báo cáo tham quan thực tập xí nghiệp chế biến phế thải cầu diễn

Báo cáo khoa học Viện ĐH Mở - Khoa Công nghệ Sinh

học

MỞ ĐẦU

Xã hội ngày càng phát triển nên vấn đề sức khỏe của con người ngày

càng được quan tâm. Do đó các sản phẩm thực phẩm không ngừng được cải

tiến nâng cao chất lượng, mẫu mã sản phẩm cũng ngày càng đa dạng. Khi

những thành tựu về y học, hóa sinh học, sinh lý học và dinh dưỡng học được

soi sáng thì những thực phẩm ăn kiêng, thực phẩm điều trị bệnh, thực phẩm

chức năng ra đời.

Ngày nay thực phẩm chức năng đang được con người đặc biệt quan tâm

vì đây là những thực phẩm có giá trị dinh dưỡng và mức năng lượng thấp,

nhưng trong đó lại chứa các hoạt chất có nhiều tác dụng tốt đối với sức khỏe

con người. Trong nhóm thực phẩm chức năng, đường chức năng là một bộ

phận quan trọng. Có nhiều loại đường chức năng như: đường

Paratinose, maltitol, sorbitol, Fructooligosaccharide (FOS), Trehalose. Trong

số đó đường Trehalose là một loại có nhiều công dụng đối với cuộc sống con

người, đặc biệt đối với những người mắc bệnh tiểu đường, béo phì, sâu răng

và một số bệnh lý khác.

Bên cạnh đó, công nghệ sinh học phân tử cũng đã phát triển nhanh

chóng, đạt được những thành tựu to lớn về lý thuyết và thực tiễn. Sự phát

triển không ngừng của sinh học phân tử giúp cho con người hiểu biết cơ sở

khoa học một số bệnh nan y, tìm ra các loại thuốc giúp cho con người chống

lại các bênh tật và nâng cao sức khỏe đời sống. Thành tựu công nghệ sinh học

phân tử ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp, nông nghiệp

đặc biệt là các sản phẩm chức năng.

Cùng với sự phát triển của đường chức năng, các loại enzym ứng dụng

trong lĩnh vực này cũng ngày được quan tâm nghiên cứu và ứng dụng

Trehalase là enzym được sử dụng để sản xuất Trehalose là nhân tố điều chỉnh

quá trình đông lạnh, ngăn ngừa quá trình kết tinh, cung cấp giá trị dinh

SV: Vũ Thị Hằng 1

Báo cáo khoa học Viện ĐH Mở - Khoa Công nghệ Sinh

học

dưỡng. Do vậy nghiên cứu sản xuất Trehalase là enzym được sử dụng để sản

xuất Trehalose là nhu cầu cần thiết. Đặc biệt trên thị trường Việt Nam hiện

nay chủ yếu nhập chế phẩm này từ nước ngoài nên giá thành tương đối cao.

Vì vậy, việc nghiên cứu sản xuất enzym Trehalase không chỉ có ý nghĩa khoa

học mà còn có giá trị kinh tế xã hội.

Mặt khác, một số chủng vi sinh vật tích lũy các chất hoạt tính sinh học

hoặc enzym, kháng sinh cao cũng được ứng dụng ở quy mô lớn mang lại

thành tựu và lợi ích kinh tế rất lớn cho con người như chủng Bacillus s.p,

Bacillus Licheniformic, Bacillus sterothermophilus, đều có khả năng sinh

tổng hợp Trehalase.

Nhưng bằng cách nào đó ta có thể thu được Trehalase? Làm cách nào

để chủng vi sinh vật Bacillus sterothermophilus có thể sinh tổng hợp

Trehalase? Cấu trúc, đặc tính, các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động của

Trehalase hay các điều kiện tối ưu cho hoạt động của Trehalase như thế nào?

SV: Vũ Thị Hằng 2

Báo cáo khoa học Viện ĐH Mở - Khoa Công nghệ Sinh

học

PHẦN I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU

I. Tình hình sản xuất và ứng dụng enzym trên thế giới và Việt Nam

I.1 Tình hình sản xuất và ứng dụng enzym trên thế giới

Enzym có vai trò vô cùng quan trọng, không chỉ xúc tác cho các phản

ứng hóa học xảy ra trong hệ thống sống mà sau khi tách khỏi hệ thống sống

chúng vẫn có thể xúc tác cho các phản ứng ngoài tế bào (intro). Bởi vậy, công

nghệ enzym ngày càng phát triển. Những thành tựu cơ bản về enzym là cơ sở

để phát triển các nghiên cứu ứng dụng enzym trong thực tiễn.

Hàng năm, hàng trăm tấn chế phẩm enzym được sản xuất phục vụ cho

ngành công nghiệp và y học. Năm 1980, trên thế giới sản xuất 530 tấn

protease từ vi khuẩn, 350 tấn glucoamylase, 320 tấn α – Amylase, 70 tấn

glucoisomerase, tất cả trị giá 150 triệu USD.

- Amylosidase: sản xuất với sản lượng 5 tấn /năm sử dụng để tách L￾acid amin khỏi hỗn hợp DL axit amin (250 tấn L axit amin trên năm)

- Amyloglucosidase: sản lượng 1 tấn /năm, sản xuất 3000 tấn glucose từ

tinh bột/năm.

- Glucoisomerase: sử dụng để sản xuất xiroglucose – fructose 42%

(2.150.000 tấn /năm) và xiroglucose- fructose 55% (1.450.000 tấn/

năm).

Trong công nghiệp thực phẩm các chế phẩm enzym được sử dụng với 4

mục đích chính:

-Điều chỉnh những khiếm khuyết của nguyên liệu. Trong công nghiệp

chế biến đường, tinh bột, bánh mỳ, bia… người ta bổ xung Amylase để bù

hoạt lực enzym yếu của nguyên liệu ngũ cốc. Trong sản xuất fomat, enzym

lipase và protease được sử dụng thay thế các enzym từ nguyên liệu sữa bị vô

hoạt để thanh trùng.

SV: Vũ Thị Hằng 3

Báo cáo khoa học Viện ĐH Mở - Khoa Công nghệ Sinh

học

- Tham gia chuyển hóa, ứng dụng nhiều nhất trong sản xuất bánh

bisque, fomat, nước uống … protease cho phép cải thiện tính lọc của bia và

tính năng ổn định của nó ở nhiệt độ thấp. Amylase, pectinase, hemicellulase

tạo điều kiện cho việc tách chiết và lọc nước quả. Protease trung tính làm

mềm dẻo khung gluten cải thiện độ nở của bột nhào và độ giòn của bisque.

-Tăng giá trị nguyên liệu tự nhiên. Sự phát triển của công nghệ enzym

đã cho ra đời một loạt các chế phẩm enzym cho phép tạo ra nhiều sản phẩm:

chất làm đặc, chất thơm, chất tạo ngọt, chất tạo chua… việc cải thiện đặc tính

của enzym về tính đặc hiệu và tính chịu nhiệt là cơ sở để sản xuất chế phẩm

enzym mới thích hợp môi trường và đặc hiệu hơn.

- Cải thiện chất lượng sản phẩm: các enzym sử dụng để loại bỏ các chất

tự nhiên có ảnh hưởng xấu tới tính chất cảm quan của thực phẩm. Chế phẩm

enzym còn cho phép tạo hương vị, màu sắc sản phẩm như lipase trong sản

xuất fomat, lactase trong sản xuất sữa.

Trong công nghiệp thực phẩm, protease được dùng để làm mềm thịt,

công nghiệp bánh mỳ, enzym dịch vị 9 chủ yếu là chimosin thu được từ dạ

dày bò được sử dụng để sản xuất fomat, papain từ nhựa đu đủ để làm mềm

thịt.

Enzym trong công nghiệp thực phẩm chủ yếu sử dụng để sản xuất

đường tinh bột. Đầu tiên người ta sử dụng hai enzym α- Amylase và β￾Amylase để sản xuất mật từ tinh bột, sản phẩm này chứa dextrin, glucose và

maltose được dùng nhiều trong công nghiệp bánh kẹo. Glucose được sản xuất

nhờ α- Amylase và β- Amylase, tuy nhiên glucose dùng trong thực phẩm có

nhược điểm độ ngọt thấp chỉ vào khoảng 0.8 lần đường kính vì vậy nó được

dùng chủ yếu cho y dược.

Năm 1998, tổng lượng đường tiêu thụ trên thế giới là 10 triệu tấn thì

riêng Mỹ tiêu thụ 4.2 tấn Fructose (bao gồm cả xirogluco – fructose), nhật là

SV: Vũ Thị Hằng 4