công nghệ sản xuất protein đơn bào từ nấm men

CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT PROTEIN ĐƠN BÀO TỪ NẤM MEN... Khái quát về protein đơn bào và tính cấp thiết của công nghệ sản xuất protein đơn bào.. • Protein đơn bào single-cell protein – scp là th

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC

CÔNG NGHỆ PROTEIN VÀ

ENZYME

• GIẢNG VIÊN: NGUYỄN THỊ LỆ THỦY

CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT PROTEIN

ĐƠN BÀO TỪ NẤM MEN

NỘI DUNG

• 1 Khái quát về protein đơn bào và tính cấp thiết của công nghệ sản xuất protein đơn bào.

• 2 Các giai đoạn chính sản xuất protein đơn bào

• 3 Quy trình công nghệ thu protein từ nấm men

• 4 Yêu cầu về thành phẩm và ưu,nhược điểm của thành phẩm

1.1 KHÁI QUÁT VỀ PROTEIN ĐƠN BÀO

• Protein là những đại phân tử được tạo

thành từ các đơn phân acid amin,

chúng kết hợp với nhau tạo thành một

mạch dài nhờ liên kết peptide Các

chuỗi này có thể xoắn cuộn hoặc gấp

theo nhiều cách để tạo thành các bậc

cấu trúc không gian khác nhau của

protein.

• Protein đơn bào (single-cell protein – scp) là thuật ngữ thường dùng để

chỉ phần protein thu được trong sinh

khối khô của các tế bào hoặc tổng lượng protein tách chiết được từ môi trường nuôi cấy vi sinh vật, được sử dụng làm nguồn thức ăn cho con người hay nguồn thức ăn chăn nuôi

• Phân biệt với protein đa bào thu được từ động vật và thực vật

1.2 TÍNH CẤP THIẾT CỦA CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT

PROTEIN ĐƠN BÀO.

• Hiện nay lượng lương thực, thực phẩm trên Thế Giới chỉ đủ để cung cấp 2/3

lượng protein nhu cầu cho con người Hiện nay, ở Việt Nam chỉ cung cấp được

khoảng 40g Pr/ngày/người Thậm chí có những quốc gia chỉ cung cấp 3-20g Pr/

ngày/người.

• Vì vậy, công nghệ sản xuất protein đơn bào giải quyết vấn đề thiếu hụt trên Thế

Giới Cơ sở khoa học của giải pháp này là lợi dụng sự phát triển nhanh chóng của

vi sinh vật và sự phong phú về protein và acid amin trong tế bào vi snh vật làm

nguồn thức ăn cho con người và gia súc

HIỆU SUẤT SINH TỔNG HỢP PROTEIN Ở CÁC

ĐỐI TƯỢNG KHÁC NHAU

Các loài (1000kg) Sản lượng protein/ngày

2 CÁC GIAI ĐOẠN CHÍNH SẢN XUẤT

PROTEIN ĐƠN BÀO

2.1: NGUYÊN LIỆU ( GIỐNG SẢN XUẤT):

Tuyển chọn: theo các yêu cầu

• Có khả năng tạo thành sản phẩm có năng suất cao trong quá trình lên men

• Có thể tổng hợp đầy đủ các axit amin cần thiết

• Các vi sinh vật phát triển nhanh, sản sinh một lượng lớn sinh khối một

cách ổn định

• Cùng với thời gian chủng sản xuất phải bảo tồn được các đặc tính sinh

hóa ban đầu

• Không có độc tố và phải được động vật đồng hóa tốt

• Dễ tách khỏi môi trường khi xử lý, thu sản phẩm

• Có sức bền cao và chịu được điều kiện nuôi cấy không vô trùng

2.2 CHUẨN BỊ MÔI TRƯỜNG DINH DƯỠNG:

• Phải phù hợp với sự phát triển và nhu cầu

sinh lý của chủng vsv

• Môi trường phải có đầy đủ nguồn thức ăn:

các nguyên tố đa lượng, các nguyên tố vi

lượng, các chất kích thích sinh trưởng

• Tùy thuộc môi trường lên men rắn hay lỏng,

thành phần môi trường lên men mà tiến hành

pha chế môi trường sao cho phù hợp với

từng loại vi sinh vật.

2.3 XỬ LÝ MÔI TRƯỜNG

• PHƯƠNG PHÁP LỌC : • PHƯƠNG PHÁP NHIỆT ĐỘ:

2.4 QUÁ TRÌNH LÊN MEN:

• Lên men bề mặt: là phương pháp

nuôi cấy vsv trên bề mặt môi trường lỏng và rắn

• Lên men chìm :VSV được nuôi cấy

trên bề mặt môi trường dịch thể, chúng phát triển theo chiều sâu môi trường

2.5 TÁCH SINH KHỐI :

• Phá vỡ tế bào hoặc mô bằng một trong các

phương pháp sau: liên tục lặp lại quá trình

làm đông nhanh và rã đông nhanh

(sonication), lọc hoặc thẩm thấu bằng các

dung môi hữu cơ

• Cột sắc ký được dùng để thu các sản phẩm

tinh chế

• Ly tâm để phân tách hoàn toàn protein ra

khỏi hỗn hợp tế bào và ADN

2.6 XỬ LÝ VÀ TINH SẠCH PROTEIN:

CÁC PHƯƠNG PHÁP :

• Phương pháp kết tủa và hòa tan:

• Phương pháp siêu ly tâm

• Phương pháp tinh sạch protein

3 QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ THU PROTEIN TỪ NẤM MEN

3.1 GIỚI THIỆU VỀ NẤM MEN

• Nấm men là tên chung để chỉ nhóm nấm

có cấu tạo đơn bào, sinh sản bằng

cách nảy chồi Nấm men không có diệp

lục và không thể sử dụng năng lượng mặt

trời, vì vậy chúng dinh dưỡng bằng các

hydratcacbon, các hydrocacbua, trước hết

là đường. 

• Trong tế bào nấm men có chứa hầu hết các chất cần thiết cho sự sống (protein, gluxit, lipit, các enzim, các vitamin, các axit

nucleic, các chất khoáng)

3.2 NGUỒN DINH DƯỠNG

• Nấm men rất giàu protein(40-60%) và vitamin, đặc biệt là các vitamin nhóm B

• Sinh khối nấm men chứa khoảng 20-25% chất khô, trong đó cacbon chiếm 50%, nito 7-10%, hidro 5-7%, oxy 25-30%, các nguyên tố vô cơ 5-10%, ngoài ra còn có một số nguyên vi lượng khác.

45-• Hàm lượng protein tùy thuộc vào từng chủng nấm men và thành phần, điều kiện nuôi cấy dao động trong khoản 40-60%

• Protein của nấm men gần giống protein của động vật chứa khoảng 20 acid amin cần thiết, thành phần acid amin của nấm men cân đối hơn so với lúa mì và các hạt ngũ cốc khác

3.3 PROTEIN THU ĐƯỢC TỪ NẤM MEN

• Feedkind là nguồn protein sinh học, có nguồn gốc từ

nấm men Được sản xuất bởi công ty calysta – một

công ty chuyên về công nghệ sinh học hàng đầu ở

mỹ.

• Feedkind là sản phẩm từ quá trình lên men tự nhiên

của nấm men mytheloccous Quá trình này xảy ra

trong các tế bào nấm men, chúng sử dụng và chuyển

hóa methane thành protein và nước Feedkind có hàm

lượng đạm từ 70-72%, 10% chất béo, ít tro và chất

xơ,rất dễ sấy khô và ép viên.

3.4 QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ THU PRO TỪ

NẤM MEN

a) Nhân giống

• Mục đích: đây là giai đoạn chuẩn bị cho quá trình nuôi cấy mở rộng nhằm làm tăng dịch nấm men giống sau mỗi chu kỳ nuôi cho đến khi đủ lượng giống cần thiết cho quá trình sản xuất

b) Phương pháp thực hiện

 Nuôi cấy nhân giống đầu tiên được thực hiện trong phòng thí nghiệm:

• Giống được nuôi cấy trên ống nghiệm thạch nghiêng rồi cấy

chuyền vào ống nghiệm 20ml chứa 10ml môi trường nuôi cấy đã

• Sau khoảng thời gian trên thì ta lần lượt cấy vào bình tam giác và trong các thiết bị lớn hơn, cho đến khi được 100L thì ta chuyển sang giai đoạn nhân giống ở chế độ phân xưởng.

 Nhân giống trong giai đoạn phân

được 100 m3

Tạo đúng thương phẩm

Tinh chế, sấy

Bảo quản

4 YÊU CẦU VỀ THÀNH PHẨM VÀ ƯU,NHƯỢC

ĐIỂM CỦA THÀNH PHẨM

4.1 Yêu cầu thành phẩm.

 Màu sắc: xám sáng, trứng sữa cho đến nâu tối

 Mùi vị: đặc trưng của nấm men, không có mùi lạ

 Có đầy đủ VTM: B1 ≥ 10mg/kg, B2 ≥ 30mg/kg, B3 ≥ 300mg/kg

 Tỷ lệ tiêu hóa protein ≥ 75 -80%

 Giá trị sinh học của protein ≥ 55%

Thành phần Hàm lượng

(% chất khô)

Các acid amin không

thay thế

Hàm lượng (% protein tổng)

4.2 ỨNG DỤNG CỦA THÀNH PHẨM.

Ứng dụng trong công nghiệp thực phẩm

ỨNG DỤNG TRONG Y HỌC ỨNG DỤNG TRONG MỸ

PHẨM

• ƯU ĐIỂM:

chất thải)

lượng tốt

CẢM ƠN THẦY CÔ VÀ CÁC BẠN ĐÃ LẮNG

NGHE