1. Sả n xuấ t acid amin
Axit amin là gì???
• Cấu tử cơ bản của protein
• Hay nói cách khác, aa là “viên gạch” để xây nên “các
toà lâu đài muôn hình nghìn vẻ” của phân tử protein.
• Khoảng 20 aa tham gia trong cấu tạo protein.
• Trong tự nhiên, hấu hết các aa đều có dạng L.
• Khi tổng hợp aa → ½ dạng L và ½ dạng D.
• Chỉ có một số aa mà gia cầm và lợn sử dụng được cả
2 dạng D và L: DL-lysine, DL-valine, DL-methionine.
• Các aa còn lại chỉ sử dụng ở dạng L mà thôi.
2. Axit amin???
• Là chất mà cơ thể có thể hấp thu một cách dễ
dàng và trực tiếp.
• Cơ thể cũng có thể tổng hợp được aa nhưng
riêng các aa thiết yếu thì không tổng hợp
được.
• →con người phải sử dụng aa từ thức ăn giàu
protein có nguồn gốc động thực vật.
• Protein động vật có giá trị dinh dưỡng cao
hơn protein thực vật. (Bảng 1 và 2)
3. Bảng 1 Hàm lượng protein trong vài loại thực phẩm
4. Bảng 2 Hàm lượng aa trong vài loại thực phẩm (mg/g N
tổng)
5. Axit amin???
• Để đảm bảo đầy đủ chất dinh dưỡng và sự
cân đối thành phần aa
→ cần phải có khẩu phần ăn có tỉ lệ thích
hợp, đầy đủ lượng protein động vật và thực
vật.
• Nếu thiếu một số aa hay một aa nào đó
→ trạng thái bệnh tật cho cơ thể → tình
trạng sức khoẻ kém.
Cần phải sản xuất aa riêng lẻ để bổ sung
khẩu phần ăn thiếu một số aa nào đó, đặc
biệt là các aa thiết yếu.
6. Acid amin thiết yếu
• Là những aa mà cơ thể con người và động vật không
thể tự tổng hợp được mà phải đưa từ ngoài vào qua
thức ăn.
• Khi thiếu làm cho hàm lượng protein được tổng hợp
< protein phân giải vì thế cân bằng nitơ âm, đặc biệt
quan trọng đối với các aa thiết yếu.
• 8 aa thiết yếu cho người lớn: valine, leucine,
isoleusine, methionine, treonine, phenylalanine,
tryptophan, lysine.
• Hàm lượng các aa thiết yếu và tỉ lệ giữa chúng trong
phân tử protein là một tiêu chuẩn đánh giá chất
lượng protein.
7. Axit amin giới hạn
• Trong thực tế chăn nuôi, tỷ lệ thành phần aa
trong thức ăn khác so với nhu cầu của gia
súc, đặc biệt là các aa thiết yếu.
• Một số aa trong thức ăn thấp hơn so với nhu
cầu→ giảm hiệu quả sử dụng các aa còn lại
8. Axit amin giới hạn
• Là các aa thiết yếu có hàm lượng trong thức
ăn thấp hơn so với nhu cầu của vật nuôi.
• Mức giới hạn của mỗi aa không phải do ở số
lượng của nó thấp hơn nhiều so với các aa
khác trong thức ăn hay trong khẩu phần mà là
do ít hay nhiều hơn so với nhu cầu của gia
súc.
9. Axit amin giới hạn
• Chỉ số aa giới hạn
• Paa= (aa khẩu phần/ aa nhu cầu)*100
• Axit amin nào có Paa thấp nhất là aa giới hạn thứ
nhất
Met Phe Try
Khẩu phần % 0.50 0.2 0.1
Nhu cầu % 0.60 0.4 0.15
Paa 83% 50% 67%
10. Ứng dụng trong lĩnh vực nào?
B ả ng 3 Hi ệ n tr ạ ng s ả n xu ấ t và s ử
d ụ ng aa (s ố li ệ u ướ c l ượ ng năm
2003)
11. Thức ăn gia súc
B ả ng 4 aa gi ớ i h ạ n trong vài lo ạ i th ứ c
ăn cho heo, gà
13. Sơ đồ cân bằng vật chất
Thức ăn Cơ thể hấp thu Thải ra
= +
(A) (E) (R)
Tối ưu Tối ưu
→ Hiệu quả → Hiệu quả
kinh tế sinh thái
Thức ăn đạt hiệu quả → hấp thu cơ thể cao → lượng thải ra thấp
14. Sơ đồ cân bằng nitơ
Thức ăn A Cơ thể hấp thu E Thải ra R
= +
(7,4 kg N) (2,77 kg N) ( 4,63 kg N )
27% 63%
15. Sử dụng aa trong thức ăn gia súc
• Giải quyết được vấn đề sử dụng quá mức
ngũ cốc. Nhờ vào hệ thống tính toán công
thức cho khẩu phần ăn của vật nuôi mà tăng
được hiệu quả sử dụng ngũ cốc.
• Giải quyết được vấn đề ô nhiễm nitơ xảy ra
mạnh mẽ ở những vùng chăn nuôi
16. Trong công nghiệp thực phẩm
B ả ng 5 Các aa dùng trong công
nghi ệ p th ự c ph ẩ m
17. Tăng cường protein cho thực
phẩm
• Dân số tăng ở các nước Đông Nam Á, Châu
Phi, Nam Mỹ → cần cải thiện điều kiện dinh
dưỡng.
• Thiếu protein → giảm lượng calorie đưa vào
cơ thể → ức chế sự tăng trưởng về thể chất
và phát triển tinh thần của trẻ em, người lớn
mất khả năng lao động.
• Cần thiết phải cung cấp nguồn protein giá trị
dinh dưỡng cao cho người tiêu thụ.
18. Tăng cường aa chủ yếu dựa vào
• Sử dụng hiệu quả dinh dưỡng aa dựa vào tỉ lệ
aa thiết yếu trên toàn bộ aa có trong protein.
• Khi việc bổ sung một vài aa để cân bằng aa
trong protein, xác định bằng aa giới hạn, có
nghĩa là giá trị dinh dưỡng của protein được
cải thiện. Hiệu quả của việc tăng cường với aa
giới hạn lên tỷ số hiệu dụng protein cho ngũ
cốc ở bảng 6
19. Tỷ số hiệu dụng protein
• Protein efficiency ratio (PER).
• Lượng tăng trọng (g) / lượng protein ăn vào
(g).
• Thường lấy mức tăng trưởng của chuột làm
số đo giá trị dinh dưỡng của protein thức ăn.
• Chỉ số này thay đổi theo số lượng protein ăn
vào, thay đổi theo tuổi, giới tính, thời gian thí
nghiệm.
20. Bảng 6 Hiệu quả của bổ sung aa giới hạn lên việc cải
thiện tỷ số hiệu dụng protein của ngũ cốc
21. Tăng vị
• Vị đặc trưng của thực phẩm liên quan chặt
chẽ đến thành phần của thực phẩm, chẳng
hạn như aa, peptid.
• Protein chứa khoảng 20 loại aa được tìm thấy
dưới dạng tự do trong khẩu phần thức ăn.
• Sự khác biệt giữa thành phần aa cho mỗi thực
phẩm là yếu tố then chốt phân biệt vị giữa
chúng (bảng 7).
22. Bảng 7 Thành phần aa trong thực phẩm (mg, khối lượng căn
bản khô)
23. Tăng vị
• Vị đặc trưng của mỗi aa duy trì không đổi khi
nồng độ chúng thay đổi.
• Tuy nhiên vị đặc trưng của L-alanine, L-
arginine, L-axit glutamic, L-serine, L-threonine
thay đổi khi nồng độ thay đổi (bảng 8).
25. Nâng cao mùi thơm
• AA tự do được dùng rộng rãi trong chế biến
thực phẩm cho hương thơm và màu nâu thực
phẩm.
• Mùi thơm được chủ yếu hình thành trong quá
trình chế biến, hay nấu do phản ứng Maillard
giữa aa và đường khử.
27. Tính chất cảm quan của aa
• Theo lý thuyết aa có 4 vị cơ bản: ngọt, mặn,
đắng, chua.
• Ngoài ra có vị umami là tổng hợp của cả 4 vị
trên. Chẳng hạn như vị của bột ngọt.
• Giá trị ngưỡng (threshold value) là nồng độ
giới hạn phân biệt dựa vào cường độ vị đặc
trưng.
29. An toàn
• Ảnh hưởng sinh lý của trạng thái thiếu cân
bằng.
• Ngộ độc aa
30. Thiếu cân bằng
• Quá mức aa →nitơ bị loại thải dưới dạng ure
• Thiếu protein gắn liền với thiếu calo, dẫn đến
tình trạng gầy còm, suy dinh dưỡng
31. Ngộ độc
• Khi lượng quá mức một hay một số aa dẫn
đến tích tụ aa gây ra những bất lợi cho chức
năng hoạt động của cơ thể.
• Mức độ ngộ độc cấp tính đã được nghiên cứu
do bổ sung tăng lượng aa riêng rẽ với khẩu
phần protein.
32. Bảng 11 Tính ngộ độc cấp tính của aa ăn vào trên
chuột
33. LD50
• Viết tắt từ medium letalisdosis (liều lượng
gây chết trung bình).
• Liều lượng chất độc gây chế cho một nửa
(50%) số cá thể dùng trong nghiên cứu.
• Độ độc càng cao thì trị số LD50 càng nhỏ.
34. Phương pháp sản xuất aa
• Phương pháp tổng hợp hoá học
• Phương pháp trích ly từ dịch thủy phân
• Phương pháp tổng hợp nhờ vi sinh vật
35. Phương pháp tổng hợp hoá học
• Để sản xuất 1 số aa như: glycine, alanine,
methionine, tryptophan.
• Tạo ra hỗn hợp DL- aa.
• Việc tách 2 dạng này khó khăn và tốn kém.
36. Trích ly từ dịch thủy phân
• Thủy phân dung dịch giàu protein sau đó trích
ly để thu aa.
• Dùng để thu nhận L-cystine, L-cystein, L-
tyrosine.
• Phương pháp này phụ thuộc vào giá nguyên
liệu, tính sẵn có của nguyên liệu.
37. Tổng hợp nhờ vi sinh vật
• Lên men trực tiếp: các aa được tạo thành từ
nguồn nguyên liệu rẻ tiền.
• Chuyển hoá các tiền chất của aa nhờ vi sinh
vật.
38. Sản xuất aa nhờ vi sinh vật
• Quy trình công nghệ
39. Nguyên liệu
• Đảm bảo cung cấp nguồn carbon, nitơ, và các
nguyên tố khác để vi sinh vật phát triển và
tổng hợp được nhiều sản phẩm.
• Cung cấp nguồn cacbon: dùng rỉ đường,
nguyên liệu giàu tinh bột (khoai mì, bắp..)hay
các nguồn khác.
• Cung cấp nitơ: ure, muối amoni
• Các hợp chất khoáng
• Các chất kích thích sinh trưởng: vit, aa
40. Xử lý
• Làm sạch
• Thủy phân
Chu ẩ n b ị môi tr ườ ng
dinh d ưỡ ng
Nồng độ và thành phần thích hợp phụ thuộc
vào chủng vi sinh vật và giống sản xuất
Điều chỉnh pH và thanh trùng môi trường
41. Chuẩn bị giống
• Chủng vi sinh vật
• Nuôi giống
Lên men
Chú ý điều chỉnh các thông số kỹ thuật
pH, nhiệt độ, thông khí, bổ sung chất dinh
dưỡng…
42. Thu nhận sản phẩm
• Dùng để chế biến thức ăn gia súc
• Dùng trong chế biến thực phẩm hoặc y học
