Nghiên cứu xử lý phụ phẩm cây ngô để lên men acid lactic - ĐH Thủ Dầu Một

Nghiên cứu xử lý lõi ngô, phụ phẩm nông nghiệp, để sản xuất acid lactic. Giải pháp tận dụng phế phẩm, mang lại giá trị kinh tế và bảo vệ môi trường.

• Tác giả: Nguyễn Ngọc Đài Trang
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Thị Liên Thương
• Trường học: Trường Đại học Thủ Dầu Một
• Chuyên ngành: Môi trường
• Đề tài: Nghiên cứu xử lí phụ phẩm nông nghiệp từ cây ngô để lên men acid lactic
• Loại tài liệu: Đề tài nghiên cứu khoa học của sinh viên
• Năm xuất bản: 2013 - 2014
• Địa điểm: Bình Dương

Tóm tắt

I. Lên men acid lactic từ lõi ngô Hướng đi cho kinh tế tuần hoàn

Việc chuyển đổi phụ phẩm nông nghiệp thành các sản phẩm có giá trị cao là một chiến lược quan trọng trong mô hình kinh tế tuần hoàn. Lõi ngô, hay còn gọi là cùi bắp, là một nguồn sinh khối lignocellulose dồi dào nhưng thường bị loại bỏ sau thu hoạch. Tuy nhiên, tiềm năng của loại nguyên liệu này rất lớn. Bằng công nghệ sinh học, cụ thể là quá trình lên men, lõi ngô có thể được chuyển hóa thành acid lactic. Acid lactic là một hợp chất hữu cơ quan trọng, có ứng dụng rộng rãi trong ngành thực phẩm, dược phẩm và đặc biệt là nguyên liệu sản xuất vật liệu sinh học (bioplastics). Quy trình này không chỉ giúp xử lý phụ phẩm hiệu quả mà còn tạo ra sản phẩm giá trị, góp phần nâng cao giá trị nông sản và thúc đẩy phát triển bền vững. Nghiên cứu của nhóm sinh viên trường Đại học Thủ Dầu Một đã chứng minh tính khả thi của việc sản xuất acid lactic từ lõi ngô, mở ra một hướng đi mới đầy triển vọng cho ngành công nghiệp Việt Nam, tận dụng tối đa nguồn tài nguyên sẵn có và giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường.

1.1. Giới thiệu tổng quan về sinh khối lignocellulose từ lõi ngô

Lõi ngô là phần còn lại của bắp ngô sau khi đã tách hạt. Thành phần chính của nó là sinh khối lignocellulose, một cấu trúc phức hợp bao gồm cellulose, hemicellulose và lignin. Cellulose là một polymer mạch thẳng của các phân tử glucose, là nguồn đường tiềm năng cho quá trình lên men. Tuy nhiên, cấu trúc này rất bền vững, đòi hỏi phải có các bước xử lý phù hợp để phá vỡ liên kết và giải phóng đường. Theo tài liệu nghiên cứu, việc khai thác nguồn cellulose từ lõi ngô là hoàn toàn khả thi. Đây là một nguồn nguyên liệu tái tạo, chi phí thấp và có sẵn với số lượng lớn tại các vùng nông nghiệp, đặc biệt là ở Việt Nam. Việc tận dụng nguồn sinh khối này không chỉ mang lại lợi ích kinh tế mà còn là một giải pháp quan trọng cho vấn đề quản lý phế phẩm nông nghiệp.

1.2. Tầm quan trọng của acid lactic trong công nghiệp hiện đại

Acid lactic (C₃H₆O₃) là một acid hữu cơ có vai trò then chốt trong nhiều lĩnh vực. Trong ngành thực phẩm, nó được dùng làm phụ gia thực phẩm, chất điều vị, chất bảo quản tự nhiên trong sữa chua, dưa muối và nhiều sản phẩm khác. Trong dược phẩm, acid lactic là thành phần trong các dung dịch tiêm truyền và thuốc. Đặc biệt, tiềm năng lớn nhất của acid lactic hiện nay là làm nguyên liệu để tổng hợp Polylactic Acid (PLA), một loại vật liệu sinh học (bioplastics) có khả năng phân hủy sinh học. PLA được xem là giải pháp thay thế bền vững cho nhựa truyền thống có nguồn gốc từ dầu mỏ. Nhu cầu về acid lactic trên toàn cầu ngày càng tăng, trong khi sản xuất trong nước còn hạn chế, dẫn đến sự phụ thuộc vào nguồn nhập khẩu. Do đó, việc tự chủ sản xuất acid lactic từ nguồn nguyên liệu địa phương như lõi ngô có ý nghĩa chiến lược.

II. Thách thức từ cùi bắp Vấn đề xử lý phế phẩm nông nghiệp

Việt Nam là một nước nông nghiệp, hàng năm tạo ra một lượng khổng lồ phế phẩm nông nghiệp. Trong đó, cùi bắp (lõi ngô) chiếm một phần không nhỏ. Tuy nhiên, việc quản lý và xử lý phụ phẩm này vẫn còn nhiều bất cập. Phần lớn lõi ngô sau thu hoạch không được tái sử dụng một cách hiệu quả. Thay vào đó, chúng thường bị đốt bỏ ngay tại ruộng hoặc vứt ra môi trường. Hành động này không chỉ gây lãng phí một nguồn tài nguyên có giá trị mà còn kéo theo nhiều hệ lụy nghiêm trọng. Khói bụi từ việc đốt lõi ngô chứa các chất độc hại, CO₂, góp phần gây ô nhiễm không khí và ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng. Việc nhận diện và giải quyết thách thức này không chỉ là trách nhiệm môi trường mà còn là cơ hội để tạo ra giá trị kinh tế mới, phù hợp với xu hướng phát triển bền vững toàn cầu. Việc nghiên cứu các giải pháp công nghệ để biến lõi ngô thành sản phẩm hữu ích như acid lactic là một hướng đi cấp thiết và thông minh.

2.1. Thực trạng lãng phí nguồn phụ phẩm nông nghiệp tại Việt Nam

Sau mỗi vụ thu hoạch, một khối lượng lớn phế phẩm nông nghiệp như rơm rạ, trấu, thân cây, và lõi ngô bị bỏ lại. Trước đây, các phụ phẩm này được tận dụng làm chất đốt hoặc thức ăn chăn nuôi. Tuy nhiên, với sự phát triển của xã hội, thói quen này dần mất đi. Người nông dân thường chọn cách xử lý nhanh nhất là đốt bỏ. Điều này dẫn đến sự lãng phí nghiêm trọng nguồn sinh khối lignocellulose có thể được chuyển hóa thành năng lượng sinh học, phân bón hữu cơ, hoặc các hóa chất nền tảng. Việc thiếu các mô hình thu gom, xử lý và chế biến hiệu quả khiến nguồn tài nguyên này trở thành gánh nặng cho môi trường thay vì là một nguồn lợi kinh tế. Nâng cao giá trị nông sản không chỉ dừng lại ở sản phẩm chính mà còn phải bao gồm cả việc tận dụng các sản phẩm phụ.

2.2. Tác động tiêu cực đến môi trường từ việc đốt lõi ngô

Việc đốt lõi ngô và các phụ phẩm nông nghiệp khác ngoài trời là một nguồn phát thải ô nhiễm không khí đáng kể. Quá trình đốt cháy không hoàn toàn sẽ sinh ra khói, bụi mịn (PM2.5), khí CO, và các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOCs), gây ra các vấn đề về hô hấp và sức khỏe. Hơn nữa, việc này còn giải phóng một lượng lớn khí CO₂, một trong những khí nhà kính chính gây ra biến đổi khí hậu. Theo đề tài nghiên cứu, việc đốt bỏ này không chỉ lãng phí nguồn nguyên liệu mà còn trực tiếp gây hại cho hệ sinh thái địa phương, làm suy thoái chất lượng đất và không khí. Việc tìm ra giải pháp thay thế như lên men acid lactic từ lõi ngô là một bước đi cần thiết để giảm thiểu các tác động tiêu cực này, hướng tới một nền nông nghiệp xanh và bền vững.

III. Phương pháp thủy phân cellulose từ lõi ngô để tạo dịch đường

Để vi khuẩn lactic có thể lên men, cấu trúc phức tạp của sinh khối lignocellulose trong lõi ngô phải được phá vỡ để giải phóng đường đơn, chủ yếu là glucose. Quá trình này được gọi là thủy phân. Nghiên cứu được đề cập đã áp dụng phương pháp thủy phân bằng acid loãng, một kỹ thuật hiệu quả và kinh tế. Quy trình này bao gồm hai giai đoạn chính: tiền xử lý sinh khối và thủy phân. Giai đoạn tiền xử lý nhằm mục đích làm lỏng lẻo cấu trúc của lignocellulose, giúp acid và enzyme cellulase (nếu có sử dụng) dễ dàng tiếp cận và cắt đứt các liên kết cellulose hơn. Giai đoạn thủy phân sau đó sẽ chuyển hóa cellulose thành đường có thể lên men. Việc tối ưu hóa các thông số như nồng độ acid, nhiệt độ, và thời gian là yếu tố quyết định đến hiệu suất lên men cuối cùng. Kết quả nghiên cứu cho thấy, với điều kiện phù hợp, lõi ngô có thể tạo ra một lượng dịch đường đáng kể, sẵn sàng cho công đoạn lên men tiếp theo.

3.1. Quy trình tiền xử lý sinh khối lignocellulose hiệu quả

Giai đoạn tiền xử lý sinh khối đóng vai trò cực kỳ quan trọng. Theo quy trình nghiên cứu của Đại học Thủ Dầu Một, lõi ngô sau khi thu gom được rửa sạch, phơi khô và xay thành kích thước nhỏ (1-2mm). Việc này làm tăng diện tích bề mặt tiếp xúc, giúp các phản ứng hóa học diễn ra nhanh hơn. Sau đó, nguyên liệu được xử lý sơ bộ với dung dịch H₂SO₄ 0,5% ở nhiệt độ 121°C trong 30 phút. Bước này giúp loại bỏ một phần hemicellulose và làm trương nở cấu trúc cellulose. Sau khi xử lý, hỗn hợp được trung hòa bằng NaOH 1% và lọc để thu phần rắn. Quy trình này đảm bảo rằng nguyên liệu đã sẵn sàng cho bước thủy phân cellulose chính, loại bỏ các rào cản vật lý và hóa học, từ đó nâng cao hiệu quả chuyển đổi thành đường.

3.2. Tối ưu hóa các yếu tố thủy phân bằng acid sulfuric H₂SO₄

Sau khi tiền xử lý, quá trình thủy phân cellulose được thực hiện bằng acid sulfuric (H₂SO₄) nồng độ cao hơn. Nghiên cứu đã khảo sát nhiều yếu tố để tìm ra điều kiện tối ưu. Kết quả cho thấy, việc sử dụng bể ổn nhiệt ở 95°C cho hiệu quả cao nhất. Tỷ lệ tối ưu giữa lõi ngô và acid H₂SO₄ 15% là 1:8 (W/V), và thời gian thủy phân lý tưởng là 150 phút. Dưới các điều kiện này, hàm lượng đường thu được đạt 24,85 g/l, với hiệu suất thủy phân là 25,95%. Việc tối ưu hóa này không chỉ tối đa hóa lượng đường tạo thành mà còn giúp tiết kiệm năng lượng và hóa chất, giảm chi phí sản xuất và làm cho quy trình trở nên khả thi hơn về mặt kinh tế khi triển khai ở quy mô lớn.

IV. Bí quyết lên men acid lactic từ dịch đường lõi ngô hiệu quả

Sau khi thu được dịch đường từ quá trình thủy phân, giai đoạn tiếp theo là lên men yếm khí để chuyển hóa đường thành acid lactic. Chìa khóa của quá trình này nằm ở việc sử dụng chủng vi khuẩn lactic phù hợp và kiểm soát chặt chẽ các điều kiện của môi trường dinh dưỡng. Giống vi khuẩn được sử dụng trong nghiên cứu là Lactobacillus, cụ thể là Lactobacillus casei, một chủng vi khuẩn mạnh mẽ, có khả năng lên men hiệu quả. Để đạt được hiệu suất lên men cao, cần tối ưu hóa nhiều yếu tố như nồng độ đường ban đầu, nhiệt độ, pH, và thời gian lên men. Việc bổ sung các chất dinh dưỡng cần thiết như nguồn đạm và khoáng chất cũng rất quan trọng để vi khuẩn phát triển và hoạt động tối ưu. Quá trình lên men thành công sẽ tạo ra một dung dịch chứa acid lactic với nồng độ cao, sẵn sàng cho các bước tinh chế và ứng dụng.

4.1. Vai trò của vi khuẩn Lactobacillus trong quá trình lên men

Chủng vi khuẩn lactic Lactobacillus casei là tác nhân sinh học chính trong quy trình này. Đây là loại vi khuẩn Gram dương, kỵ khí tùy nghi, có khả năng chuyển hóa đường glucose thành acid lactic thông qua con đường lên men đồng hình, nghĩa là sản phẩm chính tạo ra là acid lactic. Đặc điểm này giúp tối đa hóa hiệu suất chuyển đổi và giảm thiểu các sản phẩm phụ không mong muốn. Trong nghiên cứu, việc bổ sung một lượng giống vi sinh vật ban đầu (tỷ lệ 10%) vào môi trường dinh dưỡng đã được chuẩn bị là bước khởi đầu cho quá trình lên men. Khả năng chịu acid và hoạt động hiệu quả của chủng Lactobacillus này là yếu tố quyết định sự thành công của toàn bộ quy trình sản xuất acid lactic.

4.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất lên men yếm khí

Để tối đa hóa hiệu suất lên men, nhóm nghiên cứu đã khảo sát và tối ưu hóa các điều kiện quan trọng. Kết quả cho thấy, nồng độ đường tổng trong dịch lên men nên được điều chỉnh ở mức 2% là tối ưu; nồng độ cao hơn có thể gây ức chế hoạt động của vi khuẩn. Nhiệt độ lý tưởng cho sự phát triển của Lactobacillus casei là 37°C, và pH ban đầu của môi trường nên được duy trì ở mức 6,0. Thời gian lên men cũng là một yếu tố then chốt, với thời gian tối ưu được xác định là 8 ngày. Khi áp dụng đồng bộ các điều kiện này, hàm lượng acid lactic thu được là 6,05 g/l, đạt hiệu suất lên men 30,25%. Việc kiểm soát chặt chẽ các thông số này đảm bảo quá trình lên men yếm khí diễn ra ổn định và hiệu quả.

V. Ứng dụng thực tiễn của việc sản xuất acid lactic từ lõi ngô

Việc biến lõi ngô từ một phế phẩm nông nghiệp thành acid lactic mang lại nhiều ý nghĩa thực tiễn to lớn, tác động tích cực đến cả kinh tế, xã hội và môi trường. Trước hết, quy trình này giúp nâng cao giá trị nông sản một cách toàn diện. Thay vì chỉ thu lợi từ hạt ngô, người nông dân có thể có thêm nguồn thu nhập từ việc bán lõi ngô làm nguyên liệu sản xuất. Điều này đặc biệt quan trọng trong bối cảnh cần đa dạng hóa thu nhập và phát triển nông nghiệp bền vững. Hơn nữa, acid lactic thu được có thể được ứng dụng trực tiếp trong nhiều ngành công nghiệp. Nó là một phụ gia thực phẩm an toàn, một thành phần quan trọng trong thức ăn chăn nuôi, và đặc biệt là nguyên liệu cho tương lai của ngành nhựa. Việc phát triển công nghệ này tại Việt Nam sẽ góp phần giảm sự phụ thuộc vào nhập khẩu, tạo ra chuỗi giá trị mới và thúc đẩy nền kinh tế tuần hoàn.

5.1. Nâng cao giá trị nông sản và tăng thu nhập cho người nông dân

Mô hình lên men acid lactic từ lõi ngô tạo ra một chu trình kinh tế khép kín. Lõi ngô, vốn được coi là rác thải, nay trở thành một nguồn nguyên liệu công nghiệp có giá trị. Điều này mở ra cơ hội cho các doanh nghiệp thu mua lõi ngô từ nông dân, tạo thêm một nguồn thu nhập ổn định cho họ. Việc này không chỉ cải thiện đời sống kinh tế mà còn khuyến khích người nông dân áp dụng các phương pháp canh tác bền vững hơn, tránh việc đốt bỏ phụ phẩm. Đây là một ví dụ điển hình của việc nâng cao giá trị nông sản thông qua ứng dụng công nghệ sinh học, biến thách thức về rác thải thành cơ hội phát triển kinh tế.

5.2. Tiềm năng sản xuất vật liệu sinh học bioplastics bền vững

Một trong những ứng dụng triển vọng nhất của acid lactic là sản xuất Polylactic Acid (PLA), một loại vật liệu sinh học (bioplastics). PLA có các đặc tính cơ học tương tự như nhựa PET nhưng lại có khả năng phân hủy sinh học trong điều kiện công nghiệp. Việc sử dụng PLA giúp giảm sự phụ thuộc vào nguồn nhiên liệu hóa thạch và giải quyết vấn đề ô nhiễm rác thải nhựa. Bằng cách sản xuất acid lactic từ lõi ngô, Việt Nam có thể xây dựng một ngành công nghiệp sản xuất nhựa sinh học tự chủ, thân thiện với môi trường. Đây là một bước tiến quan trọng trong việc thực hiện các cam kết về phát triển bền vững và bảo vệ môi trường.

5.3. Ứng dụng làm phụ gia thực phẩm và thức ăn chăn nuôi

Acid lactic là một chất được công nhận rộng rãi về độ an toàn (GRAS - Generally Recognized as Safe). Nó được sử dụng làm chất điều chỉnh độ acid, chất bảo quản và chất tạo hương vị trong nhiều loại thực phẩm như sữa chua, phô mai, và đồ hộp. Ngoài ra, trong ngành chăn nuôi, acid lactic và các muối của nó được bổ sung vào thức ăn chăn nuôi để cải thiện hệ tiêu hóa, ức chế vi khuẩn có hại và tăng cường sức khỏe cho vật nuôi. Việc sản xuất acid lactic từ nguồn nguyên liệu giá rẻ như cùi bắp sẽ giúp giảm giá thành của các sản phẩm này, mang lại lợi ích cho cả ngành công nghiệp thực phẩm và chăn nuôi trong nước.

Trích đoạn nội dung tài liệu

UBND TỈNH BÌNH DƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT THUYẾT MINH ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN Năm học 2013 – 2014 1. Tên đề tài: Nghiên cứu xử lí phụ phẩm nông nghiệp từ cây ngô để sản xuất axit lactic. Loại hình nghiên cứu: Cơ bản  Ứng dụng  Triển khai 4. Lĩnh vực nghiên cứu:  Khoa học xã hội và nhân văn  Khoa học kĩ thuật và công nghệ  Kinh tế  Khoa học tự nhiên  Khoa học giáo dục 5.

Thời gian thực hiện: 6 tháng Từ tháng 10 năm 2013 đến tháng 3 năm 2014 6. Đơn vị quản lí về chuyên môn: Khoa: Môi Trường Bộ môn: 7. Giáo viên hướng dẫn: Họ và tên: Nguyễn Thị Liên Thương Học vị: Tiến sĩ Đơn vị công tác (khoa,phòng): Khoa Môi Trường Địa chỉ nhà riêng: Điện thoại nhà riêng: Di động: [phone] Email: lienthuong@gmail. Nhóm sinh viên thực hiện đề tài: Sinh viên chịu trách nhiệm chính: Sinh viên Nguyễn Ngọc Đài Trang Email: [e-mail] Điện thoại: [phone] Các thành viên tham gia đề tài: STT Họ và tên Lớp Chữ kí 1 Nguyễn Ngọc Đài Trang D11MT02 2 Nguyễn Vũ Thanh Trúc D11MT02 3 Phạm Thị Thanh Tâm D11MT02 4 Phạm Phước Lộc D11MT02 5 Cao Thị Mỹ Vinh D11MT01 9.

Tính cấp thiết của đề tài: - Axit lactic có nhiều ứng dụng trong đời sống và sản xuất, trên nhiều lĩnh vực khác nhau. Trong các sản phẩm sữa chua, nước tương, dưa cải muối,… axit lactic được hình thành từ quá trình lên men tự nhiên. Axit lactic là dung môi trong công nghiệp nhẹ để sản xuất sơn, vecni,… Ngoài ra axit lactic còn được ứng dụng trong y học, dược học và môi trường, cùng những nghiên cứu nhằm sản xuất ra những sản phẩm phục vụ tối đa nhu cầu thiết yếu về sức khỏe con người. - Lõi ngô là phế phẩm từ cây ngô.

Sau thu hoạch, hầu hết lượng phế phẩm này không được tái sử dụng mà thường được người nông dân giải phóng nguyên liệu bằng cách đốt ngay trên đồng ruộng của họ. Việc đốt này không chỉ tạo ra khói, bụi, các chất độc, CO2,…mà còn lãng phí đi nguồn nguyên liệu có thể tái sử dụng này có giá trị về kinh tế lẫn môi trường. Đặc biệt, lõi ngô còn có thể dùng làm nguồn nguyên liệu chính để sản xuất axit lactic. Vì vậy, đề tài “Nghiên cứu xử lí phụ phẩm nông nghiệp từ cây ngôđể lên men axit lactic” là vô cùng quan trọng và cấp thiết.

Mục tiêu đề tài: - Nghiên cứu quá trình thủy phân tạo dịch đường lên men. Đối tượng, phạm vi nghiên cứu, phương pháp nghiên cứu và ý nghĩa của đề tài: 1. Đối tượng nghiên cứu: - Sử dụng lõi ngô làm nguồn nguyên liệu chính để tiến hành thủy phân thu nhận dịch đường và tiến hành lên men axit lactic dịch đường đã thủy phân. - Lên men axit lactic từ dịch thủy phân lõi ngô ở qui mô phòng thí nghiệm.

Phạm vi nghiên cứu: -Lên men axit lactic từ lõi ngô được thu nhận ở các hộ nông dân trên địa bàn tỉnh Bình Dương. - Quá trình lên men được thực hiện với chủng giống vi sinh vật là Lactobacillus. Phương pháp nghiên cứu:  Nghiên cứu lý thuyết: - Trên cơ sở phân tích và tổng hợp tài liệu, thu thập thông tin dữ liệu, các đề tài nghiên cứu trong và ngoài nước đã và đang tiến hành về sản xuất axit lactic có độ tinh khiết đồng phân cao. Nghiên cứu thực nghiệm: - Khảo sát hàm lượng đường bổ sung và hàm lượng đường có trong lõi ngô.

- Khảo sát pH, nhiệt độ, thời gian lên men, hàm lượng đường, tìm ra hiệu suất tối ưu. - Các phương pháp phân tích: + Đo mật độ quang OD: • Tế bào vi sinh vật là một thực thể nên khi hiện diện trong môi trường cản ánh sáng, làm phân tán chùm ánh sáng tới cũng làm môi trường trở nên đục. Độ đục của huyền phù tỉ lệ với mật độ tế bào. Do vậy có thể định lượng mật độ tế bào một cách gián tiếp thông qua đo độ đục bằng máy so màu ở bước sóng 610 nm.

• Xây dựng đường tương quan tuyến tính giữa độ đục và mật độ tế bào:  Pha loãng một huyền phù nấm men cần kiểm nghiệm có mật độ tế bào bất kỳ thành các huyền phù khác nhau có độ đục đo ở OD 610 nm đạt các giá trị lân cận 0,1; 0,2; 0,3; 0,4; 0,5  Đo OD 610nm của các huyền phù vừa được pha, ghi nhận các số đo thực tế.  Dùng phương pháp đếm trực tiếp dưới kính hiển vi (dùng buồng đếm hồng cầu) xác định mật độ tế bào (N/ml) của các huyền phù này. Tính giá trị log (N/ml) cho mỗi giá trị mật độ N/ml tương ứng với độ đục. Vẽ đường biểu diễn của log (N/ml) theo OD 610 nm • Xác định mật độ tế bào theo độ đục:  Đo độ đục của một huyền phù tế bào cần xác định mật độ.

 Từ giá trị OD 610 nm đo được, suy ra số lg (N/ml) và trị số mật độ N/ml từ đường chuẩn. Vẽ đồ thị đường chuẩn biểu diễn tương quan giữa giữa giá trị OD và lgx + Đo tế bào sống: nuôi cấy và đếm khuẩn lạc. • Chuẩn bị dịch pha loãng mẫu. • Chuẩn bị các chuỗi pha loãng mẫu.

• Cấy mẫu vào môi trường, ủ mẫu (sau 48 giờ ở 300C). Tiến hành đếm số khuẩn lạc mọc trên đĩa thạch suy ra số lượng tế bào/ml dịch nuôi cấy 4. Ý nghĩa của đề tài:  Ý nghĩa khoa học: -Phân tích và xác định hàm lượng đường của dịch sau thủy phân và xác định hàm lượng axit lactic bằng các phương pháp hóa học. -Tối ưu hóa các điều kiện lên men nhằm thu được axit lactic có độ tinh khiết đồng phân cao với hàm lượng cao nhất.

 Ý nghĩa thực tiễn: -Tận dụng lượng phế phẩm lõi ngô trong nông nghiệp để tạo ra nguồn nguyên liệu chính để sản xuất axit lactic có độ tinh khiết đồng phân cao. -Giải quyết được vấn đề ô nhiễm môi trường, nâng cao hiệu quả kinh tế trong sản xuất. -Tăng nguồn thu nhập cho người nông dân. - Giảm giá thành sản xuất axit lactic.

Nội dung nghiên cứu và tiến độ thực hiện: 1.Nội dung nghiên cứu: a) Thủy phân lõi ngô:  Quá trình tiền xử lí lõi ngô: Lõi ngô sau khi rửa sạch, phơi khô, đem đi xay (1 - 2mm) và sấy khô. Sau đó đưa đi xử lý bằng H2SO4 0,5%, ở nhiệt độ 1210C trong 30 phút. Sau khi xử lý đem đi trung hòa bằng NaOH 1% lọc tách bỏ dịch lọc thu được lõi ngô sau tiền xử lý.  Thủy phân lõi ngô: Lõi ngô sau khi xử lý sẽ được đưa đi thủy phân với H2SO4 15%.

Với tỉ lệ 1:10 (W/V), ở nhiệt độ 1210C trong thời gian 90 phút. Sau khi thủy phân đem đi trung hòa NaOH 15% lọc tách bã thu được dịch sau thủy phân. b) Lên men Từ dịch đường sau thủy phân đem bổ sung thành phần dinh dưỡng (đạm, khoáng,…). Sau đó đem đi lên men để khảo sát.

 Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men o Ảnh hưởng của tỉ lệ giống: chuẩn bị 7 mẫu thí nghiệm với tỉ lệ giống khác nhau từ 2 - 8% (V/V); nồng độ đường 5%; nhiệt độ 37 0C; pH = 6; thời gian 72 giờ. o Ảnh hưởng của nồng độ đường: khảo sát các nồng độ đường khác nhau từ 1 - 7 %; nhiệt độ 370C; pH = 6; thời gian 72 giờ; tỉ lệ giống bổ sung sau khi đã tối ưu. o Ảnh hưởng của nhiệt độ: khảo sát trong khoảng nhiệt độ 34 - 400C để xác định nhiệt độ tốt nhất cho quá trình lên men. Với các điều kiện thời gian 72 giờ, pH = 6, bổ sung tỉ lệ giống và nồng độ đường sau khi đã tối ưu.

o Ảnh hưởng của thời gian: khảo sát ở các mốc thời gian 24, 36, 48, 60, 72, 84, 96, 108 giờ, với các điều kiện pH = 6 và tỉ lệ giống, nồng độ đường, nhiệt độ đã tối ưu.  Tiến hành lên men ở các điều kiện tối ưu: Sau khi khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men, tiến hành lên men trong các điều kiện tối ưu để đánh giá hiệu quả lên men axit lactic từ lõi ngô. Dịch đường sau thủy phân Lõi ngô Rửa sạch, phơi khô Bổ sung thành phần dinh dưỡng Bổ sung thành phần dinh dưỡng Xay(1-2 mm), sấy khô Lên men ở 38oC, 84 giờ, pH=6 Xử lý bằng H2SO4 0,5%, ở 121oC, 30 phút Dịch sau lên men Trung hòa NaOH 1% Lọc Lõi ngô sau tiền xử lý Sấy Xử lý bằng H2SO4 15%, ở 121oC, 90 phút Trung hòa NaOH 15% Lọc Hình 1: Quy trình lên men axitlactic từ lõi ngô 2.Tiến độ thực hiện: Thời gian Các nội dung, công Sản phẩm Người thực hiện (bắt đầu-kết thúc) việc thực hiện 10/2013 – 3/2014 13. Sản phẩm và khả năng ứng dụng: - Axit lactic được lên men từ dịch đường lõi ngô.

Kinh phí thực hiện đề tài: Kinh phí thực hiện (đồng): 8 000 000 đồng Bằng chữ: 8 triệu đồng. STT Nội dung Số lượng Thành tiền Ghi chú 1 Giống 500 000 2 Nguyên liệu, dụng cụ 3 000 000 3 Phân tích mẫu 4 000 000 4 In ấn 500 000 Tổng cộng 8 000 000 Ngày … tháng … năm … Ngày … tháng … năm … Giáo viên hướng dẫn đề tài Sinh viên chịu trách nhiệm chính (Kí và ghi rõ họ tên) (Kí và ghi rõ họ tên) Bình Dương, ngày … tháng … năm 2013 Trưởng khoa (Kí và ghi rõ họ tên) Hội nghị sinh viên nghiên cứu khoa học năm học 2013-2014 ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU XỬ LÝ PHỤ PHẨM NÔNG NGHIỆP TỪ CÂY NGÔ ĐỂ LÊN MEN ACID LACTIC Nhóm sinh viên thực hiện: STT Họ và tên MSSV Lớp Khoa 1 Nguyễn Ngọc Đài Trang 1152010110 D11MT02 Môi Trường 2 Phạm Phước Lộc 1152010052 D11MT02 Môi Trường 3 Phạm Thị Thanh Tâm 1152010085 D11MT02 Môi Trường 4 Nguyễn Vũ Thanh Trúc 1152010118 D11MT02 Môi Trường 5 Cao Thị Mỹ Vinh 1152010126 D11MT01 Môi Trường Giảng viên hướng dẫn: TS. Nguyễn Thị Liên Thương 1. TÓM TẮT  Lý do chọn đề tài Acid lactic là một acid hữu cơ có tầm ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp, nông nghiệp cũng như thực phẩm.

Acid lactic có thể được sử dụng để tạo vị, tạo hương, bảo quản thực phẩm, dược phẩm, trong ngành may mặc và da giày. Ngoài ra, acid lactic còn được sử dụng làm nguyên liệu trong sản xuất các hóa chất và polymer. Hiện nay công nghiệp sản xuất lactic acid trong nước còn rất hạn chế, trong khi nhu cầu về acid lactic ngày càng tăng cao. Tổng thị trường thế giới về acid lactic là 86.

Ở Việt Nam: vào năm 2006, nhập gói hợp đồng trị giá 3,7 triệu USD từ công ty dược IIdong (Hàn Quốc).