Đăng ký Đăng nhập
Trang chủ Giáo dục - Đào tạo Cao đẳng - Đại học Khóa luận nghiên cứu quy trình tách chiết beta glucan (β – glucan) từ bã men bia...

Tài liệu Khóa luận nghiên cứu quy trình tách chiết beta glucan (β – glucan) từ bã men bia thu nhận tại công ty tnhh nhà máy bia heineken việt nam – đà nẵng bằng phương pháp sinh học

.PDF
62
183
93

Mô tả:

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KHOA SINH MÔI TRƯỜNG NGUYỄN THỊ THẢO NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH TÁCH CHIẾT BETA-GLUCAN (Β – GLUCAN) TỪ BÃ MEN BIA THU NHẬN TẠI CÔNG TY TNHH NHÀ MÁY BIA HEINEKEN VIỆT NAM – ĐÀ NẴNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC Ngành: Công Nghệ Sinh Học Người hướng dẫn: Ths. Lê Vũ Khánh Trang Đà Nẵng – Năm 2018 i LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu, kết quả trong nghiên cứu khóa luận là trung thực và chưa từng được ai công bố. Đà Nẵng, tháng 4 năm 2018 Tác giả khóa luận NGUYỄN THỊ THẢO ii LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành được khóa luận này, ngoài sự cố gắng nỗ lực của bản thân, tôi đã nhận được sự ủng hộ, giúp đỡ tận tình của thầy cô giáo, gia đình và bạn bè. Trước hết, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc tới Th.S Lê Vũ Khánh Trang – giảng viên Khoa Sinh – Môi Trường, Trường Đại học Sư phạm – Đại học Đà Nẵng đã tận tình chỉ bảo cho tôi trong suất quá trình hoàn thành khóa luận này Tôi xin chân thành cảm ơn tới các thầy cô giáo trong bộ môn Công nghệ sinh học, cũng như các thầy cô thuộc Khoa Sinh – Môi Trường đã giảng dạy và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài. Cảm ơn Công ty TNHH Nhà Máy Bia Heineken Việt Nam – Đà Nẵng đã giúp đỡ và tạo điều kiện cho tôi làm nghiên cứu trong suốt thời gian qua. Đồng thời, tôi xin gửi lời tri ân tới gia đình tôi và bạn bè sinh viên làm việc tại phòng thí nghiệm thuộc Khoa Sinh – Môi trường, Trường Đại học Sư phạm – Đại học Đà Nẵng đã tạo điều kiện, quan tâm và động viên, góp phần cho tôi trong suất quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành khóa luận này thật tốt đẹp. Xin chân thành cảm ơn! Sinh viên thực hiện NGUYỄN THỊ THẢO iii DANH MỤC BẢNG BIỂU Số hiệu Tên bảng Trang bảng Bảng 1.1 Nguồn nguyên liệu chứa β-glucan 9 Bảng 1.2 Thành phần cơ bản của nấm men 11 Bảng 1.3 Thành phần và trọng lượng các chất của thành tế bào 16 nấm men Bảng 2.1 Theo dõi sự ảnh hưởng của chế phẩm tới tăng trọng 26 của cá Bảng 2.2 Theo dõi sự ảnh hưởng của chế phẩm tới tỷ lệ sống sót 27 của cá Bảng 3.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình tách chiết β- 28 glucan Bảng 3.2 Ảnh hưởng của nồng độ protease đến quá trình tách 29 chiết β-glucan Bảng 3.3 Ảnh hưởng của thời gian xử lý protease đến quá trình 31 tách chiết β- glucan Bảng 3.4 Ảnh hưởng của chế phẩm β –glucan lên khối lượng của 36 cá sau 16 ngày Bảng 3.5 Ảnh hưởng của chế phẩm β-glucan lên tỉ lệ sống sót 37 của cá sau 16 ngày Bảng 3.6 Đánh giá sự tăng trưởng của cá 39 Bảng 3.7 Đánh giá tỉ lệ sống sót của cá 40 iv DANH MỤC HÌNH ẢNH Số hiệu Tên hình ảnh Trang hình ảnh Hình 1.1 Cấu trúc hóa học của β- lucan 3 Hình 1.2 Cấu trúc không gian của β-glucan 3 Hình 1.3 Sơ đồ sản xuất bia 10 Hình 1.4 Tế bào S. cerevisiae 12 Hình 1.5 Cấu trúc thành ngoài của nấm men 15 Hình 2.1 Bã nấm men được lấy từ nhà máy 19 Hình 2.2 Cá rô phi đầu vuông 20 Hình 2.3 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 21 Hình 3.1 Sơ đồ quy trình tách chiết β-glucan 33 Hình 3.2 Chế phẩm giàu β-glucan 35 Hình 3.3 Biểu đồ tỷ lệ sống sót của cá rô phi đầu vuông 37 Hình 3.4 Cá bị bệnh xuất huyết 38 v MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ....................................................................................................... i LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................ ii DANH MỤC BẢNG BIỂU ...................................................................................... iii DANH MỤC HÌNH ẢNH ........................................................................................ iv MỞ ĐẦU .....................................................................................................................1 1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI ..........................................................................1 2. MỤC TIÊU ĐỀ TÀI................................................................................................2 3. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN .............................................................2 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU ...................................................................3 1.1. TỔNG QUAN VỀ BETA-GLUCAN (β-GLUCAN) ..........................................3 1.1.1. Cấu trúc .............................................................................................................3 1.1.2. Tính chất............................................................................................................3 1.1.3. Vai trò của β-glucan ..........................................................................................4 1.1.4. Ứng dụng chế phẩm β – glucan trong chăn nuôi ..............................................6 1.1.5. Một số nguồn thu nhận β-glucan.......................................................................8 1.2. GIỚI THIỆU VỀ BÃ THẢI MEN BIA ...............................................................9 1.2.1. Quy trình sản xuất men bia .............................................................................10 1.2.2. Nấm men Saccharomyces cerevisiae [7],[26] .................................................11 1.3. CÁC NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC VỀ β-GLUCAN ..............15 1.3.1. Các nghiên cứu trong nước .............................................................................15 1.3.2. Các nghiên cứu nước ngoài .............................................................................16 CHƯƠNG 2 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........................18 2.1. VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU ...............................................................................18 2.2.1. Bã thải nấm men bia ........................................................................................18 2.2.2. Cá rô phi đầu vuông (Anabas Testudinus) ......................................................19 2.2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU ..............................................................................20 2.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU......................................................................20 2.3.1. Bố trí thí nghiệm .............................................................................................20 2.3.2. Phương pháp xác định độ ẩm [8] ....................................................................21 vi 2.3.3. Phương pháp thu nhận β-glucan bằng phương pháp sinh học ........................22 2.3.4. Phương pháp khảo sát các điều kiện ảnh hưởng tới quá trình tách chiết βglucan bằng phương pháp sinh học ...........................................................................22 2.3.5 . Phương pháp xác định hàm lượng β-glucan .................................................23 2.3.7. Phương pháp xử lý số liệu ...............................................................................27 CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN ............................................................27 3.1. KHẢO SÁT CÁC ĐIỀU KIỆN ẢNH HƯỞNG TỚI QUÁ TRÌNH TÁCH CHIẾT β-GLUCAN ..................................................................................................27 3.1.1. Khảo sát nhiệt độ ảnh hưởng tới quá trình tách chiết β-glucan ......................28 3.1.2. Khảo sát nồng độ enzyme ảnh hưởng tới quá trình tách chiết β-glucan .........29 3.2.3. Khảo sát thời gian ủ enzyme protease tới quá trình tách chiết β-glucan. .......30 3.3. QUY TRÌNH TÁCH CHIẾT β –GLUCAN BẰNG PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC ..........................................................................................................................32 3.3.1. Xây dựng quy trình tách chiết β-glucan ..........................................................32 3.3.2. Thuyết minh quy trình .....................................................................................33 3.2. ỨNG DỤNG CHẾ PHẨM β-GLUCAN VÀO KHẨU PHẦN ĂN CỦA CÁ RÔ PHI ĐẦU VUÔNG ...................................................................................................35 3.2.1. Nghiên cứu ảnh hưởng chế phẩm β-glucan lên khối lượng của cá sau 16 ngày ...................................................................................................................................35 3.4.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của chế phẩm β-glucan ảnh hưởng tới tỉ lệ sống sót của cá sau 16 ngày.....................................................................................................36 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ...................................................................................38 1. KẾT LUẬN ...........................................................................................................38 2. KIẾN NGHỊ ..........................................................................................................39 TÀI LIỆU THAM KHẢO .........................................................................................40 1 MỞ ĐẦU 1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Trong những năm gần đây, tại Việt Nam, các nhà máy sản xuất bia ngày càng phát triển mạnh cả về số lượng và quy mô, mang lại giá trị kinh tế cho đất nước. Tuy nhiên, cùng với sự phát triển này thì lượng bã thả men bia khổng lồ được thải ra ngoài môi trường. Tính trung bình cứ sản xuất 1000 lít bia thì 10 kg men bia thải với độ ẩm trung bình khoảng 85% [39]. Trong đó lượng bã men này chủ yếu để chế biến thức ăn cho vật nuôi hoặc được dùng như một nguồn nguyên liệu rẻ tiền cho quá trình làm dịch chiết nấm men tự phân, còn lại thì thải trực tiếp ra ngoài môi trường. Thành tế bào nấm men chiếm khoảng 20% trọng lượng khô của tế bào, β-gluan chiếm khoảng 50-60% lượng chất khô của thành tế bào nấm men [24],[19],[20]. Chính vì thế, việc sản xuất các sản phẩm có giá trị kinh tế cao như β-gluan có thể mang lại lợi nhuận cho các nhà máy đồng thời giảm thiểu tác động về mặt môi trường. Đã có nhiều nghiên cứu tách chiết β-gluan từ tế bào nấm men, tuy nhiên nguồn nguyên liệu đầu vào ở mỗi loại bia, mỗi nhà máy là khác nhau. Tại Công ty TNHH Nhà Máy Bia Heiniken Việt Nam - Đà Nẵng sử dụng nguồn nguyên liệu thay thế là gạo với độ ẩm thích hợp 13-14%. Tùy thuộc vào từng loại bia mà sử dụng nguyên liệu thay thế khác nhau, việc sử dụng nguyên liệu thay thế làm cho tỉ lệ tiếp men bia giống, thời gian ủ men ở mỗi công ty cũng khác nhau. Mặt khác, có nhiều nghiên cứu về tách chiết β – glucan sử dụng nhiều phương pháp khác nhau, do đó ảnh hưởng tới quá trình tách chiết β– glucan. Trong đó, phương pháp sử dụng enzyme được nghiên cứu nhiều, đa số các nghiên cứu sử dụng enzyme protease tinh sạch. Tuy nhiên, chưa có nghiên cứu nào sử dụng enzyme protease công nghiệp. Nhà máy Heiniken Đà Nẵng sản xuất chủ yếu loại bia Larue, Tiger, sản lượng bình quân năm 2015 là 150 triệu lít/1 năm, thải ra tương đương 10% bã 2 thải men bia [41]. Để tận dụng nguồn nguyên liệu này tốt hơn, đó chính là tách chiết các hợp chất sinh học từ bã men bia này thành một chế phẩm hữu ích hơn cho ngành chăn nuôi. β-glucan từ thành tế bào nấm men dùng để sử dụng như một yếu tố kích thích hệ miễn dịch và tác động tích cực đến hệ thống bảo vệ vật chủ, tăng tính đề kháng của vật chủ đến hầu hết các loại bệnh nhiễm khuẩn, nấm, virus cùng nhiều loại kí sinh vật khác. Ngoài ra, nó còn được biết đến như một yếu tố miễn dịch hiệu quả trong điều trị ung thư và là chất chống oxy hóa, tái tạo da, làm mờ nếp nhăn nên được dùng để sản xuất mỹ phẩm [8][15]. Trước những thực trạng như vậy, đề tài “Nghiên cứu quy trình tách chiết beta-glucan (β – glucan) từ bã men bia thu nhận tại Công ty TNHH Nhà Máy Bia Heineken Việt Nam – Đà Nẵng bằng phương pháp sinh học ” được thực hiện với mục đích thu nhận được nguồn β-glucan tự nhiên ứng dụng sản xuất thức ăn gia súc. 2. MỤC TIÊU ĐỀ TÀI - Nghiên cứu quy trình tách chiết β-glucan từ bã men bia bằng phương pháp sinh học. - Ứng dụng chế phẩm β-glucan bổ sung vào khẩu phần ăn của cá rô phi đầu vuông (Anabas Testudinus) 3. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN - Từ kết quả nghiên cứu của đề tài này là tiền đề cho những nghiên cứu tiếp theo về tách chiết các chất từ vi sinh vật. - Nghiên cứu góp phần ứng dụng vào quá trình xử lý bã men bia tại Công ty TNHH Heineken Việt Nam - Đà Nẵng. - Chế phẩm giàu β-glucan ứng dụng tại các trang trại nuôi cá giống và nuôi gia cầm gia súc. CHƯƠNG 1 3 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. TỔNG QUAN VỀ BETA-GLUCAN (β-GLUCAN) 1.1.1. Cấu trúc Glucan là một biopolymer của 1,3-D-glucose (hoặc 1,6-D-glucose) được tìm thấy trên vách tế bào vi khuẩn, thực vật và nấm. Glucan bao gồm những liên kết không phân nhánh của liên kết β-1,3 và liên kết β-1,4-glucopyranose tạo nên các chuỗi polysaccharide, chưa khoảng 250000 phân tử glucose [8] [29]. Hình 1.1. Cấu trúc hóa học của β- lucan Hình 1.2. Cấu trúc không gian của β-glucan 1.1.2. Tính chất 4 β - glucan không tan trong ethanol, aceton nhưng tan trong NaOH ( trừ β-glucan và từ nấm ) và (CH3)2SO4. Sự hòa tan này làm giảm bậc cấu trúc hóa học dưới tác động của chất oxy hóa mạnh. β–glucan có nguồn gốc sinh học, thường tác động đến sự tăng cường đáp ứng miễn dịch tế bào từ các kháng nguyên, nhiễm trùng, ung bướu [30],[37]. 1.1.3. Vai trò của β-glucan a. β-glucan giúp tăng cường hệ miễn dịch [8],[26] β – glucan có khả năng kích thích hệ miễn dịch chống lại mầm bệnh rất hiệu quả. Một số nghiên cứu chỉ ra rằng: β-glucan có khả năng tăng cường mạnh mẽ quá trình sản xuất đại thực bào và tăng tính kháng không đặc hiệu của vật chủ đối với vi khuẩn, các loại nấm và bệnh nhiễm kí sinh trùng. β –glucan kết hợp với các thụ thể bên ngoài màng của đại thực bào và những tế bào bạch cầu khác (bao gồm cả những tế bào tự nhiên và những tế bào tạo độc tố của cơ thể). Với sự kết hợp đặc hiệu giữa những thụ thể trên bề mặt đại thực bào các tác nhận lạ, β-glucan có tác dụng phát hiện sự xâm nhập hoặc bám vào cơ thể của các nhân tố bất lợi và cảnh báo cho cơ thể biết. β – glucan kết hợp rất đặc hiệu với các bạch cầu và gây ra những phản ứng chuỗi dẫn đến làm tăng hoạt tính miễn dịch như: - Sản xuất ra những thế bào bạch cầu từ tủy xương, bao gồm: đại thực bào, bạch cầu trung tính và hồng cầu. - Huy động các tế bào bạch cầu máu có khả năng nhận diện “kẻ thù” và di chuyển đến nơi có tác nhân lạ. - Hoạt tính thực bào của bạch cầu cần tiêu diệt các tế bào bên ngoài xâm nhập vào. - Sản xuất ra các tác nhân kháng vi sinh vật tăng cường sự đặc hiệu của hệ thống miễn dịch. β-glucan có thể kích thích đại thực bào, vì vậy làm tăng quá trình sản xuất interleukins, cytokines và kháng thể đặc hiệu cho quá trình kích hoạt toàn bộ 5 hệ thống miễn dịch của cơ thể. Sau đó, cơ thể đã sẵn sàng chống lại và trung hòa mầm bệnh xâm nhập được gây ra bởi các vi sinh vật. Ngoài ra, β – glucan còn giúp tăng tốc độ phục hồi của các mô bị tổn thương và kích hoạt các thành phần khác của hệ thống miễn dịch. β – glucan cũng kích hoạt sản xuất các tế bào bạch cầu ở trong tủy xương. Quá trình sản xuất tủy xương bị suy giảm, có nghĩa là giảm số lượng bạch cầu và gia tăng nguy cơ nhiễm bệnh và ung thư. β – glucan có thể gia tăng sức đề kháng của chuột với bệnh bạch cầu lympho do sự lây nhiễm Staphylococcus aureus. β – glucan có ảnh hưởng đến tất cả các động vật có vú, chim, cá và đặc biệt miễn dịch gia tăng trên một số loài cá [9]. Ngoài ra, nhiều nghiên cứu khác còn cho thấy hiệu quả tích cực của β – glucan trong việc điều trị các khối u nhọt ác tính, bệnh HIV, sự biến chứng của các vết thương [16]. Đồng thời, β – glucan còn tăng cường đặc hiệu của các loại thuốc kháng sinh và kháng virus. b. β – glucan tác động lên tế bào ung thư [29],[33] Các nghiên cứu trên động vật cho thấy rằng, β – glucan ngăn cản sự phát triển của ung thư ruột già, phổi, dạ dày, tuyến tiền liệt cổ, bang quang và não cũng như các bệnh bạch cầu. Tín hiệu của sự ức chế này trên động vật ở điều kiện sống không có thời điểm rõ ràng, nhưng nó cung cấp một ý tưởng mới về tiềm năng của β – glucan. Ngoài ra, β – glucan còn ngăn cản dấu hiệu của ung thư thông qua sự tăng cường quá trình lão hóa tế bào ung thư. Cơ chế chống ung thư gồm các con đường cơ bản sau: - Bảo vệ những tế bào khỏe mạnh khỏi tế bào ung thư. - Tăng cường khả năng hoạt động của hệ thống miễn dịch để tìm và tiêu diệt những tế bào ung thư. - Giúp kiểm soát lại quá trình phân chia và lão hóa tế bào. - Giúp ngăn cản sự di căn của tế bào ung thư. 6 1.1.4. Ứng dụng chế phẩm β – glucan trong chăn nuôi Đã có rất nhiều nghiên cứu về ứng dụng β glucan trong chăn nuôi thủy sản, gia cầm và gia súc. Các nghiên cứu chỉ ra rằng khi cho sinh vật ăn thức ăn có trộn với β - glucan cho tỷ lệ sống cao hơn, khỏe mạnh và tăng sức đề kháng. a. Đối với nuôi trồng thủy sản - Đối với cá [9] [20]. β – glucan có hiệu quả kích thích miễn dịch không đặc hiệu trên một số loài cá. Sự kích thích miễn dịch được nghiên cứu trên nhiều loại cá. Tác nhân kích thích miễn dịch gắn với các thụ thể một cách đặc hiệu trên bề mặt của thể thực bào và lympho bào. Nhờ hoạt động này của tế bào sẽ đưa các kết quả làm gia tăng sản xuất enzyme có thể tiêu diệt cơ chế gây bệnh, các thông tin hóa học (interferon, interleukine và các protein bổ trợ) mà kích hoạt các yếu tốt cảnh báo của hệ thống miễn dịch và tăng cường hoạt động của tế bào lympho “B” và “T”. β – glucan có độ nhớt cao giúp cho sinh vật ăn ngon miệng hơn. β – glucan bổ sung vào thức ăn của cá hoặc cá nuôi, ngâm phôi hoặc tôm bột của cá biển với β – glucan sẽ giúp cá đề kháng tốt hơn với các độc tốt và cải thiện mức độ tăng trưởng. Nó cần thiết cho sự vận chuyển cá nhằm gia tăng sức đề kháng, tránh cá vận chuyển bị stress, vì stress sẽ làm hạn chế khả năng miễn dịch. β – glucan giúp làm giảm bớt ảnh hưởng của stress và ngăn ngừa cá bị bệnh. Nó làm lành vết thương mau hơn, hạn chế sự tiếp xúc bề mặc với độc tố có trong nước. Không những thế nó còn tích cực chống lại các khối u, bướu và trường hợp cá bị dị thường. Khi bổ sung β – glucan vào khẩu phần ăn cùng với vitamin và acid béo không bão hòa. β – glucan như một vật mang chất bổ dung vào dinh dưỡng, nó là tiềm năng làm tăng chất lượng thức ăn, giúp cá khỏe hơn cũng như giúp cho cá sống lâu hơn. β – glucan kích thích vi khuẩn có lợi trong đường tiêu hóa như 7 là một trong những yếu tố của men tiêu hóa, xem như là một nguồn “vitamin”, bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ đun và không chịu ảnh hưởng của nhiệt độ cao hay quá trình kết viên thức ăn. - Đối với tôm [6],[12] Cho đến nay, β – glucan được sử dụng rất thành công như là tác nhân kích thích miễn dịch để tăng sức đề kháng chống lại sự xâm nhập của vi khuẩn và virus. Khi sử dụng β –1,3 và β – 1,6- glucan chiết xuất từ nấm men giúp tăng tính kháng đối với vi khuẩn Vibrio và sự nhiễm virus gây trên bệnh đốm trắng. β – 1,3-glucan làm tăng hoạt động đại thực bào, sự kết dính tế bào và sinh ra anion supeixide khi thêm vào thức ăn. Peptidoglycan là những phân đoạn của vách tế bào vi sinh vật có thể giúp tăng tính kháng thể khi nhiễm vi khuẩn. Thức ăn tôm bổ sung peptidoglycan đáp ứng kích thích miễn dịch chống lại sự xâm nhập virus. Hệ thống miễn dịch của tôm có chỉ số protein cao. Protein liên quan đến sự nhận biết β – glucan bên ngoài thông qua liên kết giữa protein và lipopolysaccharide và protein liên kết với β – glucan. Vỏ protein có tác dụng lấy tác nhân lạ xâm nhập vào và sự ngăn cản mất máu từ những vết thương. β – glucan và vitamin C được duy trì hoặc bổ sung với thức ăn khi so sánh với đối chứng cho thấy tăng cường tốc độ sinh trưởng của tôm. Cơ chế hấp thu qua hệ tiêu hóa của β – glucan đã được xác định. Nếu β – glucan được hấp thu bởi tôm và tạo ra nguồn năng lượng, nó có thể được xem như tốc độ tăng trưởng do nguồn năng lương có ích thu được từ β – glucan. Trong điều kiện này, β – glucan có thể bị mất đi trong suốt quá trình tiêu hóa, sự ảnh hưởng hàm lượng β – glucan có ích khi kích thích miễn dịch, nhưng nó không giống như một nguồn năng lượng [16]. Điều này không quan trọng vì đối với tôm có thể phản ứng với môt lượng rất nhỏ β – glucan. Hàm lượng đường glucose trong máu của tôm với thức ăn bổ sung β – glucan và vitamin C đã giảm nhiều so với đối chứng, ngược lại hàm lượng 8 glycogen của tuyến tiêu hóa lại cao hơn đối chừng. Do vậy, sự trao đổi chất của protein và tổng hợp glycogen có thể liên quan đến hiệu quả của β – glucan đối với hệ thống miễn dịch. β – glucan bị phân hủy trong tuyến tiêu hóa bởi enzyme-glucanase để tạo năng lượng và tạo glucose từ glycogen qua con đường UDP-glucose. Trong điều kiện này, phần lớn protein có thể hấp thụ qua tuyến tiêu hóa vào máu mà không được sử dụng như một nguồn năng lượng [16]. Một số nghiên cứu khác, khi bổ sung 0.2% β-glucan vào thức ăn ương của cá lóc bông giúp tăng tỉ lệ sống sót, tốc đọ tăng trưởng chiều dài, khối lượng và hệ số miễn dịch của cá [17]. b. Đối với chăn nuôi gia cầm, gia súc Một nghiên cứu chỉ ra rằng khi bổ sung β-glucan với tỉ lệ 0.1% vào thức ăn của gà sẽ hạn chế sự xâm nhập, phát triển của Salmonella trong gan và lá lách [18], với tỉ lệ 0.05%, 0.1%, 0.15% trong khẩu phần ăn của gà đều có tác đông tốt đến khổi lượng tăng trọng, hệ số chuyển hóa thức ăn của gà. [37]. β-glucan có tác động tích cực đối với heo, ông đề xuất bổ sung β-glucan vào khẩu phần ăn của heo con sau khi cai sữa với hàm lượng 0.025% cải thiện tốc độ tăng trưởng và khả năng chống lại Streptococcus suis. Tuy nhiên, nghiên cứu này chỉ ra, β-glucan sản xuất bằng các phương pháp khác nhau có thể có hiệu ứng khác nhau về hiệu suất tăng trưởng và chức năng miễn dịch ở heo. 1.1.5. Một số nguồn thu nhận β-glucan β-glucan thu được từ các nguồn khác nhau như vi khuẩn, nấm men, tảo, nấm ăn, yến mạch. Cấu trúc β-glucan phụ thuộc vào một số nguồn được tách khác nhau, thông thường β-glucan phụ thuốc vào một số nguồn tách từ mỗi nguyên liệu có những cấu trúc đặc trưng và được liên kết bởi các phân từ glucose theo nhiều cách khác nhau. Cấu trúc hóa học của β-glucan từ một số nguồn được miêu tả như sau: 9 Bảng 1.1. Nguồn nguyên liệu chứa β-glucan [8] Cấu trúc β-glucan Nguồn chứa β-glucan (1,3) - β-glucan Vi khuẩn Alcaligenes faecalis curdlan Tảo Euglena gracilis – paramylon Poria cocos – pachyman Vitis vinifera – callose Thông ( Larix laricina ) – laricinan (1,3),(1,6)- β-glucan Tảo Laminaria sp – laminarin Claviceps purpurea – glucan thành tế bào Sclerotinia sclerotiorum – glucan thành tế bào (1,3),(1,6) - β - glucans Tảo nâu Eisenia bicyclis – laminarin (liên kết với (1,6)- β- Nấm Lentinula edodes – glucan thành tế bào glucosyl hay βgentobiosyl mạch nhánh) (1,3),(1,6)- β-glucans ( có Nấm Saccharomyces cerevisiae – glucan thành nhiều mạch nhánh xen kẽ) tế bào Ngũ cốc Địa y Cetraria islandica lichenin (1,3),(1,4)- β-glucans ( Nấm ăn (Pleurotus ostreatus) glucan thành tế liên kết với (1,4)- β- bào glucosyl mạch nhánh) β – glucan chiết từ thành tế bào nấm men phân nhánh có khả năng tăng hoạt tính miễn dịch mạnh nhất trong tất cả các loại β – glucan. β –1,3- glucan đã được chiết từ thành tế bào nấm men Sacharomyces cerevisiae và có đặc điểm quan trọng thích hợp như một chất phụ gia thực phẩm. Glucan tự nhiên, rất sạch có dung tích giữ nước cao và không tạo gel, chúng gồm các đơn vị glucan liêu kêt với nhau qua các cầu nối β – 1,3 và β – 1,6 [25],[27] 1.2. GIỚI THIỆU VỀ BÃ THẢI MEN BIA 10 1.2.1. Quy trình sản xuất men bia Hình 1.3. Sơ đồ sản xuất bia Quy trình sản xuất bia gồm 7 công đoạn chính: (1) Quá trình đường hóa là một quá trình trộn lẫn ngũ cốc đã nghiền (thường là ngũ cốc đã trải qua quá trình malt hóa) và đun nóng hỗn hợp này và chờ ở các vọng nhiệt độ nhất định để các enzymes trong malt phá vỡ tinh bột trong đó ngũ cốc thành đường chủ yếu là maltose. (2) Bước tiếp theo là quá trình lọc, đây là quá tình phân tách chất chiết được thu được trong quá trình đường hóa và loại bỏ bã bia ra ngoài. (3) Đun sôi là quá tình đun các chất được chiết gọi là dịch nha, nhằm giúp dịch nha trở nên vô trùng tránh sự nhiễm khuẩn. Ở công đoạn này có bổ sung thêm hoa bia (hoa houblon) để tạo độ đắng và hương bị của bia, giúp các protein trong nha kết tụ và pH của dịch nha giảm xuống. Cuối của quá trình này giúp bay hơi các chất không mong muốn ví dụ như tiền chất dimethyl sulfide. Lắng xoáy là quá trình sôi hoa, nha được bơm vào các nồi lắng xoáy theo phương tiếp tuyến nhằm kết tủa các protein và lượng sinh khối từ hoa vào phần giữa nồi lắng xoáy. Phần cặn này sẽ được loại bỏ. Làm lạnh nha là sau quá trình lọc hoa, dịch nha được hạ lạnh xuống nhiệt độ lên men trước khi tiếp giống men bia.(4) Giai đoạn lên men được thực hiện trong các tank lên men và được bắt đầu ngay khi nấm men được định lượng vào dịch nha lạnh. Trong suốt quá trình này nấm men chuyển hóa các loại đường trong dịch nha thành cồn và CO2. Cuối mỗi quá trình lên men, nấm men và các chất rắn khác lắng xuống đáy và được rút khỏi các tank. (5) Ủ bia chín bia, khi các loại đường được sử dụng gần 11 hết trong quá trình lên men bia, quá trình lên men chậm dần và nấm men bắt đầu lắng xuống đáy tank. Trong giai đoạn này, bia được làm lạnh xuống nhiệt độ quanh điểm đóng bang, nhằm kích thích quá trình kết lắng của nấm men và các protein, các hương không mong muốn như phenilic trở nên không tan trong bia lạnh và hương vị bia trở nên hài hào hơn.(6) Lọc bia là quá trình loại bỏ nấm men, cặn, giúp ổn định hương và vị bia mang đến cho bia sự trong sáng. Lên men thứ cấp là lên men sau quá trình lên men chính.(7) Sau đó là đóng chai và thành phẩm [40],[41]. Bã nấm men bia dạng sệt thu được từ nhà máy bia, nằm lại trong các thùng lên men và các hầm chứa sau khi lên men chính và lên men phụ. Khi thu về có màu hơi vàng, lỏng lẻo, độ ẩm từ 85-90%. Trong đó tế bào nấm men chiếm khoảng 56-60%. Thành phần của nấm men trong bảng 1.2. Bảng 1.2. Thành phần cơ bản của nấm men [26] Thành phần Phần trăm (%) Glucan 50-55 Mannoprotein complex 30-40 Lipid 1-3 Chitin 1-2 1.2.2. Nấm men Saccharomyces cerevisiae [7],[26] a. Đặc điểm của tế bào nấm men Tế bào Saccharomyces cerevisiae có dạng cầu hay hình trứng, có kích thước trung bình 3-5x5-10nm , sinh sản bằng cách tạo chồi và tạo bào tử. Nguồn dinh dưỡng chủ yếu của chúng là sử dụng glucose, galactose, sacchraose, maltose như nguồn cacbon, chúng sử dụng acid amin và muối amon như nguồn nitơ. 12 Phân loại khoa học [40] Giới (regnum) : Fungi Ngành (phylum) : Ascomycota Phân ngành (subphylum) : Saccharomycotina Lớp (class) : Saccharomycetes Bộ (ordo) : Sacchromycetales Họ (familia) :Sachromycetaceae Chi (genus) : Saccharomyces Loài (species) : S. cerevisiae Hình 1.4.Tế bào S. cerevisiae Đặc điểm chung - Là nấm đơn bào: hình cầu, hình trứng hoặc hình elip - Sinh sản điển hình bằng nảy chồi. Trong canh trường lỏng thường thấy tế bào nảy chồi, có thể tạo hậu bào tử ascus. - Hô hấp tùy tiện, rất phổ biến trong thiên nhiên. - Được ứng dụng rất sớm trong đời sống, có ý nghĩa to lớn trong công nghệ sinh học. b. Cấu tạo tế bào Thành tế bào nấm men (Cell Wall) Bao quanh thành tế báo nấm men là một lớp mỏng dày đặc, mềm mại và có thế đàn hồi để định hình cũng như bảo vệ tế bào chống lại các tác nhân bên ngoài và chất độc. Thành tế bào nấm men Saccharomyces cerevisiae khá dày khoảng (100 – 200nm) chiếm khoảng 10-25% trọng lượng chất khô của tế bào nấm men. Nó bao gồm một lớp polysaccharides bên trong đóng vai trò như một khung để đỡ lớp ngoài cùng manoprotein. Chứa từ 80-90% polysaccharides (β-glucan và manna sugar polymer), còn lại là protein, lipid và một lượng chất nhỏ chitin (N – Axetyl Glucosamin). Hầu hết protein trong vách tế bào liên kết với MannaOligo-Saccharide (MOS) và tạo thành phức Manoprotein. 13 Thành tế bào nấm men là nguồn chủ yếu chứa β – glucan, β- glucan trong thành tế bào nấm men chủ yếu là các liên kết mạch thẳng (1,3) beta-glucosyl và liên kết 1,6. Những phân tử này được xen lẫn một cách phức tạp với những polysaccharides khác và các protein. Màng tế bào (Plastma membrane) - Lớp màng photpholipid có chiều dày khoảng 7nm, màng kép bao bọc toàn bộ các thành phần bên trong tế bào, có phân bố đan xen các phần tử protein. - Giữ vai trò quan trọng, điều tiết quá trình trao đổi chất giữa tế bào và môi trường bên ngoài. - Lơ lứng trong tế bào chất có hệ thống nhiều lớp màng kép nối thông với nhau các ống trụ rỗng và liên kết với nhiều vị trí màng tế bào chất, phân chia tế bào chất thành nhiều vùng. Nguyên sinh chất - Là toàn bộ dịch thể trong tế bào. Thành phần chính là nước, trong hòa tan nhiều chất tan. Lơ lửng trong nguyên sinh chất có các bào quan (riboxom, “thể nhân”, plasmid, túi golgi) và các thể dự trữ (volutin, glycogen, giọt chất béo, không bào). - Đặc tính linh động, luôn đổi mới thành phần do liên tục hấp thụ và chuyền hóa chất dinh dưỡng mới, đống thời đào thải ra môi trường các sản phẩm trao đổi chất. Nhân tế bào (Nucleus) Nấm men là sinh vật nhân thực, đường kính có nhân có chiều dài khoảng 1.5 um, hình cầu hay ống dài, gồm màng nhân bao bọc nhiễm sắc thế. - Màng nhân 2 lớp nhiễu lỗ xuyên qua. Nhiễm sắc thể có cấu trúc điển hình ( thể bắt chéo với cách lớn và cánh nhỏ). - Mỗi tế bào nấm men thường có một nhân. - Là cơ quan dự trưc thông tin di truyền tế bào. - Một số loài nấm men trong tế bào có plasmid.
- Xem thêm -

Tài liệu liên quan