxb Giáo dục Hà Nội Trương Văn Lung, 1995 Chuyên đề Công nghệ sinh học Tủ sách Đại học Khoa học Huế Trương Văn Lung, 2002 Công nghệ sau thu hoạch (Hô hấp với việc chế biến bảo quản thực phẩm) Tủ sách Đại học Khoa học Huế Ngọc Nhàn, 2004 Khả kì diệu chíp sinh học, Tạp chí Thế giới mới, Nxb Giáo dục Hà Nội, số 595, tr: 52-55 CNSH chế biến sản phẩm thu hoạch 162 Trương Văn Lung Phan Cự Nhân, Trần Đình Miên, 1997 Tìm hiểu cơng nghệ sinh học đại Nxb Giáo dục, Hà Nội Nguyễn Hữu Phúc, 1998 Các phương pháp lên men thực phẩm truyền thống Việt Nam nước vùng Nxb Nơng nghiệp thành phố Hồ Chí Minh Hồ Sưởng (chủ biên), 1982 Vi sinh vật bảo quản chế biến thực phẩm Nxb Nông nghiệp Hà Nội 10 Lê Ngọc Tú (chủ biên), 2000 Hóa sinh công nghiệp, Nxb Khoa học Kỹ thuật Hà Nội 11 Trần Cẩm Vân, Bạch Phương Lan, 1995 Công nghệ vi sinh bảo vệ môi truờng Nxb Khoa học & Kỹ thuật Trung tâm Giao lưu quốc tế Văn hóa Giáo dục Khoa học (CCES), Hà Nội 12 Albert Sasson,1988 Biotechnologies and development Công nghệ sinh học phát triển Người dịch: Nguyễn Hữu Thước, Nguyển Lân Dũng số dịch giả khác Nxb Khoa học & Kỹ thuật Hà Nội 13 Bezborodov A.M., Moxolov V.V., Rabinovitch M.I., Nguyễn Văn Uyển, Ngô Kế Sương nnk, 1994 Công nghệ sinh học số ứng dụng Việt Nam, Tập I, II Nxb Nông nghiệp Hà Nội 14 Clive James, 2004 Tóm tắt báo cáo số 32 ISAAA tình trạng trồng chuyển gene/cơng nghệ sinh học trồng mua bán thị trường giới năm 2004.Bản tin Công nghệ Sinh học tháng 01 năm 2005 www.biotechvn.com,vn 163 CNSH với việc bảo vệ môi trường Trương Văn Lung CNSH VỚI VIỆC BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG Chương VIII Các hoạt động sản xuất nông lâm ngư nghiệp công nghiệp thực trạng ô nhiễm môi trường Khoa học kĩ thuật ngày phát triển khiến cho người vươn xa hơn, rộng ước mơ chinh phục trái đất Dân số tăng nhanh, lương thực thực phẩm ngày khan khiến cho người tìm cách khai thác cạn kiệt nguồn tài nguyên thiên nhiên Con người bất chấp tất cả, người phải gánh lấy hậu Đó nạn hạn hán, lũ lụt, bệnh tật, ô nhiễm môi trường, Bước sang kỉ XXI kĩ công nghệ sinh học công nghệ thơng tin, đứng trước tình hình mơi trường kêu cứu ngành cơng nghệ sinh học ngành đầu công tác bảo vệ mơi trường CNSH đóng vai trị to lớn, thúc đẩy ngành công nghệ khác phát triển Một vấn đề khó khăn nạn nhiễm mơi trường sống, xem dẫn đến thảm hoạ môi trường 1.Một số định nghĩa 1.1.Định nghĩa môi trường Theo định nghĩa UNESCO (1981) mơi trường người bao gồm toàn hệ thống tự nhiên hệ thống người tạo ra, hữu hình (đơ thị, hồ chứa ) vơ hình (tập qn, nghệ thuật ), người sống lao động mình, họ khai thác tài nguyên thiên nhiên nhân tạo nhằm thỏa mãn nhu cầu Như vậy, môi trường sống người không nơi tồn tại, sinh trưởng phát triển cho thực thể sinh vật người mà “khung cảnh sống, lao động nghỉ ngơi người”  ... theo phản ứng sau: 145 Trương Văn Lung CNSH chế biến sản phẩm thu hoạch NaOH + St-OH + CH2-CH-CH2-N (CH3)3Cl O Tinhbột+ammoniumchloride 2,3epoxypropinmethyl→ St-OCH2-CH-CH2-H+(CH3)3 + 3ClOhydroxypropinmethyl... 1995 Chuyên đề Công nghệ sinh học Tủ sách Đại học Khoa học Huế Trương Văn Lung, 2002 Công nghệ sau thu hoạch (Hô hấp với việc chế biến bảo quản thực phẩm) Tủ sách Đại học Khoa học Huế Ngọc Nhàn,... chíp sinh học, Tạp chí Thế giới mới, Nxb Giáo dục Hà Nội, số 595, tr: 5 2-5 5 CNSH chế biến sản phẩm thu hoạch 162 Trương Văn Lung Phan Cự Nhân, Trần Đình Miên, 19 97 Tìm hiểu cơng nghệ sinh học