zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Khoa Học Tự Nhiên

Bài giảng Công nghệ sinh học thực phẩm: Chương 3(2) - ThS. Phạm Hồng Hiếu

Chia sẻ: Năm Tháng Tĩnh Lặng | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:90

Báo xấu

188
lượt xem 26
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng đề cập đến vấn đề tổng hợp acid amin bằng phương pháp vi sinh vật. Các nội dung chính được trình bày trong chương này gồm: Bản chất của quá trình, sản xuất acid glutamic và bột ngọt, sản xuất Lysin bằng phương pháp vi sinh. Mời các bạn cùng tham khảo.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Công nghệ sinh học thực phẩm: Chương 3(2) - ThS. Phạm Hồng Hiếu

Chương 3: Ứng dụng vi sinh vật trong CNTP 3.3. Tổng hợp acid amin bằng phương pháp vi sinh vật 3.3.1. Bản chất của quá trình 3.3.2. Sản xuất acid glutamic và bột ngọt 3.3.3. Sản xuất Lysin bằng phương pháp vi sinh
3.3.1. Bản chất của quá trình tổng hợp acid amin bằng phương pháp vi sinh vật • Acid amin ▫ Axit amin là những hợp chất hữu cơ mạch thẳng hoặc mạch vòng trong phân tử có chứa ít nhất một nhóm amin(-NH2) và một nhóm cacboxyl (-COOH) ▫ Tính chất của từng amino axit phụ thuộc vào cấu tạo, kích thước và diện tích của(-R) ▫ amino axit mang cả tính bazơ lẫn tính axit (lưỡng tính) ▫ Amino axit ở trạng thái tinh thể rắn, không màu hầu hết hòa tan dễ trong nước
3.3.1. Bản chất của quá trình tổng hợp acid amin bằng phương pháp vi sinh vật • Các phương pháp sản xuất acid amin ▫ Phương pháp thủy phân ▫ Phương pháp tổng hợp hóa học ▫ Phương pháp kết hợp ▫ Phương pháp tổng hợp acid amin bằng công nghệ vi sinh vật
3.3.1. Bản chất của quá trình tổng hợp acid amin bằng phương pháp vi sinh vật • Các phương pháp sản xuất acid amin ▫ Phương pháp thủy phân:  Người ta dùng acid hoặc kiềm để thủy phân các nguyên liệu chứa nhiều protein  Phương pháp này có nhược điểm là cần thiết bị chịu acid hoặc chịu kiềm  Trong trường hợp sử dụng kiềm để thủy phân sẽ tạo ra nhiều acid amin dạng D  Trong trường hợp sử sụng acid để thủy phân sẽ tạo ra ô nhiễm môi trường không khí do lượng acid dư bay hơi trong quá trình thủy phân  Giá thành thường cao
3.3.1. Bản chất của quá trình tổng hợp acid amin bằng phương pháp vi sinh vật • Các phương pháp sản xuất acid amin ▫ Phương pháp tổng hợp hóa học:  Đây cũng là phương pháp được áp dụng nhiều trong thực tế. Tuy nhiên, phương pháp này cũng lại cho ra những acid amin raxemic ( hỗn hợp acid amin dạng D và dạng L )  Việc tách 2 loại acid amin này ra rất tốn kém
3.3.1. Bản chất của quá trình tổng hợp acid amin bằng phương pháp vi sinh vật • Các phương pháp sản xuất acid amin ▫ Phương pháp kết hợp:  Người ta kết hợp phương pháp hóa học và phương pháp sinh học  Bằng con đường hóa học, người ta thu nhận hợp chất dạng L – Keto và các tiền chất của acid amin  Sau đó người ta sử dụng vi sinh vật để chuyển hóa những chất này thành acid amin
3.3.1. Bản chất của quá trình tổng hợp acid amin bằng phương pháp vi sinh vật • Các phương pháp sản xuất acid amin ▫ Phương pháp tổng hợp acid amin bằng công nghệ vi sinh vật :  Phương pháp này lợi dụng khả năng sinh tổng hợp thừa một số loại acid amin của một số vi sinh vật, người ta nuôi cấy vi sinh vật để thu nhận các acid amin.  Phương pháp này cho phép ta thu nhận acid amin dạng L  Nguyên liệu sản xuất rẻ, dễ kiếm  Tốc độ trao đổi chất, tốc độ sinh sản và phát triển mạnh của vi sinh vật cho phép ta được năng suất cao  Giá thành sản phẩm thấp hơn giá thành sản phẩm từ những phương pháp khác
3.3.1. Bản chất của quá trình tổng hợp acid amin bằng phương pháp vi sinh vật • Cơ chất cho pp vi sinh vật: ▫ Nguồn Cacbon: hydrohydrate (glucose , fructose, sucrose, maltose, lactose, dịch thủy phân tinh bột , cellulose, mật rỉ…), các acid hữu cơ, rượu… ▫ Nguồn nitơ:  N vô cơ: anoniac lỏng hay khí, amoni sulfate, amoni nitrate, amoni phosphate, amoni clorua, amoni carbonate…  N hữu cơ: amoni acetate, nước chiết nấm men, nước chiết thịt , nước chiết malt,ure, peptone và các amino acid ▫ Nguồn khoáng và các nguyên tố vết: KH2PO4 ▫ Nguồn Vitamin: vitamin H và vitamin B1
3.3.2. Sản xuất acid glutamic và bột ngọt • Axit glutamic: C5H9NO4 ▫ Axit glutamic (Glu) là một loại axit amin có trong protein thiên nhiên, thường thấy trong cơ thể động vật và thực vật dưới nhiều dạng khác nhau ▫ Glutamine(Gln) là một axit amin rất quan trọng trong cơ thể người • Bột ngọt: C5H8NO4Na ▫ Bột ngọt (hay mì chính) là tên thường gọi của Monosodium Glutamate (viết tắt là MSG), ▫ Là muối của axit glutamic, một trong hơn 20 loại axit amin để kiến tạo nên protein cơ thể ▫ Tên thường gọi: Natri glutamat ▫ Mã quốc tế và cộng đồng châu Âu: INS 621, EEC 621
3.3.2. Sản xuất acid glutamic và bột ngọt • Vai trò axit glutamic và bột ngọt ▫ Axit glutamic  Trao đổi chất của người và động vật  Xây dựng protit, cấu tử tế bào, tổng hợp các aa khác  Tham gia vào phản ứng chuyển amin, giúp cho cơ thể chuyển hóa nhóm amin và tách NH3 ra khỏi cơ thể  Tổng hợp chất hoạt động bề mặt N-acetylglutamat  Acetylglutamat dùng trong xử lý ô nhiễm nước biển do dầu hỏa và dầu thực vật  Làm thuốc chữa bệnh thần kinh và tâm thần, hôn mê gan, bại liệt ▫ Bột ngọt  Chất điều vị: giống với vị của thịt  Chuyển hóa chất bổ dưỡng trong cơ thể con người
3.3.2. Sản xuất acid glutamic và bột ngọt • Các phương pháp sản xuất axit glutamic ▫ Phương pháp tổng hợp hóa học ▫ Phương pháp thủy phân protit ▫ Phương pháp lên men ▫ Phương pháp kết hợp
3.3.2. Sản xuất acid glutamic và bột ngọt • Các phương pháp sản xuất axit glutamic ▫ Phương pháp tổng hợp hóa học  Ứng dụng các phản ứng tổng hợp hóa học để tổng hợp nên các axit glutamic và các aminoaxit khác từ các khí thải của công nghiệp dầu hỏa và các ngành công nghiệp khác  Ưu điểm: có thể sử dụng các nguồn nguyên liệu không phải là thực phẩm, tận dụng được phế liệu CN dầu hỏa  Nhược điểm: thực hiện ở các nước có CN dầu hỏa phát triển và yêu cầu kỹ thuật cao. Tạo ra hỗn hợp không quay cực D, L – axit glutamic, việc tách L- axit glutamic ra lại khó khăn làm tăng giá thành sản phẩm
3.3.2. Sản xuất acid glutamic và bột ngọt • Các phương pháp sản xuất axit glutamic ▫ Phương pháp thủy phân protit  Sử dụng các tác nhân xúc tác là các hóa chất hoặc fecmen để thủy phân protit thành hỗn hợp amino axit, từ đó tách các axit glutamic ra và sản xuất bột ngọt  Ưu điểm: dễ khống chế quy trình sản xuất và được ứng dụng vào các cơ sở sản xuất thủ công, bán cơ giới và cơ giới dễ dàng  Nhược điểm: cần sử dụng nguyên liệu giàu protit hiếm và đắt, cần nhiều hóa chất và các thiết bị chống ăn mòn, hiệu suất thấp nên giá thành cao
3.3.2. Sản xuất acid glutamic và bột ngọt • Các phương pháp sản xuất axit glutamic ▫ Phương pháp lên men  Lợi dụng một số VSV (Micrococcus glutamicus, Brevi bacterium) có khả năng tổng hợp ra các axit amin từ các nguồn gluxit và đạm vô cơ  Ưu điểm : không sử dụng nguyên liệu protit, không cần dùng nhiều hóa chất và các thiết bị chống ăn mòn , hiệu suất cao, hạ giá thành, tạo ra L- axit glutamic có hoạt tính sinh học cao
3.3.2. Sản xuất acid glutamic và bột ngọt • Các phương pháp sản xuất axit glutamic ▫ Phương pháp kết hợp  Là phương pháp tổng hợp hóa học và vi sinh vật học  Phương pháp vi sinh vật học tổng hợp nên các axit amin từ các nguồn đạm vô cơ và gluxit mất nhiều thời gian, do đó người ta lợi dụng các phản ứng tổng hợp tạo nên những chất có cấu tạo gần giống axit amin ,từ đó lợi dụng vi sinh vật tạo ra axit amin.  Phương pháp này tuy nhanh nhưng yêu cầu kỹ thuật cao, chỉ áp dụng vào nghiên cứu, ít áp dụng vào công nghiệp sản xuất
3.3.2. Sản xuất acid glutamic và bột ngọt • Các chủng vi sinh tham gia vào quá trình tổng hợp axit glutamic ▫ VSV thường sử dụng: Corynebacterium Glutanicum, Brevibacterium Lactofermentus, Micrococus Glutamicus; chủ yếu là Corynebacterium Glutamicum (do Kinosita phát hiện từ 1956) ▫ Giống vi khuẩn thuần khiết này được lấy từ ống thạch nghiêng tại các cơ sở giữ giống, sau đó được cấy truyền, nhân sinh khối trong môi trường lỏng, nhân lên đến yêu cầu sản xuất đại trà ▫ Chủng vi khuẩn giống phải có khả năng tạo ra nhiều axit glutamic, tốc độ sinh trưởng phát triển nhanh, có tính ổn định cao trong thời gian dài, chịu được nồng độ axit cao, môi trường nuôi cấy đơn giản, dễ áp dụng trong thực tế sản xuất
3.3.2. Sản xuất acid glutamic và bột ngọt • QTCN theo pp lên men Tinh bột Rỉ đường Thủy phân Xử lí Trung hòa Lọc dịch xử lí Ống gốc Lọc Pha loãng Pha chế dịch lên men Nhân giống cấp I Thanh trùng Nhân giống cấp II Làm nguội Lên men Nhân giống cấp
3.3.2. Sản xuất acid glutamic và bột ngọt • QTCN theo pp lên men Pha loãng Trao đổi ion Sấy Kết tinh Tinh thể Nước Bao gói Ly tâm cái Axit glutamic Bảo quản ẩm Sản phẩm
3.3.2. Sản xuất acid glutamic và bột ngọt • Các sản phẩm của quá trình lên men ▫ Sản phẩm chính: L-Glu và CO2 (hiệu suất lý thuyết: 81,66% , thực tế SX: 45 - 50%) Glucoza + NH3 + 1,5 O2 L-Glu + CO2 + 3 H2 3 axetat + NH3 + 1,5 O2 L-Glu + CO2 + 3 H2 ▫ Sản phẩm phụ:  Acid lactic: chiếm tỉ lệ nhỏ, do quá dư thừa biotin hay thiếu hụt O2  Acid Succinic: cũng tạo ra khi thừa biotin hay thiếu O2  Acid -xetoglutaric: khi thiếu NH4+ và pH acid  Sp khác: glutamin, L-acetylglutamin, alanin và aspartic…
3.3.2. Sản xuất acid glutamic và bột ngọt • Công đoạn trao đổi ion: Tách lấy acid Glutamic khỏi dịch lên men bằng hạt nhựa Polyetylen sunfuric (Rezin). Quá trình trao đổi nhựa ion gồm các quá trình sau: ▫ Quá trình hấp phụ : R’-SO3H+ + NH3ROO-  R’SO3NH3RCOOH ▫ Quá trình tách: R’SO3NH3RCOOH +NaOH  R’SO3Na + NH2RCOOH + H2O Dịch lên men Dịch thải/nước Pha chế dịch lên men Acid HCl Xử lý nhựa Rafin Dịch rửa Nước Trao đổi ion Acid glutamic và dịch thải

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.