Báo cáo: "ứng dụng công nghệ enzyme GLUCOSEISOMERASE không tan trong sản xuất xiro fructose

Chia sẻ: Dang Vo Huu Ai | Ngày: | Loại File: PPT | Số trang:20

Thêm vào BST

Báo xấu

220
lượt xem 63
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Trước thập kỷ 70, fructose chưa được sản xuất theo qu mô công nghiệp. Năm 1973, Công ty Clinton Corn (Mỹ) lần đầu tiên áp dụng qui trình chuyển hóa glucose thành fructose trong công nghiệp bằng enzyme Glucoseisomerase cố định và đã trở thành ngành công nghiệp sử dụng enzyme cố định lớn nhất từ trước đến nay. Một số nước sản xuất xirô fructose lớn trên thế giới hiện nay: Mỹ, Nhật, Anh, Đan Mạch, Hà Lan, Trung Quốc…...

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Báo cáo: "ứng dụng công nghệ enzyme GLUCOSEISOMERASE không tan trong sản xuất xiro fructose

CÔNG NGHỆ PROTEIN - ENZYME GVHD: ThS. Nguyễn Thị Lệ Thủy
TỔNG QUAN XIRÔ FRUCTOSE I. II. QUY TRÌNH CỐ ĐỊNH ENZYME GLUCOSEISOMERASE III. ỨNG DỤNG ENZYME GLUCOSEISOMERASE KHÔNG TAN TRONG SẢN XUẤT FRUCTOSE
Trước thập kỷ 70, fructose chưa được sản xuất  theo qu mô công nghiệp. Năm 1973, Công ty Clinton Corn (Mỹ) lần đầu  tiên áp dụng qui trình chuyển hóa glucose thành fructose trong công nghiệp bằng enzyme Glucoseisomerase cố định và đã trở thành ngành công nghiệp sử dụng enzyme cố định lớn nhất từ trước đến nay. Một số nước sản xuất xirô fructose lớn trên thế  giới hiện nay: Mỹ, Nhật, Anh, Đan Mạch, Hà Lan, Trung Quốc…
Xirô fructose Hỗn hợp đường glucose –  fructose (xirô giàu fructose HFS – High Fructose Sirup, Iso – Glucose) Sản phẩm của phản ứng  đồng phân hóa (isomer hóa) đường glucose thành fructose bằng enzyme Glucoseisomerase (GI)
Các ưu điểm của đường fructose và HFS Fructose có nhiều trong táo, cà  chua và chiếm một nữa thành phần mật ong. Vị ngọt dễ chịu, độ ngọt cao hơn  đường ăn tới 60 – 70%. Trong hỗn hợp với glucose mật  xirô HFS không kết tinh Được sử dụng rộng rãi trong  công nghiệp bánh kẹo, sản xuất mứt trái cây, nước trái cây, kem…
Mức tiêu thụ đường tinh luyện bình quân đầu người tại Mỹ từ năm 1970 đến 2006
Enzyme glucoseisomerase tan
Chế phẩm enzyme glucoseisomerase không tan  Là enzyme glucoseisomerase tan được hấp phụ trên các loại nhựa trao đổi ion, hoặc trên các thể mang vô cơ, xốp hoặc còn nằm trong các thành phần tế bào đã được xử lý có định hướng.  Có dạng hạt, dạng sợi hoặc thể vô định hình.  Có tính bền nhiệt, tốc độ phản ứng lớn, dễ tổ chức ở mức độ tự động hóa cao và dễ ngừng phản ứng.  Có thể sử dụng lại nhiều lần, dễ bảo quản.
So sánh hiệu quả kinh tế sử dụng GI cố định và GI tan trong sản xuất HFS Các tham số GI cố định GI hòa tan (quá trình tuần hoàn) (quá trình liên tục) Thời gian phản ứng (tương 20h - đối) Thời gian kéo tối ưu của - 29 ngày đêm phản ứng Các chi phí ( trong 1năm) Enzyme 1000 37 Chất mang - 1040 Hóa chất 300 1580 Nồi phản ứng 300 185 Gíá thành 1tấn sản phẩm 26 5,6
Xilochrom Glutaraldehyd Kết tủa bằng Sinh khối Act. Amin hóa 2,5% Aceton lạnh Olivocinereus 154 Trộn xử lý trong Phá màng và Rotadex chiết xuât bằng Ly tâm Toluen Gắn GI trong Tủa Ly tâm Rotadex Aceton Hòa tan trong Dịch ly tâm GI không tan GI đệm Phosphat
Nguồn thu nhận enzyme GI  Streptomyces Wemorensis 21230 và Streptomyces Olivochromogensis 21114 (Lưu trữ tại Phân viện sinh học thực nghiệm Mỹ)  Actinomyces olivocinereus 154 (Nga)
Nuôi cấy thu sinh khối Thành phần môi trường nuôi cấy vi khuẩn thu sinh khối Thành phần Step.Olivochr Strep.Wemore Act.olivonereu môi trường omogensis nsis 21230 s (%) 21114 Xilose 2.0 2.0 0.7 glucose 0.3 0.3 0.3 pepton 1.0 1.0 1.0 Nước chiếc ngô 2.0 2.0 2.0 MgSO4 0.1 0.1 0.05 CoCl2 0.024 0.024 0.013 NaCl 0.05 pH: 7.0; Nhiệt độ: 28 – 30 oC
Bán tinh sạch GI bằng kết tủa Aceton lạnh Hoạt tính Hoạt tính Protein tổng tổng số riêng (mg) IU/min (IU/min/mg) Dịch chiết 575 1150 0,5 đầu Dịch chiết 545 390 1,397 sau kết tủa
Xử lý Xilochrom B Hợp chất cao phân tử dạng hạt. Kích thước lỗ 2.400  Ao. Diện tích bề mặt 30 m2/g, số nhóm amin không dưới 0.021 – 0.3 mg. Xilochrom được trộn trong dung dịch Glutaraldehyd  2,5% trong đệm phosphat 0.05M, pH 7,6 (1g Xilochrom/10ml dd). Trộn hỗn hợp trong thiết bị cô hút chân không quay  Rotadex. Rửa nhiều lần bằng dung dịch đệm phosphat 0.05M,  pH 7,6 .
Cố định GI trên Xilochrom B Tủa GI thu được bằng kết tủa Aceton hòa tan  trở lại trong dung dịch phosphat bufer 0.1M; pH 7.6 Rót dung dịch thu được vào Xilochrom đã xử lý.  Trộn đều trên máy Rotadex, ở nhiệt độ thường.  Rửa lại nhiều lần bằng dung dịch phosphat  bufer 0.1M; pH 7.6
Kiểm tra hoạt tính isomer hóa trên cột với GI không tan  Nhồi các GI vào các cột thủy tinh 2 vỏ, dung dịch glucose có nồng độ ban đầu là 90g/l (9%), trong đệm phosphat 0,1M, pH 7,6 với 0,15g/l MgSO4. Nhiệt độ phản ứng là 60oC, tốc độ dòng chảy glucose trong cột là 60ml/giờ.  Lượng fructose sinh ra được kiểm tra bằng phản ứng màu với acid thiobarbitiric trong điều kiện môi trường HCl đậm đặc.
Tinh bột Dịch hóa Đường hóa Lọc Trao đổi ion Cô đặc Xử lý than Isomer Xử lý than Trao đổi ion Bay hơi hóa HFS
Một số chỉ tiêu sản phẩm Chất khô ≥ 80% Fructose ≥ 42% Tổng số hiếu khí 50/ml Ecoli (), nấm mốc () Tiêu chuẩn vi sinh Staphylococcus aureus () Steptococcus faecalis () coliform () Pb (0.01) Hg () Kim loại nặng As () CN () pH 4.2 – 4.5 Độ màu 2000 so với dung dịch CoCl2 1 ppm Độ trong 10 cm nhìn trong suốt Độ sôi 102/154 oC
Nguyễn Đức Lượng (chủ biên), Cao Đường, Nguyễn Ánh Tuyết,  Lê Thị Thủy Tiên, Tạ Thu Hằng, Huỳnh Ngọc Oanh, Nguyễn Thùy Hương, Phan Thị Huyền, Công nghệ enzyme, Nhà xuất bản đại học quốc gia thành phố Hồ Chí Minh, 2004  Võ Hồng Nhân, Nghiên cứu quy trình công nghệ sản xuất hỗn hợp đường GlucoseFructose từ tinh bột khoai mì bằng phương pháp enzyme, Viện Sinh học nhiệt đới, 1995  GS.TSKH. Phạm Thị Trân Châu, PGS.TS. Phan Tuấn Nghĩa, Công nghệ sinh học tập 3, Enzyme và ừng dụng; Nhà xuất bản giáo dục Việt Nam, 2009  Một số tài liệu và hình ảnh từ internet