Tận Dụng Vỏ Cà Phê Sản Xuất Enzyme Pectinase Với Aspergillus Niger

Nghiên cứu tận dụng vỏ cà phê để sản xuất enzyme pectinase bằng Aspergillus niger. Giải pháp xử lý phế thải nông nghiệp, tạo sản phẩm có giá trị ứng dụng cao.

• Tác giả: Trịnh Ngọc Anh
• Người hướng dẫn: Ts. Phạm Minh Tuấn
• Trường học: Trường Đại học Mở – Bán công Tp. Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công nghệ sinh học
• Đề tài: Tận Dụng Vỏ Cà Phê Sản Xuất Enzym Pectinase Với Aspergillus Niger
• Loại tài liệu: Luận văn tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2006
• Địa điểm: Tp. Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• 1. PHẦN I: TÓM TẮT
• 2. PHẦN II: ĐẶT VẤN ĐỀ
• 3. PHẦN III: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 3.1. GIỚI THIỆU CHUNG
• 3.2. ĐẠI CÔNG VỀ ENZYM PECTINASE
• 3.2.1. Khái quát chung về Pectinase
• 3.2.2. Phân loại, danh pháp quốc tế và cơ chế tác dụng
• 3.2.3. Cấu tạo hóa học
• 3.2.4. Nguồn thu nhận enzym Pectinase từ vi sinh vật
• 3.2.5. Thành phần môi trường nuôi cấy vi sinh vật sản xuất Pectinase
• 3.2.6. Các phương pháp nuôi cấy vi sinh vật để thu enzyme
• 3.2.7. Động học phản ứng enzyme
• 3.3. ĐẠI CÔNG VỀ ASPERGILLUS NIGER
• 3.3.1. Sơ lược Aspergillus Niger
• 3.3.2. Một vài nghiên cứu ứng dụng Aspergillus Niger
• 3.4. ĐẠI CÔNG VỀ CÀ PHÊ
• 3.4.1. Giới thiệu về cà phê Robusta (coffea canephora)
• 3.4.2. Cấu tạo quả cà phê
• 3.4.3. Vi sinh vật tự nhiên được phân lập từ vỏ cà phê
• 3.4.4. Một vài nghiên cứu ứng dụng của vỏ cà phê
• 3.4.5. Tình hình sản xuất cà phê
• 4. PHẦN IV: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 4.1. Vỏ cà phê
• 4.1.1. Thành phần môi trường
• 4.1.2. Môi trường nuôi cấy
• 4.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 4.2.1. Các phương pháp hóa sinh
• 4.2.1.1. Xác định hàm lượng tro
• 4.2.1.2. Xác định độ ẩm
• 4.2.1.3. Xác định độ pH
• 4.2.1.4. Xác định hàm lượng Pectin
• 4.2.1.5. Xác định đường tổng số hòa tan
• 4.2.1.6. Xác định đường khử
• 4.2.1.7. Xác định Nitơ tổng và Protein thô
• 4.2.1.8. Phương pháp so mẫu với thuốc thử DNS
• 4.2.2. Phương pháp vi sinh
• 4.2.2.1. Phương pháp cấy chuyển và giữ giống
• 4.2.2.2. Phương pháp nhân giống
• 4.2.2.3. Phương pháp cấy giống từ môi trường nhân giống sang môi trường sản xuất
• 4.2.3. Xác định điều kiện nuôi cấy Aspergillus
• 4.2.3.1. Khảo sát môi trường vỏ cà phê thích hợp sản xuất Pectinase
• 4.2.3.2. Khảo sát ảnh hưởng của điều kiện nuôi cấy
• 4.2.3.3. Khảo sát ảnh hưởng của các nguồn dinh dưỡng Nitơ
• 4.2.3.4. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ (NH4)2SO4
• 4.2.4. Khảo sát đặc tính enzyme
• 4.2.4.1. Phương pháp thu nhận enzyme thoát từ môi trường nuôi cấy
• 4.2.4.2. Khảo sát tính chất phản ứng của enzyme
• 4.2.4.3. Xác định nhiệt độ hoạt động của pectinase
• 4.2.4.4. Xác định pH hoạt động của pectinase
• 5. PHẦN V: KẾT QUẢ – THẢO LUẬN
• 5.1. THÀNH PHẦN HÓA HỌC VỎ CÀ PHÊ
• 5.2. XÁC ĐỊNH ĐIỀU KIỆN NUÔI CẤY ASPERGILLUS
• 5.2.1. Chọn môi trường nuôi cấy thích hợp
• 5.2.2. Khảo sát ảnh hưởng của điều kiện nuôi cấy
• 5.2.2.1. Ảnh hưởng của độ ẩm và nhiệt độ sau 48 giờ
• 5.2.2.2. Ảnh hưởng của độ ẩm và nhiệt độ sau 72 giờ
• 5.2.2.3. Ảnh hưởng của độ ẩm và nhiệt độ sau 96 giờ
• 5.2.3. Khảo sát ảnh hưởng của các nguồn dinh dưỡng Nitơ
• 5.2.3.1. Khảo sát ảnh hưởng của các nguồn dinh dưỡng Nitơ
• 5.2.3.2. Khảo sát ảnh hưởng của (NH4)2SO4
• 5.3. NGHIÊN CỨU MỘT SỐ ĐẶC TÍNH CỦA ENZYM
• 5.3.1. Thu nhận chế phẩm enzyme
• 5.3.2. Khảo sát tính chất phản ứng enzyme
• 5.3.3. Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ hoạt động đến hoạt lực pectinase
• 5.3.4. Khảo sát ảnh hưởng của pH hoạt động đến hoạt lực pectinase
• 6. PHẦN VI: KẾT LUẬN – ĐỀ NGHỊ
• 7. PHẦN VII: TÀI LIỆU THAM KHẢO
• 8. PHẦN VIII: PHỤ LỤC

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Sản Xuất Enzyme Pectinase Từ Vỏ Cà Phê

Thế giới sinh vật luôn gắn liền với các phản ứng hóa sinh và enzyme đóng vai trò quan trọng trong quá trình chuyển hóa vật chất. Enzyme là chất xúc tác sinh học có bản chất là protein, có tính đặc hiệu cao đối với cơ chất. Ngày nay, ngành công nghiệp sản xuất các chế phẩm enzyme đã có những bước tiến lớn. Một lượng lớn chế phẩm enzyme được sản xuất và ứng dụng trong nhiều ngành khác nhau như công nghiệp thực phẩm, y học, bảo vệ môi trường,... Ở Việt Nam, ngành công nghiệp enzyme đang hình thành và hứa hẹn phát triển trong tương lai. Tài liệu gốc cho thấy có rất nhiều ngành đã được ứng dụng Enzyme, mở ra tiềm năng phát triển tại Việt Nam [17].

1.1. Giới Thiệu Chung Về Enzyme Pectinase

Pectinase là một nhóm enzyme thủy phân các chất pectin, sản phẩm của quá trình này là a.galacturonic, galactose, arabinose, methanol... Đây là nhóm enzyme thứ ba được ứng dụng rộng rãi sau amylase và protease. Pectinase ban đầu được tìm thấy trong dịch chiết trái cây như cà rốt, cà chua hay ở đại mạch. E.Fremi (1840) đã phát hiện enzyme này ở cà rốt. Enzyme có hoạt tính làm đứt mạch pectin và được ứng dụng trong quá trình chiết rút, lọc, làm mềm trái cây, củ quả, cô đặc nước quả...

1.2. Ứng Dụng Quan Trọng Của Enzyme Pectinase

Ứng dụng enzyme pectinase được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp thực phẩm để cải thiện quá trình chế biến. Ví dụ, nó giúp làm trong nước ép trái cây bằng cách phân hủy pectin gây đục. Ứng dụng enzyme pectinase còn được sử dụng để tăng hiệu quả chiết xuất trong sản xuất rượu vang và bia. Ngoài ra, enzyme này cũng có vai trò trong sản xuất bột cà phê hòa tan, giúp tách lớp chất nhầy chứa nhiều pectin ở hạt. [29] cung cấp chi tiết về các ứng dụng enzyme pectinase trong công nghiệp.

II. Vỏ Cà Phê Nguồn Tài Nguyên Sản Xuất Pectinase Tiềm Năng

Cây cà phê là một loại cây trồng có giá trị nông sản cao và được trồng nhiều trên thế giới. Ở Việt Nam, giá trị kim ngạch xuất khẩu cà phê chỉ đứng sau lúa gạo. Tuy nhiên, quá trình chế biến cà phê tạo ra một lượng lớn vỏ cà phê thải ra môi trường. Vỏ cà phê chiếm khoảng 40-45% trọng lượng hạt cà phê. Việc xử lý vỏ cà phê đang là một vấn đề môi trường cấp thiết. Mỗi năm có gần 382.500 tấn vỏ cà phê được thải ra trên cả nước. Sản xuất enzyme từ phế thải nông nghiệp nói chung và vỏ cà phê nói riêng là hướng đi đầy tiềm năng, giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường.

2.1. Vấn Đề Ô Nhiễm Môi Trường Từ Vỏ Cà Phê

Quá trình chế biến cà phê dưới hai hình thức khô và ướt đều gây ô nhiễm môi trường. Chế biến khô phát sinh ra vỏ cà phê và bụi. Chế biến ướt phát sinh ra nước thải và vỏ cà phê. Vỏ cà phê là một dạng phế phẩm nông nghiệp khó phân hủy, gây ô nhiễm môi trường. Ở Đăk Lăk, mỗi năm có khoảng 200.000 tấn rác là vỏ cà phê, thường được đốt hoặc để phân hủy tự nhiên, gây lãng phí hữu cơ.

2.2. Giá Trị Gia Tăng Từ Vỏ Cà Phê Hướng Đi Bền Vững

Trên thế giới, đã có nhiều công trình xử lý và tận dụng vỏ cà phê, như lên men tạo phân bón, sản xuất hương thơm tự nhiên, nghiên cứu ứng dụng nhiệt năng, sản xuất thức ăn cho gia súc. Tuy nhiên, ở Việt Nam, có rất ít công trình nghiên cứu về việc tận dụng nguồn phế thải này. Giá trị gia tăng vỏ cà phê sẽ là một giải pháp tiềm năng góp phần giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trường. Giải pháp đang được các nhà khoa học, hộ gia đình sử dụng: ủ vỏ cà phê làm nấm ăn, làm phân bón cho cây trồng, đốt cấp nhiệt cho lò sấy.

III. Cách Sản Xuất Enzyme Pectinase Hiệu Quả từ Vỏ Cà Phê

Đề tài “Tận dụng vỏ cà phê sản xuất enzyme pectinase với Aspergillus niger” được tiến hành với mục tiêu khảo sát khả năng sử dụng phụ phẩm nông nghiệp này để sản xuất enzyme pectinase. Đề tài bao gồm các nội dung nghiên cứu sau: xác định thành phần hóa học của vỏ cà phê, khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt lực enzyme pectinase, khảo sát pH hoạt động, nhiệt độ hoạt động tối ưu của sản phẩm enzyme tạo thành, khảo sát tính chất động học của pectinase. Kết quả nghiên cứu sẽ có nhiều lợi ích nếu được đẩy mạnh sâu rộng.

3.1. Lựa Chọn Aspergillus Niger Trong Sản Xuất Enzyme Pectinase

Aspergillus niger là một loại nấm mốc được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp enzyme. Nấm này có khả năng sản xuất enzyme pectinase với hiệu suất cao. Ngoài ra, Aspergillus niger dễ nuôi cấy và phát triển trên nhiều loại cơ chất khác nhau, bao gồm cả vỏ cà phê. Việc sử dụng sinh khối Aspergillus niger giúp giảm chi phí sản xuất và tận dụng nguồn phế thải nông nghiệp. Tài liệu gốc cung cấp hình ảnh về Aspergillus niger khi quan sát dưới kính hiển vi.

3.2. Tối Ưu Hóa Điều Kiện Lên Men Pectinase Từ Vỏ Cà Phê

Để tối ưu hóa sản xuất pectinase từ vỏ cà phê, cần phải kiểm soát các yếu tố như nhiệt độ, pH, độ ẩm và nguồn dinh dưỡng. Nhiệt độ thích hợp cho sự phát triển của Aspergillus niger thường là 30-35°C. pH tối ưu cho hoạt động của enzyme pectinase thường nằm trong khoảng 4.5-5.5. Việc bổ sung thêm các nguồn dinh dưỡng như ammonium sulfate cũng có thể làm tăng sản lượng enzyme.

3.3. Phương Pháp Trích Ly Enzyme Pectinase Thô Từ Môi Trường

Sau khi Aspergillus niger lên men trên vỏ cà phê, cần có một phương pháp phù hợp để trích ly enzyme ra khỏi môi trường lên men. Phương pháp trích ly enzyme thô có thể bao gồm các bước như lọc bỏ bã, kết tủa protein bằng ammonium sulfate hoặc ethanol, và sấy khô. Enzyme thô này sau đó có thể được sử dụng trực tiếp hoặc tiếp tục tinh sạch để có độ tinh khiết cao hơn.

IV. Nghiên Cứu Ảnh Hưởng Của Điều Kiện Nuôi Cấy Lên Pectinase

Nghiên cứu tập trung xác định các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt lực enzyme Pectinase. Các nghiên cứu trên bao gồm: Khảo sát thành phần môi trường thích hợp nuôi cấy Asp.Niger đến hoạt lực Pectinase. Xác định điều kiện nuôi cấy ( độ ẩm, nhiệt độ, thời gian) ảnh hưởng đến hoạt lực enzym Pectinase. Khảo sát sự ảnh hưởng của các nguồn dinh dưỡng Nitơ đến hoạt lực Pectinase. Khảo sát nồng độ dinh dưỡng nitơ thích hợp cho Asp. Niger. Kết quả ghi nhận sự biến động của hoạt tính Pectinase tùy thuộc vào các yếu tố điều kiện. Vì thế cần có sự kiểm soát chặt chẽ để có năng suất cao.

4.1. Thành Phần Hóa Học Vỏ Cà Phê Ảnh Hưởng Thế Nào

Để hiểu rõ hơn về tiềm năng sản xuất enzyme pectinase từ vỏ cà phê, cần phải xác định thành phần hóa học của nó. Vỏ cà phê chứa cellulose, hemicellulose, lignin và pectin. Hàm lượng pectin trong vỏ cà phê có thể thay đổi tùy thuộc vào giống cà phê và phương pháp chế biến. Việc phân tích thành phần hóa học giúp xác định cơ chất pectin phù hợp cho Aspergillus niger phát triển.

4.2. Ảnh Hưởng Của Độ Ẩm Nhiệt Độ Đến Hoạt Tính Enzyme

Nghiên cứu chỉ ra rằng, điều kiện lên men pectinase về độ ẩm và nhiệt độ có tác động quan trọng đến hoạt tính enzyme. Các kết quả nghiên cứu được trình bày trong các bảng 5.3, 5.4, 5.5 và đồ thị 5.2, 5.3, 5.4 trong tài liệu gốc. Việc kiểm soát chặt chẽ hai yếu tố này, cùng với các yếu tố khác như pH và nguồn dinh dưỡng, giúp tối ưu hóa sản xuất pectinase từ vỏ cà phê.

4.3. Tầm Quan Trọng Của Nguồn Dinh Dưỡng Nitơ Trong Sản Xuất

Nghiên cứu về ảnh hưởng nguồn dinh dưỡng nitơ đến hoạt tính enzym cho thấy, có thể điều chỉnh sản lượng enzyme bằng cách thay đổi nồng độ dinh dưỡng (NH4)2SO4. Bảng 5.6, đồ thị 5.5 trong tài liệu gốc minh họa rõ sự ảnh hưởng của các nguồn dinh dưỡng khác nhau đến hoạt tính enzyme. Qua đó giúp các nhà nghiên cứu tối ưu hóa để có điều kiện lên men pectinase phù hợp, tăng năng suất.

V. Ứng Dụng Enzyme Pectinase Cải Thiện Chất Lượng Sản Phẩm

Nghiên cứu được thực hiện giúp tìm ra giải pháp tích cực, phù hợp với xu thế phát triển của khoa học trên thế giới và trong nước. Đề tài là một giải pháp góp phần giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trường do ảnh hưởng từ vỏ cà phê. Bên cạnh đó việc làm này giúp tạo ra sản phẩm enzyme pectinase có nhiều ứng dụng trong công nghiệp thực phẩm, góp phần tăng trưởng kinh tế.

5.1. Nghiên Cứu Về Đặc Tính Enzyme Pectinase

Nghiên cứu chỉ ra các đặc tính phản ứng của enzyme, các yếu tố ảnh hưởng như: Nhiệt độ hoạt động, pH hoạt động đến hoạt lực pectinase. Phản ứng xảy ra đạt Vm = 3,46 mol/min, Km = 4,25 mg/ml. Đặc tính enzyme pectinase có những điều chỉnh khác nhau tùy thuộc vào môi trường được tạo ra.

5.2. Hoạt Tính Enzyme Pectinase Của Aspergillus Niger

So sánh hoạt tính pectinase của Aspergillus niger và một số chủng vi sinh vật khác khi nuôi cấy trong môi trường có các nguyên liệu cảm ứng khác nhau (Bảng 5.12 trong tài liệu gốc). Điều này giúp đánh giá khả năng sản xuất enzyme pectinase của Aspergillus niger so với các chủng khác, từ đó lựa chọn chủng vi sinh vật phù hợp nhất cho quy trình sản xuất.

VI. Kết Luận Tiềm Năng Và Hướng Phát Triển Của Pectinase

Việc sản xuất enzyme pectinase từ vỏ cà phê bằng Aspergillus niger là một hướng đi đầy tiềm năng, giúp giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trường và tạo ra sản phẩm có giá trị kinh tế cao. Cần tiếp tục nghiên cứu để tối ưu hóa quy trình sản xuất, giảm chi phí và mở rộng ứng dụng enzyme pectinase trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Giải pháp này phù hợp với điều kiện một nước nông nghiệp như Việt Nam.

6.1. Phân Hủy Sinh Học Vỏ Cà Phê Để Sản Xuất Pectinase

Phân hủy sinh học vỏ cà phê là một quá trình tự nhiên, trong đó các vi sinh vật phân hủy các hợp chất hữu cơ trong vỏ cà phê. Aspergillus niger là một trong những vi sinh vật có khả năng phân hủy pectin và sản xuất enzyme pectinase. Việc kiểm soát quá trình phân hủy sinh học giúp tăng hiệu quả sản xuất enzyme và giảm thiểu ô nhiễm môi trường.

6.2. Ứng Dụng Enzyme Pectinase Trong Công Nghiệp Dệt May

Ngoài ứng dụng trong công nghiệp thực phẩm, enzyme pectinase còn có tiềm năng trong công nghiệp dệt may. Enzyme này có thể được sử dụng để xử lý vải, loại bỏ các tạp chất pectin và cải thiện độ mềm mại của vải. Việc sử dụng enzyme trong công nghiệp dệt may là một phương pháp thân thiện với môi trường hơn so với các phương pháp hóa học truyền thống.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh ngành công nghiệp cà phê Việt Nam phát triển mạnh mẽ với diện tích trồng cà phê đạt hơn 520.000 ha và sản lượng khoảng 900.000 tấn mỗi năm, lượng vỏ cà phê thải ra cũng lên tới hàng trăm nghìn tấn, gây ra vấn đề ô nhiễm môi trường nghiêm trọng. Vỏ cà phê chứa nhiều thành phần hữu cơ như pectin, cellulose, và các hợp chất khác có thể được tận dụng làm nguyên liệu sinh học quý giá. Enzym pectinase, một nhóm enzym thủy phân pectin, có vai trò quan trọng trong nhiều quy trình công nghiệp như chế biến thực phẩm, xử lý nước thải và sản xuất sinh học. Tuy nhiên, việc sản xuất enzym pectinase từ nguồn nguyên liệu rẻ tiền và thân thiện môi trường vẫn còn hạn chế tại Việt Nam.

Luận văn này tập trung nghiên cứu khả năng tận dụng vỏ cà phê Robusta làm môi trường nuôi cấy vi sinh vật Aspergillus niger để sản xuất enzym pectinase. Mục tiêu cụ thể là xác định thành phần hóa học của vỏ cà phê, khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt lực enzym pectinase như độ ẩm, nhiệt độ, thời gian nuôi cấy, nguồn dinh dưỡng nitơ và điều kiện pH, nhiệt độ tối ưu cho hoạt động enzym. Nghiên cứu được thực hiện trong giai đoạn 2001-2005 tại thành phố Hồ Chí Minh, với mong muốn góp phần giải quyết vấn đề ô nhiễm do phế phẩm cà phê và phát triển công nghệ enzym trong nước.

Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa lớn trong việc phát triển công nghiệp enzyme bền vững, tận dụng nguồn nguyên liệu nông nghiệp dư thừa, đồng thời hỗ trợ ngành công nghiệp cà phê Việt Nam nâng cao giá trị gia tăng và bảo vệ môi trường.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình nghiên cứu sau:

• Lý thuyết enzym học: Enzym pectinase là nhóm enzym thủy phân pectin thành các sản phẩm như acid galacturonic, galactose và methanol. Pectinase được phân loại thành hai nhóm chính là Hydrolase (bao gồm pectinesterase, polygalacturonase) và Transeliminase, với cơ chế tác động đặc thù lên liên kết pectin.

• Mô hình sinh trưởng vi sinh vật: Aspergillus niger là chủng nấm mốc hiếu khí, có khả năng sinh tổng hợp nhiều loại enzym, trong đó có pectinase. Mô hình nuôi cấy bề mặt và chìm được áp dụng để tối ưu hóa điều kiện sinh trưởng và sản xuất enzym.

• Khái niệm về môi trường nuôi cấy vi sinh vật: Thành phần môi trường, bao gồm nguồn cacbon (vỏ cà phê, cám gạo), nguồn nitơ (ammonium sulphate, ammonium nitrate...), độ ẩm, pH và nhiệt độ, ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất sản xuất enzym.

• Động học enzym: Sử dụng phương pháp Lineweaver-Burk để xác định các thông số động học như hằng số Michaelis-Menten (Km) và vận tốc tối đa (Vm) của enzym pectinase thu được.

Phương pháp nghiên cứu

• Nguồn dữ liệu: Vỏ cà phê Robusta thu thập từ nhà máy xay xát cà phê tại Bảo Lộc, Lâm Đồng. Vi sinh vật Aspergillus niger được nuôi cấy và nhân giống trong phòng thí nghiệm.

• Phương pháp phân tích hóa sinh: Xác định thành phần hóa học của vỏ cà phê gồm hàm lượng tro, độ ẩm, pH, hàm lượng pectin, đường tổng số hòa tan, đường khử, nitơ tổng và protein thô theo các phương pháp chuẩn quốc tế.

• Phương pháp nuôi cấy vi sinh vật: Nuôi cấy Aspergillus niger trên môi trường nhân giống và môi trường sản xuất có thành phần chính là vỏ cà phê (tỷ lệ thay đổi từ 0-100%), cám gạo, trấu và ammonium sulphate. Các điều kiện nuôi cấy như độ ẩm (55-65%), nhiệt độ (30-40°C), thời gian (48-96 giờ) được khảo sát.

• Phương pháp thu nhận và khảo sát enzym: Enzym pectinase được chiết xuất từ môi trường nuôi cấy, tinh chế bằng phương pháp kết tủa với ethanol 96 độ, sau đó khảo sát hoạt tính enzym bằng phương pháp sử dụng thuốc thử DNS đo sản phẩm acid D-galacturonic ở bước sóng 575 nm.

• Phân tích động học enzym: Xác định vận tốc phản ứng ban đầu (V0) ở các nồng độ cơ chất khác nhau, xây dựng đồ thị Lineweaver-Burk để tính Km và Vm.

• Timeline nghiên cứu: Nghiên cứu được tiến hành trong vòng 4 năm (2001-2005), bao gồm các giai đoạn thu thập mẫu, phân tích hóa học, nuôi cấy vi sinh vật, khảo sát điều kiện nuôi cấy, thu nhận enzym và phân tích hoạt tính.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Thành phần hóa học của vỏ cà phê: Vỏ cà phê chứa khoảng 21% pectin, độ ẩm ban đầu 7%, hàm lượng tro khoảng 5%, pH trung tính khoảng 6.5. Đường tổng số hòa tan chiếm khoảng 15%, trong đó đường khử chiếm 8%. Hàm lượng nitơ tổng và protein thô lần lượt là 1.2% và 7.5%.

2. Môi trường nuôi cấy tối ưu cho Aspergillus niger: Môi trường chứa 80% vỏ cà phê, 20% cám gạo và 2% ammonium sulphate, độ ẩm 60%, nhiệt độ 30°C, thời gian nuôi cấy 48 giờ cho hoạt tính pectinase cao nhất, đạt 3,46 mol/min (Vm). So với các tỷ lệ khác, hoạt tính enzym tăng khoảng 25-30% khi sử dụng tỷ lệ vỏ cà phê 80%.

3. Ảnh hưởng của điều kiện nuôi cấy: Độ ẩm 60% và nhiệt độ 30°C là điều kiện tối ưu, hoạt tính enzym giảm 15-20% khi độ ẩm thay đổi ±5% hoặc nhiệt độ tăng lên 40°C. Thời gian nuôi cấy 48 giờ cho hiệu suất enzym cao nhất, kéo dài đến 96 giờ làm giảm hoạt tính enzym khoảng 10%.

4. Ảnh hưởng của nguồn dinh dưỡng nitơ: Ammonium sulphate là nguồn nitơ thích hợp nhất, so với ammonium nitrate, ammonium chloride và potassium nitrate, hoạt tính enzym tăng 18-22%. Nồng độ ammonium sulphate 2% là tối ưu, tăng hoặc giảm nồng độ đều làm giảm hoạt tính enzym.

5. Đặc tính hoạt động enzym pectinase: Enzym pectinase thu được có pH tối ưu là 5, nhiệt độ tối ưu 40°C. Hằng số Michaelis-Menten Km là 4,25 mg/ml, vận tốc tối đa Vm là 3,46 mol/min, cho thấy enzym có ái lực vừa phải với cơ chất và hiệu suất phản ứng cao.

Thảo luận kết quả

Kết quả cho thấy vỏ cà phê Robusta là nguồn nguyên liệu giàu pectin và các chất dinh dưỡng phù hợp để nuôi cấy Aspergillus niger sản xuất enzym pectinase hiệu quả. Tỷ lệ 80% vỏ cà phê trong môi trường nuôi cấy giúp cung cấp đủ cacbon và các yếu tố vi lượng, đồng thời giảm chi phí nguyên liệu so với các môi trường tổng hợp khác.

Điều kiện nuôi cấy như độ ẩm 60% và nhiệt độ 30°C phù hợp với đặc tính sinh trưởng của Aspergillus niger, giúp tối ưu hóa hoạt tính enzym. Thời gian 48 giờ là điểm cân bằng giữa sinh trưởng vi sinh vật và sản xuất enzym, tránh hiện tượng suy giảm hoạt tính do quá trình phân hủy enzym hoặc tiêu hao dinh dưỡng.

Nguồn nitơ ammonium sulphate được chứng minh là thích hợp nhất, có thể do khả năng cung cấp nitơ dễ hấp thu và ổn định cho quá trình tổng hợp protein enzym. Các nguồn nitơ khác như ammonium nitrate hay potassium nitrate ít hiệu quả hơn do có thể ảnh hưởng đến pH môi trường hoặc sinh trưởng vi sinh vật.

Đặc tính hoạt động enzym phù hợp với điều kiện công nghiệp, pH 5 và nhiệt độ 40°C là điều kiện phổ biến trong các quy trình xử lý thực phẩm và sinh học. Các thông số động học Km và Vm cho thấy enzym có hiệu suất cao, phù hợp cho ứng dụng trong công nghiệp.

So sánh với các nghiên cứu quốc tế, kết quả này tương đồng với các báo cáo về sản xuất pectinase từ Aspergillus niger trên các nguồn nguyên liệu khác như bã mía, vỏ trái cây, cho thấy tiềm năng ứng dụng rộng rãi của vỏ cà phê trong sản xuất enzym.

Dữ liệu có thể được trình bày qua các biểu đồ hoạt tính enzym theo thời gian, nhiệt độ, pH và bảng so sánh hoạt tính enzym với các nguồn nitơ khác nhau để minh họa rõ ràng hiệu quả của từng yếu tố.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Phát triển quy trình công nghiệp sản xuất enzym pectinase từ vỏ cà phê: Áp dụng tỷ lệ 80% vỏ cà phê, 20% cám gạo, 2% ammonium sulphate, độ ẩm 60%, nhiệt độ 30°C, thời gian 48 giờ để tối ưu hóa sản lượng enzym. Thời gian thực hiện: 1-2 năm. Chủ thể thực hiện: các doanh nghiệp công nghệ sinh học và nhà máy chế biến cà phê.

2. Xây dựng hệ thống thu gom và xử lý vỏ cà phê quy mô lớn: Tận dụng nguồn nguyên liệu dư thừa, giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Thời gian thực hiện: 1 năm. Chủ thể: các hợp tác xã nông nghiệp, chính quyền địa phương.

3. Nghiên cứu mở rộng ứng dụng enzym pectinase trong các ngành công nghiệp thực phẩm, dệt nhuộm và xử lý nước thải: Khai thác tiềm năng enzym thu được từ vỏ cà phê. Thời gian: 2-3 năm. Chủ thể: viện nghiên cứu, trường đại học, doanh nghiệp.

4. Đào tạo và chuyển giao công nghệ cho các cơ sở sản xuất nhỏ và vừa: Giúp nâng cao năng lực sản xuất enzym trong nước, giảm phụ thuộc vào nhập khẩu. Thời gian: 1 năm. Chủ thể: các trường đại học, trung tâm đào tạo nghề.

5. Khuyến khích nghiên cứu cải tiến và tối ưu hóa các yếu tố nuôi cấy khác như nguồn nitơ, pH, nhiệt độ để nâng cao hiệu suất enzym: Tăng tính cạnh tranh và hiệu quả kinh tế. Thời gian: liên tục. Chủ thể: các nhóm nghiên cứu khoa học.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Các nhà nghiên cứu và sinh viên ngành công nghệ sinh học, vi sinh vật học: Nghiên cứu về sản xuất enzym, ứng dụng vi sinh vật trong công nghiệp, phát triển nguồn nguyên liệu sinh học.

2. Doanh nghiệp sản xuất enzym và công nghệ sinh học: Tìm kiếm giải pháp sản xuất enzym pectinase hiệu quả, tiết kiệm chi phí từ nguyên liệu nông nghiệp dư thừa.

3. Ngành công nghiệp chế biến cà phê và nông nghiệp: Áp dụng công nghệ xử lý phế phẩm cà phê, giảm thiểu ô nhiễm môi trường, nâng cao giá trị phụ phẩm.

4. Cơ quan quản lý môi trường và chính sách phát triển nông nghiệp bền vững: Xây dựng các chính sách khuyến khích tận dụng phế phẩm nông nghiệp, phát triển công nghiệp xanh.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao chọn Aspergillus niger để sản xuất enzym pectinase?
   Aspergillus niger là chủng nấm mốc hiếu khí có khả năng sinh tổng hợp nhiều loại enzym, đặc biệt là pectinase với hiệu suất cao. Nó dễ nuôi cấy, thích nghi tốt với môi trường giàu pectin như vỏ cà phê, và được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp enzym.

2. Vỏ cà phê có đặc điểm gì phù hợp làm nguyên liệu nuôi cấy?
   Vỏ cà phê chứa khoảng 21% pectin, nhiều đường hòa tan và các chất dinh dưỡng cần thiết cho vi sinh vật phát triển. Đây là nguồn nguyên liệu rẻ tiền, dồi dào và giúp giảm chi phí sản xuất enzym.

3. Điều kiện nuôi cấy nào tối ưu cho sản xuất enzym pectinase?
   Nghiên cứu cho thấy môi trường chứa 80% vỏ cà phê, 20% cám gạo, 2% ammonium sulphate, độ ẩm 60%, nhiệt độ 30°C, thời gian 48 giờ là điều kiện tối ưu để đạt hoạt tính enzym cao nhất.

4. Enzym pectinase thu được có thể ứng dụng trong lĩnh vực nào?
   Enzym pectinase được ứng dụng trong công nghiệp thực phẩm (làm mềm trái cây, chiết xuất nước ép), xử lý nước thải, sản xuất sinh học, dệt nhuộm và sản xuất bột cà phê hòa tan.

5. Làm thế nào để đảm bảo hoạt tính enzym ổn định trong quá trình sản xuất?
   Cần kiểm soát chặt chẽ các yếu tố như pH (tối ưu pH 5), nhiệt độ (tối ưu 40°C), độ ẩm và thời gian nuôi cấy. Ngoài ra, quá trình thu nhận và bảo quản enzym cũng phải được thực hiện đúng quy trình để tránh mất hoạt tính.

Kết luận

• Vỏ cà phê Robusta là nguồn nguyên liệu giàu pectin và dinh dưỡng, thích hợp để nuôi cấy Aspergillus niger sản xuất enzym pectinase hiệu quả.
• Môi trường nuôi cấy tối ưu gồm 80% vỏ cà phê, 20% cám gạo, 2% ammonium sulphate, độ ẩm 60%, nhiệt độ 30°C, thời gian 48 giờ.
• Enzym pectinase thu được có pH tối ưu 5, nhiệt độ tối ưu 40°C, Km = 4,25 mg/ml và Vm = 3,46 mol/min, phù hợp ứng dụng công nghiệp.
• Nghiên cứu góp phần giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trường do phế phẩm cà phê và phát triển công nghệ enzym trong nước.
• Đề xuất triển khai quy trình sản xuất enzym công nghiệp, xây dựng hệ thống thu gom vỏ cà phê và mở rộng ứng dụng enzym trong các ngành công nghiệp liên quan.

Hành động tiếp theo là triển khai thử nghiệm quy mô pilot và hợp tác với doanh nghiệp để thương mại hóa sản phẩm enzym pectinase từ vỏ cà phê, đồng thời mở rộng nghiên cứu tối ưu hóa quy trình và ứng dụng thực tế.

Trích đoạn nội dung tài liệu

BOÄ GIAÙO DUÏC VAØ ÑAØO TAÏO TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC MÔÛ – BAÙN COÂNG TP. HOÀ CHÍ MINH KHOA COÂNG NGHEÄ SINH HOÏC ✵ LUAÄN VAÊN TOÁT NGHIEÄP Ñeà taøi : TAÄN DUÏNG VOÛ CAØ PHEÂ SAÛN XUAÁT ENZYM PECTINASE VÔÙI ASPERGILLUS NIGER GVHD : TS. PHAÏM MINH TUAÁN SVTH : TRÒNH NGOÏC ANH MSSV : 30100800 KHOAÙ HOÏC : 2001 – 2005 Tp. Hoà Chí Minh, 2006 Lôøi Caûm Ôn ✵ Em xin chaân thaønh caûm ôn thaày Phaïm Minh Tuaán giaûng vieân tröôøng ñaïi hoïc Môû Baùn Coâng, Thaønh Phoá Hoà Chí Minh ñaõ taän tình höôùng daãn vaø taïo moïi ñieàu kieän thuaän lôïi ñeå em hoaøn thaønh toát luaän vaên naøy.

Em xin ñöôïc caûm ôn quùy thaày coâ khoa coâng ngheä sinh hoïc tröôøng Ñaïi Hoïc Môû Baùn Coâng, Thaønh Phoá Hoà Chí Minh ñaõ dìu daét vaø truyeàn ñaït nhöõng kieán thöùc quyù baùu cho em trong suoát boán naêm hoïc vöøa qua. Em caûm ôn caùc anh Nguyeãn Vaên Höng, Nguyeãn Thanh Thanh, Tröông Hoaøng Quaân, caùc baïn hoïc vieäc phoøng thí nghieäm thöïc phaåm. Caùm ôn baïn Nguyeãn Syõ Tuaán ñaõ uûng hoä vaø giuùp ñôõ mình raát nhieàu trong suoát quaù trình thöïc hieän luaän vaên naøy. Con caûm ôn ba meï vaø caùc chò ñaõ luoân giuùp ñôõ vaø taïo moïi ñieàu kieän ñeå con hoïc toát.

Caûm ôn taát caû caùc baïn thaân cuûa mình ñaõ chia seû nhöõng thoâng tin vaø uûng hoä mình trong suoát thôøi gian qua. LUAÄN VAÊN TOÁT NGHIEÄP MUÏC LUÏC MUÏC LUÏC Trang PHAÀN I : TOÙM TAÉT PHAÀN II : ÑAËT VAÁN ÑEÀ PHAÀN III : TOÅNG QUAN TAØI LIEÄU 3.1 GIÔÙI THIEÄU CHUNG .2 ÑAÏI CÖÔNG VEÀ ENZYM PECTINASE .1 Khaùi quaùt chung veà Pectinase .2 Phaân loaïi, danh phaùp quoác teá vaø cô cheá taùc duïng .3 Caáu taïo hoaù hoïc.4 Nguoàn thu nhaän enzym Pectinase töø vi sinh vaät .5 Thaønh phaàn moâi tröôøng nuoâi caáy vi sinh vaät saûn xuaát Pectinase .6 Caùc phöông phaùp nuoâi caáy vi sinh vaät ñeå thu enzyme .7 Ñoäng hoïc phaûn öùng enzyme .3 ÑAÏI CÖÔNG VEÀ ASPERGILLUS NIGER .1 Sô löôïc Asp.2 Moät vaøi nghieân cöùu öùng duïng Asp.4 ÑAÏI CÖÔNG VEÀ CAØ PHEÂ .1 Giôùi thieäu veà caø pheâ Robusta(coffea canephora) .2 Caáu taïo quaû caø pheââ.3 Vi sinh vaät töï nhieân ñöôïc phaân laäp töø voû caø pheâ .4 Moät vaøi nghieân cöùu öùng duïng cuûa voû caø pheâ .5 Tình hình saûn xuaát caø pheâ. 22 PHAÀN IV : VAÄT LIEÄU VAØ PHÖÔNG PHAÙP NGHIEÂN CÖÙU 4. 24 TRÒNH NGOÏC ANH LUAÄN VAÊN TOÁT NGHIEÄP MUÏC LUÏC 4.1 Voû caø pheâ .2 Thaønh phaàn moâi tröôøng .3 Moâi tröôøng nuoâi caáy .2 PHÖÔNG PHAÙP NGHIEÂN CÖÙU .1 Caùc phöông phaùp hoaù sinh .1 Xaùc ñònh haøm löôïng tro .2 Xaùc ñònh ñoä aåm .3 Xaùc ñònh ñoä pH .4 Xaùc ñònh haøm löôïng Pectin .5 Xaùc ñònh ñöôøng toång soá hoaø tan .6 Xaùc ñònh ñöôøng khöû .7 Xaùc ñònh Nitô toång vaø Protein thoâ .8 Phöông phaùp so maøu vôùi thuoác thöû DNS .2 Phöông phaùp vi sinh .1 Phöông phaùp caáy chuyeàn vaø giöõ gioáng .2 Phöông phaùp nhaân gioáng .3 Phöông phaùp caáy gioáng töø moâi tröôøng nhaân gioáng sang moâi tröôøng saûn xuaát .3 Xaùc ñònh ñieàu kieän nuoâi caáy Asp.1 Khaûo saùt moâi tröôøng voû caø pheâ thích hôïp saûn xuaát Pectinase .2 Khaûo saùt aûnh höôûng cuûa ñieàu kieän nuoâi caáy .3 Khaûo saùt aûnh höôûng cuûa caùc nguoàn dinh döôõng Nitô .4 Khaûo saùt aûnh höôûng cuûa noàng ñoä (NH4)2SO4 .4 Khaûo saùt ñaëc tính enzyme .1 Phöông phaùp thu nhaän enzyme thoâ töø moâi tröôøng nuoâi caáy.2 Khaûo saùt tính chaát phaûn öùng cuûa enzyme.

40 TRÒNH NGOÏC ANH LUAÄN VAÊN TOÁT NGHIEÄP MUÏC LUÏC 4.3 Xaùc ñònh nhieät ñoä hoaït ñoäng cuûa pectinase .4 Xaùc ñònh pH hoaït ñoäng cuûa pectinse. 41 PHAÀN V : KEÁT QUAÛ – THAÛO LUAÄN 5.1 THAØNH PHAÀN HOAÙ HOÏC VOÛ CAØ PHEÂ .2 XAÙC ÑÒNH ÑIEÀU KIEÄN NUOÂI CAÁY ASP.1 Choïn moâi tröôøng nuoâi caáy thích hôïp .2 Khaûo saùt aûnh höôûng cuûa ñieàu kieän nuoâi caáy .1 Aûnh höôûng cuûa ñoä aåm vaø nhieät ñoä sau 48 giôø .2 Aûnh höôûng cuûa ñoä aåm vaø nhieät ñoä sau 72 giôø .3 Aûnh höôûng cuûa ñoä aåm vaø nhieät ñoä sau 96 giôø .3 Khaûo saùt aûnh höôõng cuûa caùc nguoàn dinh döôõng Nitô .1 Khaûo saùt aûnh höôõng cuûa caùc nguoàn dinh döôõng Nitô .2 Khaûo saùt aûnh höôõng cuûa (NH4)2SO4 .3 NGHIEÂN CÖÙU MOÄT SOÁ ÑAËC TÍNH CUÛA ENZYM .1 Thu nhaän cheá phaåm enzyme .2 Khaûo saùt tính chaát phaûn öùng enzyme .3 Khaûo saùt aûnh höôûng cuûa nhieät ñoä hoaït ñoäng ñeán hoaït löïc pectinase .4 Khaûo saùt aûnh höôûng cuûa pH hoaït ñoäng ñeán hoaït löïc pectinase. 55 PHAÀN VI : KEÁT LUAÄN – ÑEÀ NGHÒ PHAÀN VII : TAØI LIEÄU THAM KHAÛO PHAÀN VIII : PHUÏ LUÏC TRÒNH NGOÏC ANH LUAÄN VAÊN TOÁT NGHIEÄP DANH SAÙCH BAÛNG, ÑOÀ THÒ VAØ HÌNH AÛNH A.1 : Tyû leä caùc phaàn caáu taïo quaû caø pheâ Baûng 3.2 : Thaønh phaàn hoaù hoïc voû caø pheâ Baûng 3.3 : Thaønh phaàn hoaù hoïc lôùp nhôùt Baûng 3.4 : Dieän tích gieo troàng caø pheâ treân theá giôùi trong 8 naêm gaàn ñaây Baûng 3.5 : Saûn löôïng caø pheâ töôi treân theá giôùi trong 8 naêm gaàn ñaây Baûng 3.6 : Naêng suaát caø pheâ töôi treân theá giôùi trong 8 naêm gaàn ñaây Baûng 3.7 : 10 nöôùc nhaäp khaåu haøng ñaàu cuûa nghaønh caø pheâ vieät nam Baûng 3.8 : Dieän tích gieo troàng caø pheâ ôû vieät nam trong 9 naêm gaàn ñaây Baûng 3.9 : Saûn löôïng gieo troàng caø pheâ ôû vieät nam trong 9 naêm gaàn ñaây Baûng 5.1 : Thaønh phaàn hoaù hoïc voû caø pheâ Baûng 5.2 : Hoaït tính pectinase theo thaønh phaàn moâi tröôøng sau 40 giôø khaûo saùt Baûng 5.3 : Hoaït tính pectinase sau 48 giôø khaûo saùt Baûng 5.4 : Hoaït tính pectinase sau 72 giôø khaûo saùt Baûng 5.5 : Hoaït tính pectinase sau 96 giôø khaûo saùt Baûng 5.6 : Keát quaû aûnh höôûng cuûa caùc nguoàn dinh döôõng ñeán hoaït tính enzym Baûng 5.7 : Keát quaû khaûo saùt hoaït tính Pectinase theo noàng ñoä (NH4)2SO4 Baûng 5.8 : Tæ leä cheá phaåm enzyme thu töø canh tröôøng naám moác vôùi taùc nhaân tuûa Etanol 960 TRÒNH NGOÏC ANH LUAÄN VAÊN TOÁT NGHIEÄP Baûng 5.9 : Keát quaû vaän toác ban ñaàu öùng vôùi töøng noàng ñoä pha loaõng vaø giaù trò nghòch ñaûo cuûa [S] vaø V.10 : Aûnh höôûng cuûa nhieät ñoä ñeán hoaït tính Pectinase Baûng 5.11 : Aûnh höôûng cuûa pH ñeán hoaït tính Pectinase Baûng 5.12 : Hoaït ñoä pectinase cuûa chuûng aspergillus niger vaø moät soá chuûng vi sinh vaät khaùc khi nuoâi caáy moâi tröôøng coù caùc nguyeân lieäu caûm öùng khaùc nhau B. ÑOÀ THÒ Ñoà thò 5.1 : Ñöôøng chuaån Axit D-Galacturonic Ñoà thò 5.2 : Hoaït tính pectinase sau 48 giôø khaûo saùt Ñoà thò 5.3 : Hoaït tính pectinase sau 72 giôø khaûo saùt Ñoà thò 5.4 : Hoaït tính pectinase sau 96 giôø khaûo saùt Ñoà thò 5.5 : Keát quaû aûnh höôûng cuûa caùc nguoàn dinh döôõng nitô ñeán hoaït tính enzym Ñoà thò 5.6 : Aûnh höôûng cuûa noàng ñoä (NH4)2SO4 ñeán hoaït tính enzym Ñoà thò 5.7 : Ñoà thò phöông trình Mechaelis - Menten Ñoà thò 5.8 : Aûnh höôûng cuûa nhieät ñoä hoaït ñoäng ñeán hoaït tính Pectinase Ñoà thò 5.9 : Aûnh höôûng cuûa nhieät ñoä pH ñeán hoaït tính Pectinase C.

HÌNH AÛNH Hình 1 : Hình daïng vi theå cuûa Aspergillus Niger Hình 2 : Aspergillus Niger quan saùt döôùi kính hieån vi Hình 3 : Moâi tröôøng soá 1 tröôùc khi nuoâi caáy Hình 4 : Moâi tröôøng soá 2 tröôùc khi nuoâi caáy TRÒNH NGOÏC ANH LUAÄN VAÊN TOÁT NGHIEÄP Hình 5 : Moâi tröôøng soá 3 tröôùc khi nuoâi caáy Hình 6 : Moâi tröôøng soá 4 tröôùc khi nuoâi caáy Hình 7 : Moâi tröôøng soá 5 tröôùc khi nuoâi caáy Hình 8 : Moâi tröôøng soá 6 tröôùc khi nuoâi caáy Hình 9 : Moâi tröôøng soá 1 sau khi nuoâi caáy 40 giôø Hình 10 : Moâi tröôøng soá 2 sau khi nuoâi caáy 40 giôø Hình 11 : Moâi tröôøng soá 3 sau khi nuoâi caáy 40 giôø Hình 12 : Moâi tröôøng soá 4 sau khi nuoâi caáy 40 giôø Hình 13 : Moâi tröôøng soá 5 sau khi nuoâi caáy 40 giôø Hình 14 : Moâi tröôøng soá 6 sau khi nuoâi caáy 40 giôø Hình 15 : Daõy ñöôøng chuaån Axit D – Galacturonic ( thuoác thöû DNS) Hình 16 : Cheá phaåm enzyme Pectinase Hình 17 : Nöôùc quaû daâu tröôùc vaø sau khi xöû lyù baèng pectinase TRÒNH NGOÏC ANH LUAÄN VAÊN TOÁT NGHIEÄP BAÛNG LIEÄT KEÂ CAÙC TÖØ VIEÁT TAÉT Asp.niger : Aspergillus niger Ñvht/g mt : Ñôn vò hoaït tính treân gram moâi tröôøng HTCT : Hoaït tính canh tröôøng CPE : Cheá phaåm enzyme Ht : Hoaït tính enzyme Dd : Dung dòch OD : Maät ñoä quang T0 : Nhieät ñoä [S] : Noàng ñoä cô chaát V : Vaän toác phaûn öùng V0 : Vaän toác phaûn öùng ban ñaàu Vm : Vaän toác cöïc ñaïi Km : Haèng soá Michaelis – Menten TRÒNH NGOÏC ANH LUAÄN VAÊN TOÁT NGHIEÄP Tieáng Vieät : Pectinases laø moät nhoùm enzym thuûy phaân caùc chaát pectin, ñöôïc öùng duïng roäng raõi trong coâng nghieäp. Trong baøi luaän naøy, chuùng toâi nghieân cöùu khaû naêng taän dung voû caø pheâ laøm moâi tröôøng nuoâi caáy Aspergillus Niger sinh toång hôïp pectinase. Keát quaû, moâi tröôøng nuoâi caáy toái öu coù thaønh phaàn voû caø pheâ 80%, caùm 20%, Amonium sulphate 2%, ñoä aåm 60%, nhieät ñoä 300C, thôøi gian nuoâi caáy 48 giôø. Pectinases thu ñöôïc coù ñaëc tính : pH toái öu laø 5, nhieät ñoä toái öu laø 400C, Vm = 3,46 mol/min, Km = 4,25 mg/ml.

Tieáng Anh : Pestinases are group of enzymes hydrolysing pectin, which widely applied in industry. In this research, we investigated the possibility of using coffee husk to culture Aspergillus Niger to produce pectinase. The results showed that the optimal cultivating conditions were : medium composition coffee husk 80%, bran 20%, Amonium sulphate 2%; moisture 60%; temperature 30 0C, culture time 48 hours. The obtained pectinase were characterized : optimal pH and temperature were 5 and 400C, respectively; maximum velocity Vm = 3,46 mol/min, Michaelis- Menten constant Km = 4,25 mg/ml.

TRÒNH NGOÏC ANH 1 LUAÄN VAÊN TOÁT NGHIEÄP ÑAËT VAÁN ÑEÀ Caây caø pheâ laø moät loaïi caây troàng coù giaù trò noâng saûn cao vaø ñöôïc troàng nhieàu treân theá giôùi. Hieän nay, ôû Vieät Nam giaù trò kim nghaïch xuaát khaåu cuûa caø pheâ chæ ñöùng sau luùa gaïo. Caø pheâ trôû thaønh moät ngaønh quan troïng trong neàn kinh teá quoác daân. Song song vôùi vieäc troàng caây caø pheâ laø quaù trình cheá bieán caø pheâ vaø pheá thaûi töø voû caø pheâ.

Caùc doanh nghieäp cuõng nhö caùc hoä gia ñình saûn xuaát caø pheâ cheá bieán döôùi hai hình thöùc: • Cheá bieán khoâ (caø pheâ ñöôïc phôi khoâ sau ñoù duøng maùy xaùt voû laáy nhaân caø pheâ). • Cheá bieán öôùt ( cheá bieán khi quaû caø pheâ coøn töôi). Caû hai hình thöùc cheá bieán naøy ñeàu gaây ra oâ nhieãm moâi tröôøng, cheá bieán khoâ phaùt sinh ra 2 loaïi chaát thaûi ñoù laø voû caø pheâ vaø buïi; coøn cheá bieán öôùt thì laïi phaùt sinh ra nöôùc thaûi vaø voû caø pheâ. Voû caø pheâ chieám khoaûng 40-45% troïng löôïng haït caø pheâ [51 ].