BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐỒNG THÁP
KHOA SINH HỌC
-----///-----
BÀI TỰ HỌC
MÔN: CÔNG NGHỆ SINH HỌC
NÔNG NGHIỆP
GVHD: Trần Đức Tường
SVTH: Nguyễn Thị Minh Thư
Lớp : 31K8
Năm học: 2008 – 2009
Tháng 2 năm 2009
Mục Lục
Trang
Chương IV: CÔNG NGHỆ SINH HỌC BẢO QUẢN, CHẾ BIẾN NÔNG SẢN
VÀ XỬ LÍ PHẾ THẢI NÔNG NGHIỆP ……………………………2
1. Công nghệ sinh hoc trong chế biến..…………………………………………....2
1.1.Công nghệ sản xuất sữa……………………………………………………..2
1.2.Chế biến tinh bột…………………………………………………………....2
1.3. Sản xuất nước uống lên men……………………………………………….2
1.4. Sản xuất protein từ vi sinh vật……………………………………………...3
1.5. Sản xuất các chất tăng hương vị sản phẩm…………………………………3
2. Công nghệ sinh học trong bảo quản…………………………………………….4
3. Công nghệ sinh học trong xử lí phế thải………………………………………...4
3.1. Xử lí hiếu khí phế thải nông nghiệp………………………………………..4
3.2. Xử lí yếm khí các phế thải nông nghiệp .…………………………………..5
3.3. Sản xuất phân bón vi sinh từ phế thải……………………………………....5
3.4. Sử dụng phế liệu nông nghiệp trong sản xuất nấm ăn……………………...6
Chương V: AN TOÀN SINH HỌC TRONG CÔNG NGHỆ SINH HỌC ………...8
1. Định nghĩa và khái niệm...……………………………………………………....8
2. Những lợi ích của cây trồng chuyển gen ………..……………………………….8
3. Những rủi ro có thể có của cây chuyển gen……………………………………...8
4. Các quy định về an toàn sinh học……………….………………………………..9
4.1 Công ước đa dạng sinh học Nairobi và Nghị đinh thư Cartagena………….9
4.2 Quy chế quản lí an toàn sinh học đối với sinh vật biến đổi gen và
sản phẩm của chúng …………………………………………………....…10
1
Chương IV: CÔNG NGHỆ SINH HỌC BẢO QUẢN, CHẾ BIẾN
NÔNG SẢN VÀ XỬ LÍ PHẾ THẢI NÔNG
NGHIỆP
1. Công nghệ sinh hoc trong chế biến
Việt Nam sẽ xây dựng và phát triển mạnh công nghệ sinh học phục vụ
công nghiệp chế biến để sản xuất các sản phẩm chế biến thực phẩm có chất lượng
tốt, đáp ứng nhu cầu tiêu dùng và xuất khẩu.Vai trò của Công nghệ sinh học
trong một số ngành công nghiệp chế biến thực phẩm:
1.1.Công nghệ sản xuất sữa
Phoma là sản phẩm chủ yếu. Quy trình chế biến: Đầu tiên là cấy vi sinh
vật lên men vào sữa. Khi sữa đông vón lại, người ta tiến hành tách sữa đông ra
khỏi nước, đun nóng và ép tạo hình. Sau đó thêm muối và để phoma chín dần ở
nhiệt độ khá thấp (12 – 16oC). Để rút ngắn thời gian ủ phoma mà không ảnh
hưởng đến chất lượng, cần thúc đẩy tốc độ biến đổi của protêin, lipit và lactozơ
có mặt trong kết tủa sữa nhờ các enzyme proteaza, lipaza và lactaza thích hợp.
Ngoài ra, Công nghệ sinh học còn được áp dụng trong các quy trình công
nghệ sản xuất sữa chua, bơ, kem sữa… Đặc biệt trong việc xử lí dịch phế thải của
công nghiệp chế biến sữa thành sản phẩm có ích.
Các biện pháp Công nghệ sinh học hiện đại đã giúp tạo ra các chủng vi
khuẩn đột biến có hiệu suất sản xuất enzyme cao phục vụ công nghiệp chế biến
sữa.
1.2.Chế biến tinh bột
Trước đây tinh bột chủ yếu được thuỷ phân bằng axit hoặc axit kết hợp
với enzyme. Hiện nay, quá trình này đươc thực hiện bằng enzyme α-amylaza và
amyloglucosidaza có tốc độ thuỷ phân cao, không gây ô nhiễm môi trường và
cho sản phẩm có hệ số đương lượng dextrozơ – DE cao.(hệ số này phản ảnh mức
độ thuỷ phân tinh bột thành glucozơ)
Bằng Công nghệ sinh học hiện đại, người ta đã tạo đựoc các chủng
Bacillus licheniformis và Bacillus amyloliquefaciens có khả năng tổng hợp α-
amylaza chịu nhiệt độ cao tới 100oC, có thể hồ hoá tinh bột triệt để, tạo điều kiện
thuận lợi cho giai đoạn đường hoá tiếp theo và sản xuất được sản phẩm có DE
gần bằng 100.
1.3.Sản xuất nước uống lên men
2
Các loại nước uống lên men có cồn đều được sản xuất từ nguyên liệu
chứa đường bằng lên men bởi các chủng nấm men Saccharomyces cerevisiae
như: Rượu uống (vang, sâmbanh, cônhăc ở Pháp; sake ở Nhật; rượu cần ở Việt
Nam, Thái Lan…), bia ( sản xuất theo quy mô công nghiệp hoá và tiến hành theo
quy trình công nghệ hết sức chặc chẻ, lên men gia tốc).
1.4. Sản xuất protein từ vi sinh vật
Từ trước đến nay, nguồn cung cấp protein chủ yếu từ động vật, thực vật.
nhưng trong sinh khối tế bào vi sinh vật luôn có hàm lượng protein rất cao, ngoài
ra còn chứa phong phú các loại vitamin và các enzyme thuỷ phân. Sinh khối tế
bào vi sinh vật được tạo ra với tốc độ cao hơn hẳn so với sinh khối động vật, thực
vật, lại ít tốn diện tích, chủ động về năng suất và không phụ thuộc vào điều kiện
tự nhiên.Nguồn protein này đựợc gọi là nguồn protein đơn bào.
Sản xuất protein đơn bào từ nguồn cacbonhyđrat nhờ sử dụng vi khuẩn
Methylophylus methylotrophus AS1 đã được cải biến di truyền do có gắn
plasmid mang gen mã hoá enzyme glutamate dehyđrogenaza protein đơn bào đã
được sản xuất với hiệu suất cao.
1.5. Sản xuất các chất tăng hương vị sản phẩm
+ Axit amin: mì chính (Natri glutamat), lysine, phenylalanine và axit
aspartic được sản xuất chủ yếu bằng cách lên men. Ví dụ: axit glutamic và lysine
được sản xuất bằng lên men vi khuẩn Corynebacterium glutamicum,
Micrococcus glutamicus và Brevibacterium flavum.
+ Công nghệ sản xuất các dipeptit, một phần tử từ 2 axit amin (L-
asparagin và L-phenylalanin) gọi là aspartam. Aspartam này ngọt hơn đường mía
200 lần. Nó có bản chất protein nên không độc và được sử dụng thay thế đường,
làm giảm 90% calo của các thực phẩm ngọt.
+ Vitamin và màu thực phẩm: đã được sản xuất bằng quy trình Công
nghệ sinh học. Ví dụ:Riboflavine (vitamin B2)được sản xuất bằng lên men sâu vi
khuấn Eremothecium ashbyii hoặc Ashbya gossypii. Chất màu shiconin được sản
xuất bằng nuôi cấy sinh khối tế bào cây…
+ Axit hữu cơ: Axit citric được sản xuất chủ yếu bằng lên men
Aspergillus niger trên môi trường gỉ đường.
+ Keo thực phẩm: dạng polysaccarit được tạo ra trong quá trình lên
menPseudomonas sp.
+ Các enzyme phân giải: pectinaza, xenlulaza, hemixenlulaza, amylaza,
proteinaza. Các enzyme này xử lí làm trong nước quả, giảm độ nhớt, giúp quá
3
trình lọc và ổn định chất lượng nước ép quả, được sản xuất chủ yếu nhờ nuôi cấy
vi sinh vật (Aspergillus niger,…) ở quy mô công nghiệp.
2. Công nghệ sinh học trong bảo quản
Các giải pháp bảo quản nông sản hiện nay là:
+ Bảo quản trong nhiệt độ thấp để hạn chế hô hấp.
+ Bảo quản trong khí nitơ (N2) hoặc cacbon dioxit (CO2).
+ Xử lí hoá chất.
+ Sử dụng các chế phẩm sinh học, các chất có hoạt tính sinh học hay các
vi sinh vật đối kháng.
Trong đó, giải pháp cuối là có triển vọng nhất và đây là giải pháp ứng
dụng Công nghệ sinh học trong bảo quản nông sản. Ví dụ: Dùng vi khuẩn lactic
sinh nisin để ức chế các vi sinh vật khác trong bảo quản nem chua; dùng
pectinaza để phá huỷ các hạt keo trong rượu vang trước khi bảo quản.
3. Công nghệ sinh học trong xử lí phế thải
Các quy trình Công nghệ sinh học đã được nghiên cứu và áp dụng để tận
dụng các phế thải nông nghiệp tạo ra các sản phẩm hữu ích và bảo vệ môi trường
sống.
3.1. Xử lí hiếu khí phế thải nông nghiệp
Đặc điểm nổi bật là các vi khuẩn tham gia quá trình này phải được cung
cấp đầy đủ oxi. Một số hệ thống xử lí hiện nay:
+ Hồ chứa để oxi hoá: là hệ thống xử lí hiếu khí đơn giản nhất để xử lí
nước thải của các xí nghiệp chăn nuôi. Có bề mặt rộng và không sâu quá 1,5m để
bảo đảm sự thông khí được dể dàng. Trên bề mặt hồ thường nuôi cấy nhiều loại
tảo quang hợp để tăng hiệu quả hoạt động của hệ thống xử lí.
Ưu điểm: chi phí thấp.
Khuyết điểm: tốc độ xử lí chậm, chiếm diện tích lớn, cặn bã tích luỹ ở đáy
bị phân giải yếm khí tạo điều kiện để các vi sinh vật không mong muốn phát
triển.
+ Hệ thống xử lí bể bậc thang: trong hệ thống này, phế thải được nạp
đều đặn và lưu giữ không lâu. Phế thải được oxi hoá khá mạnh và cặn được lưu
giữ ở đáy bể nhờ dòng chảy chậm theo các bậc thang.
+ Hệ thống xử lí rãnh Pasveer: đây là hệ thống xử lí cải tiến có sử dụng
bùn hoạt tính (bùn non).
4