ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

PHÂN HIỆU TẠI KON TUM

ĐỀ CƯƠNG MÔN HỌC

CÔNG NGHỆ ENZYME

KON TUM - 2012

PHÂN HIỆU ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TẠI KON TUMTỔ KHOA HỌC CƠ BẢN

Khóa đào tạo: Cử nhân Công nghệ sinh học

Môn học : Công nghệ enzyme

Mã môn học:

Số tín chỉ: 02

Năm thứ: 2 ( Học kỳ: 4 )

Môn học: Bắt buộc

1. Các môn học trước

- Hóa sinh Công nghiệp

- Vi sinh vật học

- Công nghệ vi sinh vật

- Quá trình và thiết bị Công nghệ sinh học

2. Các môn học kế tiếp

- Công nghệ sản xuất các sản phẩm nhiệt đới

- Công nghệ sản xuất các sản phẩm lên men

3. Mục tiêu chung của môn học

Sau khi kết thúc môn học này, người học phải và có thể:

Về kiến thức

1. Nêu được các nguồn thu nhận enzyme.

2. Trình bày được các loại enzyme thu nhận từ các cơ quan khác nhau của động vật.

3. Trình bày được các loại enzyme khác nhau thu nhận được từ các loài thực vật khác

nhau.

4. Trình bày được quy trình thu nhận enzyme từ tế bào động vật, thực vật.

5. Nêu được các nguồn thu nhận enzyme từ vi sinh vật.

6. Giải thích một cách tổng quan vì sao enzyme vi sinh vật là nguồn phong phú, phù

hợp để sản xuất enzyme ở quy mô công nghiệp.

7. Nêu được quy trình sản xuất chế phẩm enzyme từ vi sinh vật.

8. Trình bày được điều hòa quá trình sinh tổng hợp enzyme trong môi trường nuôi cấy

vi sinh vật.

2

9. Phân biệt được điều hòa theo hướng đóng mở bởi gen operator với điều hòa bằng

tương tác giữa ARN-polymerase và gen promotor.

10. Trình bày được phương pháp tuyển chọn và cải tạo giống vi sinh vật cho enzyme

có hoạt tính cao.

11. Trình bày được các phương pháp bảo quản giống vi sinh vật

12. Nêu được các nguồn dinh dưỡng và vai trò của từng loại đối với quá trình nuôi

cấy vi sinh vật sinh tổng hợp enzyme.

13. Trình bày được các phương pháp nuôi cấy vi sinh vật. Nêu được ưu, nhược điểm

của từng phương pháp.

14. Trình bày được quy trình chiết tách và làm sạch chế phẩm enzyme.

15. Nêu được sự khác nhau giữa các chế phẩm enzyme: enzyme thô, enzyme kỹ thuật,

enzyme tinh khiết.

16. Nêu được quá trình sản xuất chế phẩm enzyme từ hạt ngũ cốc nảy mầm (malt).

17. Trình bày được các bước trong quy trình sản xuất enzyme từ malt: nguyên liệu;

làm sạch, phân loại; rửa, sát trùng và ngâm hạt; nẩy mầm, sấy malt; tách mầm rễ và

bảo quản malt.

18. Nêu được kỹ thuật sản xuất một số loại malt đặc biệt.

19. Trình bày được cách thu nhận các loại enzyme từ thực vật: urease từ đậu rựa,

bromelin từ dứa

20. Nêu được khái niệm enzyme cố định.

21. Nêu được các phương pháp cố định enzyme.

22. Trình bày được các loại liên kết trong quá trình tạo enzyme cố định.

23. Trình bày được các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính của enzyme cố định.

24. Nêu được các ứng dụng của enzyme cố định.

25. Nêu được các enzyme chủ yếu của hệ enzyme amylase và ứng dụng của chúng.

26. Nêu được các enzyme chủ yếu của hệ enzyme protease và ứng dụng của chúng.

27. Nêu được các enzyme chủ yếu của hệ enzyme pectinase và ứng dụng của chúng.

28. Nêu được các enzyme chủ yếu của hệ enzyme cellulase và ứng dụng của chúng.

29. Nêu được khái niệm hoạt độ enzyme và đơn vị hoạt độ enzyme.

30. Trình bày được các phương pháp xác định hoạt độ enzyme.

31. Trình bày được cách chuẩn bị dịch chiết để xác định hoạt độ enzyme.

Về kỹ năng

32. Thực hiện được các thí nghiệm chiết tách enzyme từ động vật, thực vật.

33. Thực hiện được việc nuôi cấy vi sinh vật sinh tổng hợp enzyme và thu các chế

phẩm enzyme dạng thô đến dạng kỹ thuật.

34. Thực hiện được thí nghiệm xác định hoạt độ enzyme.

3

35. Vận dụng các kiến thức đã được biết về các enzyme có trong thực vật, động vật để

giải thích các vấn đề trong thực tế liên quan đến các quá trình do các enzyme này xúc

tác.

36. Giải thích được vì sao trong sản xuất bia, người ta không cần dùng amylase để xử

lý trước khi lên men nhưng vẫn tạo được dịch đường cho nấm men có thể đồng hóa.

Về thái độ

37. Yêu thích môn học, đặc biệt có hứng thú với các công nghệ sử dụng enzyme.

38. Cẩn thận, tỉ mỉ, nhanh nhẹn, chính xác trong thao tác thí nghiệm vi sinh và chiết

tách enzyme, xác định hoạt độ enzyme.

39. Có kỹ năng thiết kế một thí nghiệm về enzyme một cách khoa học và đảm bảo

tính chính xác.

39. Nhận thức được tầm quan trọng của enzyme trong cuộc sống đặc biệt là trong

công nghệ sản xuất thực phẩm, y học, công nghệ sinh học,…

Các mục tiêu khác

39. Góp phần phát triển kỹ năng làm việc nhóm, cộng tác, thảo luận.

40. Góp phần phát triển kỹ năng tư duy, sáng tạo, khám phá các hiện tượng sinh trong

cuộc sống.

41. Góp phần rèn luyện kỹ năng lập kế hoạch, tổ chức, quản lý, theo dõi kiểm tra việc

thực hiện chương trình học tập.

4. Tóm tắt nội dung

Công nghệ enzyme là môn khoa học chuyên ngành nghiên cứu cơ sở lý thuyết

sinh tổng hợp enzyme vi sinh vật, thu nhận enzyme từ thực vật, động vật, sản xuất

enzyme thương mại, phương pháp đánh giá chất lượng của chế phẩm và ứng dụng vào

các lĩnh vực thực phẩm, môi trường, y tế,…

Môn học được thiết kế dành cho đối tượng là sinh viên năm thứ 3 chuyên

ngàngh công nghệ sinh học, công nghệ thực phẩm.

5. Nội dung chi tiết

MỞ ĐẦU

Chương 1: NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ ENZYME

1.1. GIỚI THIỆU VỀ ENZYME VÀ CÔNG NGHỆ ENZYME

1.2. ĐẶC ĐIỂM SINH HỌC CỦA ENZYME

1.2.1. Bản chất sinh học của enzyme

1.2.2. Bản chất hóa học enzyme

1.2.3. Cấu trúc của enzyme

1.3. CƠ CHẾ TÁC DỤNG CỦA ENZYME

1.3.1. Ý nghĩa quá trình xúc tác trong tế bào sinh vật

1.3.2. Cơ chế tác dụng của enzyme

4

1.4. VAI TRÒ CỦA VIỆC NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG ENZYME ĐỒI VỚI NỀN KINH TẾ

1.4.1. Lịch sử phát triển công nghệ enzyme

1.4.2. Ứng dụng của enzyme

Chương 2: NHỮNG PHƯƠNG PHÁP VÀ KỸ THUẬT CƠ BẢN TRONG CÔNG NGHỆ ENZYME

2.1. NHỮNG NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT MỘT SỐ ENZYME QUAN TRỌNG

2.1.1. Nguồn enzyme động vật

2.1.2. Nguồn enzyme thực vật

2.1.3. Nguồn enzyme vi sinh vật

2.2. PHƯƠNG PHÁP VÀ KỸ THUẬT CƠ BẢN TRONG CÔNG NGHỆ ENZYME

2.2.1 Ý nghĩa của kỹ thuật tinh sạch trong công nghệ enzyme

2.2.2 Các kỹ thuật cơ bản

Chương 3: SẢN XUẤT CÁC CHẾ PHẨM ENZYME TỪ VI SINH VẬT

3.1. NGUYÊN LÝ QUÁ TRÌNH TỔNG HỢP ENZYME Ở VI SINH VẬT

3.1.1 Điều hòa quá trình sinh tổng hợp enzyme ở vi sinh vật

3.1.2. Nguyên lýđiều khiển quá trình kỹ thuật sản xuất enzyme quy mô công nghiệp .

3.2. GIỐNG VI SINH VẬT TRONG CÔNG NGHIỆP ENZYME

3.2.1. Yêu cầu về giống vi sinh vật trong công nghệ enzyme

3.2.2. Tuyển chọn và cải tạo giống

3.2.3. Bảo quản giống vi sinh vật

3.3. MÔI TRƯỜNG NUÔI CẤY VI SINH VẬT

3.3.1. Nguồn carbon

3.3.2. Nguồn nitơ

3.3.3. Nguồn các nguyên tố khoáng và các chất kích thích sinh trưởng

3.3.4. Các loại môi trường nuôi cấy vi sinh vật sinh tổng hợp enzyme

3.4. CÁC PHƯƠNG PHÁP NUÔI CẤY VI SINH VẬT

3.4.1. Phương pháp nuôi cấy bề mặt

3.4.2. Phương pháp nuôi cấy chìm

3.4.3. Phương pháp nuôi cấy chìm 2 bước

3.4.4. So sánh phương pháp nuôi cấy vi sinh vật sinh tổng hợp enzyme

3.5. THU HỒI CHẾ PHẨM ENZYME

3.5.1. Thu dịch enzyme

3.5.2. Thu chế phẩm kỹ thuật

3.5.3. Thu chế phẩm enzyme tinh khiết

Chương 4: SẢN XUẤT ENZYME TỪ NGUỒN THỰC VẬT

5

4.1. THU NHẬN ENZYME TỪ HẠT NẢY MẦM (MALT)

4.1.1. Nguyên liệu

4.1.2. Thu nhận nguyên liệu, làm sạch, phân loại, bảo quản nguyên liệu

4.1.3. Ngâm hạt

4.1.4. Nảy mầm

4.1.5. Sấy malt

4.1.6. Tách mầm rễ, bảo quản malt

4.2. THU NHẬN UREASE TỪ ĐẬU RỰA

4.2.1. Đặc điểm nguồn nguyên liệu và urease

4.2.2. Chiết xuất urease

4.3. THU NHẬN BROMELIN TỪ DỨA

4.3.1. Đặc điểm nguồn nguyên liệu và bromelin

4.3.2. Thu nhận bromelin

4.4. THU NHẬN PAPAIN TỪ ĐU ĐỦ

4.4.1. Đặc điểm nguồn nguyên liệu và enzyme papain

4.4.2. Thu nhận enzyme papain

Chương 5: THU NHẬN ENZYME TỪ NGUỒN ĐỘNG VẬT

5.1. ĐẶC ĐIỂM NGUỒN ENZYME ĐỘNG VẬT

5.1.1. Khái niệm chung

5.1.2. Nguồn cung cấp enzyme động vật

5.2. THU NHẬN MỘT SỐ ENZYME TỪ NGUỒN ĐỘNG VẬT

5.2.1. Thu nhận pepsin

5.2.2. Thu nhận renin

Chương 6: ENZYME CỐ ĐỊNH

6.1. GIỚI THIỆU CHUNG

6.2. MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP CHỦ YẾU TẠO ENZYME CỐ ĐỊNH

6.3. MỘT SỐ LIÊN KẾT TRONG VIỆC CỐ ĐỊNH ENZYME

6.4. ẢNH HƯỞNG CỦA SỰ CỐ ĐỊNH ĐẾN HOẠT TÍNH CỦA ENZYME

6.5. CÁC REACTOR CHỨA ENZYME CỐ ĐỊNH

6.6. SỬ DỤNG ENZYME CỐ ĐỊNH TRONG Y HỌC VÀ TRONG CÔNG NGHIỆP

Chương 7: MỘT SỐ LOẠI ENZYME CHỦ YẾU VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG

7.1. AMYLASE

7.2. PROTEASE

7.3. PECTINASE

7.4. CELLULASE

7.5. SACCHARASE VÀ GLUCOXYDASE

Chương 8: PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH HOẠT ĐỘ MỘT SỐ LOẠI ENZYME

8.1. ĐƠN VỊ ĐO HOẠT ĐỘ

6

8.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP CÁC ĐỊNH HOẠT ĐỘ ENZYME

8.3. CHUẨN BỊ DỊCH CHIẾT ENZYME ĐỂ XÁC ĐỊNH HOẠT ĐỘ

6. Học liệu

6.1. Các tài liệu bắt buộc Bài giảng Công nghệ enzyme.

Nguyễn Trọng Cẩn (chủ biên) Nguyễn Thị Hiền, Đỗ Thị Giang,

Trần Thị Huyền (1998), Công nghệ enzyme, Nxb Nông nghiệp, TP. Hồ Chí

Minh, 1998,

6.2. Tài liệu tham khảo

Phạm Thị Trân Châu (2006), Enzym và ứng dụng, NXB Giáo dục.

Nguyễn Đức Lượng (2004), Công nghệ Enzym, NXB ĐH QG TP Hồ Chí

Minh.

7

Lê Xuân Phương (2001), Vi sinh vật công nghiệp, Nhà xuất bản xây dựng, Hà

Nội.

6.3. Các trang web

https://sites.google.com/site/biotechnologynguyen/enzyme-technology

http://thuvien.hcmute.edu.vn/xem-tai-lieu/cong-nghe-enzyme-

protein.67049.html

http://www.lsbu.ac.uk/water/enztech/

http://www.journals.elsevier.com/enzyme-and-microbial-technology/

http://enzymetechnology.blogspot.com/2009/10/enzyme-technology.html

7. Chính sách đối với môn học

Theo Quy chế đào tạo hiện hành:

- Cho phép thực hiện lại bài tập không quá 1 lần (trong trường hợp không đạt)

- Kết quả đánh giá môn học là thông tin mang tính cá nhân, không công khai.

8. Phương pháp, hình thức kiểm tra đánh giá

Hình thức đánh giá

Hình thức Tỉ lệ

Bài tập cá nhân tuần 10%

Bài tập nhóm tháng 10%

Bài tập lớn học kỳ/thi

giữa kì

20%

Thi cuối kỳ 60%

8