thu nhan sinh khoi mục lục (1)1x

1 MỤC LỤC Sơ lược sinh khối vi sinh vật thực phẩm thay Sinh khối vi sinh vật Thực phẩm thay II Quy trình sản xuất sinh khối nấm men Quy trình tổng quát Ảnh hưởng yếu tố môi trường đến tốc độ tổng hợp sinh khối nấm men 2.1 Nhiệt độ 2.2 Độ pH môi trường 2.3 Ảnh hưởng chất hóa học 2.4 Ảnh hưởng nồng độ rỉ đường 2.5 Ảnh hưởng cường độ không khí khuấy trộn lên tốc độ tăng trưởng nấm men III Tại chọn nấm men để thu nhận sinh khối? IV Thu nhận sinh khối protein từ nấm men: Phá vỡ tế bào Chiết rút protein V Ứng dụng: I I II Sơ lược sinh khối vi sinh vật thực phẩm thay thế: Sinh khối: tổng trọng lượng sinh vật sinh số lượng sinh vật sống đơn vị diện tích, thể tích vùng Thực phẩm thay thế: nguồn thực phẩm dùng để thay nguồn thực phẩm có tự nhiên, thu sinh khối khô tế bào tổng lượng tách chiết từ môi trường nuôi cấy vi sinh vật, sử dụng làm nguồn thức ăn cho người hay nguồn thức ăn cho chăn nuôi Quy trình sản xuất sinh khối nấm men: Quy trình tổng quát: Rỉ đường 10 Xử lý 11 12 Nấm men 13 14 Pha loãng Thanh trùng 15 Nhân giống16 Cấy 17 18 Lên men Men nước 19 20 21 Ly tâm Men dạng paste 22 23 Sấy khô Men khô 24 1.1 Rỉ đường: dùng làm chất cho nhiều trình lên men Ngoài saccharose rỉ đường chứa số chất vô cơ, hữu vitamin có giá trị Rỉ đường trước dùng để nuôi nấm men cần xử lý để loại bỏ chất keo, chất lơ lửng số chất có hại cho tăng trưởng nấm men 1.2 Xử lý: thực loại bỏ chất keo rỉ đường, làm phương pháp: - Phương pháp hóa học: 25 + Thường sử dụng acid sulfuric, kết hợp với vôi làm đông tụ, kết tủa chất keo, đồng thời acid sulfuric liên kết với muối rỉ đường cạnh tranh với acid hữu cơ, phân hủy protein tạo chất cho nấm men sử dụng để tăng sinh khối 26 + Cách thực hiện: 27 Pha loãng rỉ đường khoảng 0,73m3 nước/tấn rỉ đường, trộn đều, thêm cloruacanxi 0,9kg/tấn rỉ đường, khuấy trộn 30 phút sau để yên 30 phút Thêm vào lit acid sulfuric/tấn rỉ đường, khuấy tiếp tục 30 phút nữa, sau để lắng 6-12h Dùng bơm hút dịch lên trên, loại bỏ cặn Phương pháp học: 28 Dùng máy ly tâm Trước ly tâm, pha loãng rỉ đường với nước theo tỷ lệ 1:1, 1:2, 1:3, 1:4 tùy thuộc vào thành phần muối canxi rỉ đường Nếu lượng muối canxi rỉ đường < 0.5% pha loãng 1:1, 0,6% pha loãng 1:2, 1% pha loãng 1:4 - 1.3 Pha loãng: 29 Tiến hành pha loãng thành nồng độ 28-30% chất khô Sử dụng thiết bị lọc khung để lọc dịch 30 Sau pha loãng bổ sung dinh dưỡng cho nấm men, thường sử dụng hóa chất: - Nguồn hydrat carbon: 12-15% chất khô tính rỉ đường - Ammonium sulfat: từ 0,1-0,3% - Ure: 0,1-0,15% - DAP: 0,1% hay acid photphoric 0,06% DAP khó hòa tan nước trước sử dụng phải hòa tan vào nước nóng theo tỷ lệ 1:5-6 (nước) trước Dung dịch trộn lẫn với lượng acid phosphoric tính toán, pha loãng nước theo tỷ lệ 1:5 - Magie sulfat 0,05% 31 * Chú ý: phải làm nguội dịch rỉ trước bổ sung hóa chất 32 * Điều chỉnh pH dung dịch: điều chỉnh pH = 4-4,5 acid sulfuric loãng với nồng độ pha trước 1.4 Thanh trùng: - Mục đích: tiêu diệt vi sinh vật gây hại, chuẩn bị cho trình lên men - Tiến hành: trùng nhiệt độ 80-900C vòng 20 phút - Sau trùng ta tiến hành làm nguội cách làm lạnh khoảng nhiệt độ từ 28-320C để chuẩn bị cho trình nuôi cấy 1.5 Nhân giống: - Nuôi cấy nhân giống thực phòng thí nghiệm: Giống nuôi cấy ống nghiệm thạch nghiêng cấy chuyền vào ống nghiệm 20ml chứa 10ml môi trường nuôi cấy vô trùng Tiến hành nuôi 28-320C vòng 16-20h Sau khoảng thời gian ta cấy vào bình tam giác thiết bị lớn hơn, tỷ lệ giống chuyển cấp 1:10 100 lit ta chuyển sang giai đoạn nhân giống chế độ phân xưởng - Nhân giống giai đoạn phân xưởng: Tiến hành nhân giống thiết bị nuôi cấy nhiệt độ thời gian trên, sau ta tiếp tục nhân giống vào thiết bị lớn với tỷ lệ cấp chuyển giống 1:10  Quy trình nhân giống bán liên tục: - Dịch sau trùng làm nguội xuống nhiệt độ lên men 28300C bơm vào thùng nuôi cấy - Nấm men từ thùng men giống tháo xuống cho thể tích dịch nuôi cấy men giống chiếm 50% thể tích thùng Ta cho nấm men lên men khoảng 16-18h - Trong trình nuôi cấy nhiệt độ điều chỉnh cách dội nước lạnh bên thùng ta sử dụng thùng nuôi cấy có hỗ trợ thêm thiết bị điều chỉnh nhiệt độ - Song song với trình men giống phát triển thùng nhân giống ta tiếp tục cho dịch rỉ vào thùng xử lý - Sau 16-18h ta cho dịch rỉ thêm vào thùng nhân giống nấm men trộn Cho lên men thêm khoảng 2-3h - Tháo 50% lượng men thùng nhân giống xuống thùng nuôi cấy Tiến hành lặp lại bước 33 34 Nhân giống liên tục: - Trong sản xuất công nghiệp người ta thường dùng phương pháp nuôi cấy theo dòng liên tục - Để xác định chế độ làm việc tối ưu thiết bị, người ta xác định mức độ sử dụng oxi theo chọ tốc dộ pha loãng, thành phần tương ứng môi trường tăng cao suất sinh khối - Khi đạt lượng sinh khối có dịch nuôi cấy lấy dần cho thêm môi trường vào nồi lên men có hàm lượng khoảng 1-2% Cấy: - Sinh khối nấm men thu nhận cách: nuôi cấy kỵ khí nuôi cấy hiếu khí Trong điều kiện nuôi cấy hiếu khí sản phẩm chủ yếu sinh khối, CO2 sản phẩm thứ cấp Trong nuôi cấy kỵ khí thu sinh khối - để đạt hiệu xuất thu hồi sinh khối cao cần phải tạo điều kiện hiếu khí để đảm bảo cho nấm men sinh trưởng tăng sinh khối tốt 35 Lên men (quá trình men lắng): chuẩn bị cho trình ly tâm tách rửa - Giảm nhiệt độ đến 270C - Giảm lượng không khí 40- 60% so với giai đoạn nuôi - Thời gian lắng từ 1,5- - Thiết bị: trình men lắng xảy thiết bị lên men 36 Khi kết thúc trình men lắng ta loại bỏ phần dịch thu sinh khối men nước Ly tâm: 37 Ngay kết thúc trình lên men: - Rửa nấm men thiết bị có hệ thống cấp nước lạnh liên tục tách nấm men liên tục máy ly tâm - Rửa nấm men hệ thống hai thiết bị phương pháp hòa tan gián đoạn bao gồm giai đoạn:  1.6 1.7 1.8 38 + 39 + 40 + Tách nấm men khỏi dịch Tách nấm men từ nước rửa Ly tâm lần lần phần - Tách nấm men cách ly tâm lần Sau lần ly tâm mật độ nấm men cao sinh khối thu 41 Ta thu nhận sinh khối nấm men dạng paste 42 43 1.9 Sấy: 44 Quá trình sấy nhằm mục đích tách ẩm khỏi men, đưa độ ẩm chúng 8% để kéo dài thời gian bảo quản nấm men Đồng thời, trình sấy làm đa dạng hóa sản phẩm nhằm thuận tiện cho trình vận chuyển sử dụng Ảnh hưởng yếu tố môi trường đến tốc độ tổng hợp sinh khối nấm men: 2.1 Nhiệt độ: ảnh hưởng lớn lên tốc độ tăng trưởng nấm men Nhiệt độ thích hợp để nấm men phát triển tốt 28-30ºC Trên 43ºC 28ºC sinh sản nấm men bị chậm hay ngừng lại 2.2 Độ pH môi trường: 45 Độ pH tốt cho tăng trưởng men 4,5 – 5,5; pH= 4: tốc độ tích lũy sinh khối giảm Nếu pH=3,5 hay pH=3 làm sinh sản nấm men bị ngừng lại Mức độ hấp thụ chất dinh dưỡng vào tế bào, hoạt động hệ thống enzym tham gia vào tổng hợp protein, tạo vitamin tùy thuộc vào độ pH, pH 4,5-5,5, làm chất lượng nấm men giảm 2.3 Ảnh hưởng chất hóa học: 46 Nguyên liệu chủ yếu để sản xuất men bánh mì rỉ đường, amonium sunphat, DAP, MgSO4, axit sunfuric hóa chất có diện chất làm ức chế tăng trưởng tế bào nấm men 2.4 Ảnh hưởng nồng độ rỉ đường: 47 Tốc độ tăng trưởng tế bào nấm men phụ thuộc vào hấp thụ chất dinh dưỡng, giới hạn áp suất thẩm thấu môi trường nồng độ tế bào 2.5 Ảnh hưởng cường độ không khí lên tốc độ tăng trưởng nấm men: - Trong trình nuôi nấm men cần thiết giữ cho dịch men li ên tục bão hòa oxy hòa tan Ngừng cung cấp oxy 15 giây gây nên tác dụng “âm”trên hoạt động sống nấm men Oxy khí chuyển vào tế bào nấm men qua hai giai đoạn : • Hòa tan oxy đến dạng lỏng • Hấp thu oxy hòa tan vào tế bào III Tại chọn nấm men để thu nhận sinh khối? - Hàm lượng protein cao khoảng 45-55% chất khô (chất béo 2-6%, chất vô 5-10%, axit nucleic 6-12% - Chất lượng protein cao: nhiều aminoaxit không thay - Vòng đời sinh trưởng ngắn từ 2-4h - Sử dụng nguyên liệu rẻ tiền: rỉ đường, dung dịch kiền sunfit - Thuận tiện kỷ thuật: tế bào lớn nấm men tách li ly tâm dể dàng nhiều so với vi khuẩn 48 IV Thu nhận sinh khối protein từ nấm men: 49 phá vỡ tế bào: 50 - Có thể phá vỡ cấu trúc tế bào biện pháp học nghiền với bột thủy tinh cát thạch anh, làm đồng hóa thiết bị nghiên đồng thể Thiết bị có chày thủy tinh gắn với môtơ quay điều chỉnh tốc độ quay theo yêu cầu 51 - Dùng sóng siêu âm, dùng dung môi hữu butanol, acetone, glycerin, ethylacetat chất tẩy (detergent) Các hóa chất tốt cho việc phá vỡ bào quan tế bào quan thường chứa mỡ Chiết rút protein: Sau phá vỡ cấu trúc tế bào tiến hành chiết xuất protein enzyme dụng dịch đệm thích hợp, dung dịch muối trung tính nước protein enzyme nội bào ly tâm tách tế bào protein enzyme ngoại bào: việc chọn phương pháp tách chiết protein enzyme tùy thuộc vào tính chất protein enzyme cần nghiên cứu 52 V Ứng dụng: 53 Làm thực phẩm cho sinh vật ao nuôi: - Gồm vsv sống vi khuẩn thuộc nhóm Bacillus, Lactobacillus, Saccharomyses… người ta thường dùng trộn vào thức ăn 54 Cải thiện chất lượng môi trường ao nuôi: - Gồm vsv có tính đối kháng cạnh tranh thức ăn với vsv gây bệnh vi khuẩn Bacillus licheniformis, Bacillus sp,… dùng cải thiện đáy ao nuôi - Gồm vsv cải thiện chất lượng môi trường vi khuẩn Nitrosomonas, Nitrobacter, Actinomyces, Bacillus, Rhodobacter sp,…dùng sử lý nước ao đáy 55 Ứng dụng y học 56 - Như sản xuất thuốc hỗ trợ tiêu hóa biolactovin 57 - Sử dụng lĩnh vực chuẩn đoán lâm sàn cho ứng dụng trị liệu, công nghệ protein công nghệ DAN tái tổ hợp Công nghệ DAN tái tổ hợp , việc cho phép cải thiện hiệu suất cao, cho phép chuyển vật liệu di truyền từ động vật vào vi khuẩn vật chủ 58 - Một số ví dụ điển hormon sinh trưởng người, chất sản xuất lần với lượng nhỏ từ tuyến yên người thừa nhận diện rủi ro tiềm tàng bệnh nhân từ nhiễm bẩn prion yếu tố ám hội chứng Creutzsela-Jacob Hormon sinh trưởng người sản xuất với lượng lớn nhiều từ vi khuẩn E.coli hoàn toàn không bị nhiễm prion không mong muốn 59 Trong 60 4.1 - 69 thực phẩm Trong nước mắm, nước chấm, nước tương, tương ớt Chiết xuất nấm men sản xuất nước mắm tăng thêm vị Umami mà không cần sử dụng thêm MGS, I+G, bổ sung thêm đạm (1% chiết xuất nấm men tăng thêm độ đạm) khử vị chát muối, khử mù khó chịu cá, làm tròn vị nước mắm, nước tương 61 4.2 Trong mì gói 62 - Sử dụng dạng bột dạng sệt để bổ sung vào mì gói, thông thường khoảng từ 1-10% khối lượng gói gia vị để nước súp ngon hơn, giống vị nước xương 63 4.3 Trong thực phẩm trẻ em 64 - Giúp trẻ em ăn ngon miệng mà nguồn bổ sung thêm protein an toàn 65 4.4 Trong hạt nêm 66 -Bổ sung chiết xuất nấm men vứi thành phần từ 1-5%, vị đạm tăng, làm tròn vị,tức sử dụng kết hợp vị chua cay mặn đắng lại với để tạo vị ngon tự nhiên sản phẩm 67 4.5 Trong sữa sản phẩm từ sữa 68 - Khoảng 0.05-0.1% chiết xuất nấm men sữa có vị ngọt, cảm giác béo Chiết xuất nấm men có tác dụng môi trường lên men xúc tác cho vsv phát triển tốt ... chủ yếu sinh khối, CO2 sản phẩm thứ cấp Trong nuôi cấy kỵ khí thu sinh khối - để đạt hiệu xuất thu hồi sinh khối cao cần phải tạo điều kiện hiếu khí để đảm bảo cho nấm men sinh trưởng tăng sinh. ..I II Sơ lược sinh khối vi sinh vật thực phẩm thay thế: Sinh khối: tổng trọng lượng sinh vật sinh số lượng sinh vật sống đơn vị diện tích, thể tích vùng Thực... sinh trưởng ngắn từ 2-4h - Sử dụng nguyên liệu rẻ tiền: rỉ đường, dung dịch kiền sunfit - Thu n tiện kỷ thu t: tế bào lớn nấm men tách li ly tâm dể dàng nhiều so với vi khuẩn 48 IV Thu nhận sinh