Nghiên cứu khả năng trao đổi chất của nấm men Kluyveromyces marxianus cố định trên bẹ lá dừa nước dưới stress 5-HMF

Trong bối cảnh nguồn năng lượng hóa thạch đang dần cạn kiệt, việc tìm kiếm nguồn năng lượng thay thế trở thành nhiệm vụ cấp bách. Ethanol sinh học, với tiềm năng thay thế năng lượng hóa thạch, đã thu hút sự quan tâm của nhiều nhà nghiên cứu. Nghiên cứu này tập trung vào khả năng trao đổi chất của nấm men Kluyveromyces marxianus được cố định trên bẹ lá dừa nước trong điều kiện stress 5-HMF. Mục tiêu chính là so sánh khả năng chịu đựng và hiệu quả sản xuất ethanol của nấm men cố định và tự do.

Nấm men Kluyveromyces marxianus nổi bật với khả năng sinh trưởng và lên men hiệu quả ở nhiệt độ cao. Nghiên cứu cho thấy loài nấm men này có thể phát triển trong khoảng nhiệt độ từ 45°C đến 52°C, và lên men tốt nhất trong khoảng 38°C đến 45°C. Sự linh hoạt trong việc sử dụng nhiều loại cơ chất như glucose, xylose, và sucrose khiến Kluyveromyces marxianus trở thành lựa chọn lý tưởng cho sản xuất ethanol. Đặc biệt, khả năng chịu nhiệt và khả năng sinh tổng hợp ethanol cao hơn so với các loài nấm men truyền thống như Saccharomyces cerevisiae là những điểm mạnh nổi bật của nó.

Stress 5-HMF là một yếu tố tác động tiêu cực đến quá trình trao đổi chất của nấm men. Trong môi trường có chứa 5-HMF, nấm men phải đối mặt với nhiều loại stress, từ hóa học đến sinh học, ảnh hưởng đến khả năng sinh trưởng và sản xuất ethanol. Nghiên cứu cho thấy, 5-HMF gây ra sự thay đổi trong thành phần lipid của màng tế bào nấm men, làm giảm khả năng chịu stress của chúng. Do đó, việc hiểu rõ cơ chế tác động của 5-HMF là rất quan trọng để tối ưu hóa quy trình sản xuất ethanol từ nấm men.

Khả năng tái sử dụng của nấm men cố định trên bẹ lá dừa nước đã được đánh giá qua nhiều chu kỳ lên men. Kết quả cho thấy, nấm men Kluyveromyces marxianus cố định có khả năng tái sử dụng cao hơn so với nấm men tự do. Điều này không chỉ giúp giảm chi phí sản xuất mà còn nâng cao hiệu quả quá trình lên men. Việc nghiên cứu khả năng tái sử dụng này mở ra hướng đi mới cho quy trình sản xuất ethanol bền vững và hiệu quả hơn trong tương lai.

Nghiên cứu về khả năng trao đổi chất của Kluyveromyces marxianus trong điều kiện stress 5-HMF không chỉ cung cấp thông tin quý giá về khả năng sinh trưởng và sản xuất ethanol của loài nấm men này mà còn góp phần vào việc phát triển quy trình sản xuất ethanol sinh học tại Việt Nam. Những phát hiện từ nghiên cứu có thể được ứng dụng trong công nghiệp thực phẩm và năng lượng, mở ra cơ hội cho việc phát triển các quy trình sản xuất bền vững hơn.