Bài 6. Quy trình công nghệ sản xuất enzyme - Chuyên đề học tập Sinh 10 Kết nối tri thức

Mở đầu

Trong đời sống, nhiều ngành sản xuất ứng dụng công nghệ enzyme với quy mô lớn như công nghiệp thực phẩm, công nghiệp dệt, mỹ phẩm, … Với quy mô sản xuất lớn cần một lượng lớn enzyme. Vậy enzyme được dùng trong các ngành sản xuất có nguồn gốc từ đâu và quy trình để tạo ra các enzyme tinh sạch được tiến hành như thế nào?

Lời giải chi tiết:

Enzyme được sử dụng trong các ngành sản xuất có nguồn gốc từ động vật, thực vật cũng như vi sinh vật. Quy trình để tạo ra enzyme tinh sạch bao gồm 3 giai đoạn: 

Tạo nguồn thu enzyme → Tách chiết enzyme → Tạo chế phẩm enzyme.

Dừng lại và suy ngẫm - CH1

1. Trong sản xuất chế phẩm enzyme, người ta thường lựa chọn đối tượng nào làm nguồn cung cấp chính? Hãy nêu một số lí do sử dụng nguồn cung cấp đó.

Lời giải chi tiết:

Hiện nay, nguồn thu enzyme chủ yếu trên thế giới và nước ta là từ vi sinh vật.

Có một số lí do giải thích tại sao nguồn enzyme từ vi sinh vật lại được lựa chọn:

- Do đặc tính sinh trưởng, phát triển và sinh sản của vi sinh vật là rất nhanh → thu được một lượng lớn sinh khối trong thời gian ngắn.

- Tiết kiệm được chi phí sản xuất, giảm giá thành sản phẩm.

CH2

Nêu những yếu tố ảnh hưởng đến năng suất và chất lượng enzyme thu được khi nuôi cấy vi sinh vật.

Lời giải chi tiết:

Có 2 phương pháp nuôi cấy vi sinh vật thu enzyme là phương pháp nổi và phương pháp chìm.

Ở phương pháp nổi, môi trường nuôi cấy phải ở dạng rắn,, làm ẩm và vô trùng.

Ở phương pháp chìm, môi trường lỏng, được sục khí, khuấy đảo liên tục.

CH3

Hãy nêu những lưu ý quan trọng khi thực hiện tách chiết enzyme.

Lời giải chi tiết:

- Chiết rút và kết tủa enzyme ở nhiệt độ 3 - 5 độ C, thao tác rất nhanh.

- Chọn loại hóa chất với nồng độ phù hợp.

- Nếu chế phẩm thu được vẫn còn lẫn các chất khác thì phải chuyển qua giai đoạn thẩm tích dịch chiết.

Dừng lại và suy ngẫm

Sản xuất enzyme protease tái tổ hợp có ưu điểm gì so với sản xuất protease bằng phương pháp nuôi cấy chìm. Giải thích.

Lời giải chi tiết:

Ưu điểm của sản xuất enzyme protease tái tố hợp so với nuôi cấy chìm chính là: 

- Mở rộng được quy mô sản xuất

- Ứng dụng được nhóm enzyme này trong đời sống.

- Là cơ sở để sản xuất nhiều loại protein tái tổ hợp như vaccine, hormone …

Vì quy trình sản xuất protease tái tổ hợp trải qua nhiều công đoạn, đòi hỏi kĩ thuật cao, nghiêm ngặt hơn quy trình truyền thống, nên chất lượng sản phẩm được tạo ra có nhiều ý nghĩa hơn.

Luyện tập - CH1

1. Chìa khóa để duy trì hoạt tính xúc tác của enzyme là gì? Nêu cách thức bảo quản chế phẩm enzyme.

Lời giải chi tiết:

Chìa khóa để duy trì hoạt tính xúc tác của enzyme chính là duy trì cấu hình không gian ba chiều đặc trưng của nó.

Cách thức bảo quản chế phẩm enzyme:

- Chế phẩm dạng dung dịch và huyền phù được đưa vào dung dịch các chất bảo quản, giữ trong nhiệt độ nhất định, không được bảo quản ở nhiệt độ cao.

- Chế phẩm dạng bột khô, dạng viên thuận tiện trong việc vận chuyển và bảo quản rất lâu.

CH2

2. Từ quy trình thu nhận enzyme urease trong hình 6.6, hãy tìm hiểu và đề xuất quy trình thu nhận enzyme bromelain và papain từ thực vật.

Lời giải chi tiết:

Em đề xuất quy trình thu nhận enzyme bromelain từ dứa và papain từ nhựa đu đủ như sau: