Đang tải... (xem toàn văn)
Công nghệ sinh học đại cương
CHƯƠNG CÔNG NGHỆ LÊN MEN LÊN MEN LÀ GÌ? Sự lên men: q trình trao đổi chất, qua chất hữu mà trước tiên đường bị biến đổi tác dụng enzyme VSV Phân loại: Dựa theo chế trình lên men Lên men yếm khí (lên men rượu, axetonbutylic, latic,…) Lên men hiếu khí (lên men axetic, xitric,…) Dựa vào tác nhân cung cấp hệ enzyme Lên men ứng dụng nấm men Lên men ứng dụng vi khuẩn Lên men ứng dụng nấm mốc Dựa vào tính chất sản phẩm lên men Công nghiệp lên men cổ điển: sản xuất rượu, axetonbutylic,… Với công nghiệp lên men đại: sản xuất vitamin, kháng sinh, axitamin, protein đường sinh tổng hợp BẢN CHẤT QUÁ TRÌNH LÊN MEN Lên men trình oxy hóa khử tiến hành hoạt động sống VSV nhờ xúc tác enzyme nhằm cung cấp lượng hợp chất trung gian cần thiết cho chúng Q trình lên men chia làm hai pha: • Pha thứ pha sinh trưởng: chủ yếu trình sinh tổng hợp protein xây dựng TB Các TB giai đoạn trẻ, sinh trưởng tăng sinh khối nhanh • Pha thứ hai pha tích tụ sản phẩm trao đổi chất Đường cong sinh trưởng đặc trưng TB VSV giai đoạn sinh trưởng TB VSV • Giai đoạn (pha Lag): thích nghi - VSV làm quen với mơi trường • Giai đoạn (pha Log): tăng trưởng - VSV phát triển mạnh tăng sinh khối • Giai đoạn (pha tĩnh): cân - nguồn dinh dưỡng bắt đầu cạn kiệt, số tế bào sinh = số TB chết • Giai đoạn (pha chết): suy vong - nguồn dinh dưỡng cạn kiệt, chất thải VSV tích tụ, TB chết chiếm ưu VAI TRÒ CỦA VSV TRONG CN LÊN MEN • • • • • • • Giống VSV đóng vai trị định: Năng suất sinh học Phẩm chất sinh học Giá thành sản phẩm Yêu cầu giống VSV Năng suất sinh học cao Sản phẩm dễ thu nhận, tinh Có tính ổn định Tốc độ trao đổi chất mạnh • Thích nghi điều kiện lên men cơng nghiệp • Sử dụng ngun liệu rẻ tiền, dễ kiếm, tận dụng nguồn phế liệu phế thải cơng nghiệp thực phẩm • Cho sản phẩm có số lượng chất lượng cao sản phẩm khác Tạo giống VSV?? Phân lập giống Tìm vị trí phân lập giống Lấy mẫu đem phân lập Pha lỗng Ni mơi trường tập trung Nuôi môi trường đặc hiệu Kiểm tra đặc điểm vi sinh vật phân lập Chọn giống: tuyển chọn giống có chất lượng tốt phục vụ cho sản xuất Định danh Phương pháp truyền thống • Kiểm tra hình thái, đặc điểm sinh lý, sinh hố VSV • Phương pháp sinh hố Phương pháp đại: PP SH phân tử • Phân tích nucleic acid • Phân tích protein Ưu điểm: cho kết xác thời gian ngắn Nhược điểm: đòi hỏi trang thiết bị đại hố chất đắt tiền Tinh thể độc có vùng chức Quy trình sản xuất thuốc trừ sâu Bt Chủng Bt khiết Nhân giống cấp Nhân giống cấp Kích thích lên men (48 – 72 giờ, pH 7, 30oC) Lọc ly tâm Thu sinh khối Hồn thiện sản phẩm HƯỚNG PHÁT TRIỂN • Phân lập 463 chủng Bt tổng số 1479 chủng nhận mẫu đất ĐBSH & BTB • Sử dụng kỹ thuật gen để cải biến chủng vi khuẩn • Việc sử dụng thuốc trừ sâu vi sinh hồn tồn phù hợp với chương trình phát triển nơng nghiệp bền vững Probiotic (chế phẩm trợ sinh) • Probiotic: chế phẩm có chứa VSV sống vơ hại có lợi có tác dụng làm cải thiện cân VSV thể vật chủ • Prebiotic: thực phẩm probiotic VSV hữu ích đường ruột, thúc đẩy phát triển VK có lợi cho đường ruột • Synbiotic: hỗn hợp probiotic prebiotic có tác dụng cải thiện khả sống chiếm ngự đường ruột probiotic Synbiotic cho nhiều ảnh hưởng tốt việc sử dụng probiotic prebiotic đơn • • • • • • • Đặc điểm VSV dùng làm probiotic Khả bám dính vào niêm mạc đường tiêu hóa vật chủ Dễ ni cấy Không sinh chất độc không gây bệnh cho vật chủ Có khả tồn độc lập thời gian dài Có khả sinh enzyme sản phẩm cuối mà vật chủ sử dụng Chịu pH thấp dày muối mật ruột non Biểu hiệu có lợi vật chủ Hệ VSV đường ruột • Cơ thể người chứa khoảng 1014 TBVSV, chủ yếu cư trú đường tiêu hóa • Rối loạn tiêu hóa: VK có lợi chết đi, VK gây bệnh tăng đột ngột vượt ngưỡng cho phép • Sử dụng probiotic biện pháp vừa đơn giản, rẻ tiền, vừa có tác dụng cải thiện rõ rệt hệ vi khuẩn đường ruột, khơi phục lại cân • Các vi sinh vật probiotic lựa chọn dùng cho người phong phú như: Lactobacillus acidophilus, L casei, L reuteri, L fermentum, L plantarum, L rhanosus, Bifidobacterium, Saccharomyces boulardi Cơ chế tác động Probiotic • Nảy chồi đường ruột, giúp làm tăng hiệu hàng rào sinh học • Tăng cường tái hấp thu nito • Kích thích miễn dịch cục • Làm bất hoạt độc tố sp trao đổi chất có hại vi sinh vật gây bệnh sinh • Tạo chất ức chế sinh trưởng VSV gây bệnh sản xuất enzyme, acid hữu • • • • • • • • • Cơ chế hoạt động tiềm Probiotic Ức chế bám dính vi khuẩn gây bệnh Kích thích sản xuất kháng thể Sản xuất hợp chất kháng khuẩn Biến đổi độc tố hay receptor độc tố Cạnh tranh môi trường với vi khuẩn gây bệnh Giảm thấp di chuyển vi khuẩn gây bệnh Chống viêm nhiễm, đặc biệt với tổ chức tế bào niêm mạc ruột Tùy theo loài vi sinh vật probiotic làm giảm thấp lượng cholesterol máu Có thể phịng trừ bệnh viêm dị ứng đường ruột Cơ chất Chủng Xử lý Chọn chủng Lọc Tăng sinh Phối trộn Xử lý chủng Xử lý Tăng sinh Tiệt trùng Lên men môi trường lỏng Phối trộn Lên men bán rắn Làm khơ Đóng gói Sản phẩm Lưu giữ Công nghiệp Vaccine Hệ thống giống Nhân giống kiểm tra phòng TN Lên men Thu hoạch sản phẩm Phối trộn Hoàn thiện sản phẩm Nuôi nấm men nồi lên men để nhận kháng nguyên dùng cho sản xuất vaccine ... Lên men hiếu khí (lên men axetic, xitric,…) Dựa vào tác nhân cung cấp hệ enzyme Lên men ứng dụng nấm men Lên men ứng dụng vi khuẩn Lên men ứng dụng nấm mốc Dựa vào tính chất sản phẩm lên. .. lên men Công nghiệp lên men cổ điển: sản xuất rượu, axetonbutylic,… Với công nghiệp lên men đại: sản xuất vitamin, kháng sinh, axitamin, protein đường sinh tổng hợp BẢN CHẤT QUÁ TRÌNH LÊN MEN. .. bọt mạnh, tạo từ lên men rượu dịch malt với hoa houblon Q trình lên men bia bồn yếm khí gồm giai đoạn: • Lên men: lên men lên men chìm diễn 20 0C 5-7 ngày • Ủ chín bia kéo dài từ 4-5 tuần để hình