Tài liệu Bài tiểu luận ứng dụng công nghệ sinh học trong công nghiệp

TRƯỜNG ĐẠI HỌC HOA LƯ LỚP LIÊN THÔNG SINH D1 HỆ VỪA HỌC VỪA LÀM Bài tiểu luận ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ SINH HỌC TRONG CÔNG NGHIỆP Giáo viên hướng dẫn: Bùi Thị Phương Thành viên nhóm: Phạm Thị Bích Phương Lại Thị Bình Phạm Thị Thu Nguyễn Thị Lựu Đinh Thị Phương Thảo Phần I: Các quy trình công nghệ sinh học sử dụng trong công nghiệp Phần II: Ứng dụng trong công nghiệp thực phẩm Phần III: Ứng dụng trong công nghiệp năng lượng Phần I: Quy trình công nghệ sinh học sử dụng trong công nghiệp QUY TRÌNH LÊN MEN Nhìn chung, quy trình lên men gồm 3 giai đoạn chính : Chuẩn bị trước lên men (Upstream) : gồm 2 nhóm công đoạn : chuẩn bị nguyên liệu và chuẩn bị vi sinh vật. Đối với nguyên liệu thô, ta cần phải làm sạch, nghiền nhỏ, chuyển thành dạng dung dịch. Đối với vi sinh vật, ta cần phải chuẩn bị một lượng phù hợp với thể tích làm việc của thiết bị lên men. Điều này gồm nhân giống qua một số bước. Các bước đầu tiên được thực hiện trong phòng thí nghiệm. Bước cuối cùng có thể phải thực hiện tại các thiết bị lên men cỡ nhỏ (pilot). Lên men thực hiện trên một thiết bị lên men chuyên dụng. Xử lý sau lên men (Downstream) : Sau khi kết thúc quá trình lên men, ta thu nhận được dịch lên men. Dịch này sẽ được tiếp tục xử lý qua một số công đoạn như : lọc : để loại các tạp chất không tan,chuyển về dạng phù hợp (thí dụ chuyển từ dạng axit sang dạng muối), tinh chế : loại các tạp chất tan trong dịch lên men, kết tinh : chuyển sản phẩm từ dạng tan sang dạng không tan, ly tâm : tách riêng sản phẩm (ở dạng rắn) khỏi dịch lên men, sấy : tách bớt nước có trong sản phẩm, trích ly, chưng cất, . . . CÁC SẢN PHẨM CĂN BẢN CỦA CÔNG NGHỆ LÊN MEN ỨNG DỤNG TRONG CÔNG NGHIỆP SINH KHỐI VI SINH VẬT: Gồm giống ban đầu cho sản xuất nấm men bánh mì và men chăn nuôi, vaccine, protein đơn bào, phân vi sinh, chế phẩm diệt côn trùng, probiotic ENZYME VI SINH VẬT: Amyloglicosidase,glucose isomerase, glucose oxidase, cellulase, hemicellulase, pectinase, invertase... CÁC SẢN PHẨM TRAO ĐỔI CHẤT: gồm các sản phẩm sơ cấp và thứ cấp. Các sản phẩm sơ cấp gồm: rượu, bia, aminoacid, acid hữu cơ, vitamin... Các sản phẩm thứ cấp gồm: thuốc kháng sinh, lipid VSV, sidephore, các chất tăng trưởng và các chất có hoạt tính sinh học SẢN PHẨM TÁI TỔ HỢP GEN: Các r-protein và các sản phẩ khác được tạo ra nhờ tế bào VSV chuyển gen SẢN PHẨM CỦA CHUYỂN HÓA SINH HỌC: gồm các steroid, vitaminC, acrylamide,...được sản xuất bằng tế bào VSV hoặc enzym CÁC BYOPOLYMER VÀ BIOSURFACTANT: Các polysacchride ngoại bào như xathan, gellan, alginat vi sinh, celluose vi khuẩn,...và các sản phẩm hoạt động bề mặt được sản xuất bằng công nghệ lên men Phần II: Ứng dụng trong công nghiệp thực phẩm THỰC PHẨM LÊN MEN TỪ THỦY SẢN + Nước mắm được sản xuất bằng cách ủ cá với lượng muối cao ( nhằm ức chế hoạt động của vi khuẩn có hại) cùng với những vi khuẩn có sẵn trong ruột cá sự đảo trộn. Và phụ gia đặc biệt làm mất mùi tanh của cá đó là thính gạo + Có ba nhóm enzyme chính tham gia trong quá trình sản xuất nước mắm Hệ enzym Metaloprotease (Aminodipeptidase), Hệ enzym serin-protease, Hệ enzym acid-protease Các loại mắm truyền thống làm bằng phương pháp chế biến kết hợp việc ướp muối thủy sản với quá trình lên men trong một thời gian nhất dịnh và trong điều kiện thích hợp sản phẩm sẽ phân giải ngấu chín mắm tạo ra mùi vị đặc trưng và có thể tồn trữ lâu dài Với một số nguyên liệu khác quy trình sản xuất khác tạo ra các sản phẩm có dạng sền sệt hặc bột nhão như mắm tôm, mắm ruốc, mắm moi, mắm cáy… Một số loại thủy sản được muối chua nhờ giấm, ớt có thành phẩm giữ hình dạng nguyên liệu ban đầu như: Mắm ba khía, tôm chua, mắm cá thu… CÁC LOẠI LÊN MEN THỰC PHẨM CỔ TRUYỀN KHÁC CÁC LOẠI DƯA CHUA Các loại dưa muối làm từ rau quả tươi: dưa cải, dưa hành, cà muối, kim chi … với vị chua được tạo ra do lên men lactic có sự tham gia của các nhóm vsv Bacterium brassicae acid, lactobacillus cucumeris.pediococcus cerevisiae…  Sung muối  Hành muối  Dưa rau muống  Dưa củ cải   Dưa rau giá Kim chi  Dưa chuột muối  Dưa cải đức Việc bảo quản các loại quả còn được ngâm đường để ức chế hoạt động vi khuẩn  Dâu ngâm  Quất ngâm  Chanh đào CÁC SẢN PHẨM LÊN MEN TỪ SỮA SỮA CHUA VÀ PHÔ MAI  Vị chua của các loại sữa chua được tạo ra nhờ sự lên men lactic của các vi khuẩn thuộc chi lactocbacillus , streptococcus…  Trong sản xuất pho mat protein casein của sữa được lên men bằng vi khuẩn lactic và nấm mốc CÁC SẢN PHẨM LÊN MEN TỪ ĐẬU NÀNH Ở nước ta có 2 loại sản phẩm chủ yếu là tương và chao Sự lên men chủ yếu do chủng nấm mốc như aspergillus oryzae, mucor…các protease nấm mốc phân hủy protein đậu nành thành các sản phẩm dễ tiêu và có hương vị đặc trưng.  Các chủng vi sinh vật tham gia asperghillus oryzae, lactobacillus delbruckii…   Tempeh là món ăn truyền thống bằng đậu nành xuất xứ từ Indonesia, qua công thức lên men để đóng thành bánh, nó cung cấp chất đạm thay thịt cá  Miso cũng là một trong những sản phẩm lên men từ đậu nành CÁC SẢN PHẨM TỪ THỊT    Nem chua là hỗn hợp thịt heo tươi trộn đường được gói trong lá và diễn ra sự lên men lactic tạo vị chua Trong quá trình ủ chua các protease vsv thuỷ giải một phần protein Các chủng vsv tham gia là lactobactecillus, streptococcus lactic  Các loại thịt có thể được bảo quản và sử dụng lâu hơn nhờ phương pháp hút chân không và bảo quản lạnh để hạn chế tối đa sự xâm nhập của vi khuẩn có hại, vsv phân hủy CÁC SẢN PHẨM MỚI CỦA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Các chất ngọt ít năng lượng thay đường, các sản phẩm chức năng Aspartame (thành phần của chất tạo ngọt nhãn hiệu Equal và NutraSweet) Sucralose (Splenda) Ngọt hơn đường mía 600 lần Được sử dụng trong nhiều loại thực phẩm dành cho người ăn kiêng, kẹo cao su, món tráng miệng đông lạnh làm từ sữa, các loại nước ép trái cây và gelatin Có thể được thêm trực tiếp vào thức ăn Saccharin (Sweet ‘N Low, Sweet Twin, NectaSweet) Ngọt hơn đường mía 200700 lần. Được sử dụng trong nhiều loại thực phẩm và thức uống dành cho người ăn kiêng. Có thể có dư vị đắng hoặc dư vị kim loại trong một số chất lỏng. Không được sử dụng trong quá trình nấu nướng Được FDA cấp phép lưu hành Stevia (Truvia, Pure Via, Sun Crystals) Chất tạo ngọt không sinh năng lượng có nguồn gốc từ thực vật Làm từ cây cỏ ngọt (Stevia rebaudiana), loài cây được trồng để lấy lá có vị ngọt Tên thường gọi bao gồm lá ngọt (sweetleaf, sweet leaf), lá đường (sugarleaf), hay chỉ đơn giản là stevia Chiết xuất từ cây rebaudiana được phê duyệt sử dụng như một phụ gia thực phẩm. Nó còn được coi là vi chất bổ sung vào thực phẩm (dietary supplement) Acesulfame K (Sunett và Sweet One) Chất tạo ngọt nhân tạo Là chất bền với nhiệt, do đó có thể được sử dụng trong quá trình nấu nướng Chất tạo ngọt này có thể được thêm trực tiếp vào thưc ăn. Nó được bán phổ biến dưới tên Sweet One. Được sử dụng cùng với các chất ngọt khác, chẳng hạn như saccharin, trong đồ uống có ga có hàm lượng calo thấp và các sản phẩm khác. Được FDA cấp phép lưu hành