TÌM HIỂU QUY TRÌNH SẢN XUẤT PROTEASE TỪ VI SINH VẬT

Protease được sản xuất nhiều và sử dụng nhiều trong các lĩnh vực khác nhau. Có nhiều nguồn cung cấp protease khác nhau. Nguồn vi sinh vật được sử dụng nhiều nhất trong công nghiệp : Đa dạng chủng loại ; Năng suất lớn ; Phương pháp đơn giản, dễ thực hiện ; Thực hiện được ở quy mô công nghiệp.

Trang 1

TÌM HIỂU QUY TRÌNH SẢN XUẤT

PROTEASE TỪ VI SINH VẬT

Sinh viên thực hiện:

Trần Viết Đoàn, Trần Thị Kim Dung, Bùi Bá Hân, Phạm Thị Hậu, Nguyên Thị Kim Hòa, Võ Trực Hoài, Ngô Thị Thanh Hương, Võ Quốc Hướng và Nguyễn Thị Thu Hà.

Lớp: 11SHLT

Giáo viên bộ môn:

ThS Ngô Thái Bích Vân

Đà Nẵng, 11/2011

Trang 2

Nội dung báo cáo

Trang 3

Mở đầu

Trang 4

 Phương pháp đơn giản, dễ thực hiện ;

 Thực hiện được ở quy mô công nghiệp.

Trang 5

Giới thiệu chung về

protease

Trang 6

• Xúc tác quá trình thuỷ phân liên kết liên kết peptit trong phân tử protein, polypeptit đến sản phẩm cuối cùng là các acid amine

• Ngoài ra, nhiều protease cũng có khả năng thuỷ phân liên kết este và vận chuyển acid amine.

Trang 7

2 Phân loại

Hình 1 Sơ đồ phân loại cơ bản của protease

Trang 8

3 Nguồn thu nhận

• Động vật

 Tụy tạng (nguồn lâu đời) : pepsin, tripsin

 Dạ dày bê : renin…

• Thực vật

 Bromelian : chồi, vỏ dứa

 Papain : nhựa lá, thân, quả cây đu đủ

 Ficin : nhựa cây cọ

• Vi sinh vật

 Vi khuẩn : Bacillus subtilis…

 Xạ khuẩn : Streptomyces grieus…

 Nấm mốc : Aspergillus oryzae….

Trang 9

Lợi ích của nguồn vi sinh vật

• Chủ động nguồn nguyên liệu; giống VSV ;

• Chu trình sinh trưởng ngắn ;

• Điều khiển sinh tổng hợp enzyme dễ dàng

• Quy trình đơn giản, tự động hóa ;

• Giá thành tương đối thấp ;

• Hoạt tính sinh học cao

• Tuy nhiên cần chú ý về vấn đề gây độc.

Trang 10

Hình 2 Sơ đồ thu nhận protease từ các nguồn khác nhau

Trang 11

Ứng dụng của protease

Trang 12

Ứng dụng của protease

1 Công nghiệp chế biến thịt ;

2 Công nghiệp chế biến thủy sản ;

3 Công nghiệp sữa và bánh ;

4 Công nghiệp sản xuất bia ;

5 Công nghiệp da ;

6 Các ngành công nghiệp khác ;

Trang 13

 Tiêm dung dịch enzyme vào thịt.

Trang 14

- Hệ vi sinh vật trong nội tạng thủy sản ;

- Bổ sung chế phẩm enzyme có nguồn gốc từ VSV.

Trang 15

3 Công nghệ chế biến sữa và bánh

• Sản xuất bánh mì, bánh quy…

 Làm giảm thời gian trộn ;

 Tăng độ dẻo và nhàm nhuyễn bột ;

Trang 16

• Tăng độ bền bia và rút ngắn được thời gian lọc ;

• Làm trong và ổn định chất lượng của nước quả và rượu vang ;

• Điều chế dịch đạm thủy phân làm chất dinh dưỡng, chất tăng vị trong thực phẩm và sản xuất một số thức ăn kiêng ;

• Nguồn thu nhận : vi sinh vật trong nấm men lên men bia và nhiều nguồn khác.

4 Công nghệ sản xuất bia

Trang 17

• Protease được sử dụng để làm mềm da loại bỏ khỏi da các chất nhớt nhờ thủy phân một phần protein.

• Nguồn thu nhận :

 Vi sinh vật ;

 Chế phẩm enzyme.

5 Công nghệ da

Trang 18

6 Các ứng dụng công nghiệp khác

• Điều chế dịch đạm thủy phân ;

• Thức ăn gia súc ;

xuất các loại vaccine ;

• Sản xuất keo động vật, chất tẩy rửa để tẩy chất bẩn có bản chất là protein và mỹ phẩm.

Trang 19

Quy trình sản xuất protease từ nấm mốc

Trang 20

Quy trình sản suất protease

1. Giới thiệu chung về A oryzase ;

2. Phương pháp phân lập, sản xuất mốc giống và nuôi cấy tạo sinh khối ;

3. Thu nhận protease ;

4. Thiết bị ;

5. Xác định hoạt tính protease ;

Trang 21

1 Giới thiệu chung về A oryzase

• Thuộc bộ Plectascales, lớp Ascomycetes

• Enzyme nội bào và ngoại bào ;

• Địa điểm :

 Kho nguyên liệu, thùng chứa đựng gạo…

 Cặn bã bia, bã rượu, lõi ngô, bã sắn…

• Dễ phát tán, dễ thích nghi ;

Trang 22

2 Phân lập, nhân giống và tạo sinh…

Trang 23

b Phân lập

• Phân lập trong môi trường tự nhiên ;

• Phân lập trong điều kiện sản xuất ;

• Phân lập trong môi trường đã hỏng.

c Chuẩn bị mốc giống

• Trong ống thạch nghiêng (b.quản giống);

• Trong bình tam giác (nhân giống nhỏ) ;

• Trong sàn, khay (nhân giống lớn).

Trang 24

d Nuôi cấy tạo sinh khối

• Tuyệt đối thuần khiết ;

• Không được lẫn lộn bất kỳ một VSV nào ;

đ Quy trình công nghệ sản xuất

• Sinh trưởng và tổng hợp ;

• Thu nhận và tinh chế.

Trang 25

đ Quy trình công nghệ sản xuất

Enzyme tinh khiết

Phối trộn phụ gia

Enzyme thành phẩm

Lọc Thức ăn chăn nuôi Cồn/ sunfate amone

Trang 26

3 giai đoạn phát triển

Giai đoạn 1 : từ 10-14 giờ, nhiệt độ ≤30 o C

• Nhiệt độ tăng rất chậm ;

• Sợi nấm bắt đầu hình thành ;

• Thành phần dinh dưỡng bắt đầu thay đổi ;

• Khối môi trường còn rời rạc ;

• Enzyme mới bắt đầu hình thành.

Trang 27

10-14 giờ 14-18 giờ 10-20 giờ

Trang 28

Giai đoạn 2 : từ 14-18 giờ, nhiệt độ 29-30 o C

• Sợi nấm hình thành hoàn chỉnh ;

• Môi trường được kết lại khá chặc ;

• Nhiệt độ môi trường tăng nhanh

(40-50 o C) ;

• Chất dinh dưỡng bắt đầu giảm dần ;

Trang 29

Giai đoạn 3 : từ 10-20 giờ, nhiệt độ 30 o C

• Trao đổi chất yếu dần ;

• Chất dinh dưỡng giảm nhưng ít ;

• Nhiệt độ khối môi trường giảm ;

• Enzyme sản xuất ít.

Trang 30

Cơ chất cảm ứng

• Trong điều kiện môi trường dinh dưỡng thông thường thì VSV chỉ tổng hợp một lượng enzym vừa đủ cho quá trinh sinh trưởng của chúng

• Nếu tăng hàm lượng một số chất nào đó thì lượng enzym tổng hợp ra tăng mạnh

• Hiện tượng này được gọi là hiện tượng cảm ứng tổng hợp enzym , các chất cảm ứng thường là cơ chất của enzym và enzym đó được gọi là enzym cảm ứng

Trang 31

Cơ chế của hiện tượng

• Khi có mặt các chất cảm ứng thì chất đó hay sản phẩm phân giải của nó sẽ kìm hãm hoặc làm yếu tác dụng kìm toả của chất kìm hãm nhằm bảo đảm khả năng sinh tổng hợp enzyme đã cho không bị cản trở

• Chất cảm ứng tổng hợp enzyme cho thêm vào môi trường nuôi thường là cơ chất tương ứng của enzyme cần tổng hợp.

• Chẳng hạng : cao nấm men, cao thịt, pepton, dịch chiết thịt…

Trang 32

3 Thu nhận protease

a Phá vỡ cấu trúc của tế bào :

• Nghiền nhỏ với cát, thủy tinh, nghiền bi;

• Siêu âm, tạo áp suất thẩm thấu cao;

• Trích ly bằng dung môi;

Trang 33

• Nghiền nhỏ với cát, thủy tinh, nghiền bi ;

Tế bào nấm mốc Cát, thủy tinh…

Trang 34

Phospholipid kép Sóng siêu âm

Trang 35

b Tinh sạch protease :

• Sắc ký trao đổi ion, lọc gel, ái lực… ;

• Ly tâm siêu tốc, pH điểm đẳng điện;

• Điện di, tủa bằng dung môi hữu cơ, vô cơ;

đ Chế phẩm protease thu được :

• Chế phẩm protease kỹ thuật ;

• Chế phẩm protease tinh khiết.

Trang 36

Sắc ký ái lực

Trang 38

• Điện di

M P1 P2 P3 P4

Trang 40

4 Thiết bị

a Nồi hấp khử trung môi trường

• Tiêu diệt toàn bộ vi sinh vật tạp nhiễm ;

Trang 41

4 Thiết bị

b Máy nghiền búa

• Thu nhận protease nội bào

Hình 3 Máy (thiết bị) nghiền búa

Trang 43

4 Thiết bị

d Thiết bị lọc

• Loại bỏ các thành phần không cần thiết

Hình 5 Sơ đồ thiết bị lọc chân không thùng quay tác động liên tục

Trang 44

4 Thiết bị

đ Thiết bị sấy phun

• Thu nhận protease ở dạng tinh thể

Trang 45

5 Xác định hoạt tính của protease

a Phương pháp anson cải tiến

• Dựa vào sự thủy phân protease bởi enzyme.

• Enzyme thừa và tủa protein chưa được tủa được loại bởi acid trichloracetide.

• Định lượng sản phẩm tạo thành bằng phản ứng màu với thuốc thử Foline

b Phương pháp chuẩn độ Formol

• Dựa vào sự tăng của nhóm carbocyl hay amyl

tự do trong dịch thủy phân.

Trang 46

a Phương pháp anson cải tiến

Trang 47

b Phương pháp chuẩn độ Formol

Trang 48

Kết luận

Trang 49

Kết luận

• Các cách phân loại protease ;

• Các phương pháp thu nhận, phân lập, nuôi cấy protease

 Nước là dung môi thích hợp ;

 Ethanol 75% để tủa ;

 Chiết rút và tủa ở nhiệt độ 3-5 o C ;

• Ý nghĩa và vai trò của protease.

Định dạng
Số trang	50
Dung lượng	1,37 MB