MÔI TRƯỜNG NUÔI cấy TRONG lên MEN CÔNG NGHIỆP

CHƯƠNG MÔI TRƯỜNG NUÔI CẤY TRONG LÊN MEN CÔNG NGHIỆP GVHD: TS Hoàng Văn Quốc Chương 10 11 12 13 14 15 16 17 DANH SÁCH NHÓM Nguyễn Trọng Hiếu 1018122 Nguyễn Thái Hòa 1018148 Phan Thị Thu Hồng 1018150 Phạm Thị Lệ Huyền 1018152 Trần Khắc Huy 1018161 Cao Hoàng Khang 1018172 Trần Duy Khang 1018174 Nguyễn Ngọc Vân Khanh 1018176 Hà Thị Khánh 1018178 Lê Văn Khánh 1018179 Nguyễn Quỳnh Nhật Khánh 1018183 Chế Nguyên Khoa 1018188 Huỳnh Thị Xuân Mai 1018228 Diệp Minh Minh 1018235 Phạm Trần Thái Ngân 1018257 Hấu Đức Nghĩa 1018261 Huỳnh Thị Kim Nghĩa 1018262 I GIỚI THIỆU  Môi trường nuôi cấy thiết kế:  Chủng vi sinh vật  Phương pháp lên men  Sản phẩm mục tiêu  Khảo sát: Nhu cầu dinh dưỡng chủng vi sinh vật Nguồn chất trực tiếp tạo sản phẩm Thiết bị công nghệ lên men I GIỚI THIỆU  Trong PTN: đơn giản thường dùng hợp chất tinh khiết  Trong công nghiệp: - Tăng tối đa hiệu suất nồng độ sản phẩm / sinh khối - Tốc độ sản xuất tối đa - Hạn chế tối thiểu tổng hợp sản phẩm không mong muốn - Ổn định chất lượng đảm bảo sử dụng quanh năm - Các trình chuẩn bị trùng phải kiểm soát chặt chẽ II PHÂN LOẠI MÔI TRƯỜNG LÊN MEN - Có nhiều loại môi trường sử dụng công nghiệp - Tùy vào điều kiện mục đích lên men, thiết kế lựa chọn môi trường phù hợp Theo tính chất vật lý môi trường  Môi trường rắn Sản xuất acid citric enzyme  Môi trường bán rắn: nước chiếm 70% o  Theo tính chất vật lý môi trường Môi trường lỏng Sản xuất acid amin, vitamin, ethanol, enzyme, Theo thành phần môi trường  Môi trường tự nhiên: - Nguyên liệu tự nhiên - Thành phần môi trường không rõ ràng  thường không sử dụng lên men công nghiệp  Môi trường tổng hợp: - Môi trường có thành phần xác định  dùng lên men quy mô nhỏ, thử nghiệm o Theo thành phần môi trườsng  Môi trường bán tổng hợp: - Thành phần tự nhiên + lượng xác chất dinh dưỡng, kích thích tố tăng trưởng  sử dụng rộng rãi Môi trường sinh tổng hợp Amylase: Dịch thủy phân đậu nành 1,85% Dịch chiết nấm men thủy phân Dịch thủy phân casein 0,65% Lactose 4,75% MgSO4.7H2O 0,04% Chất phá bọt 0,05% 1,5% Môi trường sản xuất Pennicillin: Glucose rỉ đường 10% Dịch chiết bắp 4-5% Phenylacetic acid 0,5- 0,8 % Lard oil (hoặc dầu thực vật) dùng làm chất phá bọt 0,5% V PHƯƠNG PHÁP ĐƯỜNG HÓA TẠO DUNG DỊCH GLUCOSE TỪ TINH BỘT  Tác nhân thủy phân tinh bột thành đường glucose H 2SO4 enzyme V PHƯƠNG PHÁP ĐƯỜNG HÓA TẠO DUNG DỊCH GLUCOSE TỪ TINH BỘT  H2SO4 Nhược điểm: - Hiệu suất không cao, ổn định - Thiết bị sử dụng đắt tiền - Dung dịch glucose chứa nhiều dư lượng SO42→ Sự thủy phân tinh bột thay enzyme V PHƯƠNG PHÁP ĐƯỜNG HÓA TẠO DUNG DỊCH GLUCOSE TỪ TINH BỘT  Enzyme: Ưu điểm: - Amylase có khả chịu nhiệt cao mà không bị hoạt tính - Năng lượng xúc tác thấp - Không yêu cầu cao thiết bị sử dụng, giảm chi phí cho trình tinh đường V PHƯƠNG PHÁP ĐƯỜNG HÓA TẠO DUNG DỊCH GLUCOSE TỪ TINH BỘT ENZYME NGUỒN Bacillus amyloliquefaciens TÁC DỤNG Chỉ cắt liên kết α-1,4 oligosaccharide tạo α-dextrins maltose (G2), G3, G6 G7 oligosaccharides α-Amylase B licheniformis Chỉ cắt liên kết α-1,4 oligosaccharide tạo α-dextrins chủ yếu maltose, G3, G4 G5 oligosaccharides Aspergillus oryzae Chỉ cắt liên kết α-1,4 oligosaccharide tạo α-dextrins chủ yếu maltose G3 oligosaccharides V PHƯƠNG PHÁP ĐƯỜNG HÓA TẠO DUNG DỊCH GLUCOSE TỪ TINH BỘT ENZYME β-Amylase Glucoamylase Pullulanase NGUỒN TÁC DỤNG Chỉ cắt liên kết α-1,4 cho dextrins giới hạn Malted lúa mạch β-maltose A.niger B acidopullulyticus Cắt liên kết α-1,4 α-1,6 cho β-glucose Cắt liên kết α-1,6 cho maltodextrins mạch thẳng V PHƯƠNG PHÁP ĐƯỜNG HÓA TẠO DUNG DỊCH GLUCOSE TỪ TINH BỘT Tinh bộtEnzyme Glucose Quá trình dịch hóa (liquefaction): Tinh bột Oligosacchride mạch ngắn - pH = 5-6,5 α-amylase - t°= 70-105oC - t = 90-120′ - Tỷ lệ enzyme sử dụng: 0,8-1,3 L/t DBS - Nồng độ tinh bột: 30-35% V PHƯƠNG PHÁP ĐƯỜNG HÓA TẠO DUNG DỊCH GLUCOSE TỪ TINH BỘT Quá trình đuờng hóa (saccharification): Oligosaccharide Glucose Glucose amylase - pH = 4,0-4,5 - Nhiệt độ tối ưu = 60-62oC - T = 60-80h - Tỷ lệ enzyme sử dụng 0,35-0,5 L/t DBS - Hiệu suất đuờng hóa đạt khoảng 110% VI XỬ LÝ MẬT RỈ ĐƯỜNG TẠO DUNG DỊCH ĐƯỜNG PHỤC VỤ CHO LÊN MEN  Mật rỉ đường sản phẩm phụ công nghiệp chế biến đường (đường mía, đường nho, đường củ cải)  Thành phần mật rỉ đường mía Việt Nam Thành phần % Hàm lượng đường tổng số 46-60 Hàm lường Ca 2+ Hàm lường K + 0,3-1,2 1,8-5,0 Màu  λ400nm(*250) 0,2-1,3 Tỷ trọng 1,4-1,7 VI XỬ LÝ MẬT RỈ ĐƯỜNG TẠO DUNG DỊCH ĐƯỜNG PHỤC VỤ CHO LÊN MEN Phương pháp thuỷ phân acid (H2SO4) + Sucrose + H → Glucose + Fructose 2+ 2Ca + SO4 → CaSO4 (ít tan) Hiệu suất glucose = 98% QUY6 TRÌNH XỬ LÝ MẬT RỈ ĐƯỜNG TẠO DUNG DỊCH ĐƯỜNG PHỤC VỤ CHO LÊN MEN Mật rỉ đường Pha loãng [Mật rỉ] = 30-40% Bổ sung H2SO4 pH =2.5-3.0, 0 t = 50-60 C 48-60h Ly tâm 2000-3000g loại CaSO4 VI XỬ LÝ MẬT RỈ ĐƯỜNG TẠO DUNG DỊCH ĐƯỜNG PHỤC VỤ CHO LÊN MEN Phương pháp dùng enzyme invertase - Invertase: enzyme thủy phân saccharose - Sử dụng công nghiệp nước giải khát bánh - Có động thực vật, vi sinh vật đặc biệt nấm men có khả tổng hợp invertase cao Saccharose (đường khử) α-Glucose + β-Fructose VI XỬ LÝ MẬT RỈ ĐƯỜNG TẠO DUNG DỊCH ĐƯỜNG PHỤC VỤ CHO LÊN MEN QUY TRÌNH - Có thể không tiệt trùng, độ pH ổn định 4,0 Dung tích gây men Nồng độ (%) o Nhiệt độ ( C) Thời gian (giờ) Sục khí Thùng 200-300 lít 15-16 28-30 15-18 Sục nhẹ 17-18 28-30 12-15 Sục mạnh 17-18 28-30 8-10 Sục mạnh 3 3-4 m /m Thùng 2000-3000 lít Thùng 10000 lít (lên men liên tục) VI XỬ LÝ MẬT RỈ ĐƯỜNG TẠO DUNG DỊCH ĐƯỜNG PHỤC VỤ CHO LÊN MEN  Công dụng: - Trong xử lý nước thải - Trong ngành thực phẩm - Ngành hóa chất - Trong công nghiệp - Trong ngành nông nghiệp TÀI LIỆU THAM KHẢO Principles of fermentation technology second edition, P.F.Stanbury, A.Whitaker and S.J Hall “Ảnh hưởng số yếu tố lên trình thu nhận chế phẩm amylase ngoại bào từ Bacillus subtilis DC5”, Phạm Trần Thùy Hương cộng sự, tạp chí khoa học Đại học Huế “Công nghệ sản xuất mì sản phẩm lên men cổ truyền”, Nguyễn Thị Hiền, Đại học bách khoa Hà Nội Công nghệ lên men, PGS.TS Lương Đức Phẩm “Nghiên cứu môi trường sản xuất penicillin từ vi sinh vật”, nhóm sinh viên với hướng dẫn Ths Nguyễn Thị Lâm Đòan, Đại học lâm nghiệp Hà Nội Kĩ thuật lên men công nghiệp, Hoàng Văn Quốc Chương, 2011 Sinh hóa – Phần II, Tủ sách trường Đại học Khoa học Tự nhiên Nguyễn Đình Huyên, Hà Ái Quốc, Đồng Thị Thanh Thu, 2006 http://s4.zetaboards.com/BioFood_Tech/topic/8462151/1/ CẢM ƠN THẦY VÀ CÁC BẠN ĐÃ LẮNG NGHE ... LOẠI MÔI TRƯỜNG LÊN MEN - Có nhiều loại môi trường sử dụng công nghiệp - Tùy vào điều kiện mục đích lên men, thiết kế lựa chọn môi trường phù hợp Theo tính chất vật lý môi trường  Môi trường. .. dụng môi trường  Môi trường hoạt hóa chủng  Môi trường nhân giống  Môi trường sản xuất Sản xuất Nhân giống Hoạt hóa III CÁC THÀNH PHẦN MÔI TRƯỜNG LÊN MEN Nước a) Yêu cầu nước cho lên men −... phần môi trường không rõ ràng  thường không sử dụng lên men công nghiệp  Môi trường tổng hợp: - Môi trường có thành phần xác định  dùng lên men quy mô nhỏ, thử nghiệm o Theo thành phần môi