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

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

1 ENZYME GLUCOAMYLASE

• Glucoamylase ( α – glucanglucohydrolase , EC.3.2.1.3 ) là một exoenzyme Nó xúc tác thủy phân cả hai loại liên kết α – 1,4 glycoside và α – 1,6 glycoside từ đầu không khử trong phân tử amylase và amylopectin tạo ra sản phẩm là đường glucose

• Người ta còn gọi glucoamylase là amyloglucosidase hoặc γ – amylase

• Phân tử lượng glucoamylase nằm trong khoảng 48 – 210kDa

– Khả năng thích nghi nhanh và tốc độ sinh trưởng mạnh

– Điều kiện nuôi cấy: đơn giản

– Môi trường nuôi cấy: rẻ tiền, dễ tìm

– Dễ dàng tách được khỏi môi trường nuôi cấy lỏng để thu nhận enzyme ngoại bào

Chọn nấm mốc Aspergillus Niger

2 VI SINH VẬT

a) Vị trí , phân loại

Asp.niger có vị trí phân loại: giới Fungi , lớp Deuteromyces , bộ Moniliales , họ

Moniliaceace , giống Aspergillus

2 VI SINH VẬT

b) Đặc điểm hình thái , sinh sản

 Khuẩn ty phân nhánh , có vách ngăn , bào tử đính không nằm trong bọc bào

tử, màu nâu đen

 Asp.niger có nhiều kiểu sinh sản khác nhau : Sinh sản sinh dưỡng , sinh sản

vô tính bằng bào tử hoặc sinh sản hữu tính

2 VI SINH VẬT

c) Nguồn cơ chất

 Nguồn cacbon : Ngoài tinh bột , môi trường cần chứa maltose và dextrin…

 Nguồn nitơ : muối vô cơ hay các hợp chất hữu cơ chứa nitơ

 Nguồn S,P : photphat và sunphat vô cơ

 Nguồn khoáng : các muối của mangan , magie , kẽm cùng các nguyên tố vi lượng khác

2 VI SINH VẬT

d) Điều kiện sinh trưởng

 Nhiệt độ tối ưu : 28 - 35 oC

 Độ ẩm tối ưu : 60 – 65%

 pH tối ưu : 4 – 6.5

3 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 các 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 được tiệt trùng ở nhiệt độ 1210C trong 20 phút , sau đó cấy chủng

Asp.Niger vào thiết bị nhân giống theo từng cấp nhân giống

4 NGUYÊN LiỆU CHO MÔI TRƯỜNG LÊN MEN

Đối với Asp.Niger để lên men bằng phương pháp bề sâu , chọn môi trường có 65%

bột ngô , 0,9% NaNO3 , 0,005% MgSO4 , và 10% nước chiết mầm mạch ( 100g/1l

H2O) , và nước máy

1.NHÂN GiỐNG

 Nhân giống giai đoạn phòng thí nghiệm :

 Sau khi chuẩn bị môi trường, tiến hành tiệt trùng môi trường ở 1210C trong

 Nhân giống giai đoạn phân xưởng :

 Sử dụng thiết bị nhân giống hình trụ đứng có cánh khuấy , bộ phận sục khí

và có lớp vỏ áo để điều nhiệt

2.CHUẨN BỊ MÔI TRƯỜNG LÊN MEN

Sau khi đã chuẩn bị , môi trường được phối trộn trong thùng phối trộn có cánh khuấy

3 TIỆT TRÙNG MÔI 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 về mặt cảm quan :

 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

 Biến đổi hóa học

 Thiết bị : Thiết bị membrane có

dạng hình trụ, bên trong chứa nhiều

ống trụ nhỏ đặt song song với nhau

 Biến đổi hóa học

 Thiết bị : sử dụng gel sephadex

6 TÁCH VÀ TINH SẠCH ENZYME

c) Đánh giá hiệu quả của quá trình tinh sạch

 Phương pháp xác định hoạt tính glucoamylase :

 Nguyên tắc: ta sẽ xác định hoạt tính của enzyme dựa vào cường độ màu với

iod khi đo ở bước sóng 520nm

 Hoạt tính glucoamylase được biểu thị bằng lượng glucose giải phóng bởi enzyme trong 1 phút ở 400C từ 1g tinh bột

 Xác định độ tinh sạch của enzyme : bằng phương pháp điện di

 Điện di trên gel Sodium dodecyl sulfate – polyacryamide 10% (SDS

PAGE) được thực hiện theo phương pháp của Laemmli (Tipton 1992) trên thiết bị điện di APLELEX với nguồn Electronforesis power supply ST

1006T

 Mẫu chạy điện di phải giữ trong điều kiện -200 – 10C

 Biến đổi hóa học

 Biến đổi hóa lý

 Thiết bị : Sử dụng thiết bị sấy phun có đáy hình nón

 Thông số công nghệ :

 Độ ẩm của sản phẩm: <5%

 Nhiệt độ khí đầu vào: 150 – 2500C

Quy trình sản xuất sẽ tạo ra chế phẩm glucoamylase dạng rắn

 Chỉ tiêu vật lý:

 Trạng thái vật lý: rắn

 Chỉ tiêu hóa học:

 pH hoạt động tối ưu: 4

 Chỉ tiêu hóa sinh:

• Lê Bạch Tuyết (chủ biên), Các quá trình công nghệ cơ bản trong sản xuất thực phẩm, Trường

Đại học Bách Khoa thành phố Hồ Chí Minh

• Lê Ngọc Tú (chủ biên), Hóa sinh công nghiệp, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật Hà Nội,

• Mark C Porter, Handbook of Industrial Membrane Technology, published in the United

States of America by Noyes Publications, 1990

• Nguyễn Đức Lượng , Công nghệ vi sinh – tập 2 - Vi sinh vật học công nghiệp , Nhà Xuất Bản Đại Học Quốc Gia thành phố Hồ Chí Minh, 2002