lOMoARcPSD|45315597 lOMoARcPSD|45315597
Câu 1 (3 điểm): Phân tích vai trò sinh học và giá trị dinh dưỡng của protein.
- Trong các quá trình sinh học ,ngoài các chất gluxit và lipit thì protein và các
sản phẩm thứ cấp vai trò quan trọng tạo nên một chu trình trao đổi chất và năng lượng cho cơ thể.
- -Protein là hợp phần chủ yếu quyết định toàn bộ các đặc trưng của khẩu phần
thức ăn chỉ trên nền tảng protein cao thì các tính chất sinh học của các cấu tử
khác mới thể hiện đầy đủ.
- khi thiếu protein trong chế độ ăn hàng ngày sẽ dẫn đến nhiều biểu hiện xấu
cho sức khỏe như suy dinh dưỡng sút cân mau chậm lớn ở trẻ em giảm khả
năng miễn dịch chống đỡ của cơ thể với một số bệnh.
- thiếu protein gây ảnh hưởng xấu đến hoạt động bình thường của nhiều
cơ quan chức năng như gan tuyến nội tiết và hệ tiêu hóa.
- Thiếu protein làm thay đổi thành phần hóa học và cấu tạo hình thái
của xương như lượng canxi giảm lượng magie tăng cao.
- ngoài ra ở những nước phát triển có mức sống cao các thức ăn hỗn hợp dành
cho động vật cũng đòi hỏi chứa các nguồn protein có chất lượng cao để sản
xuất ra trứng gia cầm bò lợn đủ tiêu chuẩn.
- ngày nay người ta có thể sản xuất các thuốc quý hiếm từ protein như các
hoóc môn sinh trưởng và hoóc môn chống tiểu đường Insulin các globulin
miễn dịch ,các yếu tố đông máu, các kích thích tố sinh trưởng hồng cầu , các
kháng thể đơn dòng các loại vắc xin bằng con đường công nghệ gen Có thể
vừa tạo ra sản phẩm tự nhiên vừa hạ giá thành lại có thể tạo ra một lượng lớn
nhanh chóng đáp ứng nhu cầu chuẩn đoán và điều trị bệnh.
Giá trị dinh dưỡng của protein
- Protein là nguồn cung cấp nito duy nhất cho con người và động vật.
Là nguyên liệu thiết yếu để duy trì và phát triển các tế bào.
- Protein là yếu tố tạo hình chính tham gia vào các thành phần cơ bắp, máu,
bạch huyết, hoocmon, men, kháng thể, các tuyến bài tiết và nội tiết.
- Protein có liên quan đến mọi chức năng sống của cơ thể(tuần hoàn, hô
hấp, sinh dục, tiêu hóa, bài tiết, hoạt động thần kinh và tinh thần…)
- Protein hình thành, duy trì và thay thế các tế bào sống trong cơ thể, là vật
liệu cấu trúc của tế bào. Thiếu protein dẫn đến suy dinh dưỡng, chậm
lớn, suy giảm miễn dịch,.. lOMoARcPSD|45315597
- Protein cần thiết cho chuyển hóa bình thường các chất dinh dưỡng khác,
đặc biệt là các vitamin và khoáng chất.
Câu 2 (2 điểm): Peptid là gì? Trình bày cách gọi tên và phân loại peptid.
Peptit: là những protein thường có cấu trúc đoạn ngắn khoảng từ 2 đến vài chục
aa nối với nhau, có khối lượng phân tử dưới 6000Dalton. Cách gọi tên:
Gọi tên theo thông số aa trong chuỗi peptit:
+ 2,3,4 aagoij là di, tri, tetra
+ số aa< 10 gọi là oligopeptit
+ số aa> 10 gọi là polypeptit
Gọi theo thông số aa: Bắt đầu N tận dụng của aa đầu tiên và kết thúc bằng C
tận cùng của aa cuối. Thay đổi các aa thành yl( trừ aa cuối)
VD: alnin-valin-leucin-histidin-prodin
+ Gọi theo số aa: oligo peptit
+ Gọi theo gốc aa: Alanyl-Valyl-Leucyl-histidin-prolin
Trong trường hợp có những aa ở một giai đoạn nào đó trong chuỗi peptit chưa
xác định dc rõ người ta có thể để các aa đó trong ngoặc hoặc vhawngr hạn
Ala-Ser-Gly-(Ala, leu,val)-Glu,Arg-… Gọi theo tên riêng:
+ Insulin là propeptit gồm 51 aa
+ Glucagon là propeptit gồm 29 aa Phân loại: - 2 aa: dipeptide - 3 aa: tripeptit
- < 10 aa: oligopeptit
- > 10 aa: polypeptide
Câu 3. Thế nào là protein nội bào, protein ngoại bào. Muốn vi sinh vật tiết
nhiều protein ra ngoài môi trường thì cần làm gì trong quá trình nuôi cấy?
- Protein nội bào được tổng hợp trên các ribosome tự do trong tế bào chất
và không cần vận chuyển ra ngoài màng tế bào để hoạt động trong tế
bào. Ví dụ, enzyme hô hấp DNA polymerase, các transaminase khác
nhau, DNA helicase và RNA polymerase.
- Protein ngoại bào là protein có trong tất cả các cơ thể động vật, thực
vật và vi sinh vật. Sau khi được tổng hợp nó có thẻ được tiết ra ngoài tế
bào tồn tại trong các dịch cơ thể, dịch môi trường. lOMoARcPSD|45315597
- Muốn vi sinh vật tiết nhiều protein ra ngoài môi trường thì cần cung cấp
môi trường phát triển đầy đủ chất dinh dưỡng, loại bỏ các nhân tố cạnh
tranh trong quá trình phát triển của vi sinh vật trong quá trình nuôi cấy
để đạt được hiểu quả thu protein cao nhất.
Câu 4. Có mấy phương phát kết tủa protein? Nêu nguyên lí và ưu
nhược điểm của các phương pháp đó
Có 3 phương pháp kết tủa protein:
Kết tủa bằng nhiệt độ:
- Nguyên lí: Dịch protein được giữ lại ở 50-70oC trong thời gian xác định,
sau đó protein tạo đã bị biến tính được loại bỏ bằng cách lọc hoặc ly tâm
- Ưu điểm: Dịch chiết protein thô bền với nhiệt có thể được thu nhân
bằng cách cho kết tủa không thuân nghịch phần lớn các protein tạp
- Nhược điểm: Chỉ nên dùng đối với trường hợp các protein bền với nhiệt. Kết tủa bằng pH
- Nguyên lí: Điểm đẳng điện của các protein trung tính có giá trị pH từ
5,6-7,0; đối với các protein có tính acid(dicacboxylic) là từ 3,0-3,2; đối
với các protein có tính kiềm(diamino) là từ 9,7-10,8. Ở điểm đẳng điện,
đọ hòa tan của protein là thấp nhất, protein dễ bị kết tủa. Dựa vào tính
cyhaast này, người ta có thể tách từng phần các protein trong hỗn hợp.
Cũng giống như trừng hợp tác dụng nhiệt trong việc tách chết protein, có
thể dùng phương pháp biến tính chọn lọc nhờ tác dụng của pH trong môi
trường, Dịch protein được giữ ở pH =< 5 trong thời gian xác định.
Protein tạp bị biển tính cũng dược loại bỏ bằng lọc hoặc ly tâm.
- Ưu điểm: Dựa vào điểm đẳng điện người ta có thể tách từng phần các protein trong hỗn hợp
- Nhược điểm: Với pH thấp có thể làm rất nhiều protein bị biến tính. Nếu
protein bị biến tính với pH <5 sẽ không sử dụng được phương pháp
này. Chỉ nên dùng cho protein có tính trung tính đến kiềm.
Kết tủa bằng tác nhân hóa học
- Nguyên lí: dùng các muối trung tính hoặc dung môi hữu cơ để tách
chiết các protein. Phương pháp này được tiến hành dựa trên cơ sở độ
hòa tan của protein phụ thuộc vào tương tác của nhóm tích điện trong
phân từ protein với các phân tử nước. Sự tương tác đó( còn gọi là sự
hydrat hóa) sẽ bị giảm xuống khi thêm vào dung dịch protein các dung
môi hữu cơ hoặc muối trung tính - Các tác nhân:
+ Dung môi hữu cơ: etanol, isopropanol, acetone hoặc hỗn hợp các loại rượu lOMoARcPSD|45315597
+ Các loại muối trung tính có thể dùng: (NH4)2SO4(tốt nhất), Na2SO4,MgSO4,…
- Ưu điểm: các tác nhân rẻ tiền, phổ biến, (NH4)2SO4 không làm
tổn thương mà còn làm bền hầu hết các loại protein.
- Nhược điểm:Khi sử dụng dung môi hữu cơ cần chú ý tiến hành ở nhiệt
độ thấp( từ 5oC trở xuống)
- Ngoài ra còn sử dụng enzyme để kết tủa protein( ví dụ Enzyme đông
tụ sữa, polyallylamine,…)
Câu 5. Nêu nguyên lí của các phương pháp sắc kí, lọc gel, trao đổi ion, ái lực Phương pháp sắc kí:
- Sắc kí là phương pháp tách quan trọng nhất trong sinh học phân tử vì
nó thích hợp với nhiều hợp chất và sản phẩm tinh sạch có thể sử dụng
ngay cho việc đinh lượng và định danh.
- Các phương pháp sắc ký: + Sắc kí lọc gel
Phương pháp này dựa vào kích thước phân tử.
Các hạt polymer sẽ được nhồi chặt vào các cột. Sau đó cho hỗn
hợp nhiều loại protein và cột. Sau đó cho thêm dung dịch đệm
vào( dd đệm không được phép hòa tan protein). Những phân tử
có kích thước lớn trong cột sẽ chảy nhanh hơn và ra ngoài
trước. Phân tử có kích thước trung bình, có thể thỉnh thoảng
vào được bên trong hạt sẽ rời khỏi cột ở vị trí giữa; còn những
phân tử nhỏ sẽ phải đi qua đoạn đường dài hơn, quanh co hơn nên sẽ ra sau cùng.
Phương pháp này người ta có thể tách các chất có trọng lượng
phân tử khác nhau có trong hỗn hợp
Người ta có thể dùng kỹ thuật này để loại muối thay cho quá trình thẩm tích
Trong quá trình tinh chế protein, chúng còn được sử đụng để
cô đặc dung dịch protein.
+ Sắc ký trao đổi ion
Dựa vào điện tích thực của protein tại một điểm pH nhất định,
ta có thể phân tách hỗn hợp protein. lOMoARcPSD|45315597
Trong phương pháp này, pha tĩnh là nhưng hạt mang sẵn 1
điện tích nhất định. Chúng sẽ tương tác với các phân tử protein
mang điện tích trái dấu. Nếu các hạt mang điện âm, tiến trình
được gọi là sắc ký trao đổi ion dương, thì sẽ tương tác với
những phân tử mang điện tích dương. Nếu các hạt mang điện
tích dương, gọi là sắc ký trao đổi ion âm, thì tương tác với
những phân tử mang điện tích âm. Những protein cùng dấu với
cột sẽ chạy ra khỏi cột trong khi những protein trái dấu được
giữ lại cột. Để phóng thích những protein này, ta tăng nồng độ
ion của pha động, những ion này sẽ thế phân tử protein tương
tác với các hạt mang điện tích.
Quá trình phân tách gồm 2 giai đoạn
Hấp phụ thuận nghịch protein cần tinh sạch và các
protein có điện tích gần giống vào nhựa trao đổi ion
Khử hấp phụ các protein bằng cách thay đổi pH của
dịch rửa dẫn đến thay đổi độ ion hóa do đó thay đổi
điện tích tổng của protein hoặc tăng lực ion và tăng
nồng độ ion đối cạnh tranh. Các protein có ái lực với
nhựa ion yếu nhất sẽ bị đẩy ra trước + Sắc ký ái lực
Dựa vào khả năng liên kết đặc hiệu và thuận nghịch của một
protein với 1 phân tử khác(phối tử) đã được gắn bằng liên kết
đồng hóa trị vào 1 chất mang không hòa tan chứa trong cột sắc
kí. Cho protein cần làm sạch đi qua thì chỉ có protein quan tâm
được giữ ở lại còn tất cả các protein khác không tương tác
được với phối tử thì sẽ bị rửa trôi ra ngoài
Câu 6. Nêu các đặc điểm giống nhau và khác nhau của protein thịt và
protein cá. Tại sao khi gia nhiệt protein cá lại nhanh chin hơn thịt.
- Điểm giống nhau giữa protein thịt và protein cá: là có cấu tạo tương tự nhau.
- Sự khác nhau giữa protein thịt và protein cá: Loại protein Protein thịt Protein cá Các tiêu chí Hàm lượng mô liên kết 17% 10%
Nhiệt độ gelatin hóa của Thấp hơn Cao hơn collgen
Chiều dài sợi cơ và độ dày Ngắn, mỏng hơn Dài, dày hơn lOMoARcPSD|45315597 Biến tính, thủy phân Dễ bị biến tính, thủy Khó hơn phân hơn pH sau khi chết Cao hơn Thấp hơn Màu sắc Hemoglobin Carotenoid
- Khi gia nhiệt protein cá lại nhanh chin hơn protein thịt là bởi vì protein
cá có nhiệt độ gelatin của collagen thấp hơn, dễ bị biến tính thủy phân hơn protein thịt
Câu 7. Viết và giải thích quá trình tách chiết SPC( soybean
Protein Concentrate) bằng acid.
- Khái niệm: Protein đậu tương đậm đặc (SPC) là sản phẩm protein đậu
tương làm tăng hàm lượng protein và cải thiện hương vị sản phẩm bột
đậu tương. SPC phải chứa không dưới 70% protein ở điều kiện khô tuyệt đối.
- Nguyên lí quá trình tách SPC bằng acid: Phương pháp này dựa trên khả
năng hòa tan của protein đạt tương ở các khoảng pH khác nhau, Khi
điều chỉnh pH về điểm đẳng điện pI thì protein kết tủa. Lúc đó có thể
tách protein ra khỏi các loại đường(tan trong nước)
- Ưu điểm là không bắt lửa, không cháy nổ, không gây độc.
- Nhược điểm: phải dùng 1 số phương pháp để tách nước như lọc
thùng quay chân không hoặc ly tâm để xử lí các phần chat rắn hấp phụ nước trương nở.
- Sơ đồ quá trình tách SPC bằng acid
Bột vảy đậu tương(50%pr) Nước Hòa tan Axit Kết tủa pr ở pH 4,2-4,5 Ly tâm tách kết tủa pr Dịch lỏng lOMoARcPSD|45315597 Phần kết tủa Huyền phù Sấy khô
Đưa về pH 4,2-4,5 để kết tủa Ly tâm Phần tủa sấy khô Dịch lỏng quay ( 65%-75%) lại giai đoạn 1
Câu 8. Viết và giải thích quy trình trích ly collagen từ da cá bằng
phương pháp enzyme. Nêu ứng dụng của collagen
- Quy trình trính ly collagen từ da cá bằng phương pháp enzyme:
+ Được thực hiện trong các reactor ở nhiệt độ lạnh, trong điều kiện vô
trùng, khuấy trộn liên tục để đảm bảo collagen có chất lượng tốt.
+ Dùng enzyme pepsin trong môi trường acid pH 1,5-2 để thủy phân
các mạch liên kết peptide, sản phẩm được tách ra là các peptide và
các acid amin tự do. Pepsin phân giải được gần 30% mạch peptide và
biến protein thành polypeptide.
+ Trong dịch chiết thô, ngoài collagen còn có các protein phức tạp, các
lipid, muối khoáng, để loại chúng phải sử dụng nhiều biện pháp khác
nhau. Với muối khoáng thì thẩm tích đối nước hay đối dung dịch đệm
loãng hoặc bằng cách lọc qua gel sephadex. Loại bỏ protein tạp thì
kết tủa phân đoạn bằng muốn trung tính hoặc các dung môi hữu cơ,
các phương pháp sắc kí trao đổi ion, điện di, phương pháp lọc gel.
Sơ đồ quá trình trích ly lOMoARcPSD|45315597
- Các ứng dụng của collagen
+ Trong công nghiệp thực phẩm
Collagen được dùng làm vỏ bọc xúc xích, màng bọc keo, làm
nguyên liệu sản xuất một số loại thực phẩm dinh dưỡng, thực phẩm chức năng lOMoARcPSD|45315597
Trong các sản phẩm phomat, người ta thêm vào 1 hàm lương
collagen hydrolysate nhằm ngăn chặn sự mất nước. Tạo độ
mịn, độ sánh cho bơ sữa.
Sự có mặt của collagen hydrolysate cung cấp cho kẹo dẻo độ
dẻo dai và mềm do chúng ngăn chặn sự kết tinh của đường.
Trong công nghiệp sản xuất bia rượu và nước hoa quả,
collagen hydrolysate sử dụng làm chất làm trong.
Trong công nghiệp sản xuất thịt hộp, thịt nguội…. collagen
hydrosate chiếm từ 1-5 % giúp giữ hương vị tự nhiên cho
sản phẩm đồng thời cùng là chất kết dính giúp cho việc tạo hình sản phẩm dễ hơn + Trong mỹ phẩm
Collagen tạo ra 1 hệ thống đặc tính cơ học của da như sức
căng, độ đàn hồi, duy trì độ ẩm, làm cho da được mịn
màng, tươi tắn và trẻ trung.
Collagen đóng vai trò quan trọng giúp cải thiện cấu trúc da,
kích thích quá trình tái tạo của làn da, phục hồi tế bào da bị tổn thương.
Với nhiều công dụng như vậy collagen được dừng làm nguyên
liệu để sản xuất các sản phẩm như: kem dưỡng da cao cấp, dầu
gội, các sản phẩm dưỡng tóc cũng như các loại sữa tắm…
Collagen còn được dùng trong điều trị phục hồi.
+ Trong y học và dược phẩm
Collagen là phần nền giúp tích tụ canxi trong xương
Collagen là 1 polyme tự nhiên nó được dùng trong phẫu thuật
tạo hình như bơm môi, căng da mặt,…
Collagen dạng sợi được dùng trong viejc làm lành các viết
thường, vết rạch trong phẫu thuật
Collagen dạng màng lớp mỏng được sử đụng để giữ cố định
các vật chất sinh học, dùng trong sự tái tạo mô, nối lại liên kết
võng mạc, làm màng thẩm tích máu, làm vật thay thay thế màng cứng của não.
Collagen còn được dùng cho việc tái tạo dây thần kinh, phục
hồi màng nhĩ, sụn và xương, kiểm soát chảy máu cục bộ, khôi
phục tổn thương của gan, là lớp chắn bảo vệ của não, có tác
dụng phục hồi các vết thương lOMoARcPSD|45315597
Còn được sử dụng trong bao con nhộng cứng và mềm. Nó có
tác dụng bảo vệ thuốc chống những tác nhân có hại như ánh sáng và oxi.
Câu 9. Định nghĩa protein và protein đơn bào? Phân tích các ưu điểm của protein đơn bào?
Định nghĩa protein và protein đơn bào:
- Protein là những đại phân tử được tạo thành từ các đơn phân acid
amin, chúng kết hợp với nhau thành mạch dài nhờ các liên kết peptide.
- Protein đơn bào là thuật ngữ mưới được hình thành từ những năm 50
của thế kỷ XX là cách gọi theo quy ước dùng để chỉ nguồn protein thu được từ vi sinh vật
Ưu điểm của protein đơn bào
- Dễ dàng thu sinh khối
- Vi sinh vật có thể phát triển nhanh ở điều kiện thích hợp -> cho
lượng sinh khối gấp nhiều lần các nguồn thu khác
- Chi phí lao động lao động ít hơn rất nhiều so với sản xuất nông nghiệp
- Vi sinh vật dễ chuyển gen hơn so với thực vật và động vật
- Dễ dàng đưa vào sản xuất trong công nghiệp
- Hàm lượng protein trong tế bào rất cao, chất lương protein VSV
tương đương động vật và hơn hẳn thực vật
- Diện tích nuôi cấy nhỏ, dễ dàng cơ giới hóa, tự động hóa
- Không phụ thuộc vào điều kiện thời tiết, khí hậu, cũng như điều kiện đất đai
- VSV có thể phát triển trên nhiều loại nguyên liệu khác nhau với hiệu suất
chuyển hóa cao, kể cả những nguyên liệu rẻ tiền, dễ kiếm hoặc phế liệu…
Giá thành sản phẩm thấp đồng thời góp phần giải quyết ô nhiễm môi trường
- An toàn về mặt độc tố vì con người có thẻ kiểm soát được chủng vsv đưa vào nuôi cấy
- Protein đơn bào có enzyme thủy phân, vitamin A,B,D cần thiết cho cơ thể.
Câu 10. Nêu đặc điểm của nhóm vi sinh vật thường sử dụng trong công
nghệ sản xuất protein đơn bào. lOMoARcPSD|45315597
Các nhóm vi sinh vật thường được sử dụng trong công nghệ sản xuất protein
đơn bào là: tảo, nấm men, vi khuẩn, nấm mốc và xạ khuẩn.
- Đặc điểm của tảo:
+ Có hàm lượng protein rất cao, protein của tảo thuộc loại protein hoàn
hảo. Tảo còn chứa nhiều vitamin A,B,C,K và lượng acid amin không thay thế rất cao
+ Tảo diệp lục -> quang hợp khác với VSV khác
+ Có kích thước tế bào lớn, thuận lợi cho quá trình thu nhận cũng như số lượng sinh khối
+ Không bị virus tấn công, môi trường nuôi cấy đơn giản
+ Tảo có khả năng làm sạch các nguồn nước bẩn, giữ vệ sinh môi trường
+ Tảo lam còn tham gia quá trình cố định nito của không khí nhờ
những tính chất đặc biệt của mình
- Đặc điểm của nấm men
+ Nấm men giàu protein và vitamin đặc biệt là vitamin nhóm B
+ Sinh khối nấm men chứa khoảng 20-25% chất khô, trong đó carbon
chiếm 45-50%, nito 7-10%, hydro 5-7%, oxy 25-30%, các nguyên
tố vô cơ 5-10% và một số nguyên tố vi lượng khác
+ Hàm lượng protein tùy thuộc vào từng chủng nấm men và
thành phần, điều kiện nuôi cấy dao động trong khoảng 40-60%
+ Protein của nấm men gần giống protein động vật, chứa khoảng 20
acid amin cần thiết, thành phầm acid amin của nấm men cân đối
hơn so với lúa mì và các hạt ngũ cốc khác
+ Các chủng nấm men thường được sử dụng cho người và gia súc là:
Endomces vernalis, Saccharomyces cerevisiae, Candida tropicalis,…
- Đặc điểm của vi khuẩn
+ Tốc độ sinh trưởng nhanh
+ Sử dụng được nhiều loại cơ chất
+ Thành phần các acid amin cân đối nhưng các acid amin chứa lưu huỳnh hơi thấp
+ Hàm lượng protein thô rất cao (80%) nhưng hàm lượng acid
nucleic đặc biệt là ARN cũng cao (20%) cần được loại bỏ.
- Nấm mốc và xạ khuẩn
+ Về mặt dinh dưỡng protein của các vi sinh vật này kém hơn của
tảo, nấm men và vi khuẩn lOMoARcPSD|45315597
+ Nấm mốc giàu VTM nhóm B, chứa 30-60% protein, hàm lượng
methionine và tryptophan thấp, có các acid amin khác tương tự tiêu chuẩn của FAO
+ Về mặt kỹ thuật do hệ sợi phát triển thành từng búi nên rất khó khắn
cho quá trình khuấy trộn và sục khí
+ Các giống nấm có hàm lượng protein cao là: Fusarium, Rhizopus,
Penicillium, Aspergillus,…
+ Thường thu hệ sợ của xạ khuẩn và nấm mốc trong quá trình sản xuất
thuốc kháng sinh (Penicillium), các enzyme và acid xitric,…dưới
dạng sản phẩm phụ của nhà máy nhằm sử dụng protein, VTM,
enzyme trong đó vào các mục đích khác nhau.
Câu 11. Hãy phân tích tại sao nấm mốc và xạ khuẩn không được nuôi để
sản xuất protein đơn bào nhưng lại được thu từ các nhà máy sản xuất
enzyme, acid hữu cơ,… về làm thức ăn gia súc?
- Về mặt dinh dưỡng protein thì nấm mốc và xạ khuẩn kém hơn của tảo,
nấm men và vi khuẩn, về mặt kỹ thuật thì do hệ sợi phát triển thành
từng búi nên rất khó khăn cho quá trình khấy trộn và sục khí
- Nấm mốc và xạ khuẩn được thu từ các nhà máy sản xuất enzyme, acid
hữu cơ 1 phần là tận dụng chất thải, thứ 2 là vì nấm mốc và xạ khuẩn là
những cơ thể đa bào, giàu vitamin nhóm B, chứa khoảng 30-60%
protein, hàm lượng methionine tryptophan thấp, các acid amin khác
tương tự tiêu chuẩn FAO .
Câu 12. Nêu các hình thức nuôi tải Spirulina
Hiện nay trên thế giới có 3 hình thức nuôi Spirulina tùy theo khả năng kinh tế và
điều kiện kỹ thuật của mỗi nơi.
- Nuôi ở quy mô thủ công đơn giản: nuôi ở các ao tự nhiên hay các bể
xây bằng xi măng, thùng gỗ, nhựa. Trong trường hợp này thường không
có khuấy đảo và sục khí CO2
- Nuôi ở quy mô bán công nghiệp: Nuôi tảo trong các ống chất dẻo trong
suốt hình chữ U, dài hơn 20m, đường kính 1,2m. cho môi trường vào
trong ống có chiều cao khoảng 0,625m. Khí CO2 được bơm vào trong
môi trường, đồng thời khối môi trường luôn được vận chuyển tuần
hoàn trong ống nhờ máy bơm khác. Nhiệt độ môi trường 25-26oC ( nhờ
năng lượng ánh sáng mặt trời) lOMoARcPSD|45315597
- Nuôi cấy ở quy mô công nghiệp: sử dụng 2 hệ thống cơ bản là hệ
thống hệ kín và hệ thống hệ hở.
+ Hệ kín: tảo được nuôi trong các bể lên men bằng vật liệu là màng
polythylen trong suốt và chiền dày khoảng 0,3mm, chủ yếu là dùng
nguồn ánh sáng nhân tạo có cường độ cao và hệ thống sục khí CO2
với cường độ tùy thuộc theo yêu cầu của quy trình công nghệ.
+ Hệ hở: Hệ thống bể dài, nông hoặc bể tròn có guồng quay khuấy
đảo không khí, thường có 2 loại: bể với các đường làm bằng
bê tông và đường gầm đất lót bằng nhựa PVC
Câu 13. Hãy phân tích tại sao tảo Spirulina được coi là nguồn dinh dưỡng số 1 thế giới
- Tảo Spirulina có hàm lượng protein cao ( 60-70% trọng lượng chất
khô), đặc biệt là có đầy đủ các acid amin không thay thế. Hàm lượng của
các acid amin của những protein gần với quy định của protein tiêu
chuẩn, tương đương với protein động vật, cao hơn hẳn thực vật
- Tốc độ sinh trưởng rất nhanh
- Tảo Spirulina có thể sống trong môi trường nghèo chất dinh dưỡng, điều
kiện nuôi cấy đơn giản. Ở điểu kiện tự nhiên có cường độ ánh sáng lớn, pH
8,5-9 thì tốc độ sinh trưởng rất nhanh. Hiệu suất sử dụng năng lượng mặt
trời cao tới 3-4,5%, hiệu suất sử dụng khí CO2 làm nguồn carbon rất cao,
đạt 80-85% vì CO2 hòa tan trong môi trường kiềm tốt hơn.
- Tảo Spirulina có kích thước lớn lại có xu hướng nổi lên mặt nước,
sinh khối tụ lại nên dễ dàng thu hoạch bằng cách vớt hoặc lọc trong
khi Chlorella có kích thước nhỏ nên phải thu nhận bằng ly tâm.
- Spirulina có thành tế bào mỏng hơn nên dễ tiêu hóa hơn
- Giá trị dinh dưỡng còn thể hiện ở số lượng và chất lượng vitamin
trong nó như -caroten (tiền vitamin A), vitamin B3, vitamin B6,B1,E.
đặc biệt rất nhiều vitamin B12
- Tảo Spirulina được ứng dụng rộng rãi làm thức ăn cho người, sản
xuất bột dinh dưỡng cho trẻ em, sử dụng trong y học để chữa bệnh
ưng thư, sản xuất thuốc lợi sữa, thuốc suy dinh dưỡng, sử dụng làm
thức ăn gia cầm, làm mỹ phẩm,….
- Phycoxianin từ tảo Spirulina là 1 chất có tác dụng chữa bệnh ưng thư
vùng hàm, vòng họng. Tảo còn bảo vệ cơ thể khỏi tác hại của các
chất phóng xạ và chống suy mòn khi bị nhiễm độc lOMoARcPSD|45315597
Chính vì những lợi ích to lớn nên hiện nay tảo Spirulina đang được
nuôi trồng rộng rãi trên thế giới.
Câu 14. Kể tên các phương pháp nuôi vi tảo. Và nêu ưu nhược điểm
của phương pháp đó. Nêu quy trình công nghệ nuôi tảo Spirulina hệ kín
Các phương pháp nuôi vi tảo:
Hệ thống nuôi tảo Spirulina hở: - Ưu điểm:
+ Chi phí đầu tư thấp hơn hệ thống kín nên phổ biến ở nhiều nơi trên thế giới
+ Diện tích nuôi trồng lớn
+ Tảo quang hợp chỉ dựa vào nguồn ánh sáng mặt trời - Nhược điểm:
+ Hệ thống chịu nhiều tác động bởi thời tiết khí hậu, do đó việc
quản lí các yếu tố vật lí, hóa học thụ động.
+ Ít trang thiết bị hiện đại hơn, thông số không được ấn định tự động
+ Cho năng suất thấp hơn hệ thống kín
Hệ thống nuôi tảo Spirulina kín - Ưu điểm
+ Hệ thống không chịu tác động bởi thời tiết. Việc quản lí các yếu tố chủ động
+ Nhiều trang thiết bị hiện đại giúp quản lí chủ động tất cả các yếu
tố vật lí, hóa học, sinh học. Tất cả các thông số (nhiệt độ, ánh
sáng, pH,…) đều được ấn định tự động + Cho năng suất cao - Nhược điểm:
+ Chi phí đầu tư cao nên ít phổ biến
+ Tảo quang hợp dựa vào nguồn ánh sáng nhân tạo và tự nhiên
Quy trình công nghệ nuôi tảo Spirulina hệ kín lOMoARcPSD|45315597
Câu 15. Nêu quy trình công nghệ nuôi tảo Spirulina hệ hở và các điều kiện kỹ thuật Các thông số kỹ thuật
- Nguồn carbon: là CO2 và các muốn carbonat
Nồng độ carbonat ở dạng muốn carbonat tối đa là 16-17 g/l
- Nito: Nguồn nito hay sử dụng đối với tảo là Natri nitrat, hàm lượng Nito tối thiểu là 30 mg/l
- Phospho: Nếu không đủ phosphor tảo bị giãn vòng xoắn và bị vàng.
Muốn có hàm lượng phosphor, tối đa trong tảo cần 300mg/l
Phospho. Năng suất thu nhận tải tối đa là hàm lượng phosphor 90-
180mg/l Sự lựa chọn phosphor tùy mục đích
- Một số nguyên tố khoáng: lượng Kali trong KCl cần cung cấp cho tảo
là 10g/l, Natri cần bổ sung sao cho K/Na < 5/1 Ca, Mg, Cl, Fe…đều
ảnh hưởng đến sự phát triển của tảo.
- Ánh sáng: thời gian và cường độ ánh sáng vừa phải sẽ giúp tảo phát triển
tốt. Cường độ bão hòa đối với tảo là 5 Kilo lux, cường độ tốt cho tảo phát
triển là 25-30 Kilo lux. Nếu ánh sáng quá nhiều có thể dùng mái che.
- Nhiệt độ: tảo Spirulina phát triển tối ưu ở 35oC. Dưới 20oC tảo phát
triển chậm. Trên 40oC tảo có thể khó phục hồi và có thể chết.
- pH môi trường: Duy trì 8.5-9; pH > 11 và pH <7 làm giảm khả năng sinh trưởng của tảo. lOMoARcPSD|45315597
- Mưa: mưa tốt cho sự phát triển của tảo nhưng dễ làm tràn bể nuôi tảo -
> nên xây thành bể cao.
- Gió: Giúp hòa tan lương Oxi trong không khí vào bể nhưng cũng có
thể mang vật thể lạ vào bể
- Bể nuôi tảo: thường có hình chữ nhật, có thể có bể tròn, được xây
bằng vật liệu thường (xi măng,…)
- Khuấy, sục khí: bể cần được khuấy, sục khí CO2 liên tục
- Mái che: là nhà kính đơn giản, thiết kế với 2 mái che nóc nhọn nhằm
bảo vệ tránh các vật thể lạ vào bể
Quy trình công nghệ nuôi tảo Spirulina hệ hở
Câu 16. Nêu ứng dụng của tảo Spirulina trong công nghiệp thực phẩm và y dược
Trong công nghiệp thực phẩm
- Sử dụng làm thực phẩm cho người, cung cấp đầy đủ lượng dưỡng
chất: protein, lipid, vitamin…cho cơ thể
- Làm dạng thực phẩm chức năng chọn lọc cho người phục hồi sau
chấn thương, cho người ăn kiêng, người bị bệnh tiểu đường, béo phì,
người già, phụ nữ có thai, trẻ em,…
- Dùng trong thức ăn gia súc Trong y dược lOMoARcPSD|45315597
- Tăng hệ miễn dịch
- Tăng khả năng tiêu hóa
- Tăng khả năng làm sạch và tiêu độc cơ thể
- Hỗ trợ hệ tim mạch, giảm cholesterol và hỗ trợ điều trị tiểu đường
- Chống lão hóa và ngừa ung thư Trong mỹ phẩm
- Điều hòa hoocmon, đường huyết áp giúp cơ thể khỏe mạnh, làn da mịn màng
- Sử dụng mặt nạ chống Oxi hóa và tăng vitamin
Câu 17. Viết quy trình công nghệ sản xuất protein đơn bào từ nấm men.
Giải thích sơ bộ quy trình đó.
Quy trình công nghệ sản xuất protein (trang sau) Giải thích sơ đồ
- Xử lí nguyên liệu: nguyên liệu rỉ đường sẽ được xử lí bằng 1 trong 3
phương pháp: pp hóa học, pp vật lí ( gia nhiệt) hoặc cơ học
- Dịch thủy phân các nguyên liệu thực vật được xử lí cơ học, nghiền,
xay, cắt, loại bỏ tạp chất.
- Dịch kiềm sunfit còn rất nhiều SO2 và SO3 không có lợi cho vi sinh
vật cần loại bỏ bằng cách tăng nhiệt độ lên quá 80oC,sử dụng thiết bị dạng tháp
- Dịch kèm được lọc bã để thu dịch lọc
+ Thanh trùng loại bỏ hoàn toàn tạp khuẩn trong môi trường.
Phương pháp được sử dụng nhiều nhất là gia nhiệt. Môi trường sau
thanh trùng được bổ sung thêm chất dinh dưỡng tạo môi trường tối
ưu nhất cho vsv sinh trưởng và phát triển rồi nuôi thu sinh khối.
+ Nuôi thu sinh khối: tăng sinh khối tế bào nấm men đều như
mức mong muốn. Quá trình nuôi thu sinh khối xảy ra hàng loạt
biến đổi: sinh học, hóa sinh, vật lí, hóa học, hóa lí.