Nghiên Cứu Xây Dựng Quy Trình Công Nghệ Vi Sinh Sản Xuất Chế Phẩm Sinh Học Dùng Trong Chế Biến Thực Phẩm

• Tác giả: Nguyễn Thị Hoài Trâm
• Trường học: Viện Công nghiệp Thực phẩm
• Chuyên ngành: Công nghệ vi sinh
• Đề tài: Nghiên cứu xây dựng quy trình công nghệ vi sinh để sản xuất một số chế phẩm sinh học dùng trong công nghiệp chế biến thực phẩm
• Loại tài liệu: Báo cáo tổng kết khoa học và kỹ thuật
• Năm xuất bản: 2006
• Địa điểm: Hà Nội

• 1. Giới thiệu về carotenoit và β-caroten
• 1.1. Khái quát về carotenoit và β-caroten. Tính chất, chức năng và ứng dụng của β-caroten
• 1.2. Giới thiệu về nấm sợi Blakeslea trispora
• 1.2.1. Giới thiệu chung về nấm sợi Blakeslea trispora
• 1.2.2. Đặc điểm hình thái và sinh sản loài Blakeslea trispora
• 1.2.3. Quá trình tổng hợp β-caroten từ nấm sợi Blakeslea trispora
• 1.2.4. Ảnh hưởng của môi trường và điều kiện nuôi cấy tới quá trình sinh tổng hợp β-caroten của Blakeslea trispora
• 1.3. Vi nang và các phương pháp tạo vi nang
• 1.3.1. Giới thiệu về công nghệ vi nang hóa và vi nang
• 1.3.2. Các phương pháp tạo vi nang
• 1.3.3. Giới thiệu về chất hoạt động bề mặt sinh học glycolipit mannosylerythritol lipit (MELs)
• 1.4. Giới thiệu về dẫn xuất của axit amin S-adenosyl L-methionine (SAM)
• 1.4.1. Giới thiệu về SAM - Tính chất và công dụng
• 1.4.2. Các phương pháp tổng hợp SAM
• 1.4.3. Đặc điểm chung về nấm men Saccharomyces
• 2. Nguyên vật liệu và phương pháp nghiên cứu
• 2.1. Vi sinh vật và điều kiện nuôi cấy
• 2.1.1. Vi sinh vật và điều kiện nuôi cấy tổng hợp β-caroten
• 2.1.2. Vi sinh vật và điều kiện nuôi cấy tổng hợp MELs
• 2.1.3. Vi sinh vật và điều kiện nuôi cấy tổng hợp SAM
• 2.2. Phương pháp nghiên cứu
• 2.2.1. Các phương pháp xử lý dịch lên men, tách chiết sinh khối nấm sợi
• 2.2.2. Các phương pháp thu nhận, tách chiết, phân tích và tạo sản phẩm β-caroten từ nấm sợi Blakeslea trispora
• 2.2.3. Các phương pháp thu nhận, tách chiết, phân tích và tạo sản phẩm MELs từ nấm men Pseudozyma
• 2.2.4. Các phương pháp thu nhận, tách chiết, phân tích và tạo sản phẩm SAM từ nấm men Saccharomyces
• 2.2.5. Các phương pháp phân tích
• 2.2.6. Các phương pháp xử lý đất biến nấm sợi Blakeslea trispora tổng hợp β-caroten
• 2.3. Thiết bị sử dụng trong nghiên cứu, sản xuất thử nghiệm
• 3. Kết quả nghiên cứu, sản xuất và ứng dụng chất màu β-caroten từ nấm sợi Blakeslea trispora
• 3.1. Khảo sát, lựa chọn và nghiên cứu nâng cao hoạt tính tổng hợp β-caroten của các chủng nấm sợi Blakeslea trispora
• 3.2. Khảo sát khả năng phát triển và sinh tổng hợp β-caroten của các chủng nấm sợi Blakeslea trispora trên môi trường nhân giống và lên men cơ bản
• 3.3. Nghiên cứu ảnh hưởng thành phần môi trường và điều kiện nuôi cấy tới quá trình sinh tổng hợp β-caroten của các chủng Blakeslea trispora
• 3.4. Nghiên cứu nâng cao khả năng tổng hợp β-caroten của các chủng Blakeslea trispora bằng phương pháp xử lý đất biến
• 3.5. Kết quả nuôi cấy các chủng nấm sợi Blakeslea trispora trên môi trường và điều kiện nuôi cấy chuẩn lắc quy mô phòng thí nghiệm
• 3.6. Tìm các điều kiện công nghệ thích hợp để lên men quy mô phòng thí nghiệm và xưởng thực nghiệm thu nhận sinh khối nấm sợi giàu β-caroten
• 3.7. Nghiên cứu các điều kiện tách chiết, trích ly, tinh sạch, phân tích và tạo sản phẩm bột màu thực phẩm β-caroten từ nấm sợi Blakeslea trispora quy mô phòng thí nghiệm và xưởng thực nghiệm
• 3.8. Nghiên cứu ứng dụng chất màu β-caroten từ nấm sợi Blakeslea trispora trong chế biến, sản xuất một số loại bánh, bánh kem, kẹo quy mô phòng thí nghiệm và quy mô công nghiệp
• 4. Kết quả nghiên cứu, sản xuất và ứng dụng chất nhờ tường và hoạt động bề mặt glycolipids mannosylerythritol lipids (MELs)
• 4.1. Khảo sát lựa chọn và nghiên cứu nâng cao hoạt tính của các chủng giống nấm men sinh tổng hợp chuyển hóa glycolipids mannosylerythritol lipids (MELs)
• 4.2. Xác định đặc tính sinh lý sinh hóa của các chủng nấm men lựa chọn
• 4.3. Nghiên cứu điều kiện nâng cao hoạt tính các chủng giống nấm men sinh tổng hợp glycolipids mannosylerythritol lipids (MELs)
• 4.4. Tìm các điều kiện công nghệ thích hợp lên men sinh tổng hợp MELs quy mô máy lắc và quy mô 14 lít
• 4.5. Xác định điều kiện công nghệ thích hợp lên men tổng hợp MELs quy mô 500 lít
• 4.6. Tìm các điều kiện công nghệ, thiết bị thích hợp quy mô phòng thí nghiệm để tách chiết, tinh sạch, phân tích MELs
• 4.7. Hoàn thiện công nghệ và sản xuất MELs từ vi sinh vật quy mô xưởng thực nghiệm
• 4.8. Kiểm tra phân tích các chỉ tiêu chất lượng vệ sinh an toàn thực phẩm của sản phẩm MELs
• 4.9. Nghiên cứu ứng dụng MELs từ nấm men trong chế biến sản xuất một số bánh, bánh kem quy mô phòng thí nghiệm và quy mô công nghiệp
• 5. Kết quả nghiên cứu, sản xuất và ứng dụng S-adenosyl L-methionine (SAM) từ nấm men Saccharomyces cerevisiae
• 5.1. Khảo sát lựa chọn và nghiên cứu nâng cao hoạt tính tổng hợp S-adenosyl L-methionine (SAM) của các chủng nấm men Saccharomyces
• 5.2. Khảo sát khả năng tổng hợp SAM của một số chủng nấm men Saccharomyces
• 5.3. Nghiên cứu ảnh hưởng thành phần môi trường và điều kiện nuôi cấy nấm men Saccharomyces tổng hợp SAM trong điều kiện phòng thí nghiệm
• 5.4. Khảo sát ảnh hưởng thành phần môi trường và điều kiện thông khí trong nuôi cấy nấm men tổng hợp SAM
• 5.5. Tìm các điều kiện công nghệ thích hợp lên men quy mô phòng thí nghiệm và xưởng thực nghiệm thu nhận sinh khối nấm men chứa SAM
• 5.6. Nghiên cứu các điều kiện tách chiết, trích ly, tinh sạch, phân tích và tạo các sản phẩm chứa SAM từ nấm men quy mô phòng thí nghiệm và xưởng thực nghiệm
• 5.7. Hoàn thiện công nghệ và sản xuất chế phẩm chứa SAM từ nấm men Saccharomyces cerevisiae quy mô xưởng thực nghiệm
• 5.8. Phân tích, kiểm tra chất lượng vệ sinh an toàn thực phẩm của các sản phẩm chứa SAM
• 5.9. Nghiên cứu ứng dụng các chế phẩm chứa SAM từ nấm men trong chế biến, sản xuất một số loại bánh kem quy mô phòng thí nghiệm và quy mô công nghiệp
• Lời mở đầu
• Tài liệu tham khảo

I. Quy trình công nghệ vi sinh sản xuất chế phẩm sinh học

Quy trình công nghệ vi sinh là nền tảng để sản xuất các chế phẩm sinh học ứng dụng trong công nghiệp thực phẩm. Quy trình này bao gồm các bước từ lựa chọn vi sinh vật, nuôi cấy, lên men, đến tách chiết và tinh chế sản phẩm. Các chế phẩm sinh học như β-caroten, MELs, và SAM được sản xuất thông qua quy trình này, đảm bảo chất lượng và an toàn thực phẩm. Quy trình này không chỉ tối ưu hóa hiệu suất sản xuất mà còn đáp ứng các tiêu chuẩn vệ sinh an toàn thực phẩm.

1.1. Lựa chọn và nuôi cấy vi sinh vật

Việc lựa chọn vi sinh vật phù hợp là bước đầu tiên trong quy trình công nghệ vi sinh. Các chủng nấm sợi như Blakeslea trispora và nấm men như Pseudozyma antarctica được sử dụng để tổng hợp các hợp chất sinh học. Quá trình nuôi cấy được thực hiện trong các điều kiện tối ưu về nhiệt độ, pH, và dinh dưỡng để đạt hiệu suất cao nhất.

1.2. Quá trình lên men và tách chiết

Quá trình lên men được thực hiện trong các thiết bị chuyên dụng như bình lên men và hệ thống thùng lên men. Sau quá trình lên men, các sản phẩm được tách chiết và tinh chế bằng các phương pháp như sắc ký lỏng cao áp (HPLC) và sắc ký cột. Các phương pháp này đảm bảo độ tinh khiết và chất lượng của sản phẩm.

II. Ứng dụng công nghệ vi sinh trong công nghiệp thực phẩm

Công nghệ vi sinh đã được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp thực phẩm để sản xuất các chế phẩm sinh học như β-caroten, MELs, và SAM. Các sản phẩm này không chỉ thay thế các chất tổng hợp hóa học mà còn mang lại lợi ích sức khỏe cho người tiêu dùng. Ứng dụng công nghệ vi sinh giúp nâng cao chất lượng và giá trị dinh dưỡng của thực phẩm.

2.1. Sản xuất β caroten từ nấm sợi Blakeslea trispora

β-caroten được sản xuất từ nấm sợi Blakeslea trispora thông qua quy trình lên men hiếu khí. Sản phẩm này được sử dụng làm chất màu tự nhiên trong các sản phẩm thực phẩm như bánh kẹo, thay thế các chất màu tổng hợp độc hại. Quy trình sản xuất đã được tối ưu hóa để đạt hiệu suất cao và đảm bảo chất lượng.

2.2. Sản xuất MELs từ nấm men Pseudozyma antarctica

MELs là chất nhũ hóa và hoạt động bề mặt sinh học được sản xuất từ nấm men Pseudozyma antarctica. Sản phẩm này được ứng dụng trong sản xuất bánh kẹo và các sản phẩm thực phẩm khác, thay thế các chất nhũ hóa hóa học. Quy trình sản xuất MELs đã được nghiên cứu và tối ưu hóa để đạt hiệu suất cao.

III. Tối ưu hóa quy trình sản xuất và đảm bảo chất lượng

Tối ưu hóa quy trình sản xuất là yếu tố quan trọng để nâng cao hiệu suất và chất lượng của các chế phẩm sinh học. Các phương pháp như xử lý đột biến, tối ưu hóa môi trường nuôi cấy, và sử dụng các thiết bị hiện đại đã được áp dụng. Đảm bảo chất lượng thực phẩm là mục tiêu hàng đầu trong quy trình sản xuất, đáp ứng các tiêu chuẩn vệ sinh an toàn thực phẩm.

3.1. Xử lý đột biến và tối ưu hóa môi trường

Phương pháp xử lý đột biến bằng hóa chất đã được áp dụng để nâng cao khả năng tổng hợp β-caroten của nấm sợi Blakeslea trispora. Môi trường nuôi cấy cũng được tối ưu hóa về thành phần dinh dưỡng và điều kiện nuôi cấy để đạt hiệu suất cao nhất.

3.2. Kiểm tra chất lượng và vệ sinh an toàn thực phẩm

Các sản phẩm được kiểm tra chất lượng và vệ sinh an toàn thực phẩm thông qua các phương pháp phân tích hiện đại như sắc ký lỏng cao áp (HPLC) và quang phổ hấp thụ nguyên tử. Các chỉ tiêu chất lượng và vệ sinh an toàn thực phẩm được đảm bảo để đáp ứng các tiêu chuẩn quốc tế.