Phân lập: nghiên cứu kĩ các tài liệu về khả năng sinh enzyme cần tách chiết, sau đó tiến hàng phân lập từ đất, nước, không khí, từ một số thực vật, từ một số SP,… • Tuyển chọn: Từ bộ sưa tập giống của đơn vị, tỉnh, quốc gia nhằm tuyển chọn được chủng VSV có khả năng sinh trưởng nhanh, sinh TH enzyme cao, ổn định
Chuyên đề CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT ENZYME TS Bùi Xuân Đông, PhD in ingeneering science 4.1 CN THU CHẾ PHẨM ENZYME TỪ VSV TS Bùi Xuân Đông, PhD in ingeneering science CÁC CƠNG ĐOẠN CHÍNH A - Phân lập, tuyển chọn cải tạo giống VSV B - Nuôi cấy VSV sinh tổng hợp Enzyme C -Tách tinh chế enzyme TS Bùi Xuân Đông, PhD in ingeneering science A-PHÂN LẬP, TUYỂN CHỌN, CẢI TẠO GIỐNG TS Bùi Xuân Đông, PhD in ingeneering science PHÂN LẬP VÀ TUYỂN CHỌN • Phân lập: nghiên cứu kĩ tài liệu khả sinh enzyme cần tách chiết, sau tiến hàng phân lập từ đất, nước, khơng khí, từ số thực vật, từ số SP,… • Tuyển chọn: Từ sưa tập giống đơn vị, tỉnh, quốc gia nhằm tuyển chọn chủng VSV có khả sinh trưởng nhanh, sinh TH enzyme cao, ổn định TS Bùi Xuân Đông, PhD in ingeneering science CẢI TẠO GIỐNG VSV = TÁC NHÂN ĐỘT BIẾN • Đột biến tác nhân vật lý, hóa học: - Dùng tia X (rownghen), tia , tia UV (hiệu nhất) • Đột biến phương pháp SHPT: - Biến nạp ADN: TB nhận tiếp xúc trực tiếp với dịch chiết TB cho, không cần tiếp xúc TB - Tiếp hợp gen: AND truyền từ TB TB nhận TB tiếp xúc với - Tải nạp ADN: chuyền từ TB TB nhận nhờ vai trò trung gian thực khuẩn thể (Phage) TS Bùi Xuân Đông, PhD in ingeneering science BIẾN NẠP ADN TS Bùi Xuân Đông, PhD in ingeneering science TIẾP HỢP ADN TS Bùi Xuân Đông, PhD in ingeneering science TẢI NẠP TS Bùi Xn Đơng, PhD in ingeneering science B-NI CẤY VI SINH VẬT TS Bùi Xuân Đông, PhD in ingeneering science 10 CHẾ PHẨM E TINH KHIẾT • Trong chế phẩm E tinh khiết loại bỏ hoàn toàn protein enzyme tạp, lại enzyme mong muốn • Các chế phẩm dùng y học, nghiên cứu khoa học phân tích TS Bùi Xn Đơng - Bộ mơn Cơng nghệ sinh học 28 QUY ĐỊNH VỀ AN TOÀN TRONG SẢN XUẤT VÀ KHAI THÁC ENZYME TS Bùi Xuân Đông - Bộ môn Công nghệ sinh học 29 Ảnh hưởng bất lợi có • Dị ứng da: Các protease gây kích ứng da sau tiếp xúc với E t dài Sự kích thích da tăng độ ẩm cao, đặc biệt tay, chân, mắt • Dị ứng phổi: - protein lạ/E dạng bụi aerosol (hạt sương) thường gây dị ứng hô hấp/hen dị ứng - Triệu chứng lâm sàng: chẩy nước mắt, nước mũi, ho, thắt ngực, khó thở, bị hen TS Bùi Xuân Đông - Bộ môn Công nghệ sinh học 30 NỘI DUNG CẦN KIỂM TRA AN TỒN • Dạng chế phẩm: lỏng/hạt/bột • Kiểm tra kĩ thuật: dụng cụ/thiết bị phải kín >khơng cho enzyme ngồi • Kiểm tra nơi làm việc: người làm việc cần thông tin đầy đủ tác hại có/trang bị bảo hộ lao động: găng tay/kính mắt • Thường xun đánh giá mơi trường làm việc: subtilsin (protease kiềm) không vượt 60ng/m3 không khí • Giám sát y tế: cần theo dõi sức khỏe công nhân để phát kịp thời TS Bùi Xuân Đông - Bộ môn Công nghệ sinh học 31 NHỮNG QUY ĐỊNH VỀ AN TOÀN THỰC PHẨM Cadmium, Mercury (thủy ngân) Arsenic Chì Aflatoxins < 0,5 mg/kg VSV tổng số Salmonela Coliforms < 50 000/g Khơng có 25 g < 30/g Staphylococcus aureus Hoạt tính kháng sinh Khơng có g Khơng có < mg/kg P với điều kiện S0/Km=10 - Thời gian phản ứng thường dài so với lý thuyết 3.2 THIẾT BỊ PHẢN ỨNG LIÊN TỤC Continuous flow reactor • • • • Cấu tạo tương tự TB pứ gián đoạn, vận hành liên tục Vận tốc S vào TB = vt dòng S P khỏi TB Vận hành với enzyme cố định, V TB thiết kế gấp 5-10 lần thể tích khối enzyme cđ Thời gian phản ứng ngắn (t=V/F, V-thể tích TB; F-vận tốc dòng chất) ƯU, NHƯỢC ĐIỂM CỦA THIẾT BỊ • Cấu tạo đơn giản, tác dụng đa năng, giá thành rẻ, cho phép nạp thay đổi enzyme dễ dàng • Khả đảo trộn đồng cho phép kiểm soát pH t phản ứng dễ dàng • S khơng tan tạo keo khó tiếp xúc với E • Chất mang E bị phân tách khuấy đảo 3.3 TB PHẢN ỨNG E DẠNG MÀNG Membrane reactor - Màng bán thấm: cho P, S qua, E ko - MBT – solophan, sợi xốp nhỏ, d=200µm; độ dày màng 50µm - Có thể dùng cho E tự cố định - Làm việc liên tục/gián đoạn - Có thể dùng quy mô nhỏ vài kg S/P - Dễ dàng thay enzyme 3.4 THIẾT BỊ PHẢN ỨNG E DẠNG CỘT • Cấu tạo hình trụ • Nhồi chất mang gắn enzyme, enzyme cố định • S từ lên trên, ko bị khuấy trộn • S tiếp xúc với E tối ưu • Thiết bị vận hành liên tục Packed bed reactor 3.5 THIẾT BỊ PHẢN ỨNG TẦNG SƠI Tầng sơi • Dùng cho E cố nh kớch thc 20-40 àm Vn tc dũng khớ 0,2-1m/s để tạo “trạng thái sơi” • Khí ngun liệu (S); khí tuần hồn khí trơ khơng lẫn vào S P • Khó nâng cấp thiết bị điều tiết dòng xục khí khó khăn 3.6 LỰA CHỌN TB PHẢN ỨNG E • Đặc tính phản ứng enzyme: thuận nghịch/khơng thuận nghịch; E có bị ức chế S hay P? • Đặc tính sản phẩm: lỏng/rắn/khí • Dạng E sử dụng: tự do/cố định • Ngồi ra, phụ thuộc vào suất quy mô QT, mức độ kiểm soát QT pH, t, nồng độ S/P • Chi phí mua sắm thiết bị, chi phí vận hành,… ... TINH CHẾ ENZYME TS Bùi Xuân Đông, PhD in ingeneering science 22 KHÁI NIỆM TINH SẠCH ENZYME CHẾ PHẨM ENZYME ENZYME THÔ (nƣớc, protein tạp, tạp chất enzyme) ENZYME SẠCH (Chỉ chứa loại enzyme) Khái... rượu dung dịch enzyme kéo theo tỏa nhiệt, nhiệt độ tăng lên 10-15ºC → cần phải làm lạnh rượu tránh bất hoạt enzyme - Trong công nghiệp nhiệt độ thích hợp để kết tủa 3-5ºC → dung dịch enzyme làm lạnh... Tinh enzyme trình loại bỏ nước, protein tạp, tạp chất tế bào hay môi trường nuôi cấy để thu chế phẩm enzyme tinh khiết TS Bùi Xuân Đông, PhD in ingeneering science 23 CÁC PHƢƠNG PHÁP TINH SẠCH ENZYME