3/3/2015
1
CÔNG NGHỆ SINH HỌC
VI SINH VẬT
Nguyễn Vũ Phong
Chương III
Sản phẩm lên men truyền thống
Vi sinh vật
Đặc điểm chung của VSV
• Kích thước
Đặc điểm chung của VSV
• Dinh dưỡng
Quang tự dưỡng: sử dụng năng lượng ánh sáng khử CO2
Quang dị dưỡng: Sử dụng năng lượng ánh sáng khử các hợp chất
hữu cơ.
Hóa tự dưỡng: dùng điện tử từ hợp chất vô cơ khử CO2
Hóa dị dưỡng: dùng điện tử từ hợp chất hữu cơ khử các hợp chất
hữu cơ
Purple bacteria (vi khuẩn tía) Cyanobacteria
Đặc điểm chung của VSV
• Phân bố và vai trò
3/3/2015
2
Đặc điểm chung của VSV
• Cường độ trao đổi chất mạnh và sinh sản nhanh
Sinh vật Nhiệtđộ Cường độ hô hấp
Azotobacter 28 2000
Acetobacter 30 1800
Men bánh mì 28 110
Gan và thận 37 10 – 20
Rễvà lá cây 20 0,5 – 4,0
Đặc điểm chung của VSV
• Sự đa dạng của các phản ứng hóa học
• Tại sao phải sử dụng kỹ thuật vô trùng?
- Chủng VSV sản xuất không thuần chủng
- Cạnh tranh dinh dưỡng và biến đổi môi trường nuôi cấy, gây bất lợi
cho chủng VSV sản xuất.
- Tạo độc tố
kiểm soát sự tăng trưởng của vi sinh vật
Kỹ thuật vô trùng
• Thiết bịvô trùng
Kỹ thuật vô trùng
• Thiết bịvô trùng
Kỹ thuật vô trùng
• Các phương pháp
Kỹ thuật vô trùng
3/3/2015
3
Công nghệ lên men
• Khái quát
- Khái niệm lên men: (fermentation) “tất cả các quá trình biến đổi do vi
sinh vật thực hiện trong điều kiện yếm khí (thiếu O2) hay hiếu khí”
- Lên men công nghiệp (industrial fermentation): 10 – 1.000.000 lít
-Ưu thế của VSV công nghiệp
Hấp thu dinh dưỡng nhanh và đồng hóa ở mức độ cao
Nguyên liệu nuôi đơn giản, rẻ tiền
Thực hiện nhiều phản ứng hóa sinh khác nhau
Dễ ứng dụng công nghệ di truyền tạo chủng VSV mới năng suất
cao
Công nghệ lên men
• Khái quát
- Sơ đồ tổng quát và các công đoạn chính
Trước lên men Lên men Sau lên men
Xử lý, chế biến
Phối trộn
Khử trùng
Truyền khối, truyền nhiệt
Tăng sinh khối
Điều chỉnh hoạt tính
Tách
Tủa
Tinh sạch
• Hệ thống thiết bị
Công nghệ lên men
• Hệ thống thiết bị
Công nghệ lên men
• Hệ thống thiết bị
Công nghệ lên men
3/3/2015
4
Công nghệ lên men
• Hệ thống thiết bị
Quy trình lên men
Quy trình lên men Quy trình lên men
• Sản phẩm
- Sản xuất sinh khối
* Giống: men bia, giống nấm trồng và dược liệu
* Men bánh mì
* Phân vi sinh (Microbial Fertilizer)
* Insecticides
* Probiotic
Công nghệ lên men
• Sản phẩm
- Vaccin
• Vaccin cổ điển
• Vaccin công nghệ gene
• Quy trình sản xuất vaccin
Công nghệ lên men
3/3/2015
5
• Sản phẩm
- Rượu bia và cồn nguyên liệu
Công nghệ lên men
Dây chuyền sản xuất rượu vang
• Sản phẩm
- Rượu bia và công nguyên liệu
Công nghệ lên men
• Sản phẩm
- Rượu bia và cồn nguyên liệu
Sản xuất ethanol
* Các giống vi sinh vật: nấm men (S. cerevisiae), vi khuẩn
Zymommonas mobilis, vi nấm chịu nhiệt...
* Sựtham gia của Kỹthuật di truyền: phân lập và cải tiến các chủng
VSV có khảnăng sửdụng các loạiđường từcác nguồn phụphẩm
khác nhưsữa, xylose, pentose.
* Sản xuất cellulase giá rẻ
Chuyển sinh khối thực vật thành ethanol đang được tập trung nghiên
cứu và sản xuất
Công nghệ lên men
Nhà máy sản xuất ethanol cỡ nhỏ
• Sản phẩm
Công nghệ lên men
• Sản phẩm
- Metabolite sơ cấp
* Tổng hợp amino acid sử dụng trong thực phẩm: L – glutamic acid
Công nghệ lên men
Amino acid Ứng dụng
Glutamid acid
Glycine
Phenylalanin
Tryptophan
Isoleucin, Leucin
Tăng hương
Tổng hợp chất làm ngọt
Chất làm ngọt, dịch truyền
Dịch tryền tĩnh mạch, chống oxy hóa.
Dịch truyền tĩnh mạch
* Sản xuất các acid hữu cơ: citric acid, lactic acid ....
* Các vitamin: B2, B12, biotin, ascorbic acid...
• Sản phẩm
- Metabolite sơ cấp
* Các chất kháng sinh
Công nghệ lên men