Tham khảo bài thuyết trình 'phần 2: công nghệ lên men ứng dụng trong sản xuất', khoa học tự nhiên, công nghệ sinh học phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả
AMBIENT/
Chủ đề:
Nội dung Text: PHẦN 2: CÔNG NGHỆ LÊN MEN ỨNG DỤNG TRONG SẢN XUẤT
- Phaàn 2: Coâng ngheä leân men
I. COÂNG NGHEÄ LEÂN MEN ÖÙNG DUÏNG TRONG SAÛN
XUAÁT THÖÏC PHAÅM:
1.1 Coâng ngheä leân men ethanol öùng duïng trong saûn
xuaát ñoà uoáng coù coàn:
Gioáng VSV:
Saccharomyces cerevisae, goàm 2 loaïi: leân men noåi vaø leân
men chìm.
04/01/11 Mã MH: 603015 - Phần 2. Công nghệ Lên Men 1
- 1.1 Coâng ngheä leân men ethanol öùng duïng trong saûn
xuaát ñoà uoáng coù coàn:
Gioáng VSV:
-Naám men noåi: thích nghi vôùi ñieàu kieän sinh tröôûng vaø
phaùt trieån ôû nhieät ñoä cao, phaân boá chuû yeáu ôû caùc lôùp chaát
loûng treân beà maët cuûa moâi tröôøng. Khaû naêng keát laéng raát
keùm. Chæ haáp thu ñöôïc 1/3 ñöôøng tam rafinose.
- Naám men chìm: thích nghi vôùi ñieàu kieän sinh tröôûng vaø
phaùt trieån ôû nhieät ñoä thaáp hôn, phaân boá chuû yeáu ôû lôùp taàng
saâu cuûa moâi tröôøng. Khaû naêng keát laéng cao. Haáp thu toaøn boä
phaân töû ñöôøng rafinose.
04/01/11 Mã MH: 603015 - Phần 2. Công nghệ Lên Men 2
- 1.1 Coâng ngheä leân men ethanol öùng duïng trong saûn
xuaát ñoà uoáng coù coàn:
Nguyeân lieäu saûn xuaát ethanol baèng PP leân men:
-Nguyeân lieäu chöùa tinh boät: caùc loaïi nguõ coác (gaïo,
baép, luùa maïch, luaù mì, ñaïi maïch, malt, ….), caùc loaïi cuû
(khoai taây, khoai mì, khoai lang,…)
→ Caàn söû duïng caùc cheá phaåm α -amylase, β -amylase
04/01/11 Mã MH: 603015 - Phần 2. Công nghệ Lên Men 3
- 1.1 Coâng ngheä leân men ethanol öùng duïng trong saûn
xuaát ñoà uoáng coù coàn:
- Nguyeân lieäu chöùa ñöôøng: maät ræ
+ Haøm löôïng chaát khoâ khoaûng 80 – 85%, trong ñoù 35 –
40% saccharose vaø 20 – 25% laø ñöôøng khöû, chaát phi ñöôøng
goàm 30 – 32% laø hôïp chaát höõu cô vaø 8 – 10% laø chaát voâ cô
+ Caàn chuù yù boå sung nguoàn nitô (töø ure hoaëc amoni sulfat)
vaø nguoàn phosphor (daïng superphotphat),
+ Löu yù möùc ñoä nhieãm khuaån (xaùc ñònh baèng söï taêng ñoä
chua)
- Caùc nguyeân lieäu khaùc: lactoserum, nguyeân lieäu chöùa
cellulose, …
04/01/11 Mã MH: 603015 - Phần 2. Công nghệ Lên Men 4
- Glucose
ATP
Cô cheá taïo coàn cuûa naám men:
Hexokinase
ADP
Glucose-6-phosphate
Phosphohexose isomerase
Fructose-6-phosphate
ATP
Phosphofructokinase-1
ADP
Fructose-1,6-biphosphate
Aldolase
Dihydroacetone phosphate + Glyceraldehyde-3-phosphate
Triophosphate
isomerase
Glyceraldehyde-3-phosphate (2)
2NAD+
Glyceraldehyde-3-phosphate
dehydrogenase 2NADH
1,3-Biphosphoglycerate (2)
2ADP
Phosphoglycerate kinase
2ATP
3-Phosphoglycerate (2)
Phosphoglycerate
mutase
H2 O
2-Phosphoglycerate (2)
Enolase
Phosphoenolpyruvate (2)
2ADP
Pyruvate kinase
2ATP
Pyruvate (2)
04/01/11 Mã MH: 603015 - Phần 2. Công nghệ Lên Men 5
Chu trình ñöôøng phaân
- 04/01/11 Mã MH: 603015 - Phần 2. Công nghệ Lên Men 6
- pyruvatdecacboxylase
CH3COCOOH CO2 + CH3CHO
acetaldehyt
alcoldehydrogenase
CH3CHO CH3CH2OH
NADH2 NAD, pH < 5 Rượu ethylic
04/01/11 Mã MH: 603015 - Phần 2. Công nghệ Lên Men 7
- II. COÂNG NGHEÄ LEÂN MEN SAÛN XUAÁT ACID HÖÕU
CÔ:
-Caùc lónh vöïc öùng duïng: coâng ngheä thöïc phaåm, cheá bieán
muû cao su, y hoïc, …
-Phöông phaùp saûn xuaát: chieát taùch töø thöïc vaät, toång hôïp
hoùa hoïc, chuyeån hoùa nhôø enzyme, leân men, …
04/01/11 Mã MH: 603015 - Phần 2. Công nghệ Lên Men 8
- STT Acid höõu cô VSV thoâng duïng Nguoàn C Hieäu suaát
thoâng duïng (%)
1 Acid citric Aspergillus niger Saccharose 85 - 90
2 Acid lactic Lactobacillus delbrueckii Glucose 85 – 95
Rhizopus oryzae 60 - 70
3 Acid acetic Acetobacter aceti Ethanol 90 - 98
4 Acid Glucose 60
Propionibacterium
shermanii
propionic
5 Acid butyric Glucose 50
Clostridium butyricum
6 Acid gluconic Glucose 95
Aspergillus niger
7 Acid malic Glucose 70 - 100
Schizophyllum commune
Candida Paraffins
hydrocarbofumarica
Pichia membranaefaciens
8 Acid succinic Bacterium succinicum Acid malic 57
04/01/11 Mã MH: 603015 - Phần 2. Công nghệ Lên Men 9
- II. COÂNG NGHEÄ LEÂN MEN SAÛN XUAÁT ACID HÖÕU
CÔ: 2.1 Saûn xuaát acid citric:
Gioáng saûn xuaát: coù raát nhieàu loaïi VSV thuoäc nhoùm
eukaryote coù khaû naêng leân men taïo acid citric nhö:
-Gioáng Aspergillus: Aspegillus niger, Aspergillus
awamori, Aspergillus foetidus, Aspergillus clavatus,
Aspergillus fumaricus, aspergillus fonsecaeus,
Aspergillus usamii,…
-Gioáng Penicillium: P.chrysogenum, P.citrogenum,
P.tuteum, …
-Gioáng Rhizopus: R.nigricans, …
-Loaøi Trichoderma viride.
-Gioáng Candida: C. brumptii (C.catenulata),
C.lipolytica (Yarrowia lipotica), C. intermedia, …
-Gioáng Rhodotorula.
04/01/11 Mã MH: 603015 - Phần 2. Công nghệ Lên Men 10
- II. COÂNG NGHEÄ LEÂN MEN SAÛN XUAÁT ACID HÖÕU
CÔ: Saûn xuaát acid citric:
2.1
Aspergillus niger, ñaùp öùng ñöôïc 3 yeâu caàu cô baûn:
+ Coù khaû naêng taïo acid citric maïnh.
+ Coù khaû naêng chòu ñöôïc moâi tröôøng acid cao.
+ Ít sinh nhöõng acid höõu cô khaùc.
04/01/11 Mã MH: 603015 - Phần 2. Công nghệ Lên Men 11
- II. COÂNG NGHEÄ LEÂN MEN SAÛN XUAÁT ACID HÖÕU
CÔ: Saûn xuaát acid citric:
2.1
Cô chaát:
•Nguoàn C:
-Nhoùm coù haøm löôïng tro thaáp: ñöôøng mía/cuû caûi ñöôøng,
dextrose tinh theå, dòch thuyû phaân tinh boät ñaõ qua xöû lyù.
-Nhoùm coù haøm löôïng tro cao: ró ñöôøng mía/cuû caûi, nöôùc
mía/cuû caûi ñöôøng, dòch thuyû phaân tinh boät chưa qua xöû lyù
-Nhoùm nguyeân lieäu reû tieàn: whey, nöôùc thaûi trong saûn
xuaát tinh boät khoai taây, baõ khoai mì, caùm mì,… nhöng hieäu
suaát thaáp.
•Nguoàn N: NH4+
•Khoaùng: quan troïng nhaát laø P, Mn, Fe
04/01/11 Mã MH: 603015 - Phần 2. Công nghệ Lên Men 12
- Cô cheá sinh toång hôïp acid citric:
04/01/11 Mã MH: 603015 - Phần 2. Công nghệ Lên Men 13
- C6H12O6
2CHCOCOOH Acid Pyurvic
CO2
O = C – COOH
CH – CO – S - COA
Oxalo Axetic
Axetyl – CoenzymeA
HC – COOH
H – C – COOH
Axit Citric
OH – C – COOH
H– C – COOH
04/01/11 Mã MH: 603015 - Phần 2. Công nghệ Lên Men 14
- II. COÂNG NGHEÄ LEÂN MEN SAÛN XUAÁT ACID HÖÕU
CÔ: 2.2 Sản xuất acid acetic:
Giống sản xuất:
Một số đặc tính chung của VK acetic:
- Chuùng thuoäc hoï Acetobacteraceae Gillis & De Ley 1980.
- Hình que, Gram (-)
-Teá baøo coù theå ñöùng moät mình, thaønh ñoâi hay thaønh chuoãi
ngaén hoaëc daøi
-Khaû naêng di ñoäng: moät soá loaøi coù theå, moät soá khoâng.
-Hình thöùc sinh saûn: voâ tính baèng caùch nhaân ñoâi.
-Trao ñoåi chaát hieáu khí baét buoäc, oxi hoùa röôïu (ethylic,
propionic, butyric) hay ñöôøng khoâng hoaøn toaøn vaø chòu ñöôïc
ñieàu kieän acid töông ñoái cao (pH < 4).
04/01/11 Mã MH: 603015 - Phần 2. Công nghệ Lên Men 15
- 2.2 Sản xuất acid acetic:
Giống sản xuất:
Hieän nay, 6 gioáng (genera) vôùi 34 loaøi (species) vi
khuaån acetic ñaõ ñöôïc nhaän daïng, goàm Acetobacter -
Beijerinck 1898 (14 loaøi), Gluconobacter - Asai 1935 (3
loaøi), Acidomonas - Urakami et al. 1989 (1 loaøi),
Gluconacetobacter - Yamada et al. 1997 (11 loaøi), Asaia -
Yamada et al. 2000 (4 loaøi), vaø Kozakia - Lisdiyanti et al.
2002 (1 loaøi).
04/01/11 Mã MH: 603015 - Phần 2. Công nghệ Lên Men 16
- 2.2 Sản xuất acid acetic:
Acetobacter : quan troïng nhaát laø acetobacter aceti
-Kích thöôùc khoaûng 0.6 - 0.8 x 1.0 -3.0 µ m.
-Coù khaû naêng oxi hoùa ethanol thaønh acid acetic, nhôø
vaøo enzym naèm treân beà maët maøng teá baøo chaát: alcohol
dehydorgenase (ADH) vaø acetaldehyde dehydrogenase
(ALDH).
Acetobacter aceti (hình que, gram âm)
04/01/11 Mã MH: 603015 - Phần 2. Công nghệ Lên Men 17
- 2.2 Sản xuất acid acetic:
Acetobacter :
-Oxi hoùa nhanh choùng vaø hoaøn toaøn caùc cô chaát nhö
glucose hay ethyl alcohol → nhöõng gioáng Acetobacter ñöôïc
ñaët teân laø “over – oxidizing” acetic acid bacteria
- Coù khaû naêng phaùt trieån treân moâi tröôøng chöùa ethanol laø
nguoàn cacbon duy nhaát.
04/01/11 Mã MH: 603015 - Phần 2. Công nghệ Lên Men 18
- Sinh lyù vi khuaån acetobacter: C 2 H 5 OH
PQQ
alcol-dehydrogenase
PQQH 2
CH 3 CHO
+H 2
CH 3 CH(OH) 2
PQQ
aldehyd-dehydrogenase
PQQH 2
CH 3 COOH
+CoA +ATP
Acetyl CoA
Het Etanol
�
Thieu chat dinh d���
ng
� �
chu tr�
nh
Citrat
Oxaloacetat
TCA
Aconitat
Malat
Isocitrate
Glyoxylate
(CHOCOOH)
04/01/11 Mã MH: 603015 - Phần 2. Công nghệ Lên Men 19
Succinat
- Succinat
Oxaloacetat
-CO 2 Oxaloacetat decarboxylase
Pyruvat
pyruvate phosphate dikinase
Phospho enol pyruvate
Triose phosphate
1/2Fructose -1,6 - diphosphate
Fructose - 1,6 - diphosphatase
1/2 Fructose - 6 - phosphate
1/2 Glucose - 6 - phosphate
Glucose - 6 -phosphatase
1/2Glucose
04/01/11 Mã MH: 603015 - Phần 2. Công nghệ Lên Men 20
Thêm vào BST
Báo xấu
Download
Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ
