enzyme Amylase

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men và chất lượng enzyme a Chủng giống VSV: b Môi trường dinh dưỡng: c Độ ẩm môi trường: d Không khí: e Nhiệt độ: f Ảnh hưởng của pH: g Thời gian n[r]

AMYLASE TỔNG QUAN VỀ AMYLASE  Khái niệm, chức năng, phân loại  Các nguồn thu nhận Amylase - Nguồn thực vật - Nguồn động vật - Nguồn vi sinh vật KHÁI NIỆM  Amylase là hệ Enzyme phổ biến giới sinh vật  Các Enzyme này thuộc nhóm Enzyme thủy phân RR’ + H-OH → RH + R’OH  Amylase thủy phân tinh bột, glycogen và dextrin thành glucose, maltose,… PHÂN LOẠI NGUỒN THU NHẬN    Nguồn thực vật Nguồn động vật Nguồn vi sinh vật NGUỒN THU AMYLASE TỪ VI SINH VẬT Chủ yếu các hạt, mầm thực vât:  Đại mạch: mầm đại mạch ( malt)  Lúa: mầm thóc  Ngô: hạt bắp nảy mầm SỰ TÍCH TỤ ENZYME TRONG MẦM ĐẠI MẠCH Phôi SỰ TÍCH TỤ ALPHA-AMYLASE TRONG MẦM ĐẠI MẠCH NGUỒN VI SINH VẬT  Nguồn thu nhận chủ yếu là : nấm mốc, xạ khuẩn, nấm men và vi khuẩn, … SẢN XUẤT AMYLASE   Chủng Vi sinh vật Quy trình sản xuất ASPERGILLUS ORYZAE Quy trình công nghệ: Nguyên liệu Giống VSV Xử lí nguyên liệu Nhân giống Trộn giống VSV Nuôi cấy Thu nhận enzyme thô Tinh chế Thu nhận enzyme Bảo quản Giống cho sản xuất TỔNG QUAN VỀ QUY TRÌNH:  Nguyên liệu: Nguồn tinh bột có nguồn gốc thiên nhiên cám mì, cám gạo, đậu nành,…  Xử lí nguyên liệu: - Hấp trùng: Thanh trùng áp suất 1-1,5 atm thời gian 45-60 phút - Làm nguội: Sau trùng môi trường làm nguội  Trộn giống vi sinh vật: - Sau làm nguội, tiến hành cấy giống rắc bào tử vào môi trường đã trùng, ủ thành đống vài - Tỷ lệ giống đưa vào nuôi cấy thường vào khoảng 0,5-20% so với khối lượng môi trường  Nuôi cấy: - Sau đã trộn giống, môi trường trải các khay với chiều dài 2-3cm, đưa vào phòng nuôi cấy, đặt trên giá đỡ - Nhiệt độ thích hợp cho nấm sợi phát triển là 2832oC - Thời gian nuôi nấm sợi thu nhận enzyme vào khoảng 36-60 Điều này còn phụ thuộc vào chủng nấm mốc Asp.oryzae và điều kiện môi trường phụ thuộc vào điều kiện nuôi cấy  Thu nhận enzyme thô: - Kết thúc quá trình nuôi cấy ta thu chế phẩm enzym amylase, chế phẩm này gọi là chế phẩm enzym thô - Tùy theo mục đích sử dụng mà ta có thể dùng enzym thô này không cần quá trình tinh  Tinh chế enzyme: - Nghiền: Mục đích quá trình nghiền là phá vỡ thành tế bào vừa làm nhỏ các thành phần chế phẩm thô - Trích ly/lọc: Sau nghiền mịn, người ta cho nước vào để chiết enzym α- amylase - Kết tủa enzyme: • Tiến hành kết tủa enzym α- amylase nhờ vào các tác nhân gây kết tủa • Trong công nghệ tinh chế enzym, người ta thường dùng cồn, sunfat amon - Lọc/ly tâm: Khi cho chất kết tủa vào dung dịch enzym thô thì người ta tiến hành khuấy nhẹ, sau đó để yên điều kiện nhiệt độ lạnh( thường là 47oC), theo thời gian thì kết tủa và lắng xuống đáy - Sấy: Ở trạng thái này enzym dễ bị biến tính để dễ bảo quản người ta thường sấy 40oC để độ ẩm đạt 5-8% W  Thu nhận chế phẩm Amylase: Trong số trường hợp chế phẩm enzym αamylase dạng kết tủa chưa hoàn toàn mặt hóa học vì nó còn số enzym ngoài enzym amylase mà ta quan tâm Các phương pháp lên men   Phương pháp lên men bề mặt: Phương pháp lên men bề sâu: Phương pháp lên men bề mặt: • Các loại môi trường sử dụng:  Môi trường lỏng: Trong môi trường lỏng, vi sinh vật phát triển trên bề mặt môi trường, tạo thành khuẩn lạc ngăn cách pha lỏng (môi trường) và pha khí (không khí) Môi trường đặc: Trong trường hợp này, vi sinh vật phát triển trên bề mặt môi trường, nhận chất dinh dưỡng từ hạt môi trường và sinh tổng hợp enzyme nội bào và ngoại bào • Các giai đoạn:  Giai đoạn 1: Giai đoạn này kéo dài 10-14 kể từ thời gian bắt đầu nuôi cấy  Giai đoạn 2: Giai đoạn này kéo dài 14-18  Giai đoạn 3: Giai đoạn này kéo dài 10-20  Giai đoạn 1:  Nhiệt độ tăng chậm  Sợi nấm bắt đầu hình thành và có màu trắng màu sữa  Thành phần dinh dưỡng bắt đầu có thay đổi  Khối môi trường còn rời rạc  Enzyme bắt đầu đươc hình thành  Giai đoạn 2:  Môi trường kết lại khá chặt  Độ ẩm môi trường giảm dần  Nhiệt độ môi trường tăng nhanh có thể lên tới 40-45oC  Các chất dinh dưỡng bắt đầu giảm nhanh đồng hoá mạnh nấm sợi  Enzyme amylase tổng hợp mạnh  Lượng O2 không khí giảm và CO2 tăng dần  Giai đoạn 3:  Quá trình trao đổi chất yếu dần, đó mức độ giảm chất dinh dưỡng  Nhiệt độ khối môi trường giảm, đó làm giảm lượng không khí môi trường xuống 20-25% thể tích không khí /thể tích phòng nuôi cấy/ 1giờ  Nhiệt độ nuôi trì 30oC, giai đoạn này, bào tử hình thành nhiều đó lượng enzym amylase tạo giảm xuống  Phương pháp lên men bề sâu Áp dụng cho tất các vi sinh vật kị khí và hiếu khí • Môi trường sử dụng: Vi sinh vật nuôi cấy môi trường lỏng với chất chủ yếu đa số trường hợp là tinh bột • Hai phương pháp nuôi cấy:  Nuôi cấy gián đoạn  Nuôi cấy liên tục Nuôi cấy gián đoạn: Sau chu kỳ từ -4 ngày nhiệt độ từ 28 -32oC người ta thu toàn dịch nuôi cấy loại chế phẩm enzym thô  Nuôi cấy liên tục: Quá trình nuôi cấy liên tục có thể nuôi cấy thiết bị hay nhiều thiết bị Như dòng môi trường vào dòng sản phẩm  Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men và chất lượng enzyme a) Chủng giống VSV: b) Môi trường dinh dưỡng: c) Độ ẩm môi trường: d) Không khí: e) Nhiệt độ: f) Ảnh hưởng pH: g) Thời gian nuôi: h)Sục khí và khuấy trộn: a) Chủng giống VSV: Muốn nhận chế phẩm Amylase có hoạt độ cao, trước hết phải tuyển chọn, nghiên cứu xem chủng, giống nào có khả tích tụ nhiều Amylase b) Môi trường dinh dưỡng: c) Độ ẩm môi trường: Độ ẩm tốt cho hình thành enzym nấm mốc Asp.oryzae là 55-60%, thích hợp cho hình thành bào tử là khoảng 45% nên cần giữ cho độ ẩm môi trường không bị giảm quá trình phát triển d) Không khí:  Asp.oryzae là Vi sinh vật hoàn toàn hiếu khí, phát triển bình thường đầy đủ oxy Để đáp ứng điều kiện nuôi này, môi trường phải xốp, rải thành lớp dày không quá 2,5-3cm, phòng nuôi phải thoáng  Theo thực nghiệm, để thoả mãn cho hô hấp nấm mốc Asp.oryzae toàn chu kỳ phát triển cách 1giờ, môi trường cần khoảng 1,7m3 không khí Asp oryzae phát triển bình thường nồng độ CO2 không khí đạt 8% e) Nhiệt độ: - Nhiệt độ thích hợp cho phát triển và hình thành enzym là 28-32oC Nhiệt độ nấm mốc tỏa môi trường có thể bị nóng lên 40oC Do cần giữ cho nhiệt độ môi trường không xuống 27oC và không cao 36oC  Toàn chu kỳ sinh trưởng nấm mốc cám có thể chia làm hai thời kỳ: + Thời kỳ trương và nảy mầm đính bào tử + Thời kỳ sinh trưởng nhanh hệ sợi + Thời kỳ tạo Enzyme Amylase mạnh mẽ Thời kỳ trương và nảy mầm đính bào tử (đối với nấm mốc 10 – 11 đầu tiên).Trong thời kỳ này phải đốt nóng không khí phòng nuôi và giữ cho nhiệt độ phòng nuôi không thấp 23 – 30 oC nấm mốc và trì nhiệt độ 32–38oC cho vi khuẩn Độ ẩm tương đối không khí là 96 - 100% Thời kỳ tạo Enzyme Amylase mạnh mẽ (kéo dài từ 10 - 20 giờ) Trong thời kỳ này các quá trình trao đổi chất yếu đi, toả nhiệt giảm mạnh Các Enzyme Amylase tổng hợp mạnh mẽ Nhiệt độ tối thích cho sinh trưởng đa số nấm mốc trên môi trường rắn là 2830oC Thời kỳ sinh trưởng nhanh hệ sợi (kéo dài vòng 4- 18giờ) Ở giai đoạn này nấm mốc hô hấp mạnh và tạo lượng nhiệt sinh lý lớn Kết là lớp sợi nấm mọc nhiệt độ tăng lên đến 37- 40oC , đôi cao tới 47oC Vì cần phải hạ nhiệt độ phòng nuôi giúp cho sợi nấm mọc và đẹp Ở nhà máy người ta thổi không khí vô trùng có nhiệt độ 28 – 29 oC và độ ẩm cao vào phòng nuôi f) Ảnh hưởng pH: pH thích hợp cho Asp.oryzae là môi trường acid yếu khoảng 5.5-6.5 g) Thời gian nuôi: Để có lượng amylase lớn, tùy vào đặc tính sinh lý chủng giống yêu cầu thu sản phẩm mà dừng nuôi thời điểm thích hợp Chủng Thời gian nuôi( giờ) Asp.oryzae - 476 24-25 Asp.oryzae - KC Asp.oryzae 8F1 30-36 24-30 h)Sục khí và khuấy trộn Phần lớn vi sinh vật tạo Amylase là VSV hiếu khí Vì sinh trưởng cuả chúng phụ thuộc vào lượng oxy phân tử hoà tan dịch nuôi cấy ỨNG DỤNG CỦA ENZYME AMYLASE CÁM ƠN SỰ LẮNG NGHE CỦA CÔ VÀ CÁC BẠN