MỞ ĐẦU. d5 <3 HỦ HH HH TH HH HH 000000000000 8018. 5-5-5 th HH ch nh nh 0 00. Kỹ thuật cố định tế bào nấm ImeN:.
Giới thiệu sơ lược về cố định tẾ bàO. Cô định tế bào nắm men bằng phương pháp hap phụ. Cơ sở Khoa NOC. Chat mang giàu cellulose để có định tế bao nắm men.
Be lá chuối và tiềm năng trong việc cô định tế bào nắm men. Ưu điểm và nhược điểm của phương pháp hap phụ. Anh hưởng của quá trình cố định đến khả năng sinh trưởng va hoạt tính lên men của tế bào NAM Tmen. Stress va dap ứng stress của NAM MEN.
Phân loại các yếu tố stress đôi với MAM MEN .- 2 - 2 2252 s+x+£zs+xsrscs2 II 1. Mục đích và một số cơ ché căn bản của đáp Ứng SÍT©SS. NGUYEN LIEU VA PHƯƠNG PHAP NGHIÊN CỨU. Phương pháp nghiÊn CỨU.
Mục đích và nội dung nghién CỨU. Quy trình CO định nẫm meh. - - ¿+ St SE E981 SE E18 E12 gxgxvgeree 16 GVHD: PGS. Lê Văn Việt Mẫn Luận văn thạc sĩ HVTH: Lê Hoàng Du 2.
Chuẩn bị giống nam men.-- - + 6- + SE SE2E£E+E#EEEEEEEEEEEEEEEEEEEEErErrrrkred 16 2. Chuẩn bị chat mang. Cố định nắm Men. Quy trình lÊn men.
nọ nọ ke 17 2. Bồ trí thí nghiệnm. Anh hưởng của nhiệt độ đến quá trình lên men ethanol với nắm men cô định trén be 14 CHUGi oo. Anh hưởng của pH đến quá trình lên men ethanol với nam men cô định trên be lá €UÔI.
Anh hưởng của hàm lượng đường ban đ u đến quá trình lên men ethanol với nam men cô định trên be lá chu1. Ảnh hưởng của nông độ ethanol ban đ u đến quá trình lên men ethanol với nam men cô định trên be lá chu1. Tái sử dụng nắm men cô định trên be lá chuối trong điều kiện stress nhiệt độ ¬. Phương pháp phân (ÍCH.
Mật độ tế bào MAM men. nọ re 21 "II ni 0n. Acid béo trong màng tế bao chất của NAM MEN. Độ bat bão hòa của acid trong màng tế bào chất nắm men.
Hàm lượng chất xơ tong trong chat mang be lá chuối. Tốc độ sinh trưởng trung bình. Tốc độ sử dụng đường trung bình.- ¿+5 + + 2£ +E£E+E£EEEE£E£E+EeEEErErErkrrerees 23 GVHD: PGS. Lê Văn Việt Mẫn Luận văn thạc sĩ HVTH: Lê Hoàng Du 2.
Tốc độ sinh tổng hop ethanol trung bình:. Xử lý thống kê. KET QUÁ VÀ BAN LUUẬN. Ánh hưởng của nhiệt độ đến quá trình lên men ethanol với nắm men có định trén be 1A 0.
Quá trình sinh trưởng. Quá trình sử dụng cơ chất. Quá trình sinh tong hợp ethanol .---- - + 6 5£ SE+E+E££E+E+EEE£EvEEEEEererererrerered 31 3. Anh hưởng của pH đến quá trình lên men ethanol với nam men có định trên be lá CHUÔỐÌ.
Quá trình sinh trưởng. Quá trình sử dụng cơ chất. Quá trình sinh tong hợp ethanol .--¿- - + 6 52 SE2E+E£SE+E+EEE£EvEEEEEeEerererrersred 35 3. Ánh hướng của hàm lượng đường ban đầu đến quá trình lên men ethanol với NAM men có định trên be lá €luối.
Quá trình sinh trưởng. Quá trình sử dụng cơ chất.----- - + + SE SE ST T111 1111511111111 11x 38 3. Quá trình sinh tong hợp ethanol .----- - + 6 522292 SE+E+EEE£EvEEEEEeEerererrersred 40 3. Anh hưởng của nồng độ ethanol ban đầu đến quá trình lên men ethanol với nam men CO định trên be lá €Ïhulối.
Quá trình sinh trưởng. Quá trình sử dụng cơ chất. Quá trình sinh tong hợp ethanol .---¿- - + 6 52529 SE+E+EEE£EvEEEEEeErererrerered 46 3. Tái sử dụng nam men cố định trên be lá chuối trong điều kiện stress nhiệt độ.
KET LUẬN VÀ KIEN NGHỊ. Lê Văn Việt Mẫn iii Luận văn thạc sĩ HVTH: Lê Hoàng Du 4. 53 Tài liệu tham khảo. Lê Văn Việt Mẫn iv Luận văn thạc sĩ HVTH: Lê Hoàng Du Danh mục bảng Bảng 1.
Một số chất mang giàu cellulose từ thực vật đã được nghiên cứu sử dụng để cô định nắm men S. St 111111813 151511151 1111511191111 51111151111 111111111 11111 reg 8 Bang 1. Một số yếu tố stress đối với MAM MEN. Thành ph n môi trường nhân giống nam men, môi trường cố định tế bào và môi trường lên men ethanol.
nọ kh 15 Bang 3. Anh hưởng của nhiệt độ đến quá trình sinh trưởng của nắm men cô định trên be lá chuối và MAM men tự CO. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến nồng độ ethanol cuối, tốc độ sinh tong hop ethanol trung bình va hiệu suât chuyên hóa đường thành ethanol cua nam men cô định va ném men Bảng 3. Ảnh hưởng của pH đến mật độ tế bào cực đại và tốc độ sinh trưởng trung bình của nam men cố định trên be lá chuối và nắm men tự dO.-- - se £eEsEsEekzesersesed 33 Bảng 3.
Anh hưởng của pH đến nông độ ethanol cuối, tốc độ sinh tong hop ethanol trung bình và hiệu suât chuyên hóa đường thành ethanol của nam men cô định va nam men tự do Bảng 3. Ảnh hưởng của nồng độ cơ chất ban đ u đến mật độ tế bào cực đại và tốc độ sinh trưởng trung bình cua nắm men cố định trên be lá chuối va nam men tự do. Ảnh hưởng của nông độ cơ chất ban đ u đến quá trình sử dụng cơ chất của nam men cố định trên be lá chuối và nam men tự dO.--- - - sex EEsEsEeESESEEeEsEreeeseesed 38 Bang 3. Ảnh hưởng của nồng độ glucose đến nông độ ethanol cuối, tốc độ sinh tổng hợp ethanol trung bình và hiệu suất chuyển hóa đường thành ethanol của nam men cô định và nắm MEN tự dO.
Anh huong cua nong độ ethanol ban đ u đến mật độ tế bào cực dai và tốc độ sinh trưởng trung bình cua nắm men cố định trên be lá chuối va nam men tự do. Ảnh hưởng của nồng độ ethanol ban đ u đến nồng độ ethanol cuối, tốc độ sinh tong hợp ethanol trung bình và hiệu suất chuyên hóa đường thành ethanol của nam men cô định và NAM men tự dO. - :- - s11 191919196 9 511101911115 0111010111 H11 TT gi 47 Bảng 3. Quá trình lên men của nắm men tự do ở chu ky l va nắm men cô định trên be lá chuối qua các chu kỳ ở 35, 40 và 45°C, nồng độ đường ban đ u là 200 g/L.
Lê Văn Việt Mẫn Luận văn thạc sĩ HVTH: Lê Hoàng Du Danh mục hình Hình 2. Quy trình cô định nam men lên chất mang bẹ lá ChUỐi. 6c sex £sesesxei 16 Hình 3. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình sử dụng cơ chất của nam men cô định (--#--, 30 °C; --@--, 35 °C; --#--, 40 °C; --@--, 45 °C) và nắm men tự do (—m—, 30 °C: ` °C; ie, 40 OC; 0, 45 OC).
Cấu trúc bên trong của chất mang bẹ lá chuối trước (a) và sau khi đã có định tế bào MAM MEN (Ð). Ảnh hưởng của nhiệt độ đến thành ph n acid béo bão hòa trong màng tế bào chat của nam men cố định (--#--, 40 °C; --&--,45 °C) và nằm men tự ( —#—, 40 °C; —&—, 45 °C) Hình 3. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến thành ph n acid béo không bão hòa trong màng tế bào chất của nắm men có định (--#--, 40 °C; --#-- „45 °C) và nắm men tự do ( —m—, 40 °C: He 5 OC) =. Anh hưởng của nhiệt độ đến độ bat bão hòa của acid béo trong màng tế bào chat của nắm men cô định (--#--, 40 °C; --#--, 45 °C) và nắm men tự do ( —-m—, 40 °C; —&—, 45 °C) trong suốt quá trình lên mein.
- ¿2 26 E5£SE+E+S£SE£E+EEEE£E#EEEEEEEEEEEEEEEEEErErrkrrrrererree 30 Hình 3. Ảnh hưởng của giá trị pH ban đ u đến khả năng sử dụng cơ chất của nắm men cô định (m) và nắm men tự do (L1). Tỷ lệ khối lượng acid béo mạch dài trong màng tế bao chất nam men K.marxianus cỗ định (m) va tự do (]). Sự thay doi hàm lượng đường trong canh trường lên men với nắm men cô định (--#--,0 %v/V; --@-- ,3 %v/v; --#--, 6 %v/v; --®--, 9 %v/v; me, l2 %v/v) và nắm men tự do ( Tm—-, 0 %v/v; —e ,3 %viv; —À—, 6 %vÍv; —œ&_, 9 Sviv; —=, 12 %v/v ) theo thời Hình 3.
Cấu trúc bẹ lá chuối sau chu kỳ lên men | (a) và chu kỳ lên men 32 (b) ở 35 °C 52 Hình 3. Cấu trúc bẹ lá chuối sau chu kỳ lên men | (a) và chu kỳ lên men 6 (b) ở 40 °C 52 GVHD: PGS. Lê Văn Việt Mẫn vi Luận văn thạc sĩ HVTH: Lê Hoàng Du GVHD: PGS. Lê Văn Việt Mẫn vii Luận văn thạc sĩ HAVTH: Lê Hoang Du MỞ DAU Lên men ethanol là một quá trình sinh học chuyển hóa đường (thường 1a glucose, fructose hay sucrose) thành năng lượng cho hoạt động sống của nam men trong điều kiện ky khí và quá trình này giải phóng ra ethanol và CO.
Quá trình này được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp sản xuất thức uống có ethanol và ethanol nhiên liệu. Theo số liệu tong kết của tổ chức RFA (Renewable Fuels Association) về tinh hình san xuất ethanol trên thé giới từ năm 2000 đến 2012, sản lượng ethanol cho ngành công nghiệp nhiên liệu tăng khoảng 3. Trong khi đó, sản lượng ethanol trong công nghiệp sản xuất thức uống g n như không đổi trong khoảng 12 năm đ u của thế kỷ 21. việc sản xuất ethanol giữ vai trò ngày càng quan trọng trong ngành công nghiệp sản xuất ethanol nói chung và công nghiệp nhiên liệu nói riêng.
Với cùng khối lượng nguyên liệu như nhau, nếu năng suất của quá trình lên men ethanol tăng thêm 5 % thì sản lượng ethanol cho ngành công nghiệp nhiên liệu sẽ tăng khoảng 400 triệu lít/năm. Khi đó, danh thu hăng năm của ngành công nghiệp ethanol sẽ tăng khoảng 400 triệu đô la. Hiệu quả của quá trình lên men ethanol phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau, trong đó có 2 yếu tố quan trọng là: giống vi sinh vật và thông số công nghệ của quá trình lên men. Trong những năm g n đây, Kluyvermyces marxianus được xem là một loài vi sinh vật tiềm năng trong việc thay thé Saccharomyces cerevisiae.
Trong nghiên cứu này, Kluyvermyces marxianus được sử dụng để thực hiện quá trình lên men ethanol. Trong quá trình lên men, mỗi loài vi sinh vật thể hiện khả năng lên men cao nhất trong một khoảng dao động nhất định của các thông số công nghệ như pH, nhiệt độ, áp lực thâm thấu. Bên cạnh giống v1 sinh vật va thông số công nghệ, nhiều cứu cho thấy việc sử dung vi sinh vật có định giúp cải thiện đáng kế hiệu qua của quá trình lên men. Khi tế bào vi sinh vật được cô định vào chất mang, chất mang đóng vai trò như một tác nhân bảo vệ tế bào chống lại các điều kiện bất lợi của môi trường như nhiệt độ cao, pH thấp, áp lực thâm thấu cao.