Vai trò của vi sinh vật trong sản xuất enzyme proteaza

MỤC LỤC

• Phần 1: Đặt vấn đề
Phần 2: Nôị dung
I- Ứng dụng của enzym protease
II- Sinh tổng hợp enzym protease
III- Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sinh tổng hợp
IV- Phương pháp thu chế phẩm enzym protease từ vi
sinh vật
Phần 3: Kết luận

TÀI LIỆU:
1- Công nghệ vi sinh vật
2- Công nghệ sinh học
3- Hoá sinh công nghiệp
4- Bài giảng vi sinh vật


PHẦN 1. ĐẶT VẤN ĐỀ
•

Enzyme là những chất xúc tác hữu cơ có
tính đặc hiệu cao,điều chỉnh vận tốc và sự
chuyển hoá hàng ngàn phản ứng hoá học xảy
ra trong sinh chất. Enzyme rất có ích cho con
người trong việc nghiên cứu và sử dụng
chúng để giải quyết những vấn dề quan trọng
cả khoa học, công nghiệp và kinh tế quốc dân.
•
Các Enzym vẫn bảo tồn được tính chất và
khả năng xúc tác của mình khi tách triết ra ở

dạng chế phẩm khô. sự ra đời của ngành công
nghiệp sản xuất chế phẩm Enzyme gắn liền
với những yêu cầu thúc bách của thực tiễn
sản xuất.


• Đến nay nền công nghiệp sản xuất Enzyme có
ngững bước tiến khổng lồ xuất hiện nhiều
máy sản xuất các loại chế phẩm Enzyme khác
nhau.
• Một trong những nhân tố quan trọng nhất có
tác động thúc đẩy sự phát triển của ngành
công nghiệp chế phẩm Enzyme là sự hiểu biết
và nghiên cứu về các nhân tố ảnh hưởng tới
quá trình sinh tổng hợp enzym đặc biệt là ảnh
hưởng của vi sinh vật.


PHẦN 2. NỘI DUNG
I- ỨNG DỤNG CỦA PROTERASE
TỪ VI SINH VẬT.


1- Đặc điểm của nguồn proterase
từ vi sinh vật.
• Là nhóm Enzyme thuỷ phân liên kết peptide,
peptone.
• Có tính đặc hiệu tương đối rộng.
• Sự phân huỷ các peptide có phân tử nhỏ này
(peptone, polypeptide) thành các acid amin tự do

dưới tác dụng của peptidease. Các peptidease có
tính đặc hiệu hẹp hơn, chúng chỉ tác dụng lên các
lien kết peptide ở những vị trí nhất định.
• Proterase nấm mốc có khoảng hoạt động hẹp hơn so
với proterase động vật và vi khẩn.
Proterase vi khuẩn hoạt động ở vùng pH từ 7-8.
Có 3 loại: acid hoạt động ở vùng pH=2.5-3.
trung tính hoạt động ở pH=6=7.5
kiềm tính hoạt động ở pH=8-11


2-Ứng dụng
• Các chế phẩm proterase có nhiều ứng dụng rộng
rãi trong các ngành khác nhau.Các ứng dụng cụ
thể
• Trong mỗi ngành công nghiệp Enzyme proterase có
những ứng dụng riêng trong quá trình bảo quản và
chế biến.
Proterase nói chung để nâng cao giá trị dinh
dưỡng của thịt cá, thuỷ phân protein của sữa để
chế biến những món ăn kiêng đặc biệt và được sử
dụng trong ngành thuộc da, bột giặt, phim ảnh, tơ
sợi, len dạ, cũng như trong y học, protein trong
sinh vật có thể sử dụng cùng với amylase trong
sản xuất thức ăn gia súc.


Enzim được sử dụng

â

Lĩnh vực

thịt
CN chế biến cá
CN bánh mì và bánh kẹo
Sản xuất bia
Sản xuất sữa khô và bột
trứng
CN hương phẩm và mĩ
phẩm
CN dệt
CN

Của

Của

thực
vật

nấm
mốc

+
+

+
+
+

+
+
+
+
+
+

Động
vật
+

Của

vi
khuẩn

+
+
+
+
+
+
+


II- Sinh tổng hợp Enzyme
proterase.
• Enzyme nói chung và Enzyme proterase nói riêng đều là
những protein. Vì vậy hiểu rõ quá trình sinh tổng hợp potein
trong tế bào đồng thời kkhám phá ra cơ chế tổng hợp Enzyme.

• Cơ chế tổng hợp gồm 4 giai đoạn:
+ Giai đoạn 1: hoạt hoá acid amin.
+ Giai đoạn 2: Vận tải acid amin đã được hoạt
hoá
đến riboxom.
+ Giai đoạn 3: Xếp đặt và phối tác các amin đã được hoạt
hoá theo 1 trật tự đã cho trên khuân mARN hoàn thành liên két
peptide.
+ Giai đoạn 4: Giải phóng mạch polypeptide thiết lập cấu
trúc không gian.


III-Các yếu tố ảnh hưởng đến sinh tổng hợp
Enzyme protease.a
1-Tuyển lựa và chọn giống các chủng vi sinh vật
có hoạt lực Enzyme cao.
Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến sự tạo thành
Enzyme protease và hiệu suất thu hồi Enzyme
protease… song đặc điểm và các tính chất sinh
lý sinh hoá của vi sinh vật có ý nghĩa quyết
định.
a- vai trò của vi sinh vật
vi sinh vật là nguồn nguyên liệu vô tận để
sản xuất enzym protease
-hệ vi sinh vật sản xuất enzim protease vô
cùng phong phú.
- hệ vi sinh vật có thể đồng hoá bất kỳ một chất
nào trong thiên nhiên.

Enzim protease của vi sinh vật có hoạt tính
rất mạnh, vượt xa các vi sinh vật khác.
Ưu việt lớn của sự thu enzim protease từ vi
sinh vật là có khả năng đột biến, lựa chọn giống
tạo ra chủng sinh enzym protease có hoạt lực
cao.
Khi tổng hợp Enzyme protease phải chọn vi
sinh vật có hoạt lực cao nhất, đặc điểm về sinh lý
và sinh thái của vi sinh vật.
Trong những năm gần đây người ta thu
được biến chủng Aspergillus có hoạt độ protease
cao hơn 2-3 lần chủng ban đầu….


• Các công trình tiến hành dể tuyển lựa và
chọn giống vi sinh vật có hoạt lực cao là cơ
sở để tạo nên nền công nghiệp sản xuất
Enzyme protease.
• Ngoài việc chọn giống vi sinh vật có khả
năng tổng hợp các hệ Enzyme protease hoạt
động cao cần phải đồng thời tiến hành nuôi
cấy chúng trong các điều kiện tối ưu nhằm
đảm bảo khả năng sinh tổng hợp của chúng
và duy trì hoạt độ cao của Enzyme protease.


2-Ảnh hưởng của các cấu tử với môi trường dinh
dưỡng
• a-Thành phần môi trường dinh dưỡng.
• Phải có độ hoàn thiện đảm bảo sự sinh trưởng bình thường

của vi sinh vật và Emzyme protease. Nguồn cung cấp các
hợp chất: C, N, H, O và các chất khoáng:Mg, Ca,P,S,K,….
• Đối với đa số các sinh vật glucid là nguồn cacbon tốt nhất.
• Ngoài ra còn có chất béo, acid, rượu cũng có thể là nguồn
cacbon cho môi trường nuôi cấy vi sinh vật tạo Enzyme
protease.
• Nguồn N đối với vi sinh vật cho Enzyme protease có thể là
các hợp chất hữu cơ phức tạp dịch thuỷ phân của chúng
và muối vô cơ.
• Sự có mặt của các nguyên tố vô cơ đa lượng và vi lượng
ảnh hưởng đến sinh tổng hợp Enzyme
VD: Fe, S…


b-Cấu tử của môi trường.
•

Các cấu tử của môi trường là nhừng
nhân tố cơ bản ảnh hưởng đến sinh tổng
hợp Enzyme protease.

• Do đó có thể điều chỉnh sinh tổng hợp
Enzyme protease cần thiết bằng cách chọn
môi trường dinh dưỡng có thành phần định
tính và định lượng phù hợp nhất.


IV- Phương pháp thu chế phẩm Enzyme
protease.
Để thu được nguồn Enzyme protein dồi

dào từ vi sinh vật, người ta phải tiến hành nuôi
cấy chúng. Có 2 phương pháp:
1. Phương pháp nuôi cấy bề mặt.
Cho vi sinh vật phát triển và bao phủ trên
bề mặt các hạt chất rắn, đã được làm ẩm, dùng
làm môi trường(cám gạo,mì…)
Ở 1 số Aspergillus sự tạo thành lượng
Enzyme protein tối đa sẽ trùng với sự bắt đầu
tạo ra đỉnh bào tử, do đó cho ngừng quá trình
phát triển vào lúc này là thích hợp.
.


• Với nấm mốc chia làm 3 giai đoạn:10-14h đầu
trương đỉnh bào tử và bắt đầu mọc nấm; 1418h hệ nấm bắt đầu phát triển nhanh; kéo dài
10-20h trao đổi chất giảm tuỳ điều kiện mà
ngừng tạo Enzyme protease.
• Việc tăng nhiệt độ lên do hô hấp giữa thời kỳ
phát triển mạnh mẽ của nấm sẽ có ảnh hưởng
khác nhau đén sự tạo ra các Enzyme protease.
• Tạo Enzyme protease thì không cho phép nhiệt
độ tăng quá 30oC vì hoạt độ của proterin bị
giảm đi 2 lần và giảm hơn nữa nếu không duy
trì được ở nhiệt độ tối ưu.


2- Phương pháp nuôi cấy bề sâu.
Vi sinh vật phát triển trong môi trường lỏng;
chứa tinh bột, các dạng bột và vật liệu khác làm
nguồn cacbon.

VD:Nuôi cấy Aspergillusozae trong môi trường
tổng hợp có tinh bột và Nitrat.
Khi nuôi cấy các vi sinh vật hiếu khí việc tạo
chế độ hiếu khí tối ưu có snhr hưởng đến mức độ
và vận tốc hình thành nên Enzyme protease như ở
Aspergillus khi hàm lượng oxy hoà tan thì lượng
protease tạo ra tăng lên.


Khái quát sơ đồ qui trình sản xuất Enzyme protease:
Nguyên liệu
↓
Chuẩn bị môi trường
↓
Nuôi cấy ← Giống vi sinh vật
↓
Tách Enzyme
↓
Tinh chế
↓
Enzyme tinh khiết
Khi môi trường nuôi cây vi sinh vật thuận lợi cho
vi sinh vật sinh trưởng và phát triển thì càng tạo ra
emzym protease có hoạt lực càng cao.


PHẦN 3: KẾT LUẬN
• Việc ứng dụng Enzyme nói chung và Enzyme
protease nói riêng trong sản xuất có ý nghĩa
lớn trong các ngành công nghệ thực phẩm, y

học… Do đó vi sinh vật sinh protease là yếu
tố quyết định ảnh hưởng đến việc sản xuất
Enzyme protease.
• Để thu được Ezyme protease có hoạt lực cao
và độ tinh khiết cao trong quá trình sản xuất
cần chú trọng các yếu tố ảnh hưởng đến quá
trình nuôi cấy vi sinh vật và thu Enzyme.


ĐỀ NGHỊ
•

Chú trọng đến nguồn cung cấp nguuyên
liệu, cải thiện nguồn nguyên liệu bằng
phương pháp gây đột biến gen để thu được
Enzym có hoạt lực cao và lượng sinh khối
lớn.
•
Tiếp tục nghiên cứu cải thiện phương
pháp thu Enzyme đạt độ tinh khiết cao.