Xem mẫu
- BOÄ GIAÙO DUÏC VAØ ÑAØO TAÏO
TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC NOÂNG LAÂM TP.HOÀ CHÍ MINH
BOÄ MOÂN COÂNG NGHEÄ SINH HOÏC
*************
KHOÙA LUAÄN TOÁT NGHIEÄP
NGHIEÂN CÖÙU LEÂN MEN ACID ACETIC
BAÈNG DÒCH EÙP TRAÙI ÑIEÀU
Ngaønh hoïc: COÂNG NGHEÄ SINH HOÏC
Nieân khoùa: 2001 – 2005
Sinh vieân thöïc hieän: BUØI HOAØNG VAÊN
Thaønh phoá Hoà Chí Minh
Thaùng 9/2005
- BOÄ GIAÙO DUÏC VAØ ÑAØO TAÏO
TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC NOÂNG LAÂM TP.HOÀ CHÍ MINH
BOÄ MOÂN COÂNG NGHEÄ SINH HOÏC
*************
NGHIEÂN CÖÙU LEÂN MEN ACID ACETIC
BAÈNG DÒCH EÙP TRAÙI ÑIEÀU
Giaùo vieân höôùng daãn: Sinh vieân thöïc hieän:
TS.TRÒNH VAÊN DUÕNG BUØI HOAØNG VAÊN
Thaønh phoá Hoà Chí Minh
Thaùng 9/2005
- i
LÔØI CAÛM TAÏ
Chuùng toâi xin chaân thaønh caûm taï:
- Ban Giaùm hieäu tröôøng Ñaïi Hoïc Noâng Laâm thaønh phoá Hoà Chí Minh, Ban chuû
nhieäm Boä Moân Coâng ngheä sinh hoïc, cuøng taát caû quyù thaày coâ ñaõ truyeàn ñaït
kieán thöùc cho toâi trong suoát quaù trình hoïc taäp taïi tröôøng.
- TS. Trònh Vaên Duõng – giaûng vieân Tröôøng Ñaïi hoïc Baùch Khoa TP.Hoà Chí
Minh ñaõ heát loøng höôùng daãn toâi trong suoát thôøi gian thöïc taäp toát nghieäp.
- Thaày Nguyeãn Só Xuaân AÂn, cuøng taát caû thaày coâ trong phoøng thí nghieäm Boä
Moân Maùy vaø Thieát bò – Tröôøng Ñaïi hoïc Baùch Khoa TP.Hoà Chí Minh ñaõ heát
loøng giuùp ñôõ toâi trong suoát quaù trình thöïc taäp taïi ñaây.
- Chaân thaønh caûm ôn baïn beø thaân yeâu cuûa lôùp CNSH 27 cuøng taát caû caùc baïn
ngoaøi lôùp ñaõ ñoäng vieân, giuùp ñôõ toâi trong suoát trong thôøi gian thöïc hieän ñeà
taøi naøy.
Sinh vieân thöïc hieän
Buøi Hoaøng Vaên
- ii
TOÙM TAÉT
BUØI HOAØNG VAÊN, Ñaïi hoïc Noâng Laâm TP. Hoà CHí Minh. Thaùng 9/2005.
“NGHIEÂN CÖÙU LEÂN MEN ACID ACETIC BAÈNG DÒCH EÙP TRAÙI ÑIEÀU”.
Hoäi ñoàng höôùng daãn:
TS. TRÒNH VAÊN DUÕNG
Ñeà taøi thöïc hieän treân ñoái töôïng laø quaû ñieàu. Hieän nay, ôû nöôùc ta dieän tích troàng
ñieàu taêng raát nhanh do nhu caàu veà cheá bieán haït ñieàu taêng. Nhöng löôïng haït ñieàu
thu hoaïch chæ chieám khoaûng 15%, trong khi 85% coøn laïi laø quaû ñieàu thì khoâng ñöôïc
taän duïng moät caùch coù hieäu quaû. Quaû ñieàu coù haøm löôïng ñöôøng, khoaùng vi löôïng, ña
löôïng vaø haøm löôïng vitamin raát thích hôïp cho leân men. Tuy nhieân, trong quaû ñieàu
coù chöùa löôïng tanin lôùn (0,2 – 0,4%) aûnh höôûng ñeán quaù trình leân men vaø chaát
löôïng saûn phaåm neân caàn phaûi ñöôïc loaïi boû.
Phöông phaùp leân men giaám söû duïng trong ñeà taøi laø: phöông phaùp chaäm vaø
phöông phaùp nhanh. Trong ñeà taøi seõ khaûo saùt moät soá yeáu toá aûnh höôûng ñeán hieäu
quaû leân men trong quaù trình saûn xuaát. Trong phöông phaùp leân men nhanh coù söû
duïng vaät lieäu baùm cho vi khuaån giaám laø phoi goã soài. Tuy nhieân, ôû Vieät Nam thì
khoâng coù goã soài. Cho neân chuùng toâi khaûo saùt kha û naêng thay theá cuûa thaân tre laøm
vaät lieäu baùm cho vi khuaån giaám.
Nhöõng keát quaû ñaït ñöôïc:
- Haøm löôïng gelatin thích hôïp nhaát ñeå taùch tanin ra khoûi dòch eùp quaû ñieàu laø
1,5g/l.
- Haøm löôïng tanin coù aûnh höôûng lôùn ñeán hieäu quaû leân acid acetic.
- Haøm löôïng chaát khoâ (ñoä Brix) trong dòch leân men thích hôïp nhaát laø 9%.
- Phöông phaùp leân men nhanh coù thôøi gian leân men ngaén hôn nhieàu so vôùi
phöông phaùp chaäm.
- Löu löôïng loûng thích hôïp nhaát cho quaù trình leân men giaám theo phöông phaùp
leân men nhanh laø 80 ml/phuùt.
- iii
- Khaû naêng duøng thaân tre laøm vaät lieäu baùm cho vi khuaån giaám .
MUÏC LUÏC
TRANG
Lôøi caûm ôn .................................................................................................................. i
Toùm taét ......................................................................................................................ii
Muïc luïc ................................................................................................................... iii
Danh saùch caùc baûng .................................................................................................vii
Danh saùch caùc hình vaø sô ñoà ..................................................................................viii
Danh saùch caùc phuï luïc ............................................................................................viii
1. MÔÛ ÑAÀU
1.1 Ñaët vaán ñeà......................................................................................................... 1
1.2 Muïc ñích, yeâu caàu ............................................................................................. 2
2. TOÅNG QUAN TAØI LIEÄU
2.1 Tính chaát vaø öùng duïng cuûa acid acetic ............................................................. 3
2.1.1 Tính chaát hoùa lyù cuûa acid acetic .................................................................. 3
2.1.1.1 Tính chaát vaät lyù ...................................................................................... 3
2.1.1.2 Tính chaát hoùa hoïc .................................................................................. 3
2.1.2 ÖÙng duïng cuûa acid acetic ............................................................................ 5
2.1.2.1 ÖÙng duïng trong ngaønh cao su ................................................................ 5
2.1.2.2 ÖÙng duïng trong ngaønh coâng nghieäp khaùc .............................................. 5
2.1 Caùc phöông phaùp saûn xuaát acid acetic .............................................................. 6
2.2.1 Saûn xuaát acid acetic baèng phöông phaùp hoùa hoïc ........................................ 6
2.2.2 Saûn xuaát acid acetic baèng phöông phaùp hoùa goã .......................................... 7
2.2.3 Saûn xuaát acid acetic baèng phöông phaùp vi sinh .......................................... 8
2.2.4 Saûn xuaát acid acetic baèng phöông phaùp hoãn hôïp ........................................ 9
2.2.5 Phaân tích – löïa choïn phöông phaùp saûn xuaát acid acetic ............................. 9
2.3 Saûn xuaát acid acetic baèng phöông phaùp vi sinh .............................................. 11
- iv
2.3.1 Quaù trình leân men acid acetic ................................................................... 11
2.3.2 Cô cheá quaù trình leân men acid acetic ........................................................ 11
2.3.3 Caùc yeáu toá aûnh höôûng ñeán quaù trình leân men acid acetic ......................... 12
2.3.3.1 AÛnh höôûng cuûa haøm löôïng Oxy ........................................................... 12
2.3.3.2AÛnh höôûng cuûa nhieät ñoä ....................................................................... 13
2.3.3.3 Haøm löôïng acid.................................................................................... 13
2.3.3.4 Haøm löôïng röôïu ................................................................................... 14
2.3.3.5 Caùc chaát dinh döôõng ............................................................................ 14
2.3.3.6 Caùc chaát gaây ñoäc vaø caùc kim loaïi naëng ............................................... 15
2.3.3.7 Chaát löôïng nöôùc pha dòch .................................................................... 15
2.3.4 Caùc phöông phaùp saûn xuaát acid acetic baèng caùch leân men....................... 15
2.3.4.1 Phöông phaùp chaäm............................................................................... 15
2.3.4.2 Phöông phaùp nhanh.............................................................................. 16
2.3.4.3 Phöông phaùp chìm................................................................................ 17
2.3.4.4 Phöông phaùp toå hôïp ............................................................................. 17
2.3.4.5 Choïn phöông phaùp leân men ................................................................. 18
2.3.5 Choïn chuûng vi khuaån acid acetic............................................................... 18
2.3.6 Nguoàn nguyeân lieäu saûn xuaát acid acetic ................................................... 22
2.4 Saûn xuaát acid acetic theo phöông phaùp nhanh ................................................ 22
2.4.1 Caùc phöông phaùp saûn xuaát acid acetic theo phöông phaùp nhanh .............. 22
2.4.1.1 Phöông phaùp troáng quay ...................................................................... 22
2.4.1.2 Phöông phaùp nhuùng ............................................................................. 23
2.4.1.3 Phöông phaùp dòch chuyeån .................................................................... 23
2.4.1.4 Phöông phaùp coá ñònh............................................................................ 24
2.4.2 Chaát mang vi khuaån acid acetic ................................................................ 25
2.4.2.1 Yeâu caàu ñoái vôùi chaát mang vi khuaån acid acetic ................................. 25
2.4.2.2 Löïa choïn chaát mang ............................................................................ 25
2.4.3 Söï hình thaønh vaø phaùt trieån cuûa maøng sinh hoïc treân chaát mang trong
- v
Fermenter söû duïng maøng sinh hoïc coá ñònh ñeå leân men acid acetic ............. 26
2.4.3.1 Traïng thaùi vi khuaån acid acetic trong fermenter ................................. 26
2.4.3.2 Caáu taïo maøng vi khuaån acid acetic...................................................... 27
2.4.3.3 Söï phaùt trieån cuûa maøng vi khuaån acid acetic....................................... 27
2.4.3.4 Beà daøy maøng vi khuaån acid acetic....................................................... 28
2.5 Khaùi quaùt veà nguoàn nguyeân lieäu ñieàu ............................................................ 29
2.5.1 Caây ñieàu – ñaëc ñieåm thöïc vaät hoïc cuûa caây ñieàu ....................................... 29
2.5.1.1 Nguoàn goác vaø teân goïi .......................................................................... 29
2.5.1.2 Ñaëc ñieåm thöïc vaät hoïc......................................................................... 30
2.5.1.3 Thaønh phaàn hoùa hoïc cuûa quaû ñieàu ...................................................... 31
2.5.1.4 Tình hình ôû Vieät Nam .......................................................................... 32
2.5.2 Hôïp chaát polyphenol – tanin ..................................................................... 33
3.5.2.1 Moät soá tính chaát cô baûn cuûa tanin ........................................................ 33
3.5.2.2 Caùc phöông phaùp taùch tanin ra khoûi dòch quaû ñieàu ............................. 34
3 – VAÄT LIEÄU, PHÖÔNG PHAÙP NGHIEÂN CÖÙU
3.1 Thôøi gian vaø ñòa ñieåm thöïc hieän ..................................................................... 38
3.2 Vaät lieäu ........................................................................................................... 38
3.2.1 Thieát bò ...................................................................................................... 38
3.2.1.1 Thieát bò chính ....................................................................................... 38
3.2.1.2 Caùc thieát bò phuï.................................................................................... 39
3.2.1.3 Caùc hoùa chaát vaø duïng cuï thí nghieäm khaùc .......................................... 39
3.2.2 Nguyeân lieäu ............................................................................................... 40
3.2.2.1 Gioáng vi khuaån giaám ........................................................................... 40
3.2.2.2 Thaønh phaàn moâi tröôøng caáy gioáng....................................................... 40
3.2.2.3 Nguyeân lieäu traùi ñieàu........................................................................... 41
3.2.2.4 Gelatin ................................................................................................. 42
3.2.2.5 Phöông phaùp xöû lyù nguyeân lieäu traùi ñieàu ............................................ 42
3.3 Phöông phaùp thí nghieäm ................................................................................. 42
- vi
3.3.1 Caáy gioáng .................................................................................................. 42
3.3.2 Leân men..................................................................................................... 44
3.3.3 Phöông phaùp laáy maãu vaø phaân tích xaùc ñònh noàng ñoä acid acetic ............ 45
3.3.4 Boá trí thí nghieäm ....................................................................................... 45
3.3.4.1 Taùch tanin ra khoûi dòch traùi ñieàu baèng gelatin .................................... 45
3.3.4.2AÛnh höôûng cuûa haøm löông tanin leân hieäu quaû leân men acid acetic ..... 46
3.3.4.3 Khaûo saùt aûnh höôûng cuûa haøm luôïng chaát kho hoaø tan (ñoä Brix) ñeán
hieäu quaû leân men acid acetic theo phöông phaùp leân men chaäm ..................... 46
3.3.4.4 Thí nghieäm leân men acid acetic baèng dòch eùp nöôùc traùi ñieàu theo
phöông phaùp nhanh .................................................................................. 47
3.3.4.5 Khaûo saùt leân men ñoái chöùng giöõa hai phöông phaùp nhanh vaø phöông
phaùp chaäm ............................................................................................... 47
3.3.4.6 Khaûo saùt aûnh höôûng cuûa löu löôïng loûng (ml/phuùt) ñeán hieäu quaû leân
men acid acetic ........................................................................................ 48
3.3.4.7 Khaûo saùt khaû naêng thay theá cuûa thaân tre laøm chaát mang vi khuaån
acid acetic ................................................................................................ 48
3.4 Phöông phaùp xöû lyù soá lieäu............................................................................... 49
4 – KEÁT QUAÛ VAØ THAÛO LUAÄN
4.1 Hieäu quaû xöû lyù tanin trong dòch quaû ñieàu baèng gelatin .................................. 50
4.2 AÛnh höôûng cuûa haøm löôïng tanin coøn soùt leân hieäu quaû leân men acid acetic ... 51
4.3AÛnh höôûng cuûa haøm löôïng chaát khoâ (ñoä Brix) ñeán hieäu quaû leân men
acid acetic ........................................................................................................ 54
4.4 Thí nghieäm leân men acid acetic dòch eùp quaû ñieàu theo phöông phaùp nhanh . 56
4.5 So saùnh giöõa hai phöông phaùp leân men acid acetic theo phöông phaùp nhanh
vaø phöông phaùp chaäm ..................................................................................... 57
4.6AÛnh höôûng cuûa löu löôïng loûng ñeán hieäu quaû leân men acid acetic .................. 59
4.7 Khaûo saùt khaû naêng thay theá cuûa thaân tre laøm chaát mang vi khuaån acid acetic
trong phöông phaùp leân men nhanh .................................................................. 62
- vii
5 – KEÁT LUAÄN VAØ ÑEÀ NGHÒ................................................................................ 64
6 – TAØI LIEÄU THAM KHAÛO ................................................................................. 66
DANH SAÙCH CAÙC BAÛNG
TRANG
Baûng 2.1: Thaønh phaàn hoùa hoïc cuûa quaû ñieàu .......................................................... 31
Baûng 2.2: Löôïng vitamin C vaø muoái khoaùng trong moät soá loaïi quaû ....................... 32
Baûng 3.1: Thaønh phaàn cuûa moâi tröôøng caáy gioáng ................................................... 41
Baûng 4.1: Keát quaû xöû lyù gelatin trong dòch quaû ñieàu baèng gelatin ......................... 50
Baûng 4.2: Keát quaû leân men acid acetic caùc dòch nöôùc ñieàu coù haøm löôïng tanin coøn
soùt khaùc nhau ........................................................................................................... 52
Baûng 4.3: Noàng ñoä acid acetic (%) ôû caùc dòch leân men coù ñoä Brix khaùc nhau ....... 54
Baûng 4.4: Ñoä Brix tröôùc vaø sau khi leân men ........................................................... 54
Baûng 4.5: Noàng ñoä acid acetic (%) theo phöông phaùp leân men nhanh vaø ñoä tích luõy
acid acetic theo thôøi gian ......................................................................................... 56
Baûng 4.6: Noàng ñoä acid acetic (%) thu ñöôïc theo phöông phaùp nhanh vaø phöông
phaùp chaäm................................................................................................................ 58
Baûng 4.7: Noàng ñoä acid acetic (%) theo phöông phaùp nhanh vôùi caùc löu löôïng loûng
khaùc nhau ................................................................................................................. 60
Baûng 4.8: Keát quaû kieåm tra ñònh tính caùc tính chaát cuûa chaát mang cheá taïo töø tre .. 63
- viii
DANH SAÙCH CAÙC HÌNH VAØ ÑOÀ THÒ
HÌNH TRANG
Hình 2.1: Thieát bò leân men nhanh baèng phöông phaùp troáng quay ........................ 23
Hình 2.2: Thieát bò leân men nhanh baèng phöông phaùp nhuùng ............................... 23
Hình 2.3: Thieát bò leân men nhanh baèng phöông phaùp coá ñònh.............................. 24
Hình 2.4: Bieåu dieãn maøng sinh hoïc baùm treân caùc vaät raén trô............................... 27
Hình 3.1: Vaät lieäu mang vi khuaån acid acetic laøm töø thaân tre .............................. 39
Hình 3.2: Nguyeân lieäu traùi ñieàu ............................................................................ 41
Hình 3.3: Sô ñoà xöû lyù nguyeân lieäu traùi ñieàu ......................................................... 42
Hình 3.4: Thaùp leân men tröôùc vaø sau khi caáy gioáng vi khuaån acid acetic ............ 43
Hình 3.5: Heä thoáng leân men acid acetic theo phöông phaùp nhanh ....................... 44
ÑOÀ THÒ
Ñoà thò 4.1: Hieäu quaû taùch tanin baèng gelatin ........................................................ 51
Ñoà thò 4.2: Ñoà thò bieåu dieãn noàng ñoä acid acetic (%) do leân men caùc dòch nöôùc
quaû ñieàu coù haøm löôïng tanin coøn soùt khaùc nhau ................................ 52
Ñoà thò 4.3: Ñoà thò bieåu dieãn noàng ñoä acid acetic töø ngaøy thöù 4 ñeá ngaøy thöù 9 ..... 53
Ñoà thò 4.4: Noàng ñoä acid acetic (%) do leân men nhanh theo thôøi gian................. 55
Ñoà thò 4.5: Ñoä tích luõy acid acetic theo thôøi gian ................................................. 57
Ñoà thò 4.6: Noàng ñoä acid acetic theo phöông phaùp nhanh vaø phöông phaùp
chaäm ................................................................................................... 58
Ñoà thò 4.7: Ñoà thò bieåu dieãn noàng ñoä acid acetic theo thôøi gian ôû caùc löu löôïng
loûng khaùc nhau ................................................................................... 61
Ñoà thò 4.8: Ñoà thò bieåu dieãn aûnh höôûng cuûa löu löôïng loûng ñeán keát quaû leân men
acid acetic theo phöông phaùp nhanh .................................................. 62
DANH SAÙCH CAÙC PHUÏ LUÏC TRANG
Phuï luïc 1: Phöông phaùp phaân tích xaùc ñònh noàng ñoä acid acetic ............................ 68
Phuï luïc 2: Phöông phaùp xaùc ñònh haøm löôïng tanin ................................................. 69
nguon tai.lieu . vn
