công nghệ lên men sản xuất probiotic với khả năng tồn tại cao và chất lượng

Công nghệ lên men trong quá trình tạo ra sản phẩm probioticỨng dụng của việc tạo áp lực gây chết trong quá trình lên men Ứng dụng của việc tạo áp lực gây chết trong quá trình lên men B

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM

KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ KTMT

BÁO CÁO TIỂU LUẬN

Đề tài:

CÔNG NGHỆ LÊN MEN SẢN XUẤT PROBIOTIC VỚI KHẢ

NĂNG TỒN TẠI CAO VÀ CHẤT LƯỢNG

GVHD: Phạm Văn Tuấn

SVTH: Nhóm 12

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM

KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ KTMT

BÁO CÁO TIỂU LUẬN

Đề tài :

CÔNG NGHỆ LÊN MEN SẢN XUẤT PROBIOTIC VỚI KHẢ

NĂNG TỒN TẠI CAO VÀ CHẤT LƯỢNG

GVHD: Phạm Văn Tuấn

SVTH: Nhóm 12

Nội dung

Nội dung

Giới thiệu

về probiotic

Giới thiệu

về probiotic

Công nghệ lên men tạo SP

Công nghệ lên men tạo SP

Các vấn đề khó khăn liên quan

Các vấn đề khó khăn liên quan

Hướng giải

quyết

Hướng giải

quyết

Thuật ngữ Probioti

THỨC Nhạy cảm với nhiều áp lực môi trường ,

chẳng hạn như axit, oxy và nhiệt

Công nghệ lên men tạo sản phẩm

 Tiêu chí của sản phẩm:

• Tốt và an toàn cho sức khỏe

• Không mất khả năng tồn tại và tạo ra mùi khó

chịu cho sản phẩm

• Tỷ lệ sống cao trong quá trình ly tâm và sấy khô

Quy trình sản xuất chế phẩm probiotic

Công nghệ lên men trong quá trình tạo ra sản phẩm probiotic

Ứng dụng của việc tạo áp lực gây chết trong quá trình lên

men

Ứng dụng của việc tạo áp lực gây chết trong quá trình lên

men

Bảo vệ tế bào

bằng microencapsu

lation

Bảo vệ tế bào

bằng microencapsu

do trong việc thu hoạch để chế biến, lưu trữ, tiêu hóa

Hình: Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng tồn tại probiotic

 Hiện nay, kỹ thuật này chủ yếu dựa vào điều kiện

gây áp lực khác nhau như :nhiệt độ, nồng độ muối cao, độ pH thấp

Phương pháp cải tiến hiện nay được ứng dụng nhiều là tiến hành nuôi cấy liên tục

• Ví dụ: Thích nghi với nhiệt độ bảo vệ chéo (tức là

điều hòa áp lực của nhiệt độ và muối ) đã được

chứng minh để cải thiện sự sống còn của

Lactobacillus paracasei NFBC 338 trong sấy phun

Nuôi cấy liên tục

• tế bào đạt năng suất cao và thể tích của quá

trình sản xuất , cũng như giảm nhu cầu về sức

chứa dành cho sản phẩm ra

Màng phản ứng sinh học

• Các tế bào được giữ lại trong các thiết bị phản ứng

bởi màng siêu lọc hoặc màng vi lọc, trong khi đó các phân tử có kích thước nhỏ khuếch tán qua các

• Ví dụ: Taniguchi và cộng sự đã báo cáo về

nồng độ cuối của B longum thu được trong

màng phản ứng tế bào cao hơn 7 lần so với

lên men hàng loạt tế bào tự do

• Khắc phục: sinh lý tế bào và các chức

năng như: các chất dinh dưỡng, oxy, áp lực thẩm thấu và cơ học có thể ảnh hưởng đến sự nhạy cảm của vi khuẩn

Lên men probiotic với công nghệ cố định tế bào

• Trong tự nhiên, vi sinh vật thường sống

thành tập hợp có tổ chức cao, có thể tự sản

xuất polymer ở màng sinh học Màng sinh

học thường là hỗn hợp bao gồm protein,

axit nucleic và exopolysaccharides

• Các exopolysaccharides được sản xuất bởi

hầu hết các vi khuẩn như polysaccharides thành tế bào hoặc như chất dịch ngoaị bào vào trong môi trường xung quanh

• Sự hình thành màng sinh học là một cách để vi

khuẩn duy trì sự sống còn

• Vi khuẩn truyền nhiễm có sử dụng màng sinh học

cho thấy khả năng kháng thuốc kháng sinh và thích nghi với các yếu tố môi trường bất lợi như nhiệt độ cao, độ pH và độ ẩm thấp

• Được sử dụng để thực hiện quá trình lên men sản xuất các sản phẩm trao đổi chất và có mật độ tế bào cao

• Phương pháp bao gói dùng để cố định tế bào trong

mạng lưới của các hạt gel polymer sinh học (ví dụ như k-carrageenan, alginate và gellan) đã được sử dụng rộng rãi

Tế bào cố định có nhiều ưu điểm so với tế bào

• Chỉ có một vài công trình đã nghiên cứu các ứng dụng cố định tế bào để sản xuất chế phẩm sinh học Lên men liên tục với việc cố định B longum trong các hạt gel gellan gum sẽ thu

được các tế bào có nồng độ và thể tích tăng

cao gấp bốn lần, hiệu quả với tốc độ pha loãng của 0,5h-1 khi so sánh với các phương pháp nuôi cấy tự động khác ở pH tối ưu

• Một số nghiên cứu đã chỉ ra rằng vi khuẩn đã

cố định có những biến đổi trong tăng trưởng

về hình thái và sinh lý tích cực hơn so với các

tế bào được sản xuất trong phương pháp nuôi cấy tế bào tự do truyền thống

Bảng 1: ảnh hưởng của việc cố định tế bào lên đặc tính sinh lý của vi khuẩn có tiềm năng sản xuất

probiotic

• Nghiên cứu với việc cố định lactobacilli, người ta

cũng đã phát hiện những thay đổi sinh lý quan trọng, chẳng hạn nhý sự gia tăng lớn các tế bào chịu đựng được với nisin Z và độ pH thấp, khả năng tăng cường quá trình axit hóa, cảm ứng liên kết các tế bào, và sản xuất exopolysaccharides không hòa tan với hàm lượng cao

Cơ chế Quorum Sensing

• Vi khuẩn điều khiển mật độ tế bào liên quan đến

các gen nhất định, bằng cách tạo ra, phóng thích và

dò tìm các phân tử tín hiệu; là quá trình các tế bào

vi khuẩn thông tin liên lạc với nhau bằng các phân

tử tín hiệu

• Vi khuẩn có thể kích hoạt sự hoạt động của các

gen mã hóa các quá trình như: tạo màng sinh học, tạo bào tử, phát sáng, sản xuất kháng sinh, tiết ra các độc tố

• Tuy nhiên, để cạnh tranh, đặc tính Quorum Sensing

của loài vi khuẩn này sẽ có thể bị các loài vi khuẩn khác triệt tiêu hoặc khống chế

• Như vậy, các tế bào có thể thay đổi cấu hình sinh lý

Kết hợp cố định tế bào với phương pháp nuôi cấy liên tục có thể được ứng dụng để sản xuất các chế phẩm sinh học có hiệu quả hơn

Các phương pháp đánh dấu sinh học phân tử cho việc kiểm tra định lượng và giám sát khả năng tồn tại, chức

năng của các probiotic

Các phương pháp đánh dấu sinh học phân tử cho việc kiểm tra định lượng và giám sát khả năng tồn tại, chức

năng của các probiotic

Biomarkers là các phân tử đánh dấu sinh học, là tập

hợp của một số gene hay protein tiêu biểu cho một

trạng thái thay đổi sinh học

• Flow cytometry là một kĩ thuật Đếm tế bào

• Mang tính chất ước lượng về số tế bào có thể tồn

tại

• Không phải là một phương pháp đầy đủ để phân

tích các chức năng của probiotic

Bổ sung để nghiên cứu đặc điểm sinh lý của tế bào cho các nghiên cứu cơ bản, quá trình phát triển, kiểm tra và đánh giá sản phẩm trong lĩnh vực sản xuất các probiotic

• Các công nghệ “omics” như transcriptomics, proteomics

và metabolomics - có thể được sử dụng để đánh giá và so sánh các đặc trưng sinh lý của các probiotic ở các giai

đoạn khác nhau của sản xuất, và sau đó chúng được đưa vào thực phẩm.

• Gần đây, kỹ thuật Flow Cytometry đã được phát triển và

sử dụng để giám sát quá trình lên men liên tục ở mức độ đơn bào qua đó mở rộng các chế phẩm sinh học thương mại và các ứng dụng vào sản phẩm.

Kết luận

• Đến nay các phương pháp tiếp cận đã tập trung

vào việc phát triển công nghệ để sản xuất chế

phẩm sinh học như về mặt kĩ thuật với mục đích

có được số lượng tế bào cao và tập trung về mặt kinh tế

• Công nghệ lên men cần phải cải tiến hơn nữa để nghiên cứu việc nuôi cấy trong thực phẩm và mối quan hệ của chúng để có thể tạo ra những tế bào

có khả năng phát triển cao và chức năng được duy trì

CẢM ƠN THẦY VÀ

CÁC BẠN ĐÃ

QUAN TÂM THEO

DÕI