Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
Ưu thế khi sử dụng vi sinh vật là tế bào chủ để sản xuất enzyme tái tổ hợp so với tế bào động vật và thực vật:
- Hệ gene của vi sinh vật nhỏ, nghiên cứu kĩ, dễ điều khiển sinh tổng hợp protein đích.
- Vector chuyển gene ở vi sinh vật rất đa dạng, sẵn có và được nghiên cứu đầy đủ hơn.
- Vi sinh vật sinh trưởng nhanh trong môi trường nuôi cấy nhân tạo, không đòi hỏi nguồn dinh dưỡng đắt tiền nên hiệu suất tổng hợp protein enzyme cao.
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.
- 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. |
Để thu được sinh khối để sản xuất các chế phẩm sinh học, người ta thường nuôi vi sinh vật trong môi trường nuôi cấy liên tục, do môi trường này luôn được bổ sung chất dinh dưỡng và loại bỏ chất thải, độc nên sinh khối vi sinh vật thu được nhiều, vi sinh vật không bị rơi vào pha suy vong nên hiệu quả cao trong sản xuất.
- 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 tốc độ trao đổi nhanh, sinh trưởng và sinh sản nhanh hơn so với thực vật và động vật là bởi vì:
- Kích thước của vi sinh vật rất nhỏ (tỉ lệ S/V lớn) dẫn đến khả năng trao đổi chất với môi trường nhanh đáp ứng nhu cầu về vật chất và năng lượng để vi sinh vật sinh trưởng, sinh sản.
- Ngoài ra, vi sinh vật cũng có cấu tạo đơn giản hơn cho với thực vật và động vật.
Chế phẩm enzyme protease dùng trong công nghiệp bột giặt và chất tẩy rửa khác so với chế phẩm enzyme protease dùng trong công nghiệp dược khác nhau về điều kiện hoạt động và chất lượng:
- Chế phẩm enzyme protease dùng trong công nghiệp bột giặt và chất tẩy rửa có thể hoạt động tốt trong điều kiện nhiệt độ cao, pH kiềm; nhưng có độ tinh sạch thấp hơn.
- Chế phẩm enzyme protease dùng trong công nghiệp dược hoạt động tốt trong môi trường cơ thể; có độ tinh sạch rất cao để đảm bảo tính hiệu quả và an toàn của thuốc.
Vi sinh vật nhân sơ (vi khuẩn) | Vi sinh vật nhân thực (vi nấm) |
- Chỉ sinh sản vô tính.
- Các hình thức sinh sản thường gặp gồm phân đôi, tạo túi bào tử vô tính, nảy chồi, hình thành nội bào tử. | - Sinh sản theo hai hình thức vô tính và hữu tính. - Các hình thức sinh sản thường gặp gồm sinh sản bằng bào tử vô tính hoặc bào tử tiếp hợp, nảy chồi. |
- Các yếu tố ảnh hưởng đến sự sinh trưởng của vi sinh vật:
+ Các yếu tố hóa học: Nguồn dinh dưỡng; các chất hóa học khác như nồng độ H+, các kim loại nặng,…
+ Các yếu tố vật lí: Nhiệt độ; độ ẩm; tia bức xạ (tia UV, tia X,…);…
+ Các yếu tố sinh học: Mối quan hệ giữa các vi sinh vật khác, các thực vật và động vật sống trong cùng môi trường với chúng.
+ Thuốc kháng sinh.
- Để hạn chế sự gây hại của vi sinh vật đối với lương thực ví dụ gạo, ngô, đỗ hoặc thực phẩm, cần điều chỉnh các yếu tố ảnh hưởng đến sự sinh trưởng của vi sinh vật để hạn chế sự sinh trưởng, sinh sản của những vi sinh vật gây hại. Ví dụ: Để bảo quản các loại hạt, người ta phơi khô và cất giữ ở nơi khô ráo; để bảo quản rau quả, người ta thường để ở điều kiện nhiệt độ thấp (tủ lạnh);…
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.