Download miễn phí Đồ án Nghiên cứu cố định nấm men saccharomyces cerevisiae trên bã mía để sản xuất rượu dâu tằm
MỤC LỤC:
CHƯƠNG I: MỞ ĐẦU 5
1.1.TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI: 2
1.2.MỤC TIÊU ĐỀ TÀI: 3
1.3.NỘI DUNG NGIÊN CỨU: 3
CHƯƠNG II: TỔNG QUAN 4
2.1.NẤM MEN Saccharomyces cerevisiae: 5
2.1.1. Đặc điểm hình thái và cấu tạo của nấm men: 5
2.1.2.Đặc điểm sinh lý của nấm men: 7
2.2.1. Ưu & nhược điểm của nấm men cố định: 11
2.2.2. Chất mang trong kỹ thuật cố định tế bào: 11
2.2.3. Kỹ thuật cố định tế bào: 13
2.3. SƠ LƯỢC VỀ NGUỒN BÃ MÍA: 16
2.3.1. Nguồn bã mía: 16
2.3.2. Cấu tạo hóa học bã mía: 16
2.4. PHƯƠNG PHÁP CỐ ĐỊNH TRÊN CHẤT MANG BÃ MÍA: 20
2.4.1. Vật liệu: 20
2.4.2. Nguyên tắc và phương pháp thực hiện: 20
2.5. QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT RỰƠU VANG DÂU TẰM: 23
2.5.1. Bản chất của quá trình lên men: 23
2.5.2. Nấm men Saccharomyces cerevisiae: 25
2.5.3. Dâu tằm: 25
2.5.4. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men: 27
2.5.5. Quá trình lên men rựơu vang: 31
CHƯƠNG III: TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU 35
3.1. NHỮNG NGHIÊN CỨU TRÊN THẾ GIỚI: 36
3.2. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU Ở VIỆT NAM: 42
CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN 43
TÀI LIỆU THAM KHẢO: 45
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
i chất mang:Chất mang tự nhiên: Tinh bột, cellulose, agar, alginate, BC ( bacterial cellulose), ..
Chất mang nhân tạo: polyme từ mủ cao su, poly striren, poly acetate...
Bảng 2.1. Phân loại chất mang [3].
Phân loại
Tên chất mang
Hữu cơ
Tự nhiên
Agarose, cellulose, alginate, BC (bacterial cellulose), …
Nhân tạo
Polyacrylamide, poly striren, poly vinyl
Vô cơ
Tự nhiên
Seolit, silicate, …
Nhân tạo
Allumimium oxide ( Al2O)
Các chất mang hay sử dụng:
Cellulose: giá rẻ, tính cơ lý khá tốt, nhưng không đồng nhất và ổn định nên chỉ sử dụng dạng sợi và vi hạt.
Agarose: ổn định, đồng nhất, dễ tạo hạt, tuy nhiên giá đắt nên khônng sử dụng trong sản xuất mà chỉ dùng trong nghiên cứu, y học.
Alginate: tạo gel trong môi trường có CaCl2, để nhốt enzym và tế bào, nhưng tính chất không ổn định trong môi trường có phosphat. Dù vậy, đây là vật liệu dễ tìm, rẻ ( acid alginic có trong rong biển), có khả năng tạo gel, tạo hạt. Nên ứng dụng nhiều trong công nghiệp, cố định tế bào và enzym.
Poly acrilamide: có nhiều đặc tính quý báo: bền, tính trơ cao, độ trương tốt, độ đồng nhất cao, kích thước lỗ gel có khả năng điều chỉnh, diện tích tiếp xúc lớn. Tuy nhiên giá hơi cao.
Seolite: Men/2 O. Al2O3.xSiO2. yH2O. Là các tinh thể alluminosilicat, có cấu trúc không gian ba chiều, mang các lỗ xốp kích thước cỡ phân tử. Được dùng nhiều trong cố định nấm men.
2.2.3. Kỹ thuật cố định tế bào:
2.2.3.1. Phương pháp cố định vi sinh vật trên bề mặt chất mang:
Phương pháp gắn tế bào lên bề mặt chất mang:
Vật liệu: Thủy tinh xốp, cellulose, than, các oxit kim loại, đất hiếm, cao lanh, …
Nguyên tắc thực hiện: Thông qua các liên kết cộng hóa trị( giữa nhóm amin và nhóm cacboxyl), liên kết tĩnh điện giữa những bề mặt mang điện tích, lực Vandewalls. Các phương pháp gắn này cụ thể dựa trên, những nguyên tắc sau:
+ Gắn tế bào bằng liên kết ion: dựa vào sự tích điện trái dấu giữa tế bào và chất mang.
+ Gắn tế bào bằng liên kết cộng hóa trị: có thể xảy ra 2 trường hợp:
Trường hợp 1: Chất mang có chứa các nhóm có thể tham gia trực tiếp với nhóm amin của protein vi sinh vật.
Trường hợp 2: Phải hoạt hóa chất mang bằng cách gắn lên chất mang những chất có khả năng phản ứng . Tiếp theo đó, là tạo liên kết giữa các nhóm trên chất mang với tế bào vi sinhvật.
Ưu & nhược diểm của phương pháp: Phương pháp này có thể tạo được những liên kết hóa học mạnh giữa tế bào và chất mang. Tuy nhiên, để tạo ra các mối nối đồng hóa trị này thường tốn công và mắc tiền [2][3].
Phương pháp hấp phụ:
Vật liệu: Sử dụng các chất có hoạt tính bề mặt mạnh như: cellulose, agarose, polyacrylamide, chitin, nylon, thủy tinh, …
Nguyên tắc thực hiện: Dựa vào cơ chế hấp phụ. Có thể xảy ra các trường hợp sau:
+ Thứ nhất là, chất mang có nhiều lỗ xốp, tế bào vi sinh vật bám vào các lỗ xốp và toàn bộ bề mặt chất mang.
+ Thứ hai, đối với chất mang không có lỗ xốp (thủy tinh) tế bào sẽ bám trên bề mặt chất mang.
+ Thứ ba, khi chất mang tích điện (nhựa trao dổi ion) chúng sẽ tạo liên kết ion.
Phương pháp thực hiện: tế bào vi sinh vật được phối trộn với chất mang trong môi trường lỏng, khuấy trộn trong điều kiện thích hợp, sau đó rửa bã để loại bỏ phần tế bào vi
sinh vật dư.
Ưu & nhược điểm: Ưu điểm của phương pháp là dễ thực hiện, đơn gản. Tuy nhiên, có nhược điểm là liên kết vật lý này rất yếu nên vi sinh vật dễ tuột khỏi chất mang [2][3].
2.2.3.2. Phương pháp nhốt tế bào vào hệ gel:
Vật liệu: Có thể sửa dụng các loại sau:
Ion gel: các polymer mà tế bào gắn kết với nhau tạo thành mạng lưới bằng liên kết ion.
Covalent gel: polymer gắn với nhau bằng liên kết cộng hóa trị, tạo thành mạng lưới
Non-covalent gel: polymer gắn với nhau thường bằng liên kết hydro.
Cryogel: là cấu trúc gel polymer mới được tạo bởi phương pháp lạnh đông các tiểu phần polymer có phân tử lượng cao hay thấp
Aginate là vật liệu lấy từ rong biển, có khả năng tạo gel tốt, rất tốt để bao gói enzym hay tế bào.
Nguyên tắc thực hiện:
Trong hệ gel cac polymer sẽ tạo thành mạng lưới bao bọc tế bào. Mạng lưới có lỗ nhỏ đến mức tế bào không thể ra ngoài, nhưng đủ lớn để cơ chất và sản phẩm chui vào. Đối với chất mang tạo liên kết ion, ta trộn chung huyền phù tế bào và hỗn hợp chất mang đa điện tích và dung dịch đa điện tích trái dấu.
Với chất mang polymer như covalent: trộn huyền phù tế bào vi sinh vật với các monomer rồi đem trùng hợp, hay trộn chung với polymer tạo liên kết giữa các sợi polymer.
Gel aginate: tiến hành như sau: Đầu tiên gel alginate được đun sôi để nguội đến 30oC. Sau đó, khuấy trộn alginate và huyền phù tế bào tỷ lệ 1:1, khuấy nhẹ 30vòng / phút, trong 5’ – 10’. Tạo hình, cố định hình trong dung dịch CaCl2. Tiếp theo, rửa nước vô trùng. Cuối cùng bảo quản lạnh.
Ưu & nhược điểm:
Phương pháp này có ưu điểm là: hiệu suất cao, tế bào ít bị rửa trôi. Tuy nhiên, vì nằm trong khuôn gel nên không chịu được khuấy trộn. Các tế bào trong khuôn gel phân bố không đồng đều, các tế bào nằm trên bề mặt sẽ tham gia lên men. Đồng thời sản phẩm trao đổi chất làm trương nở hạt gel, gây bể vỡ [2][3].
2.2.3.3. Phương pháp cố định không có chất mang:
Vật liệu: Sử dụng các tác nhân liên kết như: glutaraldehyde, toluen, hexamethylen, …
Nguyên tắc: Sử dụng các tác nhân liên kết để gắn tế bào thành một khối. Các tác nhân này phải có tính thẩm thấu nhanh vào tế bào vi sinh vật và liên kết với thành tế bào vi sinh vật [2][3]
Bảng 2.2. So sánh ưu nhược điểm của các phương pháp cố định tế bào.
Tên phương pháp
Ưu điểm
Nhược điểm
Hấp phụ lê bề mặt rắn
Phương pháp đơn giản, điều kiện nhẹ nhàng, đảm bảo sự sống tốt cho tế bào.
Lực liên kết yếu, tế bào dễ bị tách khỏi nếu có lực cơ học, số lượng tế bào bị hấp thụ thấp.
Tạo liên kết cộng hóa trị
Độ bền giữa các liên kết tốt, khả năng trao đổi chất cao.
Tế bào gắn vào khả năng sống thấp, hoạt lực thấp. Do đó, đòi hỏi tế bào phải có khả năng tạo liên kết vơi chất mang.
Nhốt vào hệ gel
Hiệu suất nhốt cao, độ bền cao, có khả năng ứng dụng với nhiều loại tế bào.
Hoạt tính tế bào thấp hơn tế bào tự do, vì bị chất mang cản trở. Có thể xảy ra sự cạnh tranh giữa chất mang và cơ chất. Những sản phẩm bậc hai tích tụ có khả năng làm hư hỏng chất mang.
Mỗi phương pháp đều có những ưu, nhược điểm riêng, nên tùy vào mục đích công nghệ, cách tiến hành mà chọn phương pháp cố định phù hợp.
2.3. SƠ LƯỢC VỀ NGUỒN BÃ MÍA:
2.3.1. Nguồn bã mía:
Việt Nam là một đất nước nhiệt đới, rất thuận lợi cho việc phát triển mía đường. Hiện nay mía đường, được trồng trên cả nước, nhiều nhất là vùng Đồng bằng sông Cửu Long, Đông Nam Bộ, và Duyên hải Nam Trung Bộ [12].
Hình 2.7. Sản lượng và năng suất mía [12].
Theo như thống kê, sản lượng mía mỗi năm là 1,3 triệu tấn dùng trong công nghiệp, tức là có khoảng hơn 1 triệu tấn bã mía được thải ra mỗi năm. Đây là nguồn nguyên liệu dồi dào cho sản xuất.
2.3.2. Cấu tạo hóa học bã mía:
Bã mía chứa khoảng 40% cellulose, 24% hemicellulose và 25% lignin. Trong tế bào thực vật, bao gồm bã mía, có ...