Tài liệu Xilitol – một loại chất ngọt thay thế pptx

• Trong cơ thể xylitol thường nhận ATP chuyển thành xylitol-5phosphate quá trình làm hoạt hoá xylitol.• Xylitol-5phosphate nhờ enzim izomeraza chuyển thành xylulose 5-phosphate • xylulos

Tiểu luận: Cơ sở hóa sinh của quá trình sản xuất xylitol từ phụ

lượng xylan cao như bulô,

bạch dương hay sồi….

• Việt Nam có rất nhiều

nguyên liệu dư thừa để

sản xuất xylitol

Nội dung

I Giới thiệu về xylitol

II Xử lý nguyên liệu

III Cơ sở hóa sinh

IV Các điều kiện ảnh hưởng

V Triển vọng ứng dụng và nghiên cứuVI.Tài liệu tham khảo

1 Xylitol - một loại chất ngọt thay thế sản xuất từ nguyên liệu phụ phẩm nông nghiệp

Bạn đang bị thừa cân

và tiểu đường.

Sử dụng xylitol

là một lựa chọn

an toàn và hiệu quả

Bạn đang mắc các bệnh răng miệng và bạm muốn tìm lại nụ cuời tươi tắn?

Bạn đã từng nghe tới các sảm phẩm chăm sóc răng miệng của Xylitol chưa?

1 Giới thiệu về xylitol

như tinh thể glucose

• Vị ngọt tương đương sucrose

• Độ hoàn tan ở 200C: 169g/100g

nước, khó tan trong etanol, metanol

• Năng lượng 4,06 kcal/g

Có nhiều trong quả dâu tây, nấm và rau quả

2 Sự chuyển hóa của xylitol trong cơ thể người và vi

• Trong cơ thể xylitol thường nhận ATP chuyển thành xylitol-5phosphate (quá trình làm hoạt hoá xylitol).

• Xylitol-5phosphate nhờ enzim izomeraza chuyển thành xylulose 5-phosphate

• xylulose 5-phosphate chuyển vào con đường pentose photphat rồi vào con

đường đường phân và các quá trình lại diễn ra như ở trên

• Đối với người thì quá trình tiêu hóa xylitol rất chậm và tạo ra ít năng lương

• Đối với vi sinh vật, do thiếu đường giàu năng lượng và dễ tiêu hóa nên chúng

“dùng tạm” xylose

• Trong quá trình lên men vsv, con người lấy xylitol là sản phẩm trung gian trong chuỗi chuyển hóa của chúng.vì vậy luôn chú ý cung cấp đủ năng lượng để chúng duy trì hoạt động trao đổi chất.

3 Hiệu quả năng lượng khi sử dụng Xylitol

• Khi sử dụng xylitol, năng lượng để chuyển xylitol vào con đường đường phân lớn nên năng lượng thu được cuối cùng thấp hơn hẳn glucose

• So với glucose thì năng lượng của xylitol chỉ bằng 40%

• Phần lớn các loại vi sinh vật không sử dụng được xylitol

4 Những ứng dụng của xylitol

Xylitol tạo vị ngọt thanh mát và

tự nhiên cho các sp bảo vệ răng miệng

Các vsv trong miệng phần lớn không sử dụng được xylitol nên

sẽ giảm nhanh số lượng.

Các nước phát triển sử dụng xylitol rất

phổ biến cho các sản phẩm csrm 4.1.Bảo vệ răng miệng

4.2 Sản xuất các sản phẩm phục vụ bệnh nhân béo phì và tiểu đường

- Có rất nhiều loại thực phẩm đã và đang

được phát triển

• Xylitol được dùng sản xuất thực

phẩm cho người béo phì và tiểu

đường

• Vì ruột hấp thụ xylitol rất chậm,

xylitol không đủ để bị hấp thụ vào

máu, làm tăng đường huyết Đồng

thời quá trình hấp thụ xylitol không

cần insulin nên người bị bệnh tiểu

đường và người bình thường hấp

thụ xylitol như nhau.

4.3 Có nhiều ứng dụng khác của xylitol

trong ngành dược như sản xuất thuốc điều trị

viêm tai ở trẻ em và viêm loát dạ dày do vi sinh vật

5.1.Một số loại đường thay thế đang được sử

5.2 Vì sao Xylitol lại được sử dụng phổ biến như vậy

- Vì xylitol có vị ngọt tự nhiên và tương đương với đường mía

- Có một số ưu điểm vượt trội như đã nêu ở trên

- Được các hội đồng y khoa uy tín công nhận là không gây độc cho cơ thể nếu sử dụng không quá giới hạn cho phép.

- Một người trong 1 ngày có thể ăn khoảng 200g xylitol

- Tùy vào thể trạng mỗi người mà có thể bị tiêu chảy nếu

ăn quá giới hạn cho phép.

Xylitol có ở đâu?

Xylitol được sản xuất từ đâu?

Cây bulô Cây bulô

• Mọc thành các cánh rừng ở Phần Lan.

• Thành phần chứa nhiều xylan.

Khó khăn

• Cây bulô được dùng vào nhiều mục đích khác.

• Là nguồn có khả năng tái sinh nhưng chậm.

• Phân phối.

Giải pháp tại Việt Nam?

• Nguồn phụ phẩm nông nghiệp

• Công nghệ sản xuất xylitol

• Là polysaccarit.

• Đơn phân là glucose

• Khá bền vững

Lựa chọn phế phẩm nông nghiệp?

Mục tiêu xử lý nguyên liệu thu dịch thủy phân cho lên men xylitol?

Thu dịch thủy phân

• Có nồng độ xylose cao

• pH = 4.4-5.5

• Không độc với vi sinh vật

lên men

Các phương pháp xử lý nguyên liệu

Sơ đồ xử lý nguyên liệu

Bước 1: Nghiền nhỏ nguyên liệu

Mục đích

• Tạo bề mặt tiếp xúc lớn

giảm thời gian thủy

phân.

• Tạo sự đồng đều cho

nguyên liệu tăng hiệu

suất sử dụng nguyên liệu.

Bước 2: Thủy phân nguyên liệu bằng H2SO4

Bước 3: Trung hòa một phần dịch thủy phân bằng Ca(OH)2

Bước 4: Cô đặc dung dịch lọc lại lần nữa

Mục đích

• Tăng nồng độ dung dịch

• Loại bỏ những cặn cơ học còn sót lại

Bước 5: Xử lý dịch thủy phân bằng than hoạt tính

Các cơ chế thực hiện

Nguồn nguyên liệu

Chuyển hóa

Thu hồi sản phẩm

III Cơ sở hóa sinh của việc sản xuất

xylitol từ phụ phẩm nông nghiệp

Các phương pháp sản xuất xylitol

Điều kiện lên men

Enzyme xylose reductase

• Khối lượng phân tử 36 kDa

Môi trường lên men

KH2PO4 2 g/l (NH4-)2PO4 5 g/l MgSO4.7H2O 0.5 g/l Dịch chiết nấm men 4 g/l

Cơ sở chuyển hóa D-glucose và D-xylose trong

Trong tế bào C tropicalis

• D-glucose được

C tropicalis sử

dụng làm tăng

sinh khối tế bào

• Xylose hầu như

chỉ được chuyển

thành xylitol

Động học của quá trình lên men

Thu hồi sản phẩm

Đặc điểm sản phẩm

IV Các điều kiện ảnh hưởng đến lên men xylitol

1 Nguồn đường có vai trò quan trọng như thế nào?

- Ảnh hưởng của nồng độ D-xylose: nồng độ D-xylose tối ưu đối với C

tropicalis là 172 g/l

- Ảnh hưởng của các loại đường khác: thêm D-glucose vào môi trường lên men

làm tăng hiệu suất chuyển hóa xylitol của chủng này lên 1.2 đến 1.3 lần so với

không bổ sung D-glucose.

 Ảnh hưởng của điều kiện nuôi cấy: tỉ lệ giống, thành phần môi trường, thời gian, nhiệt độ lên men, mức độ sục khí, pH môi trường.

* Biện pháp xử lý?

V Triển vọng ứng dụng và nghiên cứu xylitol

1 Triển vọng ứng dụng:

 Xu hướng sản xuất xylitol đang có chiều hướng tăng ở các quốc gia trên thế giới trong những năm gần đây.

 Ở Việt Nam chưa có 1 nhà máy hay

cơ sở sản xuất xylitol nào được xây dựng Nguồn phế thải từ công

nghiệp mía đường và phụ phẩm nông nghiệp vẫn chưa được sử dụng đúng cách.

 Ứng dụng thử nghiệm xylitol vào 1 số sản phẩm thực phẩm: kẹo cao su, bánh gato và kem đánh răng.

Triển vọng ứng dụng trong điều trị chứng loãng xương , viêm tai giữa ở trẻ em và khả năng ngăn chặn tác nhân gây viêm loét dạ dày

2 Triển vọng nghiên cứu

 Biến đổi gen vi sinh vật để tăng hiệu quả sản xuất xylitol:

Nghiên cứu ở E coli cho thấy ,khi loại bỏ gen mã hóa các enzym xylose

isomerase (xylA) và xylulosekinase (xylB) làm tăng sản lượng xylitol

chuyển hóa từ xylose.

 Thu nhận enzym xylose reductase từ Candida guilliermondii, sử

dụng để thay thế lên men vi sinh vật

 Tại sao lại dùng enzym xylose reductase?

 Tác nhân: C guilliermondii -là một trong những tác nhân lên

men hiệu quả nhất.

 Thu nhận enzym

 Vai trò của enzym Glucose-6-phosphate dehydrogenase

 Khai thác sự đa dạng tự nhiên của các vi sinh vật để tìm ra các

enzym mới có thể phá vỡ cellulose và hemicellulose hiệu quả hơn.Sức mạnh tổng hợp của các enzym làm việc cùng nhau và tái

sử dụng các enzym này sẽ góp phần tăng hiệu quả của quá trình.

 Triển vọng nghiên cứu ở Việt Nam

 Nghiên cứu sản xuất xylitol sử dụng nguyên liệu là lõi ngô, rơm rạ

Tài liệu tham khảo

Ngiên cứu xây dựng công nghệ sản xuất các loại đường chức năng dùng trong công nghiệp thực phẩm, dược phẩm và mĩ phẩm Báo

cáo tổng kết đề tài KH&CN cấp nhà nươc.2006 Viện công nghiệp thực phẩm.

Giáo trình vi sinh vật học công nghiệp PGS.TS.Nguyễn Xuân

Thành NXB giáo dục.2007.

Recovery of xylitol from fermentation of model hemicelluloses

hydrolysates using membrane technology Affleck R P 2000.

Journal of industrial microbiology and biotechnology Felipe M.,

Vitolo M., Mancilha I M., Silva S.S.1997.

Website: www.sciencedirect.com

Và các website khác

Tha nks