Công nghệ lên men Lysine - pdf 16

Download miễn phí Đề tài Công nghệ lên men Lysine



MỤC LỤC
 
Trang
 
I. Mở đầu . 2
1. Giới thiệu chung về lysine 2
2. Phương pháp sản xuất lysine . 4
3. Tình hình sản xuất . 4
 
II. Nguyên liệu . 5
a. Cơ chất 5
b. Nguyên liệu dùng trong công nghiệp . 6
c. Nguyên liệu vi sinh vật .8
 
III. Quy trình công nghệ .10
a. Chuẩn bị môi trường .11
b. Lên men .12
c. Lọc bằng máy siêu lọc . 17
d. Trao đổi ion 20
e. Cô đặc chân không 24
f. Sấy phun 27
g. Rây phân loại 32
h. Đóng bao bì 32
 
IV. Sản phẩm . .34
a. Mô tả sản phẩm 34
b. Chất lượng sản phẩm .37
V. Thành tựu và hướng phát triển . .38
 
TÀI LIỆU THAM KHẢO .44
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 



Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí

Tóm tắt nội dung tài liệu:

cum
Hình 1 : Vi khuẩn Corynebacterium glutamicum
Hình 2 : Vi khuẩn Brevibacterium lactofermentum
- Đặc điểm chung :
- Caùc loaøi vi khuaån treân ñeàu laø caùc vi khuaån Gram (+),
- Tröïc khuaån thaúng hoaëc cong, ña hình thaùi, kích thöôùc teá baøo töø 0,6 – 1,2 mm,
- Khoâng coù tieân mao, baát ñoäng, khoâng sinh nha baøo, khoâng hình thaønh baøo töû.
- Hình daïng vaø kích thöôùc coù thay ñoåi nhieàu khi nhuoäm maøu, teá baøo thöôøng taïo thaønh caùc ñoaïn nhoû baét maøu khaùc nhau.
Caùc loaøi thuoäc gioáng Brevibacterium vaø Corynebacterium glutamicum khôûi ñaàu laø loaøi vi sinh vaät toång hôïp axit glutamic, sau ñoù ñöôïc gaây ñoät bieán thaønh caùc chuûng dò döôõng Homoserine, ñöôïc duøng chuû yeáu trong coâng nghieäp leân men Lysine.
Qua khaâu ñoät bieán ta thu ñöôïc nhöõng chuûng môùi coù khaû naêng toång hôïp Lysine cao :
Corynebacterium glutamicum FERM-P 1709
Brevibacterium flavum FERM-P 1708
Brevibacterium lactofermentum FERM-P 1712
Brevibacterium flavum FERM-P 6463
Brevibacterium flavum FERM-P 6464
Corynebacterium glutamicum DSM5714
Corynebacterium glutamicum DSM12866
Đặc tính của những chủng sau đột biến:
- Cần lượng Biotin cao hơn nhiều so với lượng nguyên thủy.
- Chịu được nồng độ đường tới 20% hay cao hơn.
- Cần một số amin cho sinh trưởng và tổng hợp Lysine (homoserine, threonin, methionine, isoleucine)
Chú ý :
- Tất cả các chủng vi khuẩn trên đều, sau khi đột biến đều di dưỡng Homoserine, do đó cần Homoserin vào môi trường để phát triển và sinh tổng hợp Lysine.
- Khi cho Homoserin vào tế bào vi sinh vật sẽ tạo ra Methionin và Threonine. Maø threonine cuøng vôùi lysine coù quan heä öùc cheá tôùi enzym b-aspartokinase.
- Do đó lượng homoserine cho vào phải thích hợp.
- Ta cũng có thể cho Threonine và Methionin thay Homoserin vào môi trường lên men cũng đảm bảo quá trình lên men xảy ra mạnh.
III. Quy trình công nghệ :
Hình 3 : Quy trình sản xuất Lysine từ nguyên liệu mật rĩ
Chuẩn bị môi trường :
Chuẩn bị môi trường :
Bản chất : là quá trình kết hợp nhiều tác động vật lý, hóa học lên nguyên liệu ban đầu, để tạo ra môi trường thích hợp cho quá trình lên men của vi sinh vật.
Mục đích : Chuẩn bị môi trường cho quá trình lên men.
Các biến đổi:
Trong pha loãng :
Vật lý : Giảm độ nhớt
Hóa học : Nồng độ chất khô bị giảm
Hóa lý : Tăng độ hòa tan của các chất
Trong quá trình acid hóa :
Hóa học: Đường saccharose chuyển thành glucose và fructose dưới sự
xúc tác của acid; pH giảm về 2.8-3.0
Hóa lý: Hệ keo bị phá vỡ
Vi sinh: Vi sinh vật bị tiêu diệt
Trong quá trình thanh trùng bằng nhiệt độ cao:
Vật lý : - Xuất hiện gradient nhiệt độ trong dung dịch
- Khối lượng dung dịch bị thay đổi
- Tỷ trọng dung dịch bị thay đổi
- PH thay đổi
Hóa học : Sự thay đổi tốc độ phản ứng hóa học :
thủy phân, oxi hóa
khử, tạo phức, phân hủy….
Hóa lý : Sự bốc hơi nước
Tạo tủa của các cấu tử
Sinh học : tiêu diệt vi sinh vật nhiễm
Hóa sinh: Vô hoạt các enzyme.
Trong quá trình ly tâm :
Vật lý : - Tăng độ trong, giảm khối lượng của
dung dịch
- Tỷ trọng bị thay đổi
- Hệ số truyền nhiệt của dung dịch tăng
Hóa lý : Thay đổi số pha, tách pha rắn pha lỏng
Trong quá trình bổ xung chất dinh dưỡng và điều chỉnh PH:
Hóa học : Thay đổi thành phần các chất trong dung
dịch
Hóa lý : PH thay đổi
Phương pháp thực hiện:
Thiết bị :
Các quá trình pha loãng, acid hóa dung dịch, bổ xung chất dinh dưỡng có thể tiến hành trong thiết bị nổi phản ứng dạng đứng.
Hình 1:Nồi phản ứng dạng đứng:
1- Ống nối để nạp chất tải nhiệt;
2- Ống chảy tràn sản phẩm;
3- Ống quá áp;
4- Đầu nối ống nạp nguyên liệu;
5- Cửa quan sát;
6- Cửa thoát chất tải nhiệt;
7- Cửa vào của chất tải nhiệt;
8- Cửa ra của sản phẩm;
9- Cửa thoát chất tải nhiệt.
Quá trình thanh trùng có thể dùng thiết bị trao đổi nhiệt dạng bản mỏng.
Quá trình ly tâm có thể dùng máy ly tâm lọc .
Cách tiến hành :
Pha loãng với nước theo tỉ lệ Vmật rỉ : Vnước = 1 : 1
Sau đó cho lượng acid sunfuric đậm đặc vào ( lượng acid : 5% khối lượng dung dịch) . Trong giai đoạn này, ta đun dung dịch đến 90-95oC trong 6 giờ.
Sau đó ta tiến hành ly tâm thu dịch trong.
Tiếp tục thêm nước để đạt được dung dịch có nồng độ đường từ 15-22%.
Đây là nồng độ đường thích hợp cho quá trình lên men.
Thêm dung dịch NaHCO3 đến khi dung dịch đạt pH = 6.9- 7.0
Một số môi trường tiêu biểu:
Ñoái vôùi Corynebacterium glutamicum:
+ Theo lý thuyết môi trường có thể như sau:
Maät ró ñöôøng 5 – 10%
(NH4)2SO4 1,5%
MgSO4 0,1%
Biotin 7,5 mg/l
Threonine 40 mg/l
+ Trong coâng nghieäp: Moâi tröôøng nuoâi caáy gaây gioáng ban ñaàu taïo sinh khoái vaø moâi tröôøng leân men toång hôïp lysine ñeàu coù theå söû duïng thaønh phaàn :
Ró ñöôøng (tính theo saccharose) 7,5%
Nöôùc chieát baép (theo chaát khoâ) 2%
(NH4)2SO4 2%
KH2PO4 0,05%
K2HPO4 1%
CaSO4 (phaán) 1%
pH moâi tröôøng 6,9 – 7
Chaát khöû boït toång hôïp 0,1
Lên men :
Bản chất : Nuôi cấy vi sinh vật để thu nhận các sản phẩm trao đổi chất là Lysine. Trong đó Lysine là chất trao đổi bậc 1 .
Mục đích :
Khai thác : Lysine từ nguồn nguyên liệu ban đầu và vi sinh vật.
Các biến đổi:
Vật lý: - Xuất hiện gradient nhiệt độ trong dung dịch
- Khối lượng dung dịch bị thay đổi
- Tỷ trọng dung dịch bị thay đổi
- PH thay đổi
Hóa sinh:
Con đường tổng hợp Lysine.
Hình 4 : Con đường tổng hợp lysine của vi khuẩn Corynebacterium glutamicum
Để tạo ra lượng lysine nhiều , ta nên ức chế con đường L – aspartate – β seminal dehyde tạo ra methionine và isoleucine
Những phương pháp hiệu chỉnh:
+ Tạo ra những chủng có biệt hóa sinh hóa để tạo ra lượng lysine nhiều hơn . Phương pháp là gây đột biến hay là tái tổ hợp gen.
Sử dụng loài đột biến trợ dưỡng cần homoserine. Methyonine và threonine sẽ bị tạo ít hơn và đồng thời enzyme partate kinase không bị ức chế , lysine tạo ra sẽ nhiều hơn. ( vì lượng threonine nhiêu cũng làm ức chế ngược aspartokinase )
Sử dụng loài đột biến mẫn cảm với threonine . Và vi sinh vật sẽ không tạo ra enzyme homoserine dehydrogenase → lượng threonin tạo ra sẽ rất thấp . Đây là loại thường sử dụng nhất.
Sử dụng 1 loại vi khuẩn kháng 1 chất tương đồng của lysine ( như S- aminoethyl cytein còn gọi là AEC ) . Khi dó aspartate kinase sẽ không bị ức chế ngược bởi lysine và threonine
+ Làm thực nghiệm để lựa chọn hàm lượng yếu tố sinh trưởng thích hợp bổ xung vào môi trường.
+ Liên tục kiểm tra các thông số công nghệ trong suốt quá trình lên men để lysine tạo ra là tối đa.
Vi sinh : - Sự gia tăng số lượng vi sinh vật :
- Vi sinh vật tạo sinh khối và chất trao đổi lysine:
+ Quá trình lên men gồm 2 pha điển hình:
Pha tạo thành sinh khối :
Sự tạo thành sinh khối phát triển mạnh trong khoảng 12-18 giờ đầu sau khi bắt đầu lên men. Sử dụng hết khoảng 25% nguồn cacbon, gần như tất cả nguồn Nitơ.
Pha tạo thành Lysine :
Tốc độ tạo sinh khối chậm lại. Lúc này Lysine bắt đầu tích tụ trong dịch lên men với hàm lượng ngày càng tăng dần . Tốc độ tổng hợp trung bình là 0.8 -1 g/lit.giờ. Khi bắt đầu tạo lysine thì lượng thireonin trong môi trường đã sử dụng gần hết.
Hình 5 : Động học của quá trình lên men lysine của chủng
cor.glutamicum 95 trên môi trường mật rĩ
1. Sinh khối; 2.hy...
Music ♫

Copyright: Tài liệu đại học © DMCA.com Protection Status