Download miễn phí Đề tài Sản xuất acid propionic
Phương pháp khu ếch tán:
Khi nhỏ alginate v ào dung dịch có chứa cation có khả năng tạo gel nh ư Ca2+thì bề mặt
của hạt alginate sẽ lập tức bị gel hóa. Sau đó các cation n ày sẽ tiếp tục khuếch tán từ môi tr ường
xung quanh vào bên trong h ạt gel làm cho các phâm t ử alginate ở trong tiếp tục bị gel hóa.
Phương páhp này có ưu đi ểm là gel tạo thành nhanh, phương pháp ti ếnhành đơn gi ản. Tuy nhiên
nhược điểm là cấu trúc gel tạo th ành không đ ồng nhất.
http://s1.liketly.com/flash/edoc/jh2i1fkjb33wa7b577g9lou48iyvfkz6-swf-2014-01-01-de_tai_san_xuat_acid_propionic.1ifTq5wGJd.swf /tai-lieu/de-tai-ung-dung-tren-liketly-53049/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:
ng vật nhai lại
(vd: bò, trâu…). Ở đó, chúng tham gia vào sự tạo thành acid béo.
Các nguồn chất dinh dưỡng:
Sản xuất acid propionic GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn
4
- Nguồn Cacbon (C):
Đường: glucose, saccharose, lactose, pentose , xylose, raffinose, arabinose.
Acid hữu cơ: acid lactic, acid malic, acid tartaric, acid quinic.
Glycerin, các chất khác: vd: nguồn C của vi khuẩn P.technicum là tinh bột, dextrin,
glycogen, manitol; (các vi khuẩn khác không sử dụng được)
- Nguồn Nitơ (N)
Dịch chiết nấm men nồng độ ~ 0.4%.
Pepton, whey, bột bắp
Vi khuẩn propionic có khả năng sử dụng NH 3 như là nguồn Nitơ duy nhất.,nhiều loài có
khả năng chuyển amin để sử dụng trong môi tr ường nuôi cấy tổng hợp không có N hữu c ơ.
- Chất kích thích sinh trưởng:
Vitamin B1 cần thiết cho sự phát triển của vi khuẩn Propionic, đặc biệt là khi có mặt acid
amin nhưng không phải tất cả vi khuẩn propionic đều cần vitamin B1.
Riboflavin (vitamin B2): lượng 0.05 /ml kích thích sự phát triển của vi khuẩn Propionic
trong 1 lượng trung bình (NH4)2SO4.
Qúa trình trao đổi chất:
Ion Mg2+, Mn2+ đóng vai trò quan trọng trong quá trình chuyển hoá của propionibacteria
(Balamurugan et al.,1999). Sự decarboxyl acid succinic, nửa đầu của phản ứng kép cuối cùng
trong chu trình hình thành acid propionic do CoA transferase xúc tác dẫn đến sự hình thành acid
propionic sau đó, được xúc tác nhờ Mg2+, Mn2+ (Katagiri và Ichikawa, 1953)
pH tối thích cho sự phát triển là từ 6 đến 7 (Hsu và Yang, 1991), nhiệt độ tối thích là 30-
32oC trong điều kiện kị khí với sự có mặt của N2. Nếu pH nhỏ hơn 4.5, sẽ không có bất kỳ sự phát
triển hay hoạt tính nào của tế nào (Hsu và Yang, 1991: Jin và Yang, 1998: Playne, 1985).
Vấn đề chính trong quy trình lên men acid propionic là tác động ức chế của acid propionic
tạo thành lên sự phát triển của Propionibacteria và quá trình lên men (Blanc và Goma, 1987a; Gu
et al., 1998; Herrero, 1983; Ibragimova et al.,1969; Lewis và Yang, 1992a; Lueck, 1980;
Neronova et al., 1967; Ozadali et al.,1996; Paik và Glatz, 1994). Acid propionic phá v ỡ gradient
pH, động lực tối cần thiết cho sự vận chuyển chất dinh dưỡng và sản phẩm trao đổi chất vào và
ra tế bào. Màng tế bào chất không cho các hợp chất ion hoá khuếch tán vào bên trong tế bào vì
vậy chỉ có acid propionic phân tử mới có khả năng khuếch tán xuyên qua màng tế bào vào bên
trong tế bào chất. pH kiềm bên trong tế bào chất khiến acid propionic phân ly thành proton H + và
anion propionate, tạo nên sự vượt trội proton H+ bên trong tế bào chất (Gu et al.,1998; Pèrez
Chaia et al.,1994). Vì vậy, H+-ATPase sử dụng thêm ATP để đẩy phần proton dư ra bên ngoài.
Kết quả là có ít ATP cung cấp cho quá trình trao đổi chất điều làm ức chế sự phát triển của vi
sinh vật và quá trình lên men (Gu et al.,1998; Pèrez Chaia et al.,1994). Vi ệc duy trì gradient pH
là cần thiết cho tế bào trong điều kiện bình thường.
Năng suất và hiệu suất quá trình lên men cao hơn khi hàm lượng tế bào trong thiết bị lên
men cao (Paik và Glatz,1994) và tác đ ộng ức chế của acid propionic lên tế bào sẽ giảm ( Boyaval
và Corre, 1987).
Sản xuất acid propionic GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn
5
1.2.4 Propionibaterium acidipropionici
P. acidipropionici là chủng có khả năng chịu được pH acid do sự tạo thành acid
propionic. Chúng có khản năng lên men ở pH 4.5-5.5 thấp hơn rất nhiều so với pH tối thích 6-7.
Vì vậy, P. acidipropionici là chủng được sử dụng phổ biến nhất trong công nghiệp sản xuất
propionic acid (Colomban et al., 1993) bằng con đường lên men
Con đường trao đổi chất ở P. acidipropionici diễn ra như sau:
1.5 phân tử glucose được lên men có thể tạo ra lần lượt theo thứ tự sau: 2 phân tử acid
propionic, 1 phân tử acetic acid, và 1 phân tử CO2. Kết quả của việc lên men acid propionic được
diễn tả theo công thức:
1.5 Glucose 2 acid propionic + 1 acid acetic + 1 CO2 + 1 H2O
Glucose được vận chuyển vào trong tế bào chất, đi vào chu trình đường phân và được
chuyển hóa thành phosphoenolpyruvic (PEP), một chất trung gian giàu năng lượng. Sau đó, phần
lớn PEP được chuyển thành pyruvate và ch ỉ một phần nhỏ còn lại chuyển hoá thành oxaloacetate.
Oxaloacetate tham gia vào con đư ờng hình thành acid succinic. Do đó, acid succinic được tạo
thành như một sản phẩm phụ. Trong sự hình thành pyruvate, 1 mol PEP cho ra 1 mol pyruvate và
1 mol ATP.
Sau khi được tạo thành, pyruvate có ba khuynh hướng. Một là phần lớn pyruvate được
chuyển hoá thành acid propionic theo chu trình Wo od-Werkman. Hai là một lượng nhỏ tham gia
vào con đường hình thành acid acetic. Ba là m ột phần rất nhỏ còn lại không bị chuyển hoá mà chỉ
làm tăng lượng chất khô của tế bào.
Sau những nghiên cứu, con đường chuyển hóa acid propionic trong quá trình lên men
được xác định bởi sự ước lượng cân bằng nguồn C trong việc sản xuất propionic acid bằng
propionibacteria được trình bày như sau:
Sản xuất acid propionic GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn
6
- Sự chuyển đổi từ oxaloacetate thành succinate đư ợc xúc tác bởi các enzyme như: malate
dehydrogenase, fumarase, and succinate dehydrogenase.
- Sự chuyển hóa acetate là chuyển hóa quan trọng trong quá trình sinh học vì đây là con đường tạo ra
ATP. Đó là lý do vì sao acid propionic luôn được tạo thành cùng với acid acetic.
Sản xuất acid propionic GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn
7
Hình 1.2 Con đường trao đổi chất ở P. acidipropionici
Sản xuất acid propionic GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn
8
1.3 CỐ ĐỊNH TẾ BÀO
1.3.1 ALGINATE
Cấu tạo:
Alginate là nguyên liệu có rất nhiều trong tự nhiên được trích xuất từ loài tảo nâu hay thu
nhận từ quá trình lên men của vi sinh vật.
Alginate là một polymer không phân nhánh bao gồm β-D-mannuronic acid (M) và α-L-
guluronic acid (G) nối với nhau thông qua liên kết 1,4-glycoside với trật tự sắp xếp đa dạng. Cấu
trúc của alginate bao gồm ba loại: hai trong ba loại đó l à chuỗi alginate đồng nhất bao gồm các
phân tử G hay M, trong khi loại thứ ba bao gồm một chuỗi các dimer của các phân tử M v à G
nằm rải rác trong cấu trúc của phân tử alginate. Trật tự v à thành phần sắp xếp của chuỗi alginate
không tuân theo bất kỳ quy luật bào mà dao động khá lớn phụ thuộc vào nguồn nguyên liệu ban
đầu.
Hình 1.3 Cấu tạo phân tử calcium alginate
Alginate thương mại được sản xuất chủ yếu từ các lo ài tảo nâu như Laminaria
hyperboreo, Macrocystis pyrifera, Laminaria digitana, Ascophyllum nodosum, Laminar
japonica, Eclonia maxima, Lessonia nig rescens, Durvillea antarctica và Sargassum spp.
Đặc điểm alginate:
Alginate cũng như agar và carrageenan có những tính chất công nghệ và chứa năng đặc
biệt, trong đó quan trọng nhất là khả năng tạo đông và tạo gel. Hầu hết các chất này đều là những
chất ái nước, khi tiếp xúc với nước nó sẽ trương nở lên, làm đặc dung dịch, từ đó làm tăng độ
nhớt. Gel tạo thành từ alginate không có khả năng thuận nghịch về nhiệt độ. Độ nhớt của dung
dịch, độ bền gel phục thuộc vào nguổn gốc của alginate, nhiệt độ, pH v à sự có mặt của các ion
như K+, Ca2+…
1.3.2 CƠ CHẾ TẠO GEL
Ion calcium thường được sử dụng chủ yếu để tiến hành polymer hóa tạo gel do giá thành
thấp và ít độc hại, thích hợp cho các quy tr ình công nghiệp hay chuyển hóa sinh học. Tuy nhi ên,
quá trình tạo gel cũng có thể xảy ra với sự có mặt của một số các ion khác. Gel tạo th ành có bền
hay không phụ thuộc vào ái lực c
