nhập môn công nghệ sinh học

NHẬP MÔN
CÔNG NGHỆ SINH HỌC

1


Lĩnh vực ứng dụng: dược
phẩm, chăm sóc sức khỏe, chế
biến thực phẩm, công nghệ lên
men, chăn nuôi, trồng trọt, năng
lượng, môi trường, công cụ chẩn
đoán

Kỹ thuật di truyền, kỹ thuật
protein, hóa miễn dịch, nuôi cấy
tế bào, công nghệ quá trình sinh
học
Các lĩnh vực nền tảng: Sinh lý
động thực vật, sinh học phân tử,
sinh học tế bào, miễn dịch học,
vi sinh vật học, sinh hóa, di
truyền học, kỹ thuật hóa học 2


GIỚI THIỆU
NỘI DUNG
“White” biotechnology

Thực phẩm lên men
Enzyme công nghiệp & ứng dụng
CNSH trong xử lý môi trường

Nhiên liệu sinh học

“Red” biotechnology

Các chất kháng sinh
Vaccine
Nuôi cấy tế bào động vật
Test kit

“Green” biotechnology

Nuôi cấy mô thực vật
Cây trồng biến đổi gene
Sản phẩm thứ cấp từ nuôi cấy TB thực vật
Phân bón, thuốc trừ sâu sinh học

3


GIỚI THIỆU
TÀI LiỆU THAM KHẢO
1. Phạm Thành Hổ. 2005. Nhập môn công nghệ sinh học. NXB
Giáo dục, Hà Nội.
2. Kiều Hữu Ảnh. 1999. Giáo trình vi sinh vật học công nghiệp.
NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội.
3. Phạm Văn Ty, Vũ Nguyên Thành. 2006. Công nghệ sinh học
T5: Công nghệ vi sinh và môi trường. NXB Giáo dục, Hà Nội.
4. Okafor, N. 2007. Industrial microbiology and biotechnology.
Science Publishers.

4


THỰC PHẨM LÊN MEN
Quá trình sản xuất thực phẩm
Nguyên liệu

Sản phẩm

Các quá trình

Phụ phẩm
- Gia nhiệt

- Sấy

- Trích ly
- Cô đặc

- Lên men
- Đóng hộp

- Ép đùn

- Thanh trùng
-…

5

THỰC PHẨM LÊN MEN


THỰC PHẨM LÊN MEN

Một số đặc điểm của quá trình lên men truyền th
- Quá trình lên men thường được thực hiện bởi
nhiều nhóm VSV
- Quá trình lên men có thể trải qua nhiều giai
đoạn với những nhóm VSV khác nhau chiếm ưu
thế
- Sử dụng nhiều cơ chất khác nhau theo thứ tự ưu
tiên
- Có thể có các quan hệ cộng sinh hoặc đối kháng
giữa các nhóm VSV thực hiện quá trình lên men


THỰC PHẨM LÊN MEN
Ý nghĩa của quá trình lên men thực
phẩm:
 Tạo ra sản phẩm thực phẩm lên men với các
tính chất đặc trưng
 Tăng giá trị dinh dưỡng
 Tăng thời gian bảo quản


THỰC PHẨM LÊN MEN
Tăng giá trị dinh dưỡng: giảm HL phytate

THỰC PHẨM LÊN MEN
Tăng chất lượng và thời gian bảo quản: Sử dụng
chủng giống có khả năng tạo nisin (kháng sinh
peptide) hạn chế quá trình tạo thành khí và nặng
mùi của phô mai do VK Clostridium tyrobutyricum


THỰC PHẨM LÊN MEN
Phân loại thực phẩm lên men:
 Theo quy mô: sản xuất theo quy mô công
nghiệp hoặc truyền thống
 Theo nguyên liệu: sản phẩm lên men từ
thịt, thủy sản, ngũ cốc, các cây họ đậu
 Theo đối tượng thực hiện: sản phẩm lên
men nhờ vi khuẩn, nấm mốc, nấm men


THỰC PHẨM LÊN MEN
Sản xuất và tiêu thụ một số sản phẩm lên
men ở Mỹ (số liệu 2001-2004)


THỰC PHẨM LÊN MEN
So sánh công nghệ lên men truyền thồng & hiện đại


THỰC PHẨM LÊN MEN
Nghiên cứu & phát triển bia
 Bia chứa ít năng lượng (<120 cal/340 ml):
thủy phân và lên men triệt để carbohydrate,

giảm nồng độ cồn.
 Bia không cồn (ethanol < 0,5%): áp dụng
quá trình lọc thẩm tích (dialysis) hoặc thẩm
thấu ngược (reverse osmosis)


THỰC PHẨM LÊN MEN
Nghiên cứu & phát triển bia
 Bia độ cồn cao: hạ nhiệt độ bia < - 4oC, loại
bỏ đá  bia có độ cồn cao hơn, hương vị đậm
đà hơn.
 Quá trình lên men tỷ trọng cao (highgravity fermentation): lên men dịch đường
hóa có tỷ trọng lớn hơn bình thường (đậm
đặc hơn!)  nấm men chịu đựng áp suất
thẩm thấu & nồng độ cồn cao hơn,  tăng
công suất, tăng hiệu quả sử dụng thiết bị.


THỰC PHẨM LÊN MEN
Nghiên cứu & phát triển bia
Một vài cố gắng cải thiện giống nấm men:
- Chuyển gene mã hóa glucoamylase  lên
men triệt để dextrin  bia ít năng lượng
- Chuyển gene mã hóa β-glucanase thủy phân
β-glucan (có trong malt, tác nhân làm đục bia, tạo
mùi hắc, làm cản trở quá trình lọc trong).


THỰC PHẨM LÊN MEN
Nghiên cứu & phát triển bia

THỰC PHẨM LÊN MEN
Nghiên cứu & phát triển nước mắm
Cá + muối

Dịch cá

Ủ (2 ngày)

Lên men
(6-12 thg)

Chượp chín

Nước muối

Bã

Chiết rút

Bã chượp

Lên men
lần 2

Nước
mắm cốt

Phối trộn

Dịch nước
mắm

Nước mắm
thành phẩm


THỰC PHẨM LÊN MEN
Nghiên cứu & phát triển nước mắm
- Bổ sung enzyme
- Tăng nhiệt độ
- Giảm độ mặn
- Bổ sung acid
- Áp dụng các kỹ thuật lên men hiện đại


ENZYME CÔNG NGHIỆP

Doanh số ước tính của enzyme công nghiệp
năm 2010 khoảng 2,3 tỷ USD: bột giặt 34%,
thực phẩm 27%, nông nghiệp & chăn nuôi
16%, khác 10%.
Hơn 60% enzyme trên thị trường là protein tái tổ hợp


ENZYME CÔNG NGHIỆP
MỘT SỐ ENZYME CÔNG NGHIỆP

ENZYME CÔNG NGHIỆP
MỘT SỐ ENZYME CÔNG NGHIỆP


ENZYME CÔNG NGHIỆP
MỘT SỐ ENZYME CÔNG NGHIỆP


ENZYME CÔNG NGHIỆP
Ứng dụng của enzyme trong sản xuất
nước quả


ENZYME CÔNG NGHIỆP
Ứng dụng của
enzyme trong
chế biến tinh
bột