Download to read offline
![Tiet 3[1]. dinh duong vi sinh vat](https://cdn.slidesharecdn.com/ss_thumbnails/tiet31-dinhduongvisinhvat-130415095648-phpapp01-thumbnail.jpg?width=640&height=640&fit=bounds)
04 Công nghệ Enzyme Technology.pdf1212212
- 1. TUYỂN CHỌN VÀNUÔI CẤY DÒNG SINH VẬT, TẾ BÀO CÓ KHẢ NĂNG SINH ENZYME Nguyễn Đức Chung
- 2. Key points 1. Nguồnnguyên liệu thu enzyme 2. Tuyển chọn và nuôi cấy vi sinh vật 3. Bảo quản vi sinh vật 4. Tuyển chọn và nuôi cấy dòng tế bào 5. Bảo quản tế bào
- 3. Nguồn nguyên liệuthu enzyme ❖ Nấm mốc và nâm men: 50% ❖ Vi khuẩn: 38% ❖ Động vật: 8% ❖ Thực vật: 4%
- 4. Nguồn nguyên liệuthu enzyme và ứng dụng ❖ Ghi chú: I (intracellular): nội bào E (extracellular): ngoại bào Dấu +++: hơn 100 tấn/năm ++: hơn 10 tấn/năm +: hơn 1 tấn/năm -: dưới 1 tấn/năm e: triacylglycerol lipase f: chymosin g: endo-1,3(4)- betaglucanase h: xylose isomerase i: substilisin j: -dextrin endo-1,6- alphaglucosodase k: glucan-1,4-alpha glucosidase l: beta-galactosidase m: protease aspartic từ vi sinh vật n: polygalacturonase o: alphagalactosidase p: betafructofuranosidase
- 5. 2. E nấmmen Invertasep 3.2.1.25 Saccharomyces I/E + Mứt, kẹo Lactasel 3.2.1.23 Kluyveromyces I/E +++ Sữa Lipasee 3.1.1.3 Candida E - Thực phẩm Raffinaseo 3.2.1.11 saccharomyces I - Thực phẩm Tên E Mã số E Nguồn Nội/Ngoại bào Quy mô SX SD trong công nghiệp 1. E động vật Catalase 1.11.1.6 Gan I - Thực phẩm Chymotrypsin 3.4.21.1 Tụy tạng E - Thuộc da Lipasee 3.1.1.3 Tụy tạng E - Thực phẩm Resin 3.4.23.4 Dạ dày dê E + Pho mat Trypsin 3.4.21.4 Tụy tạng E - Thuộc da
- 6. Tên E Mãsố E Nguồn Nội/Ngoại bào Quy mô SX SD trong công nghiệp 3. E thực vật Actinidin 3.4.22.14 Quả kiwi E + Thực phẩm -amylase 3.2.1.1 Malt đại mạch E +++ Đồ uống lên men (brewing) β-amylase 3.2.1.2 Malt đại mạch E - Rượu bia Bromelin 3.4.22.4 Nhựa dứa E - Rượu bia β-glucanaseg 3.2.1.6 Malt đại mạch E ++ Rượu bia Ficin 3.4.22.3 Sung, vả E - Thực phẩm Lipoxygenase 1.13.11.12 Đậu tương I - Thực phẩm Papain 3.4.22.2 Nhựa đu đủ E ++ Thịt
- 7. Tên E Mãsố E Nguồn Nội/Ngoại bào Quy mô SX SD trong công nghiệp 4. E vi khuẩn -amylase 3.2.1.1 Bacillus E +++ Tinh bột β-amylase 3.2.1.2 Bacillus E + Tinh bột Asparaginaseh 3.5.1.1 Escherichia coli I - Sức khỏe Glucose Isomerase 5.3.1.5 Bacillus, Steptomyces I ++ Siro fructose Penicillin- amidaseh 3.5.1.11 Bacillus I - Dược Proteasei 3.4.21.14 Bacillus E +++ Tẩy rữa Pullulanasej 3.2.1.41 Klebsiella, Bacillus E - Tinh bột
- 8. Tên E Mãsố E Nguồn Nội/Ngoại bào Quy mô SD trong công nghiệp 5. E nấm sợi -amylase 3.2.1.1 Aspegillus E ++ Bánh mì Aminoacylase 3.5.1.14 Aspegillus I - C.nghệ dược Glucoamylasek 3.2.1.3 Aspegillus, Rhizopus E +++ Tinh bột Catalase 1.11.1.6 Aspegillus I - Thực phẩm Cellulase 3.2.1.4 Trichoderma E - Chất thải Dextranase 3.2.1.11 Penicillium E - Thực phẩm Glucooxydase 1.1.3.4 Aspegillus I - Thực phẩm Lactasel 3.2.1.23 Aspegillus E - Sữa Lipase 3.1.1.3 Rhizopus E - Thực phẩm Renninm 3.4.23.6 Mucor meihei E ++ Pho mát Pectinasen 3.2.1.15 Aspegillus E ++ Đồ uống Pectinlyase 4.2.2.10 Aspegillus E - Đồ uống Proteasem 3.4.23.6 Aspegillus E + Bánh mì Raffinaseo 3.2.1.22 Mortierelia I - Thực phẩm
- 9. Thu nhận enzymetừ động vật và thực vật 1. Tinh chế enzyme từ các chất dịch của cơ thể sinh vật 2. Nuôi cấy tế bào động vật hoặc thực vật để thu nhận enzyme từ tế bào hoặc từ dịch nuôi cấy
- 10. Thu nhận enzymetừ vi sinh vật (VSV) ❖ Enzyme VSV là nguồn phòng phú do có vô số loài VSV khác nhau. ❖ Hệ enzyme VSV có khả năng thay đổi bằng cách thay đổi điều kiện nuôi cấy và dùng các tác nhân điều chỉnh. ❖ Mỗi loài VSV có thể sinh tổng hợp mạnh một hay một số enzyme nào đó theo ý muốn. ❖ VSV có khả năng sinh sản, phát triển và sinh tổng hợp enzyme với tốc độ cao, cho phép tạo ra lượng enzyme lớn trong thời gian ngắn. ❖ Hoạt tính của E từ VSV mạnh hơn rất nhiều từ các nguồn khác.
- 11. Cơ chế chungcủa sản xuất enzyme từ vi sinh vật ❖ 1. Tuyển chọn và cải tạo giống vi sinh vật cho enzyme có hoạt lực cao: ➢Môi trường tuyển chọn phân lập thường từ đất, nước, lương thực, thực phẩm…. ➢Tiến hành gây đột biến bằng phương pháp sinh học, lý, hóa học…để tạo chủng có khả năng “siêu tổng hợp enzyme” (phương pháp gây đột biến; phương pháp biến nạp; phương pháp tiếp hợp gene; phương pháp tải nạp).
- 12. Cơ chế chung…(tt) 2.Phương pháp bảo quản giống vi sinh vật: Phương pháp cấy chuyền; Phương pháp làm khô; Phương pháp đông khô; Phương pháp bảo quản lạnh sâu. 3. Môi trường dinh dưỡng và giai đoạn nuôi vi sinh vật: ➢ Thành phần môi trường dinh dưỡng có ảnh hưởng trực tiếp đến sự sinh trưởng và tổng hợp enzyme của vi sinh vật. ➢ Môi trường phải có đủ hợp chất chứa C, N, H, O và các chất khoáng Mg, Ca, S, Fe, K, Cu, Zn, Co,.., vitamin. Đặc biệt, để tăng sự tổng hợp enzyme người ta thường cho thêm vào môi trường nuôi “chất cảm ứng” tổng hợp enzyme, thường là cơ chất tương ứng của enzyme cần tổng hợp.
- 13. ❖ Trong quátrình nuôi vi sinh vật, phải lưu ý đến ➢Nồng độ chất cho phù hợp ➢Nhiệt độ nuôi ➢Độ pH môi trường ➢Độ ẩm ➢Độ thoáng khí ➢Thiết bị và phòng nuôi...v.v…, ➢Tạo điều kiện tối ưu cho vi sinh vật. Cơ chế chung…(tt)
- 14. ❖ 4. Táchvà làm sạch chế phẩm enzyme Biện pháp phá vỡ cấu trúc tế bào ➢ Cơ học: như nghiền với bột thủy tinh hoặc cát thạch anh, làm đồng hóa bằng thiết bị đồng hóa (homogenizator). ➢ Sóng siêu âm ➢ Dùng các dung môi hữu cơ như butanol, aceton, glycerin, ethyl acetate... và chất detergent. Các hóa chất có tác dụng tốt cho việc phá vỡ các cấu tử của tế bào. Cơ chế chung…(tt)
- 15. Phương pháp nuôicầy VSV
- 16. Phương pháp nuôicấy vsv (tt) ❖ Pha loãng vsv trước khi nuôi cấy lên đĩa thạch 10 cm Phạm vi tiệt trùng của đèn cồn
- 17. Phương pháp nuôicấy vsv (tt) Cấy yếm khí Hiếu khí
- 18. Phương pháp nuôicấy VSV (tt) ❖ Nuôi cấy với lượng lớn (sử dụng bioreactor)
- 19. Tuyển chọn chủngvi sinh vật ❖ Vi sinh vật được tuyển chọn bằng cách nuôi cấy trong môi trường tương thích với loại vi sinh vật muốn thu nhận. ❖ Chuẩn hóa môi trường và cấy truyền để thu được các dòng tế bào thuần. ❖ Phân tích khả năng sản xuất enzyme của các dòng tế bào để chọn ra dòng có khả năng sinh enzyme cao nhất. ❖ Tối ưu hóa môi trường nuôi cấy để sản phẩm enzyme tạo ra ở mức cao.
- 21. Cải tạo visinh vật ❖ Nhằm tạo ra dòng vsv thuần có khả năng sinh tổng hợp protein/enzyme cao. ❖ Tạo ra vsv có khả năng sinh trưởng trong điều kiện nhất định và tổng hợp enzyme cần thiết phù hợp với mục đích sử dụng.
- 22. Bảo quản visinh vật ❖ Cần: ➢Duy trì khả năng sống của vsv bảo quản (BQ) ➢Quan tâm đến số lượng tế bào khi tiến hành BQ ➢Duy trì đặc tính di truyền ổn định của chủng vsv ➢Đảm bảo tính thuần chủng của giống ➢Kiểm tra định kỳ trong quá trình BQ
- 23. Bảo quản vsv(tt) (phương pháp BQ) A. Phương pháp cấy truyền Bảo quản Nuôi cấy VSV 1. Dễ bị tạp nhiễm và dễ dẫn đến mất chủng giống gốc. 2. Mất hay nhầm lẫn nhãn hiệu giữu các chủng trong quá trình bảo quản. 3. Phải nghiên cứu và theo dõi thời gian cấy truyền thích hợp đối với các chủng bảo quản. 4. Tốn nhiều công sức để cấy truyền. 5. Giống gốc có thể mất do sai sót khi dùng môi trường cấy truyền không thích hợp. 6. Chủng VSV cấy truyền dễ bị thay đổi các đặc điểm sinh học do đột biến xuất hiện sau mỗi lần cấy truyền. Nhược điểm
- 24. B. Phương pháplàm mất nước trong môi trường bảo quản (thường dùng để BQ nấm men, nấm sợi) ➢ Trên đất, cát và silicagel. Các nghiên cứu cho thấy là bào tử nấm có thể sống 4-5 năm khi bị làm khô trong đất mà không bị thay đổi các đặc tính sinh học. ➢ Bảo quản trên giấy. Các chủng nấm men và nấm sợi được làm khô trên giấy và sau đó được bọc bằng giấy bạc và đựng trong hộp kín. ➢ Bảo quản trên gelatin. Để thực hiện phương pháp này, người ta tạo dịch huyền phù chủng vi sinh vật trong môi trường có gelatin. Sau đó các giọt mẫu được làm khô trong đĩa petri. Phương pháp này có thể bảo quản được vi khuẩn trong vài năm.
- 25. C. Phương phápbảo quản lạnh đông ➢ Phương pháp này có ưu điểm là bảo quản được lâu ➢ Giữ ở nhiệt độ từ -15 độ C đến -20 độ C thì 6 tháng cấy truyền lại 1 lần. ➢ Giữ ở nhiệt độ -30 độ C thì 9 tháng cấy truyền lại 1 lần. ➢ Giữ ở nhiệt độ -40 độ C thì 12 tháng cấy truyền lại 1 lần. ➢ Giữ ở nhiệt độ -50 độ C thì 3 năm cấy truyền lại 1 lần. ➢ Giữ ở nhiệt độ -70 độ C thì 10 năm cấy truyền lại 1 lần. Glycerol 15% Glucose hoặc lactose 10%
- 26. D. Phương phápđông khô vi sinh vật ➢Nước được lấy ra khi mẫu đang ở trạng thái lạnh sâu. E. Phương pháp đông khô dịch thể trực tiếp ➢Mẫu không cần làm lạnh từ trước.
- 27. F. Phương phápbảo quản lạnh sâu ➢VSV được bảo quản trong môi trường dịch thể ➢Nước cần cho hoạt động sống của vi sinh vật bị bất hoạt ở nhiệt độ lạnh sâu (-196°C -> -80 °C) Chất làm hạn chế tốc độ lạnh sâu và làm tan nhanh: glycerol, DMSO (dimethyl sulfoxide)
- 28. Sử dụng VSVtrong và sau bảo quản lạnh đông ❖ Tránh thực hiện rã đông/tái đông nhiều lần. ❖ Mẫu bảo quản lạnh đông cần được rã đông từ từ bằng cách đặt trên khay đá. ❖ Việc cấy truyền phải được thực hiện ở điều kiện vô trùng. ❖ Trước khi sử dụng cần cấy truyền 2-3 lần để đảm bảo vsv phát triển ổn định.