Thuyết trình Công nghệ lên men thực phẩm: Sản xuất enzyme glucoamylase bằng phương pháp lên men bể sâu - ĐHBK TP. HCM

Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM Khoa Kỹ Thuật Hóa Học Bộ Môn Công Nghệ Thực Phẩm Công nghệ Lên men Thực phẩm GVHD: PGS.TS LÊ VĂN VIỆT MẪN SVTH: Nguyễn Hồng Thái 60902436 Lê Anh Tuấn 60903085 Nguyễn Bảo Đăng 60900555 Nguyễn Văn Phước Nhẫn 60901826 Nguyễn Huy Lộc 60801164 KHOA HỌC VỀ NGUYÊN LIỆU QUY TRÌNH VÀ THUYẾT MINH QUY TRÌNH CHẾ PHẨM GLUCOAMYLASE ENZYME GLUCOAMYLASE • Glucoamylase ( α – glucanglucohydrolase , EC.3.2.1.3 ) exoenzyme Nó xúc tác thủy phân hai loại liên kết α – 1,4 glycoside α – 1,6 glycoside từ đầu không khử phân tử amylase amylopectin tạo sản phẩm đường glucose • Người ta gọi glucoamylase amyloglucosidase γ – amylase • Phân tử lượng glucoamylase nằm khoảng 48 – 210kDa VI SINH VẬT Tiêu chí lựa chọn giống để sản xuất ezyme glucoamylase : – Không sinh tổng hợp độc tố – Khả sinh tổng hợp sản phẩm enzym glucoamylase với hàm lượng nhiều với hoạt tính cao – Khả thích nghi nhanh tốc độ sinh trưởng mạnh – Điều kiện nuôi cấy: đơn giản – Môi trường nuôi cấy: rẻ tiền, dễ tìm – Dễ dàng tách khỏi mơi trường nuôi cấy lỏng để thu nhận enzyme ngoại bào Chọn nấm mốc Aspergillus Niger VI SINH VẬT a) Vị trí , phân loại Asp.niger có vị trí phân loại: giới Fungi , lớp Deuteromyces , Moniliales , họ Moniliaceace , giống Aspergillus VI SINH VẬT b) Đặc điểm hình thái , sinh sản  Khuẩn ty phân nhánh , có vách ngăn , bào tử đính khơng nằm bọc bào tử, màu nâu đen  Asp.niger có nhiều kiểu sinh sản khác : Sinh sản sinh dưỡng , sinh sản vơ tính bào tử sinh sản hữu tính VI SINH VẬT c) Nguồn chất     Nguồn cacbon : Ngồi tinh bột , mơi trường cần chứa maltose dextrin… Nguồn nitơ : muối vô hay hợp chất hữu chứa nitơ Nguồn S,P : photphat sunphat vô Nguồn khoáng : muối mangan , magie , kẽm nguyên tố vi lượng khác VI SINH VẬT d) Điều kiện sinh trưởng  Nhiệt độ tối ưu : 28 - 35 oC  Độ ẩm tối ưu : 60 – 65%  pH tối ưu : – 6.5 NGUYÊN LiỆU CHO MÔI TRƯỜNG NHÂN GiỐNG ( MITS College Of Pharmacy, Department Of Biotechnology, Kodad, Nalgonda, Andhra Pradesh, PIN-508206 , 2012 , Strain improvement of Aspergillus Niger for Glucoamylase by Physical and Chemicalmutagens )  Môi trường lỏng nhân giống nấm sợi Asp.Niger bao gồm thành phần sau : Pepton : 5g/L ; Glucose : 10g/L ; (NH4)2SO4 : 5g/L ; MgSO4.77H2O : 2g/L ; CaCl2.H2O : 2g/L ; KH2PO4 : 1,5g/L ; K2HPO4 : 0,1g/L ; Nước cất : 1000ml  Môi trường tiệt trùng nhiệt độ 1210C 20 phút , sau cấy chủng Asp.Niger vào thiết bị nhân giống theo cấp nhân giống NGUYÊN LiỆU CHO MÔI TRƯỜNG LÊN MEN Đối với Asp.Niger để lên men phương pháp bề sâu , chọn mơi trường có 65% bột ngơ , 0,9% NaNO3 , 0,005% MgSO4 , 10% nước chiết mầm mạch ( 100g/1l H2O) , nước máy 1.NHÂN GiỐNG  Thông số kỹ thuật :  Độ ẩm môi trường : 60 – 65%  Nhiệt độ : 28 - 35 oC  Thời gian : 30 – 36  Độ ẩm khơng khí : 85 – 95%  Các yếu tố ảnh hưởng đến trình nhân giống :  Nhiệt độ  Oxi  Sự khuấy trộn  Thời gian 1.NHÂN GiỐNG  Nhân giống giai đoạn phịng thí nghiệm :  Sau chuẩn bị môi trường, tiến hành tiệt trùng môi trường 1210C 20 phút  Môi trường sau tiệt trùng lắc làm nguội đến nhiệt độ phịng  Giống ni liền mơi trường làm nguội , giữ nhiệt độ phòng  Nhân giống giai đoạn phân xưởng :  Sử dụng thiết bị nhân giống hình trụ đứng có cánh khuấy , phận sục khí có lớp vỏ áo để điều nhiệt 2.CHUẨN BỊ MÔI TRƯỜNG LÊN MEN Sau chuẩn bị , môi trường phối trộn thùng phối trộn có cánh khuấy  Mục đích : Chuẩn bị  Biến đổi :  Hóa lý  Thiết bị : Thùng phối trộn có cánh khuấy  Thống số cơng nghệ :  Nhiệt độ phối trộn  Tốc độ cánh khuấy TIỆT TRÙNG MƠI TRƯỜNG  Mục đích :  Bảo quản : vô hoạt enzyme, ức chế vi sinh vật  Biến đổi :  Biến đổi vật lý :  Biến đổi hóa học :  Biến đổi hóa lý :  Biến đổi hóa sinh :  Biến đổi sinh học :  Biến đổi mặt cảm quan :  Thiết bị :  Thiết bị tiệt trùng dạng mỏng  Thông số công nghệ :  Nhiệt độ : 121oC  Thời gian : 20 – 30 phút  Lưu ý : Sau tiệt trùng , môi trường làm nguội thiết bị trao đổi nhiệt dạng mỏng để đưa môi trường nhiệt độ thích hợp để lên men LÊN MEN  Mục đích :  Khai thác: tạo điều kiện cho mốc phát triển môi trường ni cấy để hình thành hệ enzyme glucoamylase  Biến đổi :  Biến đổi vật lý :  Biến đổi hóa sinh :  Biến đổi sinh học :  Các yếu tố ảnh hưởng :  Môi trường lên men : Hàm lượng chất khô , pH môi trường  Điều kiện lên men : Lượng giống cấy , nhiệt độ , thời gian lên men , cung cấp oxy  Thiết bị :  Thiết bị lên men liên tục hình trụ có cánh khuấy , có hệ thống sục khí , hệ thống điều chỉnh nhiệt độ , pH  Thông số công nghệ :  Nhiệt độ : 28 – 35oC  Không khí cần sục vào mơi trường: 30 – 40m3/m3×giờ LY TÂM  Mục đích :  Khai thác: Tách sinh khối khỏi canh trường sau lên men  Biến đổi :  Biến đổi hóa học:  Biến đổi vật lý:  Biến đổi hóa lý:  Thiết bị :  Thông số công nghệ :  Nhiệt độ : 15 – 20 oC  Thời gian : – phút TÁCH VÀ TINH SẠCH ENZYME a) Siêu lọc  Mục đích :  Khai thác: làm giảm hàm lượng chất có phân tử lượng nhỏ khỏi dung dịch enzyme thô  Biến đổi :  Biến đổi vật lý  Biến đổi hóa học  Thiết bị : Thiết bị membrane có dạng hình trụ, bên chứa nhiều ống trụ nhỏ đặt song song với  Thông số công nghệ :  Áp lực thẩm thấu: 6.9 bar  Nhiệt độ phịng  Đường kính mao quản trung bình từ đến 50nm 6 TÁCH VÀ TINH SẠCH ENZYME b) Tinh enzyme phương pháp lọc gel  Mục đích :  Khai thác: tách protein khỏi để thu enzyme tinh khiết  Biến đổi :  Biến đổi vật lý  Biến đổi hóa học  Thiết bị : sử dụng gel sephadex làm vật liệu nhồi cột  Thông số công nghệ :  Chọn cột sắc ký Sephadex G-100  Cột có kích thước 2,6 x 60 cm  Sử dụng dung dịch đệm sodium phosphate 0,03M , pH 7,2 để ổn định cột TÁCH VÀ TINH SẠCH ENZYME c) Đánh giá hiệu trình tinh  Phương pháp xác định hoạt tính glucoamylase :  Nguyên tắc: ta xác định hoạt tính enzyme dựa vào cường độ màu với iod đo bước sóng 520nm  Hoạt tính glucoamylase biểu thị lượng glucose giải phóng enzyme phút 400C từ 1g tinh bột  Xác định độ tinh enzyme : phương pháp điện di  Điện di gel Sodium dodecyl sulfate – polyacryamide 10% (SDS PAGE) thực theo phương pháp Laemmli (Tipton 1992) thiết bị điện di APLELEX với nguồn Electronforesis power supply ST 1006T  Mẫu chạy điện di phải giữ điều kiện -200 – 10C 7 SẤY            Mục đích : Chế biến : Tạo sản phẩm dạng bột Bảo quản: Quá trình sấy làm giảm hàm ẩm, từ ức chế vi sinh vật Biến đổi : Biến đổi vật lý Biến đổi hóa học Biến đổi hóa lý Thiết bị : Sử dụng thiết bị sấy phun có đáy hình nón Thơng số công nghệ : Độ ẩm sản phẩm: