42
Axit amin là gì??? Cấu tử cơ bản của protein Hay nói cách khác, aa là “viên gạch” để xây nên “các toà lâu đài muôn hình nghìn vẻ” của phân tử protein. Khoảng 20 aa tham gia trong cấu tạo protein. Trong tự nhiên, hấu hết các aa đều có dạng L. Khi tổng hợp aa → ½ dạng L và ½ dạng D. Chỉ có một số aa mà gia cầm và lợn sử dụng được cả 2 dạng D và L: DL-lysine, DL- valine, DL-methionine. Các aa còn lại chỉ sử dụng ở dạng L mà thôi. Sản xuất acid amin Sản xuất acid amin

San xuat acid amin

Embed Size (px)

DESCRIPTION

mt

Citation preview

Page 1: San xuat acid amin

Axit amin là gì???• Cấu tử cơ bản của protein • Hay nói cách khác, aa là “viên gạch” để xây nên “các

toà lâu đài muôn hình nghìn vẻ” của phân tử protein.• Khoảng 20 aa tham gia trong cấu tạo protein.• Trong tự nhiên, hấu hết các aa đều có dạng L. • Khi tổng hợp aa → ½ dạng L và ½ dạng D. • Chỉ có một số aa mà gia cầm và lợn sử dụng được cả

2 dạng D và L: DL-lysine, DL-valine, DL-methionine. • Các aa còn lại chỉ sử dụng ở dạng L mà thôi.

Sản xuất acid aminSản xuất acid amin

Page 2: San xuat acid amin

Axit amin???

• Là chất mà cơ thể có thể hấp thu một cách dễ dàng và trực tiếp.

• Cơ thể cũng có thể tổng hợp được aa nhưng riêng các aa thiết yếu thì không tổng hợp được.

• →con người phải sử dụng aa từ thức ăn giàu protein có nguồn gốc động thực vật.

• Protein động vật có giá trị dinh dưỡng cao hơn protein thực vật. (Bảng 1 và 2)

Page 3: San xuat acid amin

Bảng 1 Hàm lượng protein trong vài loại thực phẩm

Page 4: San xuat acid amin

Bảng 2 Hàm lượng aa trong vài loại thực phẩm (mg/g N tổng)

Page 5: San xuat acid amin

Axit amin???• Để đảm bảo đầy đủ chất dinh dưỡng và sự

cân đối thành phần aa→ cần phải có khẩu phần ăn có tỉ lệ thích hợp, đầy đủ lượng protein động vật và thực vật.

• Nếu thiếu một số aa hay một aa nào đó → trạng thái bệnh tật cho cơ thể → tình trạng sức khoẻ kém.

Cần phải sản xuất aa riêng lẻ để bổ sung Cần phải sản xuất aa riêng lẻ để bổ sung khẩu phần ăn thiếu một số aa nào đó, đặc khẩu phần ăn thiếu một số aa nào đó, đặc biệt là các aa thiết yếu.biệt là các aa thiết yếu.

Page 6: San xuat acid amin

Acid amin thiết yếu • Là những aa mà cơ thể con người và động vật không

thể tự tổng hợp được mà phải đưa từ ngoài vào qua thức ăn.

• Khi thiếu làm cho hàm lượng protein được tổng hợp < protein phân giải vì thế cân bằng nitơ âm, đặc biệt quan trọng đối với các aa thiết yếu.

• 8 aa thiết yếu cho người lớn: valine, leucine, isoleusine, methionine, treonine, phenylalanine, tryptophan, lysine.

• Hàm lượng các aa thiết yếu và tỉ lệ giữa chúng trong phân tử protein là một tiêu chuẩn đánh giá chất lượng protein.

Page 7: San xuat acid amin

Axit amin giới hạn

• Trong thực tế chăn nuôi, tỷ lệ thành phần aa trong thức ăn khác so với nhu cầu của gia súc, đặc biệt là các aa thiết yếu.

• Một số aa trong thức ăn thấp hơn so với nhu cầu→ giảm hiệu quả sử dụng các aa còn lại

Page 8: San xuat acid amin

Axit amin giới hạn

• Là các aa thiết yếu có hàm lượng trong thức ăn thấp hơn so với nhu cầu của vật nuôi.

• Mức giới hạn của mỗi aa không phải do ở số lượng của nó thấp hơn nhiều so với các aa khác trong thức ăn hay trong khẩu phần mà là do ít hay nhiều hơn so với nhu cầu của gia súc.

Page 9: San xuat acid amin

Axit amin giới hạn

• Chỉ số aa giới hạn • Paa= (aa khẩu phần/ aa nhu cầu)*100

• Axit amin nào có Paa thấp nhất là aa giới hạn thứ nhất

MetMet PhePhe TryTry

Khẩu phần %Khẩu phần % 0.500.50 0.20.2 0.10.1

Nhu cầu %Nhu cầu % 0.600.60 0.40.4 0.150.15

PPaaaa 83%83% 50%50% 67%67%

Page 10: San xuat acid amin

Ứng dụng trong lĩnh vực nào?

Bảng 3Bảng 3 Hiện trạng sản xuất và sử dụng Hiện trạng sản xuất và sử dụng aa (số liệu ước lượng năm 2003)aa (số liệu ước lượng năm 2003)

Page 11: San xuat acid amin

Thức ăn gia súcBảng 4 aa giới hạn trong vài loại thức ăn Bảng 4 aa giới hạn trong vài loại thức ăn cho heo, gàcho heo, gà

Page 12: San xuat acid amin

Cân bằng aa trong khẩu phần

Page 13: San xuat acid amin

Sơ đồ cân bằng vật chất

Thức ăn

(A)

Cơ thể hấp thu

(E)

Thải ra

( R )+=

Tối ưu

→ Hiệu quả kinh tế

Tối ưu

→ Hiệu quả sinh thái

Thức ăn đạt hiệu quả → hấp thu cơ thể cao → lượng thải ra thấp

Page 14: San xuat acid amin

Sơ đồ cân bằng nitơ

Thức ăn A

(7,4 kg N)

Cơ thể hấp thu E

(2,77 kg N)

Thải ra R

( 4,63 kg N )+=

27% 63%

Page 15: San xuat acid amin

Sử dụng aa trong thức ăn gia súc

• Giải quyết được vấn đề sử dụng quá mức ngũ cốc. Nhờ vào hệ thống tính toán công thức cho khẩu phần ăn của vật nuôi mà tăng được hiệu quả sử dụng ngũ cốc.

• Giải quyết được vấn đề ô nhiễm nitơ xảy ra mạnh mẽ ở những vùng chăn nuôi

Page 16: San xuat acid amin

Trong công nghiệp thực phẩmBảng 5 Các aa dùng trong công nghiệp Bảng 5 Các aa dùng trong công nghiệp thực phẩmthực phẩm

Page 17: San xuat acid amin

Tăng cường protein cho thực phẩm

• Dân số tăng ở các nước Đông Nam Á, Châu Phi, Nam Mỹ → cần cải thiện điều kiện dinh dưỡng.

• Thiếu protein → giảm lượng calorie đưa vào cơ thể → ức chế sự tăng trưởng về thể chất và phát triển tinh thần của trẻ em, người lớn mất khả năng lao động.

• Cần thiết phải cung cấp nguồn protein giá trị dinh dưỡng cao cho người tiêu thụ.

Page 18: San xuat acid amin

Tăng cường aa chủ yếu dựa vào

• Sử dụng hiệu quả dinh dưỡng aa dựa vào tỉ lệ aa thiết yếu trên toàn bộ aa có trong protein.

• Khi việc bổ sung một vài aa để cân bằng aa trong protein, xác định bằng aa giới hạn, có nghĩa là giá trị dinh dưỡng của protein được cải thiện. Hiệu quả của việc tăng cường với aa giới hạn lên tỷ số hiệu dụng protein cho ngũ cốc ở bảng 6

Page 19: San xuat acid amin

Tỷ số hiệu dụng protein

• Protein efficiency ratio (PER).• Lượng tăng trọng (g) / lượng protein ăn vào

(g). • Thường lấy mức tăng trưởng của chuột làm số

đo giá trị dinh dưỡng của protein thức ăn.• Chỉ số này thay đổi theo số lượng protein ăn

vào, thay đổi theo tuổi, giới tính, thời gian thí nghiệm.

Page 20: San xuat acid amin

Bảng 6 Hiệu quả của bổ sung aa giới hạn lên việc cải thiện tỷ số hiệu dụng protein của ngũ cốc

Page 21: San xuat acid amin

Tăng vị

• Vị đặc trưng của thực phẩm liên quan chặt chẽ đến thành phần của thực phẩm, chẳng hạn như aa, peptid.

• Protein chứa khoảng 20 loại aa được tìm thấy dưới dạng tự do trong khẩu phần thức ăn.

• Sự khác biệt giữa thành phần aa cho mỗi thực phẩm là yếu tố then chốt phân biệt vị giữa chúng (bảng 7).

Page 22: San xuat acid amin

Bảng 7 Thành phần aa trong thực phẩm (mg, khối lượng căn bản khô)

Page 23: San xuat acid amin

Tăng vị

• Vị đặc trưng của mỗi aa duy trì không đổi khi nồng độ chúng thay đổi.

• Tuy nhiên vị đặc trưng của L-alanine, L-arginine, L-axit glutamic, L-serine, L-threonine thay đổi khi nồng độ thay đổi (bảng 8).

Page 24: San xuat acid amin

Bảng 8 Thay đổi vị theo nồng độ aa

Page 25: San xuat acid amin

Nâng cao mùi thơm

• AA tự do được dùng rộng rãi trong chế biến thực phẩm cho hương thơm và màu nâu thực phẩm.

• Mùi thơm được chủ yếu hình thành trong quá trình chế biến, hay nấu do phản ứng Maillard giữa aa và đường khử.

Page 26: San xuat acid amin

Bảng 9 Sử dụng aa trong thực phẩm

Page 27: San xuat acid amin

Tính chất cảm quan của aa

• Theo lý thuyết aa có 4 vị cơ bản: ngọt, mặn, đắng, chua.

• Ngoài ra có vị umami là tổng hợp của cả 4 vị trên. Chẳng hạn như vị của bột ngọt.

• Giá trị ngưỡng (threshold value) là nồng độ giới hạn phân biệt dựa vào cường độ vị đặc trưng.

Page 28: San xuat acid amin

Bảng 10 Vị của aa

Page 29: San xuat acid amin

An toàn

• Ảnh hưởng sinh lý của trạng thái thiếu cân bằng.

• Ngộ độc aa

Page 30: San xuat acid amin

Thiếu cân bằng

• Quá mức aa →nitơ bị loại thải dưới dạng ure• Thiếu protein gắn liền với thiếu calo, dẫn đến

tình trạng gầy còm, suy dinh dưỡng

Page 31: San xuat acid amin

Ngộ độc

• Khi lượng quá mức một hay một số aa dẫn đến tích tụ aa gây ra những bất lợi cho chức năng hoạt động của cơ thể.

• Mức độ ngộ độc cấp tính đã được nghiên cứu do bổ sung tăng lượng aa riêng rẽ với khẩu phần protein.

Page 32: San xuat acid amin

Bảng 11 Tính ngộ độc cấp tính của aa ăn vào trên

chuột

Page 33: San xuat acid amin

LD50

• Viết tắt từ medium letalisdosis (liều lượng gây chết trung bình).

• Liều lượng chất độc gây chế cho một nửa (50%) số cá thể dùng trong nghiên cứu.

• Độ độc càng cao thì trị số LD50 càng nhỏ.

Page 34: San xuat acid amin

Phương pháp sản xuất aa

• Phương pháp tổng hợp hoá học• Phương pháp trích ly từ dịch thủy phân• Phương pháp tổng hợp nhờ vi sinh vật

Page 35: San xuat acid amin

Phương pháp tổng hợp hoá học

• Để sản xuất 1 số aa như: glycine, alanine, methionine, tryptophan.

• Tạo ra hỗn hợp DL- aa.• Việc tách 2 dạng này khó khăn và tốn kém.

Page 36: San xuat acid amin

Trích ly từ dịch thủy phân

• Thủy phân dung dịch giàu protein sau đó trích ly để thu aa.

• Dùng để thu nhận L-cystine, L-cystein, L-tyrosine.

• Phương pháp này phụ thuộc vào giá nguyên liệu, tính sẵn có của nguyên liệu.

Page 37: San xuat acid amin

Tổng hợp nhờ vi sinh vật

• Lên men trực tiếp: các aa được tạo thành từ nguồn nguyên liệu rẻ tiền.

• Chuyển hoá các tiền chất của aa nhờ vi sinh vật.

Page 38: San xuat acid amin

Sản xuất aa nhờ vi sinh vật

• Quy trình công nghệ

Page 39: San xuat acid amin

Nguyên liệu

• Đảm bảo cung cấp nguồn carbon, nitơ, và các nguyên tố khác để vi sinh vật phát triển và tổng hợp được nhiều sản phẩm.

• Cung cấp nguồn cacbon: dùng rỉ đường, nguyên liệu giàu tinh bột (khoai mì, bắp..)hay các nguồn khác.

• Cung cấp nitơ: ure, muối amoni• Các hợp chất khoáng• Các chất kích thích sinh trưởng: vit, aa

Page 40: San xuat acid amin

Xử lý• Làm sạch• Thủy phân

Chuẩn bị môi trường dinh Chuẩn bị môi trường dinh dưỡngdưỡng Nồng độ và thành phần thích hợp phụ thuộc Nồng độ và thành phần thích hợp phụ thuộc vào chủng vi sinh vật và giống sản xuấtvào chủng vi sinh vật và giống sản xuất

Điều chỉnh pH và thanh trùng môi trườngĐiều chỉnh pH và thanh trùng môi trường

Page 41: San xuat acid amin

Chuẩn bị giống

• Chủng vi sinh vật• Nuôi giống

Lên menLên men

Chú ý điều chỉnh các thông số kỹ thuậtChú ý điều chỉnh các thông số kỹ thuật pH, nhiệt độ, thông khí, bổ sung chất dinh pH, nhiệt độ, thông khí, bổ sung chất dinh

dưỡng…dưỡng…

Page 42: San xuat acid amin

Thu nhận sản phẩm

• Dùng để chế biến thức ăn gia súc• Dùng trong chế biến thực phẩm hoặc y học