Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
Điểm hạn chế của nguồn nguyên liệu động vật và thực vật so với nguồn nguyên liệu vi sinh vật trong công nghệ sản xuất enzyme tự nhiên:
- Tốc độ sinh trưởng của tế bào động vật và thực vật trong môi trường nuôi cấy nhân tạo kém hơn của vi sinh vật.
- Chi phí nuôi cấy của tế bào động vật và thực vật tốn kém hơn.
- Nguồn enzyme của tế bào động vật và thực vật kém phong phú hơn.
Những bước trong quy trình sản xuất chế phẩm amylase từ nấm mốc A. oryzae tương ứng với bốn giai đoạn cơ bản của quy trình sản xuất enzyme là:
Giai đoạn trong quy trình sản xuất enzyme | Giai đoạn tương ứng trong quy trình sản xuất chế phẩm amylase |
(1) Nuôi trồng và thu hoạch nguyên liệu sản xuất enzyme | Tạo môi trường (mảnh ngô + gạo nếp) → khử trùng → nuôi cấy trên khay (30 oC, 48 giờ). |
(2) Trích li enzyme từ nguyên liệu | Trích li → Kết tủa enzyme → Hòa tan kết tủa trong dung dịch đệm. |
(3) Tinh sạch enzyme | Sắc kí trao đổi ion. |
(4) Phối chế, đóng gói và bảo quản chế phẩm enzyme | Phối trộn với đường dextrose → Sấy đông khô → Đóng gói và bảo quản dưới 30 oC tạo chế phẩm amylase. |
Một số ví dụ trong đời sống liên quan đến ứng dụng các chế phẩm enzyme từ tự nhiên:
- Sử dụng chế phẩm enzyme bromelain từ dứa để làm mềm thịt.
- Sử dụng enzyme amylase được sản xuất từ vi sinh vật (nấm mốc, vi khuẩn,…) để làm rượu có nồng độ cao.
- Sử dụng enzyme lipase để cải thiện hương vị đặc trưng của phô mai bằng cách tạo ra các acid béo tự do khi thủy phân các chất béo sữa, cải thiện cấu trúc và độ mềm của phô mai.
- Sử dụng enzyme pectinase từ nấm mốc để làm giảm độ đục, cải thiện màu sắc và hương vị cho các loại nước ép trái cây có nguồn gốc tự nhiên như táo và chuối.
- Nguyên tắc chung giữa quy trình sản xuất enzyme tự nhiên từ động vật, thực vật và vi sinh vật: Đều trải qua 4 giai đoạn cơ bản gồm: Nuôi trồng và thu hoạch nguyên liệu sản xuất enzyme → Trích li enzyme từ nguyên liệu → Tinh sạch enzyme → Phối chế, đóng gói và bảo quản chế phẩm enzyme.
- Khác biệt giữa quy trình sản xuất enzyme tự nhiên từ động vật, thực vật và vi sinh vật:
Giai đoạn | Quy trình sản xuất enzyme tự nhiên từ động vật, thực vật | Quy trình sản xuất enzyme tự nhiên từ vi sinh vật |
Nuôi trồng và thu hoạch nguyên liệu sản xuất enzyme | Tế bào, mô, cơ thể động vật và thực vật được tiến hành nuôi trồng trong các nông trại hoặc đánh bắt, thu hái từ tự nhiên. | Thực hiện nuôi cấy vi sinh vật trên môi trường nuôi cấy nhân tạo. |
Trích li enzyme từ nguyên liệu | Thực hiện bằng cách cắt nhỏ và nghiền mẫu rồi lọc qua màng vải để loại bỏ cặn tế bào, thu dịch lọc chứa enzyme. | Đối với enzyme ngoại bào, dịch enzyme thô được thu bằng cách loại bỏ sinh khối tế bào. Đối với enzyme nội bào, dịch enzyme thô được thu từ sinh khối tế bào bằng các phương pháp phá vỡ tế bào khác nhau. |
Những giai đoạn trong quy trình sản xuất chế phẩm phytase tái tổ hợp tương ứng với năm giai đoạn cơ bản của quy trình sản xuất enzyme tái tổ hợp là:
Năm giai đoạn cơ bản của quy trình sản xuất enzyme tái tổ hợp | Giai đoạn tương ứng trong quy trình sản xuất chế phẩm phytase tái tổ hợp |
(1) Tạo dòng DNA tái tổ hợp mang gene mã hóa enzyme | Nhân gene mã hóa phytase từ nấm mốc A. niger bằng PCR và tách vector từ vi khuẩn E. coli → Tạo dòng DNA tái tổ hợp mang gene mã hóa phytase. |
(2) Chuyển DNA tái tổ hợp vào dòng tế bào chủ thích hợp cho biểu hiện gene | Chuyển DNA tái tổ hợp mang gene mã hóa phytase vào tế bào chủ biểu hiện gene (S. cerevisiae) → nuôi tăng sinh khối tế bào. |
(3) Biểu hiện gene và thu hồi enzyme tái tổ hợp | Kích hoạt biểu hiện gene → Thu hồi dịch nuôi cấy. |
(4) Tinh sạch enzyme tái tổ hợp | Tinh sạch enzyme bằng sắc kí ái lực. |
(5) Phối chế, đóng gói và bảo quản chế phẩm enzyme tái tổ hợp | Phối trộn phụ gia → Đóng gói tạo chế phẩm phytase tái tổ hợp. |
- Để sản xuất các enzyme có thể hoạt động trong điều kiện nhiệt độ cao thì cần sử dụng nhóm vi sinh vật ưa nhiệt vì các vi sinh vật ưa nhiệt có thể sống trong điều kiện nhiệt độ cao mà protein của chúng không bị biến tính (bất hoạt) tức là enzyme của chúng hoạt động được trong điều kiện nhiệt độ cao.
- Ví dụ: Các enzyme thuỷ phân tinh bột, lipid của các vi khuẩn ưa kiềm, chịu nhiệt được dùng trong công nghiệp giặt tẩy vì enzyme này có độ bền cao trong môi trường kiềm và nhiệt độ cao của quy trình giặt tẩy.
Vi sinh vật có nhiều lợi thế hơn so với động vật và thực vật khi dùng để sản xuất chế phẩm enzyme vì:
- Vi sinh vật sinh trưởng nhanh trong môi trường nuôi cấy nhân tạo giúp tăng hiệu suất sản xuất enzyme.
- Rất nhiều vi sinh vật sinh trưởng được trên các môi trường chỉ chứa nguồn carbon rẻ tiền và các khoáng chất đơn giản giúp tiết kiệm cho phí sản xuất.
- Vi sinh vật có nguồn enzyme phong phú, có những tính chất đặc biệt, phù hợp với các ứng dụng khác nhau của con người mà enzyme từ thực vật và động vật không có.
- Để khắc phục được sự hạn chế khi thu chế phẩm rennet từ dạ dày bê hoặc cừu non cần tìm ra một nguồn nguyên liệu sản xuất enzyme chymosin mới chứa lượng lớn enzyme này hơn, chi phí thấp hơn và không đối lập với nhu cầu khác của con người.
- Để bổ sung lượng enzyme chymosin cần cho sản xuất phô mai, công nghệ enzyme cần tạo ra một quy trình sản xuất mới cho hiệu quả sản xuất enzyme này cao hơn – quy trình sản xuất enzyme tái tổ hợp.
- Enzyme có thể được sản xuất từ 3 nguồn trong tự nhiên:
(1) – Tế bào, mô và cơ thể động vật
(2) – Tế bào, mô và cơ thể thực vật.
(3) – Vi sinh vật.
- Sản xuất enzyme tự nhiên cần thực hiện quy trình sản xuất gồm các bước cơ bản sau: Nuôi trồng và thu hoạch nguyên liệu sản xuất enzyme (động vật, thực vật hoặc vi sinh vật) → Trích li enzyme từ nguyên liệu → Tinh sạch enzyme → Phối chế, đóng gói và bảo quản chế phẩm enzyme.
- Cần sản xuất các chế phẩm enzyme tự nhiên nhằm đáp ứng nhu cầu sử dụng enzyme tự nhiên trong nhiều lĩnh vực như công nghiệp chế biến thực phẩm, mĩ phẩm, dược phẩm,…