Download miễn phí Đề tài Gellan gum và ứng dụng
- Nhân giống là quá trình tăng dung tích, dịch chứa sinh khối qua nhiều cấp. Mỗi cấp nhân giống thường tăng dung khối từ 10-15 lần. Cứ làm như vậy cho đến khi toàn bộ dung tích đủ để tiến hành quá trình lên men.
- Khi nhân giống giai đoạn phòng thí nghiệm, người ta sử dụng các công cụ thủy tinh như ống nghiệm, erlen với các dung tích 750 ml, 1l, 2l kết hợp với tủ ấm, tủ lắc điều nhiệt. Do thể tích môi trường nhỏ nên việc sử dụng máy lắc có thể đảm bảo được sự đồng nhất trong canh trường nuôi và cung cấp đầy đủ oxy cho sự sinh trưởng, phát triển của nhóm vi sinh vật hiếu khí.
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
tan trong nước tạo gel, không tan trong ethanol.Gellan là exopolysaccharide được tách từ quá trình lên men tĩnh, hiếu khí của vi khuẩn Sphingomonas paucimobilis.
Cấu tạo của một đơn vị lặp lại dưới dạng mạch thẳng của gellan gồm :
β-1,3- D-glucose
β-1,4-D-glucuronic acid Tỉ lệ 2:1:1
α-1,4- L-rhamnose
Phân loại: Dựa vào hàm lượng acyl, người ta phân loại Gellan thành 2 loại:
High acyl gellan ( native gellan).
Low acyl gellan: Deacylated gellan.
Gellan với những hàm lượng acyl khác nhau sẽ cho ra những gel có tính chất khác nhau. Gellan tự nhiên cho ra gel mềm, đàn hồi , thuận nghịch nhiệt và yếu do nhiều nhóm acetyl và glyceryl ngăn chặn sự liên kết chặt chẽ giữa các chuỗi polymer của gellan trong việc hình thành nhiều chuỗi xoắn ốc, và ngăn cản sự gói chặt chuỗi xoắn đôi bằng liên kết ngang. Quá trình deacyl hóa gellan cho ra gel chắc, giòn và thuận nghịch nhiệt do sự vắng mặt của nhiều nhóm acetyl và glyceryl.
Hình 1: Công thức cấu tạo của native gellan
Hình 2: Công thức cấu tạo của Low acyl gellan
Cơ chế tạo gel của Gellan
Hình 3: Cơ chế tạo gel của gellan.
Khi ở nhiệt độ cao, gellan tồn tại dưới dạng những sợi cuộn. Khi hạ nhiệt độ xuống, các sợi duỗi ra và xoắn kép với nhau tạo ra sợi kép. Và các sợi kép này tiếp tục liên kết với nhau tạo nên các tinh thể gellan.
Sự hình thành gel của gellan xảy ra nhanh chóng khi nâng và hạ nhiệt độ của dung dịch gellan với sự có mặt của các cation. Ở nhiệt độ thấp, các sợi kép của gellan sẽ hình thành những vòng xoắn có trật tự, trong khi ở nhiệt độ cao xuất hiện các polysaccharide dạng sợi đơn làm giảm độ nhớt của dung dịch. Nhiệt độ chuyển tiếp là khoảng 30 - 350C. Dưới nhiệt độ chuyển tiếp, cấu trúc của dịch trở nên cứng dần và kết quả là hình thành gel. Các sợi xoắn liên kết với nhau bằng các mối nối và hình thành nên mạng lưới không gian ba chiều bằng cách tạo phức hợp với các cation và liên kết hydro với nước. Sự bổ sung các cation hóa trị một và hóa trị hai trong suốt quá trình làm lạnh sẽ làm tăng số cầu muối tại mối nối, vì thế cải thiện được tính chất tạo gel của gellan.
Sự hình thành gel của gellan rất nhạy với sự có mặt của loại cation. Những cation hóa trị một như Na, K và các cation hóa trị hai như Ca, Mg thì thúc đẩy sự tạo gel. Và điểm nóng chảy của gel sẽ tăng lên khi tăng độ mạnh của ion. Các ion đối như cation tetramethylammonium (TMA) sẽ kìm hãm sự tạo gel. Sự bổ sung các cation thúc đẩy quá trình tạo gel sẽ dẫn đến sự tinh thể hóa những sợi này và hình thành gel bền. lượng lớn nhóm thế L-glycerate sẽ hạn chế sự tinh thể hóa ở một số vùng, vì thế sản xuất ra gel mềm hơn và đàn hồi.
Cơ chế tổng hợp gellan
Hình 4: cơ chế tổng hợp gellan.
Gellan được cấu tạo từ các monomer: β-1,3- D-glucose; β-1,4-D-glucuronic acid; α-1,4- L-rhamnose nên trước khi tổng hợp được gellan, vi khuẩn phải tổng hợp các monomer này trước.
Quá trình tổng hợp :
Glucose từ môi trường lên men được được vi khuẩn hấp thụ qua thành tế bào. Dưới tác dụng của enzyme glucose kynase, glucose sẽ chuyển thành glucose-6-phosphate, tiếp theo enzyme Phosphoglucomutase sẽ chuyển glucose-6-phosphate thành glucose-1-phosphate. Từ glucose-1-phosphate, sẽ chia thành hai con đường sinh tổng hợp khác nhau:
Dưới tác dụng của enzyme Uridine Glucose Phosphorylase (UGP), glucose-1-phosphate sẽ tạo thành Uridine-5’-diphosphate-D-glucose (UDP-D-Glucose). Tiếp theo dưới tác dụng của Uridine Glucose Dehydrogenase sẽ tạo thành Uridine-5’-diphosphate Glucuronic acid.
Dưới tác dụng của enzyme Thymidine Glucose Phosphorylase (TGP), glucose-1-phosphate sẽ tạo thành Thymidine-5’-diphosphate-D-glucose (TDP-D-glucose). Tiếp tục enzyme thymidine Rhamnose synthetase sẽ tổng hợp TDP-D-glucose thành Thymidine-5’-diphosphate Rhamnose.
Như vậy, từ Uridine-5’-diphosphate-D-glucose, Uridine-5’-diphosphate Glucuronic acid, Thymidine-5’-diphosphate Rhamnose sẽ tổng hợp thành gellan.
II/ NGUYÊN LIỆU:
Mật rỉ đường
Khái quát về mật rỉ đường
Rỉ đường là phế liệu có độ nhớt cao chứa đựng nhiều đường không kết tinh trong sản xuất đường từ mía hay củ cải đường.
Những đặc tính quan trọng phù hợp với quá trình lên men bao gồm:
- Chứa hàm lượng đường cao
Ngoài đường saccharose còn chứa nhiều chất hữu cơ, vô cơ, các chất thuộc vitamin và các chất kích thích sinh trưởng.
Hàm lượng đường khá cao ( thường nằm trong khoảng 40-50%), Lượng đường này chủ yếu là saccharose nên khi tiến hành lên men phải pha loãng tới nồng độ thích hợp.
Đặc điểm gây khó khăn lớn nhất trong quá trình lên men là hệ keo trong rỉ đường. Keo càng nhiều, khả năng hoà tan của oxy càng kém và khả năng trao đổi chất của vi sinh vật càng kém. Do đó công việc quan trọng nhất khi sử dụng rỉ đường là phải phá hệ keo này.
Vì rỉ đường là chất dinh dưỡng khá lý tưởng nên chúng dễ bị vi sinh vật xâm nhập và phát triển, thường gặp nhất là những vi sinh vật gây màng và gây chua, dẫn tới làm giảm chất lượng của rỉ đường.Vì vậy, trong sản xuất ta hay dùng fluosilicate natri 2 o/ooo so với trọng lượng mật rỉ để bảo quản.
Thành phần hoá học của rỉ đường
Thông thường tỉ lệ rỉ đường trong sản xuất đường mía chiếm khoảng 3-3,5% trọng lượng mía. Tùy thuộc vào giống mía, điều kiện trồng trọt, công nghệ sản xuất đường… mà thành phần rỉ đường dao động như sau:
Nước: 15-20% ; Chất khô: 80-85%
Trong đó có 60% là đường (40% saccharose, 20% fructose và glucose), 40% còn lại là chất phi đường.
Trong thành phần phi đường có khoảng 30-32% hợp chất hữu cơ và 6-10% hợp chất vô cơ. Trong hợp chất vô cơ, theo Mắc-Dinit, gồm có:
K2O: 3,5% Fe2O3: 0,2% MgO: 0,1% Sulfate: 1,6%
CaO: 1,5% SiO2: 0,5% P2O5: 0,2% Chloride: 0,4%
Trong những hợp chất hữu cơ gồm có hợp chất có chứa nitơ và không chứa nitơ. Những hợp chất chứa nitơ phần lớn ở dạng amin như: acid aspactic, acid glutamic, leucin, isoleucin. Nitơ tổng số chiếm khoảng 0,3-0,5% (ít hơn so với lượng nitơ có trong rỉ đường củ cải).
Những hợp chất không chứa nitơ như: pectin, chất nhầy furfurol và oxymethylfurfurol….
Ngoài ra trong rỉ đường có một số vitamin (tính theo microgam trên 1 gam rỉ đường) như sau:
Thiamine: 8,3 Folic acid: 0,038
Riboflavin: 2,5 Pyridosine: 6,5
Nicotimic acid: 21 Biotin: 12
Pantothenic acid: 21,4
Bảng1: So sánh thành phần của rỉ đường mía và rỉ đường củ cải (tính trên rỉ đường chứa 75% chất khô – theo Baker, 1979)
Thành phần
Đơn vị tính
Mía
Củ cải
Đường tổng số
Chất hữu cơ không phải đường
Chất tro sulfate hóa
Chất hữu cơ tổng số
Protein (N x 6,25)
Na
K
Ca
Cl
P
Biotin
Folic acid
Inositol
Pantothenate Ca
Piridosin
Riboflavin
Thiamine
Nicotinic acid
Cholin
Chất khô
Sucrose
Raffinose
Glucose
Fructose
Đường nghịch đảo
Chất hữu cơ phi đường
- Chứa Nitơ
- Không chứa Nitơ
Nitơ tổng
Tro
pH
%
%
%
%
%
%
%
%
%
mg/kg
mg/kg
mg/kg
mg/kg
mg/kg
mg/kg
mg/kg
mg/kg
mg/kg
%kl mật rỉ
%kl chất khô
48 – 56
9 – 12
10 – 15
60 – 65
2 – 4
0,1 – 0,4
1,5 – 5,0
0,4 – 0,8
0,7 – 3,0
0,6 – 2,0
1,2 – 3,2
Khoảng 0,04
Khoảng 6000
54 – 65
2 – 6,5
Khoảng 2,5
Khoảng 1,8
20 – 800
600 – 800
75 – 83
32 – 45
-
5 – 11
6 – 15
-
5
10
0,4 – 1,5
7 -11
4,5 – 6
48 – 52
12 – 17
10 – 12
63 – 65
6 – 10
0,3 – 0,7
2 – 7
0,1 – 0,5
0,5 – 1,5
0,02 – 0,07
0,04 – 0,13
...