1. Trang Chủ
  2. Báo cáo khoa học
  3. Báo cáo Ảnh hưởng của nguồn cơ chất và kiểu lên men đến năng suất và chất lượng cellulose vi khuẩn

Báo cáo Ảnh hưởng của nguồn cơ chất và kiểu lên men đến năng suất và chất lượng cellulose vi khuẩn

Nghiên cứu này nhằm khảo sát khả năng lên men BC trên nhiều loại nguyên liệu, ảnh hưởng của nguồn cơ chất và kiểu lên men đến năng suất và chất lượng cellulose vi khuẩn. Kết quả thu được như sau: - Có thể lên men sản xuất BC từ rỉ đường, nước mía, dịch thải trái cây. Chủng BC16 thích hợp cho cả 2 kiểu lên men trên môi trường rỉ đường, BC17 với nước mía, BC18 với dịch trái cây. - Khảo sát tính ổn định của giống cho thấy: Mật độ Cel- (mất khả năng tạo BC) tăng dần... Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa

Thể loại Tài liệu miễn phí Báo cáo khoa học

Số trang 6

Ngày tạo 8/30/2018 1:53:00 AM +00:00

Loại tệp PDF

Kích thước 0.43 M

Tên tệp

Tải Báo cáo Ảnh hưởng của nguồn cơ chất và kiểu lên me... (.pdf)

Xem mẫu

  1. Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ 24 (2008) 205-210 nh hư ng c a ngu n cơ ch t và ki u lên men ñ n năng su t và ch t lư ng cellulose vi khu n Nguy n Thúy Hương* B môn Công ngh Sinh h c, Trư ng ð i h c Bách Khoa, ð i h c Qu c gia Thành ph H Chí Minh, 268 Lý Thư ng Ki t, ph ư ng 14, qu n 10, H Chí Minh, Vi t Nam Nh n ngày 2 tháng 4 năm 2007 Tóm t t. Nghiên c u này nh m kh o sát kh năng lên men BC trên nhi u lo i nguyên li u, nh hư ng c a n gu n cơ ch t và ki u lên men ñ n năng su t và ch t lư ng cellulose vi khu n. K t qu thu ñư c như sau: - Có th lên men s n xu t BC t r ñư ng, nư c mía, d ch th i trái cây. Ch ng BC16 thích h p cho c 2 ki u lên men trên môi trư ng r ñư ng, BC17 v i nư c mía, BC18 v i d ch trái cây. - Kh o sát tính n ñ nh c a gi n g cho th y: M t ñ Cel- (m t kh năng t o BC) tăng d n sau m i ñ t c y chuy n và ngày càng chi m ưu th . M t ñ Cel- cao hơn trong môi trư ng không b sung ethanol. - Ngoài hình d ng bên ngoài hoàn toàn khác nhau, ñ ch u l c c a BC nuôi c y b m t cao hơn r t nhi u so v i nuôi c y chìm. Tuy nhiên kh năng gi nư c và m ñ c a BC nuôi c y chìm cao hơn BC nuôi b m t. T khóa: Acetobacter xylinum, Bacterial Cellulose, BC. 1. M ñ u∗ c a ngu n cơ ch t và ki u lên men ñ n năng su t và ch t lư ng cellulose vi khu n [3]. Cellulose vi khu n (Bacterial Cellulose - BC) do Acetobacter xylinum t o ra có nhi u 2. V t li u và phương pháp ng d ng trong các lĩnh v c khác nhau [1,2]. Vi t Nam, ngu n cellulose vi khu n này ch - Gi ng vi sinh v t: Các ch ng A.xylinum ñư c s n xu t t ngu n nguyên li u duy nh t là có trong b sưu t p gi ng [4] nư c d a già. Ngu n nguyên li u nư c d a già - Môi trư ng nuôi c y: Các môi trư ng có s lư ng h n ch , ch có m t s ña ñư c ñi u ch t các ngu n nguyên li u r phương phía Nam. Nguyên li u nư c d a già ñư ng,nư c mía, d ch trái cây ph th i, d ch hoàn toàn không ñáp ng cho s n xu t BC quy chua ñ u nành. mô l n và khó ng d ng r ng rãi. - Ki u lên men: Nuôi c y b m t trong các Nghiên c u này nh m kh o sát kh năng lên khay nh a có kích th ơc 30x25x7cm, nhi t ñ men BC trên nhi u lo i nguyên li u, nh hư ng phòng, pH=4,5. Nuôi c y chìm 2 ñi u ki n l c _______ (250 vòng/phút) và s c khí trong bình erlen ∗ ðT: 84-8-8639341. 1000 ml. E-mail: nthuong13567@yahoo.com 205
  2. 206 N.T. Hương / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự Nhiên và Công nghệ 24 (2008) 205-210 trong l ư ng không ñ i ñ xác ñ nh tr ng l ư ng - Nghiên c u tính n ñ nh c a gi ng: Tính BC khô. n ñ nh c a gi ng ñ ư c nghiên c u b ng - Xác ñ nh m ñ theo TCVN 4326-2001, phương pháp c i ti n Ben-Bassat [5]. Trong tro theo TK.AOAC 900-02, cellulose theo ñi u ki n nuôi c y b m t, môi trư ng ñ ư c TCVN 4329-93 48 gi , thu nh n d ch huy n p hù. L p màng - Xác ñ nh ñ ch u l c theo TCVN 358-70. cellulose dùng ñ c y vào môi trư ng m i trong l n nuôi c y k ti p. Quá trình này l p l i 4 l n. Huy n p hù t bào sau m i l n chuy n ñư c pha 3. K t qu và bàn lu n 300C. loãng tr i trên môi trư ng th ch ñĩa, Sau kho ng th i gian ñó, các khu n l c 3.1. Phân tích sơ b thành ph n nguyên li u A.xylinum ñư c kh o sát ki m tra ñ p hóng Thành ph n hoá h c cơ b n c a các nguyên ñ i 12 l n. Ch n l c và ñ m các th ñ t bi n Cel-. Quá trình này cũng ñư c áp d ng tương t li u thay th nư c d a già s d ng trong báo cáo này ñư c trình bày tóm t t qua b ng 1 cho nuôi c y l c. Qua k t qu kh o sát sơ b , d a vào nhu - ð nh lư ng vi sinh v t b ng phương pháp c u dinh dư ng và các ñ ăc ñi m sinh lý c a ñ m gián ti p khu n l c trên môi trư ng th ch ñĩa A.xylinum, các ngu n nguyên li u trên ñư c s - Xác ñ nh kh i lư ng BC thô: sau khi thu d ng làm môi trư ng dinh dư ng nuôi c y, ho ch ñ ráo nư c hoàn toàn (30 phút) cân tr ng lư ng t ươi ho c s y 1050C cho ñ n khi nhân gi ng và lên men thu nh n BC. B ng 1. M t s thành ph n hoá h c cơ b n c a các nguyên li u thay th nư c d a già R ñư ng Nư c mía Ph ph m d ch trái cây ðư ng t ng: 52% ðư ng t n g:14% ðư ng t n g: 8,7% ð khô, 0Bx: 18,5 ð khô, 0Bx: 15 Protein: 2,5% pH:7,5 pH: 5,3 pH: 5,5 Môi trư ng r ñư ng các ch ng A.xylinum BC16, BC25 và BC34. M t ñ t bào 3 ch ng này ñ t hơn 45 tri u t Ti n hành phân l p và nhân gi ng trên môi bào/ml và kh năng s n sinh BC cao. Trong 3 trư ng r ñư ng ñ sơ tuy n ch ng vi khu n ch ng trên, thì A.xylinum BC16 và BC 34 có ưu phù h p ngu n nguyên li u r ñ ư ng. K t qu th trong c lên men b m t và lên men chìm sau 5 ngày nuôi c y thu ñư c như sau: Xét 2 (b ng 2). y u t m t ñ t b ào và kh năng s n sinh cellulose, có 3 ch ng phát tri n nhanh. ðó là B ng 2. Tuy n ch n gi ng qua m t ñ t bào và s n lư ng BC trên môi trư ng r ñư ng M t ñ t bào Lên men b m t (g/l) Lên men chìm (g/l) Tên ch ng (tri u t bào/ml) S n lư ng BC tươi S n lư ng BC khô S n lư ng BC tươi S n lư ng BC khô BC7 12,81 Phát tri n ch m sau 5 ngày, màng m n g BC8 35,60 400 3,49 128 1,09 BC16 46,90 810 7,11 515 4,59 BC17 40,54 450 3,55 Phát tri n ch m BC18 40,07 380 3,45 210 1,78 BC25 45,65 780 7,02 Không phát tri n BC34 45,05 800 7,10 650 5,65
  3. 207 N.T. Hương / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự Nhiên và Công nghệ 24 (2008) 205-210 Trên môi trư ng r ñ ư ng c 3 ch ng vi sát ñ u phát tri n t t, cho m t ñ t bào sau 5 khu n A.xylinum BC16, BC25 và BC34 ñ u ngày nuôi c y khá cao và chênh l ch t 32,80 t o BC t t khi lên men b m t ñ t trong lư ng ñ n 48,20 tri u t bào /ml. Vì v y chúng tôi s BC khô t 7,02 ñ n 7,11 g BC khô/l môi d ng c 7 ch ng ñ kh o sát th nghi m trên trư ng. Trong nuôi c y chìm ch có ch ng BC môi trư ng nư c mía. K t qu b ng 3 cho th y, 34 là t t nh t ñ t 5,10gBC khô /l khi nuôi c y c 7 ch ng ñ u phát tri n nhanh và s n sinh BC l c và 5,65 g/l khi có s c khí. cao theo ki u lên men b m t. V i ki u lên men Môi trư ng nư c mía chìm ch có 1 ch ng ñ c ghi nh n là Trên môi trư ng nư c mía, các ch ng kh o A.xylinum BC 17. B ng 3. Tuy n ch n gi n g qua m t ñ t bào và s n lư ng BC trên môi trư ng nư c mía M t ñ t bào Tên ch ng Lên men b m t (g/l) Lên men chìm (g/l) (tri u t bào/ml) S n lư ng BC S n lư ng BC S n lư ng BC S n lư ng BC tươi tươi khô khô BC7 32,80 Phát tri n ch m BC8 40,58 740 6,70 Không phát tri n BC16 45,95 725 6,66 90 0,70 BC17 45,05 810 480 7,12 4,30 BC18 48,20 755 6.85 360 3,20 BC25 41,76 750 6,85 186 1,25 BC34 42,85 750 6,85 Không phát tri n d ch trái cây MT1 và MT2 v i các ki u lên Môi trư ng t n d ng ph ph m trái cây men b m t, l c và s c khí th hi n qua b ng 4. Nghiên c u này nh m vi c lên men s n xu t So sánh v i các môi trư ng khác (nư c d a BC t ngu n nguyên li u p h p h m trái cây, c th là nư c ép m t d a và ph ph m xoài – d a già, r ñư ng, nư c mía), rõ ràng s n lư ng BC t quy trình s n xu t xoài – d a ñóng h p c a thu ñư c t các môi trư ng ph ph m trái cây nhà máy ch bi n th c ph m Phat-Sin (Bình ch ñ t kho ng 70%-80% (v i A.xylinum BC25 Dương) b ng các phương pháp lên men khác nhau. là ch ng cho hi u q u cao nh t). Tuy n ch n nhanh các ch ng vi khu n Tuy nhiên vi c s d ng ngu n p h p h m A.xylinum BC7, BC8, BC16, BC17, BC18, này còn có ý nghĩa gi i quy t ô nhi m môi BC25, BC34 trên môi trư ng d ch trái cây, trư ng. S n lư ng BC không cao cũng còn do chúng tôi sàng l c ñư c 4 ch ng s n sinh khâu tuy n ch n gi ng chưa ñ y ñ . Trong gi i cellulose trên môi trư ng d ch trái cây. ðó là h n c a bài báo, chúng tôi ch d ng l i m c các ch ng A.xylinum BC16, BC17, BC25, thăm dò ban ñ u. BC28. S n lư ng BC thu ñư c t 2 môi trư ng B ng 4. S n lư ng BC thu ñư c t môi trư ng ph ph m trái cây (g/l) Môi trư Môi trư ng m t d a MT1 ng ph ph m xoài d a MT2 Ch ng B mt Lc S c khí B mt Lc S c khí BC BC BC BC BC BC BC BC BC BC BC BC tươi tươi tươi tươi tươi tươi khô khô khô khô khô khô BC16 498 4,35 0,00 0,00 0,00 0,00 400 3,50 0,00 0,00 0,00 0,00 BC17 532 4,89 308 2,79 485 4,28 406 3,52 325 2,85 450 4,13 BC25 650 5,66 455 4,15 520 4,92 572 5,15 396 3,2 445 4,10 BC28 480 4,28 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
  4. 208 N.T. Hương / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự Nhiên và Công nghệ 24 (2008) 205-210 3.2. Nghiên c u tính n ñ nh c a các ch ng Nuôi c y b m t A.xylinum ñư c sàng l c trên môi trư ng r Kh o sát trên môi trư ng r ñư ng b ng ñư ng theo các ki u nuôi c y ki u nuôi c y b m t ñ u không có nh hư ng tác ñ ng nào ñáng k ñ n s hình thành các th Tr ng i chính g p ph i trong nuôi c y Cel- . Trong toàn b các ñ t c y chuy n nuôi chìm, A.xylinum-ch ng gi ng s n sinh cellulose c y b m t hòan toàn không thu nh n ñư c có khuynh hư ng tr l i d ng ñ t bi n không d ng Cel- nào. s n sinh cellulose (ký hi u Cel-). Các th này là m t ñ c ñi m sinh h c c a A.xylinum ñã ñư c Nuôi c y chìm nhi u tác gi ñ c p ñ n [5] B ng 5. M t ñ Cel- sau các ñ t c y chuy n (%) L n c y chuy n Ch ng Nuôi c y l c Nuôi c y s c khí BC16 15 5,5 1 BC25 25 28 BC34 10 15 BC16 20 10 2 BC25 38 40 BC34 15 17 BC16 28 15,5 3 BC25 80 58,5 BC34 30,5 30 M t ñ Cel- tăng d n sau m i ñ t c y nghiên c u c a m t s nhóm tác gi ñ u có k t chuy n. Khi m t ñ Cel- tăng, d n ñ n s sinh lu n chung v s có m t ethanol t 2 -5% làm trư ng và phát tri n c a Cel- chi m ưu th . tăng hi u su t lên men cellulose vi khu n [6]. M t ñ Cel- gi m môi trư ng có ethanol chi Gi a 2 ki u nuôi c y l c và s c khí cũng có s khác nhau v m t ñ C el- c a cùng m t ch ng ph i ñ n năng su t lên men BC. gi ng. Trong 3 ch ng kh o sát, BC16 có m t ñ Cel- xu t hi n sau các ñ t nuôi c y là th p nh t. 3.3. Kh o sát m t s tính ch t BC Kh o sát ch ng BC16 trên môi trư ng r Nh m ñ a d ng các s n p h m BC phù h p ñư ng b ng ki u nuôi c y l c, gi a 2 môi hư ng ng d ng, chúng tôi t o 4 d ng s n trư ng có và không có b sung ethanol, xu ph m BC t 2 ki u nuôi c y b m t (S-BC) và hư ng gia tăng m t ñ Cel- môi tr ư ng không nuôi c y chìm (A-BC). có ethanol (sau l n c y chuy n th 4 m t ñ M t s hình nh và ñ c tính c a 4 d ng s n Cel- trên môi trư ng có b sung ethanol là 18 ph m S-BC (BC nuôi c y b m t) và A-BC (BC %, trên môi trư ng không b sung ethanol là nuôi c y chìm) ñ ư c th hi n q ua hình 1, b ng 25%). V m t lý thuy t các t bào Cel- thư ng 6. xu t hi n ñi u ki n nuôi c y chìm và khi nuôi c y trên môi trư ng quen thu c. Trong m t s
  5. 209 N.T. Hương / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự Nhiên và Công nghệ 24 (2008) 205-210 B ng 6. ð c tính s n ph m BC ð ch u l c ð hút nư c Cellulose Tro (%) STT S n ph m BC Hình 1 (N/cm2) (Kích thư c) (g nư c/g (%) Hình nh s n ph m BC cellulose Màng 48.105 1 S-BC 45 68 0,05 (20cmx25cm) Mi ng nh 48.105 2 S-BC 36 68 0,05 (5mm x3-5mm) 36.104 3 H t nh 120 61 0,04 A-BC (1-1,5 mm) B t, S i 36.104 4 A-BC 115 61 0,04 (4-5mm)
  6. 210 N.T. Hương / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự Nhiên và Công nghệ 24 (2008) 205-210 Tuy nhiên kh năng gi nư c và m ñ c a A- Phương pháp t o 4 d ng s n p h m BC như BC cao hơn S-BC. sau: - BC d ng màng: Màng S-BC sau x lý, s y ( m ñ t 10-15%), kh trùng 1210 C - 20 phút. Tài li u tham kh o - BC d ng mi ng nh : Màng S-BC c t thành mi ng nh kích thư c 2x2cm, sau x lý, [1] E.J. Vandamme, S. De Baets, A. Vanbaelen, s y ( m ñ t 10-15%), kh trùng 1210C-20 phút. K. Joris, P. De Wulf, Improved production of - BC d ng h t nh : H t A-BC sau x lý, s y bacterial cellulose and its application potential, ( m ñ t 10-15%), kh trùng 1210 C - 20 phút. Polymer Degradation and Stability 59 (1998) 93. - BC d ng s i, b t: S i A-BC sau x lý, s y [2] F. Yoshinaga, N. Tonuochi, K. Wanatabe, phun. Quá trình s y phun th c hi n trên máy Research progress in production of bacteria cellulose by aeration and agitation culture and its Mini Spray Dryer – Yamoto v i các thông s application as a new industrial material, Biosci. phù h p qua thăm dò (Lưu lư ng d ch phun: 2 Biotechnol. Biochem. 61 (1997) 219. cm3/s, áp su t phun: 2 kg/cm2, nhi t ñ vào: [3] T. Tsuchida, F. Yoshinaga, Production of 1500C, nhi t ñ ra: 800C). bacterial cellulose by agitation culture systems, Pure Appl. Chem. 69 (1997) 2453. 4. K t lu n [4] Nguy n Thúy Hương, Ph m Thành H , Ch n l c dòng Acetobacter xylinum thích h p cho các - Có th lên men s n xu t BC t r ñư ng, lo i môi tr ư ng dùng trong s n xu t cellulose vi nư c mía, d ch th i trái cây. Ch ng BC16 thích khu n v i quy mô l n, T p chí Di truy n h c và h p cho c 2 ki u lên men trên môi trư ng r ng d ng 3 (2003) 49. ñư ng. BC17 v i nư c mía, BC18 v i d ch trái cây. [5] A. Krystynowicz, W. Czaja, A. Wiktorowska- Jezierska, M. Goncalves-Miskiewicz, M. - Kh o sát tính n ñ nh c a gi ng cho th y: Turkiewicz, S. Bielecki, Factors affecting the M t ñ Cel- (m t kh năng t o BC ) tăng d n yield and properties of bacterial cellulose, sau m i ñ t c y chuy n và ngày càng chi m ưu Industrial Microbiology and Biotechnolody 29 th . M t ñ Cel- cao hơn trong môi trư ng (2002) 189. không b sung ethanol. [6] T. Naritomi, T. Kouda, H. Yano, F. Yoshinaga, Effect of ethanol on bacterial cellulose - Ngoài hình d ng bên ngoài khác nhau, ñ production from fructose in continuous culture, ch u l c c a BC nuôi c y b m t (S-BC) cao Fermentation and Bioengineering 85, 6 (1998) 598. hơn r t nhi u so v i nuôi c y chìm (A-BC). Influences of the substrate sources and the fermentation types to the yield and quality of bacterial cellulose Nguyen Thuy Huong Department of Biotechnology, University of Technology, Vietnam National University, Ho Chi Minh City, 268 Ly Thuong Kiet, Ward 14, Dist 10, Ho Chi Minh, Vietnam The bacterial cellulose (BC) produced by Acetobacter xylinum has many applications in different fields. This study focused on the BC production by using different raw materials, on detecting the ability of BC production and on the yield of BC strains such as BC16, BC17, BC18 by using the culture of different fermentations. We also investigated the mechano-physical characteristics of BC. The studies related to the quality of BC show that the tensile strength of BC obtained by static culture is much higher than that obtained by submerged fermentation. However, the water absorption ability and humidity of the latter is higher than that of the former.
nguon tai.lieu . vn
Thạc sĩ - Tiến sĩ - Cao học Công nghệ thông tin Kinh tế - Thương mại Tài chính - Ngân hàng Kiến trúc - Xây dựng Điện-Điện tử-Viễn thông Cơ khí - Chế tạo máy Công nghệ - Môi trường Báo cáo khoa học Quản trị kinh doanh Khoa học xã hội Khoa học tự nhiên Nông - Lâm - Ngư Y khoa - Dược