Đang tải... (xem toàn văn)
Hệ VSV lên men ethanol chủng loại, đặc điểm, hình thái, cấu trúc ứng dụng
Đề tài: Hệ VSV lên men ethanol chủng loại, đặc điểm, hình thái, cấu trúc ứng dụng MỤC LỤC Lời mở đầu HỆ VI SINH VẬT LÊN MEN ETHANOL A-Nấm men I- Saccharomyces cerevisiae .3 1-Đặc điểm 2-Một số chủng Saccharomyces cerevisiae thường dùng 3- Điều kiện lên men 4-Các yếu tố ảnh hưởng đến sinh trưởng, phát triển .6 II- Cơ chế lên men ethanol 10 III-Ứng dụng lên men ethanol 12 1.Động học q trình lên men 12 Tiến hành lên men 13 B-Vi khuẩn 15 I.Giới thiệu chung .15 II.Các vi khuẩn lên men cồn 15 1.Zymomonas mobilis .15 a.Đặc điểm 15 b.Điều kiện phát triển 17 c Ni cấy 18 d- Q trình lên men 19 2.Clostridium 22 a.Đặc điểm 22 b.Điều kiện phát triển 22 C Các ứng dụng ethanol 24 TÀI LIỆU THAM KHẢO 25 GVHD: Nguyễn Thị Mỹ Lệ Trang Đề tài: Hệ VSV lên men ethanol chủng loại, đặc điểm, hình thái, cấu trúc ứng dụng LỜI MỞ ĐẦU Ethanol biết đến rượu êtylic hay rượu ngũ cốc gọi cồn, hợp chất hữu cơ, nằm dãy đồng đẳng rượu metylic, dễ cháy, khơng màu, rượu thơng thường có thành phần đồ uống chứa cồn Trong cách nói dân dã, thơng thường nhắc đến cách đơn giản rượu Ethanol nguồn ngun liệu hóa học đa dạng, thời gian qua sử dụng với phạm vi thương mại để tổng hợp hàng loạt mặt hàng hóa chất với sản lượng lớn khác Hiện nay, thay nhiều ứng dụng ngun liệu hóa dầu khác rẻ tiền Bài ‘‘Tiểu luận” trình bày hệ VSV lên men ethanol Từ người ta biết q trình hình thành, chủng loại đặc điểm ứng dụng đời sống ngày Do kiến thức hạn chế thiếu kinh nghiệm, tiểu luận nhiều thiếu sót, chúng em chân thành tiếp thu góp ý đóng góp, phê bình để chúng em hồn thiện lần sau Chúng em chân thành cảm ơn ý kiến đóng góp, chân thành thầy bạn GVHD: Nguyễn Thị Mỹ Lệ Trang Đề tài: Hệ VSV lên men ethanol chủng loại, đặc điểm, hình thái, cấu trúc ứng dụng HỆ VI SINH VẬT LÊN MEN ETHANOL A-NẤM MEN Nấm men tác nhân gây q trình lên men ethanol Thường sử dụng nấm men thuộc họ Saccharomycetaceac, lồi S.cerevisiae I-SACCHAROMYCES CEREVISIAE Đặc điểm - Hình dạng: tế bào hình bầu dục mơi trường giàu chất dinh dưỡng Trong điều kiện yếm khí, tế bào có hình tròn; ngược lại, điều kiện hiếu khí tế bào kéo dài - Kích thước thay đổi khoảng 2,5 - 10 µm × 4,5 -21µm - Chu kì sống: Các tế bào dinh dưỡng đơn bội (n) tiếp hợp với để tạo thành tế bào dinh dưỡng lưỡng bội (2n) Sau q trình giảm phân sinh bào tử túi (thường bào tử túi) Bình thường khơng có sinh sản hữu tính, chúng liên tục nảy chồi để sinh sơi nảy nở - Saccharomyces cerevisiae thuộc loại nấm men lên men Trong q trình lên men, tế bào chúng lơ lửng dung dịch lên men tập trung bề mặt Nhờ tăng diện tích tiếp xúc với chất, q trình lên men xảy nhanh chóng mạnh mẽ -Lên men nhiều loại đường (glucose, fructose, saccharose, maltose, 1/3 rafinose, dextrin …)v nhiều loại ngun liệu khác ( gạo, ngơ, khoai, sắn… với lượng đường dung dịch 12 – 14%, có 16 – 18%) - Có khả lên men nhiệt độ cao ( 36 – 40 0C), chịu độ acid - Chịu thuốc sát trùng Na 2SiF6 nồng độ 0,02 – 0,025% nên lên men điều kiện bắt buộc phải dùng thuốc sát trùng - Sinh sản theo kiểu nảy chồi, có khả sinh bào tử, sống kị khí khơng bắt buộc GVHD: Nguyễn Thị Mỹ Lệ Trang Đề tài: Hệ VSV lên men ethanol chủng loại, đặc điểm, hình thái, cấu trúc ứng dụng Hình 1: Nấm men Saccharomycetaceac Một số chủng Saccharomyces cerevisiae thường dùng: - Chủng XII phân lập từ nấm men bánh mì 1902 Tế bào hình tròn oval, có kích thước lớn mập chủng khác (5-8µ) Chu kỳ sinh trưởng hệ 1giờ 39 phút Sinh sản cách nảy chồi Ở điều kiện khắc nghiệt, nhiệt độ 250C vòng ngày cụ thể tạo thành bào tử (1 – bào tử) Trong tế bào già thường chứa nhiều glycogen metaxromatin Nấm men chủng XII sinh sản mạnh 12 đầu ni cấy sau chậm dần lên men mạnh Chúng có khả lên men mạnh glucose, matose, fructose, galactose, saccharose, maltose 1/3 rafinose Chủng không lên men đường lactose, kxilose, arabinose, inulin Nồng độ rượu dòch lên men đạt tới 13% V Theo giáo sư Manxep chủng XII xem tốt lên men dòch đường từ tinh bột nhà máy rượu Liên Xô cũ -Chủng XV có tính chất tương tự chủng XII hay dùng để lên men dòch đường hỗn hợp gồm tinh bột rỉ đường - Chủng số II (do Linder tách từ 1889 nhà máy rượu) Đây chủng ứng dụng sản xuất rượu ngành sản xuất khác Tế bào dài, hình đứng, lớn sinh sản cách nảy chồi Ở 25 oC 30 GVHD: Nguyễn Thị Mỹ Lệ Trang Đề tài: Hệ VSV lên men ethanol chủng loại, đặc điểm, hình thái, cấu trúc ứng dụng ni cấy tạo thành bào tử (thường tế bào có bào tử); lên men loại đường chủng XII khả sinh sản - Chủng M.10 (được tách từ năm1916) dùng để sản xuất loại ngun liệu chứa đường Tế bào chủng có hình tròn hay hình oval với kích thước 5-6 x 6-7µ; có khả lên men loại đường chủng trên.Chúng có khả sản sinh nhanh lên men nồng độ cao Bền vững với acid sulfuric tồn pH =2 - Chủng B, M.10, sử dụng rộng rãi sản xuất rượu từ mật rỉ Tế bào hình trụ, hình oval với kích thước tế bào 3,9-9,7 x 39-8,9 µ; có khả lên men rượu tốt, đồng thời có đặc tính lên men bánh mì cao - Chủng M (thu vào 1905) Ghenebec phân lập từ hỗn hợp chủng nấm men Chủng dùng để lên men mơi trường chứa hỗn hợp đường khác Chúng bền ổn định, thích nghi điều kiện khơng bình thường thực tế sản xuất - Chủng MTB (Ở nước ta trước 1975, nhà máy rượu dùng chủng nhà máy rượu Hà Nội cung cấp) Chủng có khả sinh sản nhanh cho hiệu suất lên men tương đối tốt - Chủng IA : Iacubopski phân lập từ thùng lên men từ rỉ đường Lên men đường glucose, maltose, fructose, saccharose, galactose 1/3 rafinose Chủng IA khả lên men dextrin lactose đường C Điều kiện lên men: - Cơ chất (nguồn C): tinh bột, rỉ đường Nồng độ đường: 10 – 16% pH: – Nhiệt độ: 28 – 300C Nhu cầu oxy: Giai đoạn đầu lên men cần cung cấp lượng nhỏ O2 thành phần cần thiết sinh tổng hợp chất béo chưa bão hòa lipid Áp suất O vào khoảng 0,05 – 0,10 mmHg Đến giai đoạn sau khơng cung cấp oxy - Nhu cầu dinh dưỡng: GVHD: Nguyễn Thị Mỹ Lệ Trang Đề tài: Hệ VSV lên men ethanol chủng loại, đặc điểm, hình thái, cấu trúc ứng dụng + Cần lượng tương đối chất dinh dưỡng dùng tổng hợp ethanol, gồm C, H, O, N Nó tỉ lệ thuận với thành phần tế bào nấm men + Các ngun tố P, S, K, Mg cần lượng hơn, dùng để tổng hợp thành phần thứ yếu + Các muối vơ ( Mn, Co, Cu, Zn) nhân tố sinh trưởng hữu ( acid amin, acid nucleic, vitamine…) u cầu dạng vết - Nấm men mẫn cảm với ức chế ethanol Với nồng độ cồn – 2% (khối lượng/thể tích) làm chậm sinh trưởng vi sinh vật nồng độ 10% (khối lượng/thể tích) tốc độ sinh trưởng nấm men gần ngừng hẳn Các yếu tố ảnh hưởng đến sinh trưởng, phát triển a Ảnh hưởng nhiệt độ Nhiệt độ tối ưu nấm men saccharomyces khoảng 28 – 320C Tuy nhiên bắt đầu lên men nhiệt độ thấp khả lên men cao kéo dài Mặt khác làm lạnh dịch đường tới 20-22 0C hạn chế phát triển tạp khuẩn Sau – 10 giờ, nhiệt độ lên men tăng đến 28 – 30 0C, tiếp cần làm lạnh để ổn định nhiệt độ giới hạn tối ưu Ở nhiệt độ cao hoạt tính nấm men giảm nhanh, chủ yếu dễ bị nhiễm lactic nấm men hoang dại Ở nhiệt độ 30 0C men hoang dại phát triển nhanh Saccharomyces – lần, nhiệt độ 35 -38 0C chúng phát triển nhanh gấp đến lần Khi lên men 29,5 0C, tổn thất tạo men 7,37 %, 17,5 0C tổn thất tạo men 5,32 % lên men dịch đường 10 0C tổn thất tạo men chiếm 4,42 % lượng đường có dung dịch Khi lên men nhiệt độ cao tạo nhiều esther, aldehyde tổn thất rượu theo CO2 tăng b Ảnh hưởng pH Nồng độ ion H+ canh trường có ảnh hưởng lớn đến hoạt động nấm men Chúng có khả làm thay đổi diện tích chất vỏ tế bào, làm GVHD: Nguyễn Thị Mỹ Lệ Trang Đề tài: Hệ VSV lên men ethanol chủng loại, đặc điểm, hình thái, cấu trúc ứng dụng tăng hay giảm mức độ thẩm thấu chất dinh dưỡng chiều hướng q trình lên men Mỗi vi sinh vật hoạt động tốt pH định Trong điều kiện lên men rượu, pH tối ưu để tạo alcohol ethylic 4,5 – 5,0 Đối với dịch đường từ ngun liệu tinh bột thường khống chế pH = 4,8 – 5,2; nhằm giữ cho amylase tiếp tục chuyển hóa tinh bột dextrin thành đường lên men Tăng pH dễ bị nhiễm khuẩn; glyxerin tạo nhiều giảm hiệu suất lên men Vì vậy, gây men giống điều kiện sản xuất, người ta điều chỉnh pH tới 3,8 – 4,0 để hạn chế phát triển vi khuẩn lactic nấm men hoang dại Ở pH ≥ 4,2 nấm men phát triển chậm so với pH = 4,5 – 5,0 tạp khuẩn khơng phát triển Tới lúc nấm men phát triển nhiều đủ mạnh ta tăng pH đến tối ưu cho nấm men phát triển nhanh Lúc điều kiện tốt cho tạp khuẩn nấm men nhiều đủ mạnh để lấn át nên tạp khuẩn khó gây tác hại cho lên men Phương pháp áp dụng để gây men điều kiện sản xuất gọi ni cấy nấm men khiết tự nhiên Khi cho acid sulfuric vào đường dịch, chúng khơng dạng tự mà liên kết hóa học với muối giải phóng acid hữu cơ, phosphoric tự do, chủ yếu dạng KH2SO4 NaH2PO4 Giữa ion H + lượng acid có tương quan định dung dịch đó, ví dụ pH độ chua dịch đường hóa từ ngơ lớn từ sắn Trong thực tế sản xuất khơng phải sở có điều kiện đo pH, mà thường xác định độ chua Đối với dung dịch pH xem gần ổn định độ chua lại thay đổi nhiều phụ thuộc vào mức độ nhiễm khuẩn ngun liệu dịch lên men Khi nhiễm khuẩn tạo acid hữu có độ phân ly thấp nên làm thay đổi pH Vì sản xuất rượu khơng xác định pH mà xác định độ chua Độ chua biểu diễn theo độ hay theo gam acid / lít Một độ chua biểu diễn 1ml dung dịch NaOH 2N vừa đủ để trung hòa acid tự chứa 20 ml dịch biểu diễn độ chua gam H2SO4/lít dịch, 10 chua = 2,45 g /l c Ảnh hưởng nồng độ lên dịch men GVHD: Nguyễn Thị Mỹ Lệ Trang Đề tài: Hệ VSV lên men ethanol chủng loại, đặc điểm, hình thái, cấu trúc ứng dụng Nồng độ dịch đường cao làm tăng áp suất, cân trạng thái sinh lý nấm men Kết cồn nhiều ức chế khơng tạp khuẩn mà nấm men, dẫn đến tổn thất phải kéo dài thời gian lên men Nồng độ dịch đường thấp làm giảm suất thiết bị lên men, tốn chưng cất, tăng tổn thất rượu bã rượu nước thải Bình thường người ta khống chế nồng độ chất khơ dịch đường từ 16 – 18 % ( tùy theo mức độ khiết), tương đương 13 – 15% đường, để sau lên men nhận nồng độ rượu giấm chín 8,5 – 9,5 % V d Ảnh hưởng số hóa chất chất sát trùng Trong điều kiện sản xuất, dù có vệ sinh đến khó đảm bảo vơ trùng tuyệt đối, cần phải dùng chất sát trùng để ngăn ngừa hạn chế tạp khuẩn Có thể dùng hóa chất khác clorua vơi, formalin, fluosilicat natri Tùy theo chất lượng hóa chất mà dùng nhiều hay ít, cốt hạn chế phát triển tạp khuẩn khơng làm ảnh hưởng xấu đến hoạt động nấm men Khi dùng formalin hay fluosilicat natri, nồng độ khơng vượt q 0,02% so với dịch lên men Ảnh hưởng số acid tới nấm men: Acid Nồng độ Làm ngừng sinh trưởng % Mol/l HCl 0,14 0,038 H2SO4 0,39 0,039 H3PO4 0,30 0,031 CH3COOH 0,75 0,125 Acid lactic 0,90 0,100 Thời gian tiêu diệt, Tiêu diệt men % Mol/l 0,72 0,195 1,30 0,123 2,00 0,204 3,00 0,500 3,00 0,333 0,46 2,04 1,28 1,25 1,27 Tùy theo tính chất mức độ phân ly acid mà tác hại chúng lên nấm men khơng giống Ngồi ra, dịch đường lên men ln chứa lượng furfurol, melanoidin, gây ảnh hưởng tới nấm men Furfurol hạn chế khả nảy chồi kích thước tế bào, tạo hạt khơng bào Furfurol chứa nhiều mật rỉ làm giảm khả GVHD: Nguyễn Thị Mỹ Lệ Trang Đề tài: Hệ VSV lên men ethanol chủng loại, đặc điểm, hình thái, cấu trúc ứng dụng tạo rượu tăng tạp chất, giảm hoạt độ maltase zymase nấm men Khi dịch chứa – triệu tế bào/ml 0,002% furfurol ảnh hưởng xấu đến sinh trưởng sinh lý dịch lên men; dịch lên men chứa 90 triệu / ml 0,006% furfurol ảnh hưởng tới sinh lý nấm men Hàm lượng furfurol mật rỉ thường vào khoảng đến g / 100 g chất khơ Nếu mật rỉ pha lỗng tới 20 – 22% nồng độ khoảng 1,5 – 2,0 mg / 100ml (0,0015 – 0,002%) Trong điều kiện lên men với tỉ lệ men giống lớm 10%, ảnh hưởng furfurol xem khơng đáng kể Melanoidin có ảnh hưởng khơng giống chủng men Nó ảnh hưởng xấu đến sinh sản chủng B IA, 12 đầu chủng r-176 r-202, melanoidin ảnh hưởng suốt thời gian 24 giờ, số tế bào 1,3 – lần so với mơi trường chứa 0,005 – 0,3g/100 ml Caramela khơng bị hấp thụ bề mặt nấm men với nồng độ 0,005% làm nhiều tế bào bị chết e Ảnh hưởng sục khí Sục khí để hòa tan oxy vào dịch đường, giúp cho nấm men phát triển nhanh Tuy nhiên, sục khí khơng cần thiết dịch đường từ ngun liệu tinh bột Sục khí làm tăng lượng đường bay Mặt khác dư dẫn đến tạo nhiều sinh khối aldehyde, làm giảm hiệu suất lên men rượu Thực tế khơng cần sục khí vào dịch đường Một lượng nhỏ oxy hòa tan thời gian khuấy làm lạnh, đủ đảm bảo cho sinh trưởng phát triển lên men Với tỉ lệ men giống 10%, sau 50 lên men nồng độ biểu kiến dịch giảm tới số lượng khơng đổi với hầu hết thùng lên men Sau 70 – 72 nồng độ rượu giấm chín đạt trung bình 9% V, đường sót vào khoảng 0,3 – 0,5 % f Ảnh hưởng nguồn nitơ bổ sung Ở nước ta, cồn sản xuất chủ yếu từ ngun liệu sắn Do sắn chứa protid nên lượng nitơ dịch đường hóa khơng đảm bảo cho phát triển nấm men GVHD: Nguyễn Thị Mỹ Lệ Trang Đề tài: Hệ VSV lên men ethanol chủng loại, đặc điểm, hình thái, cấu trúc ứng dụng Bổ sung nitơ vào dịch lên men Các tiêu Mẫu kiểm chứng khơng Nguồn nitơ từ (NH (NH bổ sung nitơ 4)2SO4 2)2CO - Nồng độ chất khơ dịch 16,5 16,5 16,5 đường , % - Đường khử tính theo maltose g/ 100ml 4,09 4,09 4,09 - pH dịch đường hóa 5,26 - pH giấm chín 4,55 - Tăng độ chua 0,31 - Độ khơ biểu kiến -0,35 giấm chín - Chất khử sót, % 0,43 - Tinh bột sót, % 0,05 - Nồng độ rượu giấm chín, %V 9,66 5,26 4,00 0,42 -0,40 5,26 4,93 0,12 -0,77 0,34 0,046 0,14 0,042 9,78 10,04 - Hiệu suất rượu so với 91,21 92,35 94,8 lý thuyết, % Bổ sung nitơ với số lượng 30 mg/100ml rút ngắn thời gian từ 84 xuống 60 giờ, đồng thời lên men tốt đạt hiệu cao mẫu đối chứng Trong nguồn nitơ từ ure cho kết tốt II- CƠ CHẾ LÊN MEN ETHANOL : Do xúc tác glucokinase, glucose kết hợp với gốc phosphat phân tử ATP (adenoxintriphosphat) tế bào nấm men để tạo thành glucose6-phosphat ADP: glucokinase C6H12O6 +ATP GVHD: Nguyễn Thị Mỹ Lệ CH2O(H2PO3)(CHOH)4CHO + ADP Trang 10 Đề tài: Hệ VSV lên men ethanol chủng loại, đặc điểm, hình thái, cấu trúc ứng dụng Gluco-6-phosphat tác dụng enzyme đồng phân gluco phosphat isomerase biến thành fructo phosphat: CH2O(H2PO3)(CHOH)4CHO CH 2O(H2PO3) (CHOH)3COCH2OH Dưới tác dụng enzime phosphofructokinase, phân tử ATP thứ hai đính thêm gốc phosphat vào fructo-6-phosphat để tạo thành fructo1,6-diphosphat phân tử ADP thứ hai: CH2O(H2PO3) (CHOH)3COCH2OH + ATP CH 2O(H2PO3) (CHOH)3COCH2O(H2PO3) +ADP [Giai đoạn thực nối liên kết cao thành dạng dễ biến đổi tác dụng enzime] Mạch cacbon fructodiphosphat thành hai phân tử triose: aldehyde phosphoglyceric phosphodioxyacetone (xúc tác: aldolase): CH2O(H2PO3)CO(CHOH)3CH2O(H2PO3) CH2O(H2PO3)COCH2OH +CH 2O(H2PO3)CHOHCHO Sản phẩm q trình trước aldehyde phosphoglyceric dịch lên men chúng chứa tượng đồng phân tác dụng enzime triphosphat isomerase: CH2O(H2PO3)COCH2OH CH2O(H2PO3)CHOHCHO Hai phân tử aldehyde phosphoglyceric bị oxi hóa Phản ứng có tham gia acid phosphoric canh trường nhờ xúc tác enzyme triphosphatdehydronase, coenzime NAD (Nicotinamid-Adenindinucleotid) Phân tử 3-phosphoglyceroaldehyde kết hợp với phosphat, hidro chuyển sang coenzime NAD: 2CH2O(H2PO3)CHOHCHO + 2H3PO4 +2NAD 2CH2O(H2PO3)CHOHCOO~H2PO3 + 2NADH2 [Năng lượng giải phóng oxy hóa 3-phosphoglyceroaldehyde sễ tióch tụ liên kết cao acid 1,3-diphosphoglyceric tạo thành] Với tham gia phosphoglyceratkinase, gốc phosphat chứa cao acid 1,3-diphosphoglyceric chuyển vào phân tử Kết 3phosphoglyceric tạo thành , Adp nhận thêm lượng biến thành, ADP nhận thêm lượng biến thành ATP: 2CH2(H2PO3)CHOHCOO~(H2PO3) + 2ADP GVHD: Nguyễn Thị Mỹ Lệ Trang 11 Đề tài: Hệ VSV lên men ethanol chủng loại, đặc điểm, hình thái, cấu trúc ứng dụng 2CH2O(H2PO3)CHOHCOOH + 2ATP Dưới tác dụng enzime phosphoglyceromutase, gốc acid phosphoric chuyển từ vị trí cacbon thứ ba sang cacbon thứ hai Kết 3phosphoglyceric biến thành acid 2-phosphoglyceric theo phản ứng: 2CH2O(H2PO3)CHOHCOOH 2CH2OHCHO(H2PO3)COOH Dưới tác dụngcủa enolase, acid 2-phosphoglyceric nước biến thành acid phosphopyrovic: 2CH2OHCHO(H2PO3)COOH 2CH3CO(H2PO3)COOH +2H2O 10 Acid phosphopyrovic khơng bền nên dễ bị gốc acid phosphoric enzime pyrovatkinase acid pyrovic tạo thành: 2CH2=CO~(H2PO3)COOH + 2ADP 2CH3CO-COOH +2ATP 11 Acid pyrovic bị decacbocyl để tạo thành aldehyde acetic: 2CH3CO-COOH 2CO2 + 2CH3CHO 12 Aldehyde acetic bị khử NADH2: 2CH3CHO + 2NADH2 2CH3CH2OH + 2NAD Tóm lại, Phương trình tổng qt q trình lên men sau: Enzyme zymase C6H12O6 2CO + 2CH3CH2OH Trong q trình lên men rượu, phân tử gam glucose giải phóng khoảng 50 kcal Năng lượng nấm men sử dụng chừng 20 kcal Số lại thải canh trường làm tăng nhiêt độ dịch lên men Theo Euler, nhiệt chiếm 28 kcal/ phân tử glucose III ỨNG DỤNG TRONG LÊN MEN ETHANOL Động học q trình lên men Lên men chia thành giai đoạn: lên men sơ bộ, lên men lên men phụ Trong giai đoạn đầu, thời gian kéo dài gần 60 giờ, đặc trưng cho thời kì tiềm phát, lượng đường lên men GVHD: Nguyễn Thị Mỹ Lệ Trang 12 Đề tài: Hệ VSV lên men ethanol chủng loại, đặc điểm, hình thái, cấu trúc ứng dụng Giai đoạn thứ hai kéo dài từ khoảng thứ 60 đến thứ 120, sinh trưởng nấm men lên men tăng nhanh, đạt tới cực đại- đặc trưng cho thời kì lên men Giai đoạn ba đăc trưng cho lên men phụ kéo dài, tốc độ lên men chậm lượng đường dịch ít, dextrin chưa kịp biến thành đường Trong điều kiện sản xuất, lượng men giống đưa vào nhiều (8-10%) nên tốc độ lên men xảy nhanh Trung bình giai đoạn lên men chính, nồng độ đường giảm 1% Thời gian tiềm phát phụ thuộc vào lượng men giống đưa vào, thường từ 5-8 Tiếp chuyển sang lên men chính, cuối lên men phụ Thời gian lên men phụ dài hay ngắn phụ thuộc chủ u vào lượng enzime có khả phân cắt nối α-1,6 glucoside Vì dextrin lên men sau thủy phân thành glucose maltose (điều khơng xảy với lên men rỉ đường) Tốc độ lên men phụ thuộc vào lượng men giống, tốc độ lên men phụ thuộc vào số α-1,6 glucoside hoạt độ enzime thủy phân Tiến hành lên men Lên men tiến hành theo sơ đồ gián đoạn, bán liên tục liên tục Lên men gián đoạn Thùng phải vệ sinh đường ống van phải sát trùng thường xun Sau tồn trùng nước Thời gian giữ 95- 1000C kéo dài 50-60 phút Thanh trùng xong thùng làm lạnh đến 300C, tháo ngưng đóng van đáy Men giống dịch đường ban đầu bơm song song để nấm men hòa từ đầu Lượng men giống thường chiếm 10 % so với thể tích thùng lên men, dịch đường khơng bơm đầy thùng mà thời gian đổ đầy thùng lên men kéo dài từ 6-8 Nhờ tỉ lệ men giống lúc đầu tăng hạn chế phát triển tạp khuẩn Sau đổ đầy thùng ta lên men lấy đường lên men đem lọc để xác định độ chua Đồng thời theo dõi nhiệt độ ln khống chế thấp 330C Về cuối nhiệt độ giảm đến 280C GVHD: Nguyễn Thị Mỹ Lệ Trang 13 Đề tài: Hệ VSV lên men ethanol chủng loại, đặc điểm, hình thái, cấu trúc ứng dụng Lên men xem bình thường sau 50 giờ, độ đường biểu kiến dịch lên men xuống tới (với rỉ đường khác), độ chua khơng tăng q 0,8 gam H2SO4/lít so với độ chua dịch đường trước lên men Trường hơp độ chua lên men tăng nhanh, độ đường biểu kiến giảm chậm phải nghĩ tới nhiễm khuẩn, cần kiểm tra vi sinh vật xử lí kịp thời Lên men xem kết thúc sau độ đường biểu kiến khơng giảm giảm 0,1-0,2 % Lên men gián đoạn thùng riêng biệt có ưu điểm dễ làm, nhiễm dễ xử lí suất thu từ m thiết bị thấp Tuy nhiên, phương pháp áp dụng chủ yếu nước ta cho hiệu suất Lên men liên tục Đặc điểm lên men liên tục dịch đường men giống cho vào thùng đầu (thùng lên men chính) ln chứa lượng lớn tế bào ml dịch Khi đầy thùng đầu dịch men chảy tiếp sang thùng bên cạnh cuối thùng chứa giấm chín Ưu điểm bật sơ đồ lên men liên tục dùng lượng lớn men giống nên lên men xảy nhanh, hạn chế phát triển tạp khuẩn Khác với lên men gián đoạn lượng giống ban đầu 12-15 triệu tế bào/ml nên lên men xảy chậm Sau 24 có 78 % đường lên men, lên men gián đoạn đạt 42 % Lên men liên tục kết thúc sau 60-62 giờ, lên men gián đoạn phải kéo dài tới 72 Lên men cải tiến – bán liên tục Để tăng cường tỉ lệ lên men giống mà khơng cần thêm thiết bị gây men, ta thực hiên dùng lượng men thùng lên men mạnh giai đoạn lên men chính, cách dùng acid sulfuric đưa pH 4,0-4,2; kết hợp với bơm tuần hồn làm lạnh Sau 1-2 tan bơm ½ dịch lên men sang thùng khác để làm men giống Tiếp từ từ thêm dịch đường vào hai thùng đầy lên men tiếp B-VI KHUẨN I-GIỚI THIỆU CHUNG GVHD: Nguyễn Thị Mỹ Lệ Trang 14 Đề tài: Hệ VSV lên men ethanol chủng loại, đặc điểm, hình thái, cấu trúc ứng dụng Trong số vi sinh vật có khả sản xuất ethanol, ngồi nấm men Saccharomyces cerevisiae, Zymomonas mobilis sinh vật có triển vọng Nó chuyển hố phần lớn glucose thành CO ethanol, phát triển nhanh nấm men thể khả sản sinh ethanol cao suốt q trình lên men So với nấm men vi sinh vật tạo tỉ lệ ethanol cao hẳn điều có ý nghĩa quan trọng Zymomonas mobilis vi sinh vật kị khí khác với nấm men,nó khơng cần đến bổ sung oxy để tồn phát triển Q trình sả n xuất ethanol Zymomonas mobilis tạo sản phẩm phụ hơn, đặc biệt rượu tạp Thao tác gen Zymomonas mobilis đơn giản hẳn nấm men Điều mang đến hội mở rộng dãy ngun liệu sản xuất ethanol: từ lignocellulose hay từ tiêu hố trực tiếp tinh bột Kỹ thuật lên men ethanol sử dụng Zymomonas mobilis đặc biệt ý tương lai khả sản xuất vi khuẩn cao hẳn so với nấm men II-CÁC VI KHUẨN LÊN MEN CỒN ZYMOMONAS MOBILIS Zymomonas mobilis vi khuẩn thuộc giống Zymomonas có khả sản xuất ethanol vượt trội nấm men số mặt Nó phân lập lần từ đồ uống có chứa cồn, rượu cọ (palm wine) châu Phi hay loại rượu Mehico : rượu thùa (pulque), ngồi từ chất lấy từ rượu táo hay bia người châu Âu a.Đặc điểm: Zymomonas vi khuẩn Gram (-),kỵ khí, hình que Dài từ -6 µm rộng từ 1- 1.5µm, xuất hầu hết dạng cặp Kích thước chiều rộng lớn Zymomonas thể rõ qua kính hiển vi, hầu hết vi khuẩn khác chiều rộng khoảng 0.5-0.75µm Hầu hết giống (70%) khơng di động được, phần (30%) di động với 1-4 tiên mao phân cực.Khả di động bị số giống Hình dạng: 45% giống hình hoa thị, 33% dạng chuỗi, 62% tế bào có sợi nhỏ, có số giống có chiều dài tới 28µm Tế bào khơng có dạng bào tử, khơng có màng nhày vỏ bọc bên ngồi, khơng có lipid nội bào,khơng có glycogen GVHD: Nguyễn Thị Mỹ Lệ Trang 15 Đề tài: Hệ VSV lên men ethanol chủng loại, đặc điểm, hình thái, cấu trúc ứng dụng Thành phần tế bào Tỷ lệ (khối lượng khơ) Thành phần Protein Giai đoạn phát triển Giai đoạn tĩnh RNA DNA Carbohydrates Poly-β-hydroxybutyrate Polyphosphate Sulfur Ammonia Amino acids ATP Pha log Pha tử vong GVHD: Nguyễn Thị Mỹ Lệ 65-69% 54% 17-22% 2.7% 4-5% 0% 0% 0.5% 0.1-0.5µmol/mg 0.02-0.2µmol/mg 1-5µg/mg 0-0.4µg/mgµ Trang 16 Đề tài: Hệ VSV lên men ethanol chủng loại, đặc điểm, hình thái, cấu trúc ứng dụng b.Điều kiện phát triển: Sự phát triển nhịêt độ khác nhau: Ở 30oC số giống khơng phát triển, 40 oC quan sát thấy phát triển.Vi khuẩn Z.mobilis phát triển 36 oC.Nhiệt độ có ảnh hưởng lớn đến lên men vi khuẩn Ở nhiệt độ 14-18 oC lên men xảy sau ngày, nhiệt độ 16-26oC lên men xảy sau ngày số trường hợp khác nhiệt độ thuận lợi cho q trình lên men 25-31 oC Ở nhiệt độ q cao vi khuẩn bị tiêu diệt 55 0C vi khuẩn bị chết sau phút Bảng: Sự phát triển giống Zymomonas điều kiện nhiệt độ khác Nhiệt độ 30 34 36 38 40 % giống phát triển 100 97 97 74 Sự phát triển giá trị pH khác pH 3.05 GVHD: Nguyễn Thị Mỹ Lệ % giống phát triển Trang 17 Đề tài: Hệ VSV lên men ethanol chủng loại, đặc điểm, hình thái, cấu trúc ứng dụng 3.5 3.7 3.85 5-7 7.5 8.0 43 71 90 100 87 Phát triển có mặt ethanol: xảy ra, Zymomonas chịu rượu, lập từ đồ uống có chứa – 10% cồn, tập trung 5,5% ethanol chất lỏng vơ hại với Zymomonas 7.7 10% ethanol 73 47% chủng Zymomonas phát triển Phát triển tập trung cao glucose: Klyuver Hoppenbrouwers qua sát lồi lên men rượu thùa(mehicơ) sống mơi trường lên men với 25% glucose Kiểm tra vài mơi trường lỏng có chứa 2% dịch chiết nấm men tập trung khác glucose với 20% glucose vi khuẩn phát triển 34h, với 30% glucose 88% vi khuẩn sống – ngày( chủng Z1 đến Z8 phát triển ngày), với 40% glucose 54% lồi phát triển sau pha lag đến 29 ngày Phát triển có mặt KCN: sử dụng dung dịch chuẩn chứa 0,0075% KCN , chủng ATCC 29192, NCIB 8777, NCIB 10565, CP3, CP4, Ag 11 khơng phát triển chủng Zymomonas ATCC10988, 410, NCIN 8227 409 phát triển sau ngày, 12 chủng khác bị ức chế tập trung KCN phát triển sau – ngày Phát triển mơi trường chứa NaCl: dung dịch chuẩn chứa 0.5% NaCl Zymomonas mobilis khơng phát triển, mơi trường có 2% NaCl khơng có chủng Zymomonas phát triển c Ni cấy Mơi trường ni cấy có chứa glucose(50g/l),dịch chiết nấm men Difco(5g/l) muối khống Trong suốt q trình phát triển, pH mơi trường thay đổi từ 5,6-5,7 lúc bắt đầu đến khoảng 4,5-4,8 lúc kết thúc ni cấy Để nghiên cứu hơ hấp tổng hợp ATP điểu kiện khơng lớn lên vi khuẩn, tế bào phát triển kị khí theo hàm mũ thu hoạch máy GVHD: Nguyễn Thị Mỹ Lệ Trang 18 Đề tài: Hệ VSV lên men ethanol chủng loại, đặc điểm, hình thái, cấu trúc ứng dụng li tâm, rửa ngâm đệm kali phosphat 50mM (pH 6-9), bổ sung thêm 5mM magie sunfat, lượng sinh khối từ 3-5 mg(khối lượng khơ)/ml Tiếp tục ni cấy :Làm việc với 800ml, 30 oC, bơm 1l/phút dung dịch, tốc dộ quay 410 vòng/phút Mơi trường phát triển giống cho q trình ni cấy, trừ tập trung glucose 25g/l, pH giữ ổn định 6.0, thêm vào 10% KOH hồ tan, kali cyanide hồ tan thêm vào riêng ( cyanide khơng bền mơi trường acid yếu d Qúa trình lên men: Zymomonas mobilis chuyển hố đường thành pyruvat qua đường ED (Entner-Doudorolff) Pyruvat sau lên men tạo ethanol CO sản phẩm ( tương tự nấm men ) Sự thuận lợi Z mobilis so với S cerevisiae mặt sản xuất bioethanol là: • Đường hấp thu sản lượng ethanol cao • Khí tạo thành • Khả chịu ethanol cao • Khơng phụ thuộc vào điều chỉnh lượng oxi thêm vào suốt q trình lên men • Tn theo vận động gen Mặc dù có giới hạn khắt khe so với nấm men: tận dụng loại chất giới hạn glucose, fructose sucrose Sử dụng phương pháp cơng nghệ sinh học, nhà khoa học tìm cách khắc phục điều Cái khác Z mobilis chắn chắn chúng có khả sử dụng pentose nguồn cacbon để phát triển Con đường ED: Glucose bị phosphoryl hóa sau bị oxy hóa tới 6-Pgluconat Tại điểm này, loại nước xảy tạo thành 2-keto-3-deoxy-6-Pgluconat (KDPG), chất sau bị thuỷ phân nhờ KDPG-aldolase Từ mol glucose tạo thành mol pyruvat sinh mol ATP GVHD: Nguyễn Thị Mỹ Lệ Trang 19 Đề tài: Hệ VSV lên men ethanol chủng loại, đặc điểm, hình thái, cấu trúc ứng dụng Các nghiên cứu ni chủng Zymomonas mobilis ZM4 mơi trường nhân tạo chứa glucose, fructose saccharose cho thấy lồi vi khuẩn khơng có khả chuyển hố loại đường theo đường khác ngồi đường ED Dẫn liệu động học sinh trưởng lồi vi khuẩn trình bày theo bảng sau: Bảng-Các thơng số động học sinh trưởng chủng Zymomonas mobilis ZM4 mơi trường ni cấy tĩnh với nguồn carbon khác (nồng độ ban đầu 250g/l-theo N Kosaric ctv., 1983) Thơng số Glucose Cơ chất Fructose Saccharose Tốc độ sinh trưởng(h-1) Tốc độ tiêu thụ chất(g/g/h) Tốc độ tạo thành etanol(g/g/h) Tốc độ tạo thành etanol(g/g/h) 0,18 11,3 5,4 0,015 0,10 10,4 5,1 0,009 0,14 10,0 4,6 0,014 Sản lượng etanol(g/g) Sản lượng etanol(% so với lí thuyết) Nồng độ etanol cực đại(g/l) Thời gian có tốc độ cực đại(h) 0,48 94,1 117 0-19 0,48 94,1 119 0-28 0,46 90,2 89 0-15 Bảng-Các thơng số động học sinh trưởng chủng Zymomonas mobilis ZM4 Theo bảng tốc độ hấp thu đường sản sinh ethanol đạt cực đại sử dụng mơi trường chứa glucose Sự kiềm hãm chất khơng biểu nghiêm trọng lồi vi khuẩn sinh trưởng nồng độ 40% glucose Khi lên men nước mía, chủng Zymomonas mobilis Z7 có khả kết thúc lên men 100-200g/l saccharose với hiệu 59–88% vòng GVHD: Nguyễn Thị Mỹ Lệ Trang 20 Đề tài: Hệ VSV lên men ethanol chủng loại, đặc điểm, hình thái, cấu trúc ứng dụng 20–29h Tốc độ sản sinh etanol dao động từ 2,2–5,3 g/l/h thí nghiệm loại lít Các kết phù hợp với động học lên men mơi trường bán tổng hợp điều kiện tương tự Điều cofacto cần thiết, ion kim loại nồng độ C, N, P đầy đủ cho q trình lên men ethanol vi khuẩn thực Bảng _Các thơng số động học Z.mobils Saccharomyces cerevisae mơi trường chứa 250g glucose điều kiện ni cấy tĩnh khơng thơng khí (30oC, pH5,0 – theo N.Kosaric ctv_1983) Các thơng số động học Tốc độ sinh trưởng riêng(l/h) Tốc độ hấp thu glucose riêng(g/g/h) riêng(g/g/h) 0,019 Sản lượng etanol (g/g) Sản lượng etanol tương đối(%) Nồng độ etanol cực đại(g/l) Z mobilis 0,13 5,5 2,5 0,033 0,47 92,5 102 S uvarum 0,055 2,1 Tốc độ tạo thành etanol 2,1 Sản lượng tế bào(g/g) 0,44 86 108 Bảng _Các thơng số động học Z.mobils Saccharomyces cerevisae Bảng cho thấy điều kiện ni tĩnh (gián đoạn), Zymomonas mobilis lên men hiệu Saccharomyces uvarum Các thơng số động học thể hịên tính ưu tốc độ simh trưởng (2,4 lần cao nấm men), tốc độ sinh ethanol riêng phần (2,9 lần cao hơn) tốc độ hấp thu glucose riêng phần (2,6 lần cao hơn) GVHD: Nguyễn Thị Mỹ Lệ Trang 21 Đề tài: Hệ VSV lên men ethanol chủng loại, đặc điểm, hình thái, cấu trúc ứng dụng Trong lên men nấm men, oxy cần thiết để tổng hợp thành tế bào, ổn định cấu trúc lipid, trì q trình tế bào nói chung Tuy nhiên, điều kiện hiếu khí dẫn đến việc giảm thu hoạch cồn tăng nồng độ sinh khối hiệu ứng Pasteur Vì nhiều vi khuẩn kỵ khí nên đạt suất cồn cao sinh khối thấp Nồng độ tế bào vi khuẩn thấp hậu việc lượng giành cho sinh trưởng đạt thấp (1ATP glucose tiêu thụ theo đường ED so với 2ATP theo đường EM nấm men) Sơ đồ đường ED e Ngun liệu mơi trường lên men Zymomonas mobilis ni cấy mơi trường glucose (glucose 80g/dm3,ph ần chi ết men 10 g/dm3, KH2PO4 1g/dm3, (NH4)2SO4 1g/dm3, MgSO4.7H2O 0.5 g/dm3 Mơi trường glucose ( glucose 80 đến 250 g/dm 3, phần chiết men 10 g/dm3, KH2PO4 1g/dm3, (NH4)2SO4 g/dm3, v MgSO4.7H2O 0.5 g/dm3 sử dụng thí nghiệm GVHD: Nguyễn Thị Mỹ Lệ Trang 22 Đề tài: Hệ VSV lên men ethanol chủng loại, đặc điểm, hình thái, cấu trúc ứng dụng Q trình lên men thực bình Erlenmeyer chứa 0.2 dm mơi trường 0.2 chất để chủng ( 80 g/dm mơi trường glucose sau 24 lên men 300C) 2.CLOSTRIDIUM a-Đặc điểm Clostridium phát từ năm 1893, loại vi khuẩn kỵ khí, tự dưỡng, sống tự đất.Vi khuẩn G +, có hình que, non có khả di động nhờ tiên mao, già khả di động Q trình phát triển qua giai đoạn: Giai đoạn 1: Các tế bào tạo thành hình sợi kéo dài Giai đoạn 2: Giai đoạn tách hình sợi Giai đoạn 3: Giai đoạn có tế bào hoạt động mạnh Giai đoạn 4: Giai đoạn tạo thành nha bào Đây giai đoạn phát dục khơng ổn định nên hình thành bào tử có tính đề kháng cao.Bào tử hình thành bên nên gọi nội bào tử Bào tử có hình cầu, hình bầu dục hay hình oval, kích thước từ 0.2-2 µ.Bào tử nằm đầu tế bào Do kích thước bào tử lớn nên làm biến dạng tế bào vi khuẩn.Bào tử suốt, cấu tạo bới màng bao bọc, khối bào tương đặc.Tế bào vi khuẩn bọc ngồi bào tử vài vài ngày, tuỳ điều kiện cụ thể mà chúng bị tan ra.Bào tử có sức đề kháng cao, chịu điều kiện mơi trường bất lợi chất dinh dưỡng cạn kiệt, chất độc hại nhiều, nhiệt độ cao hay có thay đổi điều kiện sinh trưởng… Khi gặp điều kiện thuận lợi, bào tử phát triển thành vi khuẩn (bào tử nảy mầm).Bào tử dài ra, vi khuẩn non đầu thân GVHD: Nguyễn Thị Mỹ Lệ Trang 23 Đề tài: Hệ VSV lên men ethanol chủng loại, đặc điểm, hình thái, cấu trúc ứng dụng Giai đoạn 5: Giai đoạn sinh sản Clostridium có khả đồng hố nhiều nguồn Cacbon khác đường, tinh bột…Nó thuộc vi sinh vật kị khí nên sản phẩm trao đổi chất thường loại axit hữu cơ, butanol, axeton Đó sản phẩm chưa oxy hố hồn tồn b.Điều kiện phát triển: P K ngun tố cần thiết cho phát triển cố định Nitơ Clostridium Ngồi ra, ngun tố vi lượng khác Mo, Co, Cu, Mn cần thiết Clostridium có khả phát triển pH = 4.7 – 8.5 Bào tử chúng chịu đựng nhiệt độ cao, sống 80 C CÁC ỨNG DỤNG CHUNG CỦA ETHANOL Ethanol sử dụng nhiên liệu cồn (thơng thường trộn lẫn với xăng) hàng loạt quy trình cơng nghiệp khác Ethanol sử dụng sản phẩm chống đơng lạnh điểm đóng băng thấp nó.sản xuất loại rượu, bia, cồn, glycerin, bánh mì (làm nở bột mì) số loại nước giải khát sản xuất rượu bia, dùng loại nấm men sau để lên men Mặt khác, ethanol sử dụng gel vệ sinh kháng khuẩn phổ biến nồng độ khoảng 62% Khả khử trùng tốt êtanol dung dịch khoảng 70%; nồng độ cao hay thấp êtanol có khả kháng khuẩn Nó hiệu việc chống lại phần lớn loại vi khuẩn nấm nhiều loại virus, khơng hiệu việc chống lại bào tử vi khuẩn Các tỷ lệ khác êtanol với nước hay dung mơi khác dùng làm dung mơi Các loại đồ uống chứa cồn có hương vị khác có hợp chất tạo mùi khác hòa tan trong q trình ủ nấu rượu Khi êtanol sản xuất đồ uống hỗn hợp rượu ngũ cốc tinh khiết GVHD: Nguyễn Thị Mỹ Lệ Trang 24 Đề tài: Hệ VSV lên men ethanol chủng loại, đặc điểm, hình thái, cấu trúc ứng dụng TÀI LIỆU THAM KHẢO http://wikipedia.org http://tailieu.vn Vi sinh vật học - Nguyễn Lân Dũng (chủ biên) - NXB Giáo Dục Công nghệ lên men ứng dụng công nghệ thực phẩm - Bùi i - ĐHQG TPHCM – ĐH Bách Khoa Cơng nghệ sản xuất cồn etylic = NXB Khoa học kĩ thuật - PGS TS Nguyễn Đình Thưởng, TS Nguyễn Thanh Hằng -Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội Công nghệ Vi sinh vật, Tập 3: Thực phẩm lên men truyền thống Nguyễn Đức Lượng - Trường ĐH Kỹ Thuật TP HCM GVHD: Nguyễn Thị Mỹ Lệ Trang 25 [...]... thành 3 giai đoạn: lên men sơ bộ, lên men chính và lên men phụ Trong giai đoạn đầu, thời gian kéo dài gần 60 giờ, đặc trưng cho thời kì tiềm phát, lượng đường được lên men rất ít GVHD: Nguyễn Thị Mỹ Lệ Trang 12 Đề tài: Hệ VSV lên men ethanol chủng loại, đặc điểm, hình thái, cấu trúc ứng dụng Giai đoạn thứ hai kéo dài từ khoảng giờ thứ 60 đến giờ thứ 120, sinh trưởng của nấm men và lên men tăng nhanh,... 280C GVHD: Nguyễn Thị Mỹ Lệ Trang 13 Đề tài: Hệ VSV lên men ethanol chủng loại, đặc điểm, hình thái, cấu trúc ứng dụng Lên men được xem là bình thường nếu sau 50 giờ, độ đường biểu kiến của dịch lên men đã xuống tới 0 (với rỉ đường sẽ khác), còn độ chua khơng tăng q 0,8 gam H2SO4/lít so với độ chua của dịch đường trước khi lên men Trường hơp độ chua khi lên men tăng nhanh, độ đường biểu kiến giảm chậm... lạnh Sau 1-2 giờ tan bơm ½ dịch lên men sang thùng khác để làm men giống Tiếp đó từ từ thêm dịch đường vào cả hai thùng cho tới đầy và để cho lên men tiếp B-VI KHUẨN I-GIỚI THIỆU CHUNG GVHD: Nguyễn Thị Mỹ Lệ Trang 14 Đề tài: Hệ VSV lên men ethanol chủng loại, đặc điểm, hình thái, cấu trúc ứng dụng Trong số những vi sinh vật có khả năng sản xuất ra ethanol, ngồi nấm men Saccharomyces cerevisiae, Zymomonas... Zymomonas mobilis lên men hiệu quả hơn Saccharomyces uvarum Các thơng số động học thể hịên tính ưu thế này là tốc độ simh trưởng (2,4 lần cao hơn nấm men) , tốc độ sinh ethanol riêng phần (2,9 lần cao hơn) và tốc độ hấp thu glucose riêng phần (2,6 lần cao hơn) GVHD: Nguyễn Thị Mỹ Lệ Trang 21 Đề tài: Hệ VSV lên men ethanol chủng loại, đặc điểm, hình thái, cấu trúc ứng dụng Trong lên men nấm men, oxy cần thiết... Trang 22 Đề tài: Hệ VSV lên men ethanol chủng loại, đặc điểm, hình thái, cấu trúc ứng dụng Q trình lên men được thực hiện trong bình Erlenmeyer chứa 0.2 dm 3 mơi trường và 0.2 chất để chủng ( 80 g/dm 3 mơi trường glucose sau 24 giờ lên men ở 300C) 2.CLOSTRIDIUM a -Đặc điểm Clostridium được phát hiện từ năm 1893, là một loại vi khuẩn kỵ khí, tự dưỡng, sống tự do trong đất.Vi khuẩn G +, có hình que, khi... tinh khiết GVHD: Nguyễn Thị Mỹ Lệ Trang 24 Đề tài: Hệ VSV lên men ethanol chủng loại, đặc điểm, hình thái, cấu trúc ứng dụng TÀI LIỆU THAM KHẢO 1 2 3 4 http://wikipedia.org http://tailieu.vn Vi sinh vật học - Nguyễn Lân Dũng (chủ biên) - NXB Giáo Dục Công nghệ lên men ứng dụng trong công nghệ thực phẩm - Bùi i - ĐHQG TPHCM – ĐH Bách Khoa 5 Cơng nghệ sản xuất cồn etylic = NXB Khoa học và kĩ thuật -... tài: Hệ VSV lên men ethanol chủng loại, đặc điểm, hình thái, cấu trúc ứng dụng b.Điều kiện phát triển: Sự phát triển ở các nhịêt độ khác nhau: Ở 30oC một số giống khơng phát triển, ở 40 oC rất hiếm quan sát thấy sự phát triển.Vi khuẩn Z.mobilis có thể phát triển ở 36 oC.Nhiệt độ có ảnh hưởng lớn đến sự lên men của vi khuẩn Ở nhiệt độ 14-18 oC sự lên men xảy ra sau 4 ngày, tại nhiệt độ 16-26oC sự lên men. .. tài: Hệ VSV lên men ethanol chủng loại, đặc điểm, hình thái, cấu trúc ứng dụng 20–29h Tốc độ sản sinh etanol dao động từ 2,2–5,3 g/l/h trong các thí nghiệm loại một lít Các kết quả này phù hợp với động học lên men trên các mơi trường bán tổng hợp dưới các điều kiện tương tự Điều này chỉ ra rằng các cofacto cần thiết, các ion kim loại cũng như các nồng độ C, N, P là đầy đủ cho q trình lên men ethanol. .. Mỹ Lệ Trang 11 Đề tài: Hệ VSV lên men ethanol chủng loại, đặc điểm, hình thái, cấu trúc ứng dụng 2CH2O(H2PO3)CHOHCOOH + 2ATP 8 Dưới tác dụng của enzime phosphoglyceromutase, gốc acid phosphoric sẽ chuyển từ vị trí cacbon thứ ba sang cacbon thứ hai Kết quả là 3phosphoglyceric biến thành acid 2-phosphoglyceric theo phản ứng: 2CH2O(H2PO3)CHOHCOOH 2CH2OHCHO(H2PO3)COOH 9 Dưới tác dụngcủa enolase, acid 2-phosphoglyceric... 24 giờ đã có 78 % đường được lên men, trong khi đó ở lên men gián đoạn mới chỉ đạt 42 % Lên men liên tục sẽ kết thúc sau 60-62 giờ, còn lên men gián đoạn vẫn phải kéo dài tới 72 giờ và hơn nữa Lên men cải tiến – bán liên tục Để tăng cường tỉ lệ lên men giống mà khơng cần thêm thiết bị gây men, ta thực hiên dùng ngay lượng men ở các thùng đang lên men mạnh ở giai đoạn lên men chính, bằng cách dùng acid