Nghiên cứu quá trình lên men axit gluconic từ rỉ đường bằng Aspergillus niger: Luận văn chi tiết

B GIÁO DC VÀ ĐÀO TO

ĐI HC ĐÀ NNG

PHM TH THÙY TRANG

NGHIÊN CU QUÁ TRÌNH LÊN MEN

AXIT GLUCONIC T R ĐƯNG

BNG ASPERGILLUS NIGER

Chuyên ngành: Công ngh Thc phm và Đ ung

Mã s: 60.54.02

TÓM TT LUN VĂN THC SĨ K THUT

Đà Nng, Năm 2012

Công trình ñưc hoàn thành ti

ĐI HC ĐÀ NNG

Ngưi hưng dn khoa hc: PGS. TS. Đng Minh Nht

Phn bin 1: GS. TS. Đào Hùng Cưng

Phn bin 2: PGS. TS. Lê Th Liên Thanh

Lun văn ñưc bo v trưc Hi ñng chm Lun văn tt nghip

thc sĩ k thut hp ti Đi hc Đà Nng vào ngày 17 tháng 11 năm

2012.

Có th tìm hiu lun văn ti:

− Trung tâm Thông tin-Hc liu, Đi hc Đà Nng

− Trung tâm Hc liu, Đi hc Đà Nng

M ĐU

1. TÍNH CP THIT CA Đ TÀI

Axit gluconic là mt axit hu cơ yu, ñưc phát hin ln ñu

tiên vào năm 1870 bi Hasiwetz và Habermann. Axit gluconic và các

mui gluconat có trong t nhiên khá ph! bin do nó ñưc hình thành

t" quá trình oxy hóa glucose. Vào th k# th$ 18, axit này ít ñưc bit

ñn, tuy nhiên ngày nay axit gluconic ñang ñưc $ng d%ng rng rãi

trong nhi&u lĩnh v c như công ngh hóa hc, th c ph'm, dưc ph'm,

dt, luyn kim, thuc da, vt liu xây d ng và nhi&u ngành công

nghip khác. H(ng năm trên th gii sn xut khong 50.000-100.000

tn axit gluconic và t!ng tt c các loi mui gluconat khong

65.000-100.000 tn, trong ñó gm các loi mui như natri gluconat,

kali gluconat, canxi gluconat hay este glucono-δ-lacton cũng là

nhng ph% gia th c ph'm ñưc ch$ng nhn an toàn khi s+ d%ng 

M và Châu Âu (theo C%c Qun Lý Th c Ph'm và Dưc Ph'm Hoa

Kỳ), ñưc s+ d%ng làm cht ñi&u v, ph% gia trong sn xut bánh

nưng, sa ñu nành, sa chua, phomat, bánh mỳ.

Sn xut axit gluconic b(ng con ñưng vi sinh ñã ñưc nghiên

c$u và $ng d%ng rng rãi trong nhi&u thp k# qua, trong ñó quá trình

lên men b(ng Aspergillus niger (A. niger) ñưc nghiên c$u s+ d%ng

nhi&u nht. A. niger rt ph! bin trong t nhiên có th tìm thy trên lá

khô, thm th c vt m%c nát, ñt, cây trng. A. niger có tc ñ sinh

trưng phát trin nhanh, d- dàng phân lp  các ñi&u kin thông

thưng, trong phòng thí nghim. Do kh năng sinh t!ng hp enzym

cao nên A. niger ñưc dùng rng rãi trong công nghip th c ph'm ñ

thu nhn các ch ph'm enzyme như amylase, protease, pectinase,

glucose oxydase,… và các axit hu cơ như axit xitric, axit gluconic,

axit fumaric,....

Trên th gii, nghiên c$u sn xut axit gluconic ngày càng

ñưc quan tâm mnh m., glucose ñưc s+ d%ng là ngun cacbon cho

hu ht các loài vi sinh vt sn xut axit gluconic, tuy nhiên ñ to ra

sn ph'm thương mi v"a ñm bo cht lưng v"a ñm bo hiu qu

kinh t cao thì nguyên liu ñóng vai trò ñc bit quan trng, mt

trong nhng ngun nguyên liu ñáp $ng các yu t trên chính là r/

ñưng, vi ưu ñim ch$a 48-56% ñưng t!ng s, ñó là ngun cacbon

r0 ti&n, r/ ñưng hin nay là s l a chn hàng ñu c1a các nhà nghiên

c$u sn xut axit gluconic.

Theo báo cáo c1a Hip hi mía ñưng Vit Nam c nưc có

khong 40 nhà máy sn xut ñưng, vi t!ng công sut 105.750 tn

mía/ngày, bình quân ñt khong 2.500 tn mía/ngày/nhà máy, lưng

r/ ñưng to ra chim 3-5% trng lưng ép, vì vy t!ng khi lưng r/

ñưng c1a c nưc rt ln, khong 3-5 tn/ngày. R/ ñưng mía còn

ñưc dùng làm nguyên liu trong công nghip lên men ñ sn xut

rưu, cn, dung môi axeton, sinh khi nm men, axit xitric, axit

lactic và glyxerin,... mt phn ñưc dùng làm th$c ăn gia súc.

Hin nay,  Vit Nam chưa có cơ s nào sn xut axit

gluconic, tt c axit gluconic hin có ñ&u phi nhp t" nưc ngoài vi

giá thành cao. Vì vy, vic s+ d%ng axit này trong các ngành công

nghip  nưc ta s. gp khó khăn v& mt giá thành cũng như chúng

ta s. không ch1 ñng ñưc ngun cung cp.

Xut phát t" nhng vn ñ& trên, chúng tôi th c hin ñ& tài

"Nghiên c u quá trình lên men axit gluconic t! r" ñư%ng b&ng

Aspergillus niger", nh(m kho sát các ñi&u kin lên men thích hp

cho quá trình sinh t!ng hp axit gluconic.

Đ& tài này có th m ra thêm mt hưng trin vng cho vic

thu nhn axit gluconic t" ph% ph'm c1a quá trình sn xut, nó không

ch/ có ý nghĩa v& kinh t mà còn m ra kh năng gii quyt các vn

ñ& v& cht lưng sn ph'm, các vn ñ& v& gii pháp k thut mt cách

hiu qu

2. MC TIÊU NGHIÊN CU

- Xác ñnh các thông s công ngh tt nht như: t/ l ging,

thi gian lên men, hàm lưng nitơ b! sung trong quá trình lên men.

- Đ& xut quy trình k thut lên men axit gluconic t" r/

ñưng b(ng ch1ng nm mc A. niger.

3. Đ'I TƯ(NG VÀ PHM VI NGHIÊN CU

- S+ d%ng r/ ñưng ñưc thu nhn  công ty Đưng Kon

Tum ti Km 2, xã Vinh Quang, Thành ph Kon Tum, t/nh Kon Tum.

- Ch1ng nm mc A. niger ti phòng thí nghim khoa Hóa,

trưng Đi hc Bách Khoa, Đi hc Đà Nng.

- Nghiên c$u lên men axit gluconic t" r/ ñưng b(ng ch1ng

nm mc A. niger  qui mô phòng thí nghim (PTN).

4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CU

- Phương pháp vt lý:

Xác ñnh nng ñ cht khô b(ng Bx k

- Phương pháp hóa hc:

Xác ñnh hàm lưng ñưng kh+ b(ng phương pháp Bectran

Xác ñnh hàm lưng nitơ t!ng b(ng phương pháp kjehldal.

- Phương pháp hóa lý:

Xác ñnh pH r/ ñưng và pH c1a môi trưng nuôi cy trưc và

sau lên men

Xác ñnh axit gluconic b(ng máy s2c ký l3ng hiu năng

- Phương pháp vi sinh:

Phương pháp hot hóa ging

Phương pháp lên men chìm.

- Phương pháp toán hc:

S+ d%ng quy hoch th c nghim toàn phn 3 yu t ñ kho

sát nh hưng c1a các yu t thành phn ñn hàm lưng axit gluconic.

S+ d%ng phương pháp leo dc ñ ti ưu hóa các yu t nh

hưng.

5. Ý NGHĨA KHOA HC CA Đ TÀI

- Xác ñnh mt s thành phn hóa hc trong r/ ñưng và hàm

lưng axit gluconic b(ng các phương pháp (PP) phân tích hin ñi.

- Xác ñnh ñi&u kin lên men tt nht thu ñưc hàm lưng

axit gluconic cao nht.

- Xây d ng ñưc quy trình lên men gluconic t" r/ ñưng 

quy mô PTN.

6. Ý NGHĨA TH*C TI+N CA Đ TÀI

- Nghiên c$u này ñã giúp s+ d%ng ph ph'm c1a quá trình

sn xut ñưng to ra ngun nguyên liu chính sn xut axit

gluconic, mang li li ích kinh t cho các nhà sn xut ñưng.

- Gim lưng axit gluconic ngoi nhp, ch1 ñng sn xut.

- M rng $ng d%ng công ngh sinh hc trong công ngh

th c ph'm và mt s lĩnh v c khác.

7. CU TRÚC LUN VĂN

Ngoài phn m ñu, kt lun, tài liu tham kho và ph% l%c,

trong lun văn gm có các chương như sau :

Chương 1: T!ng quan

Chương 2: Đi tưng và phương pháp nghiên c$u

Chương 3: Kt qu và tho lun

CHƯƠNG 1

T,NG QUAN

1.1. AXIT GLUCONIC

1.1.1. Gi-i thiu v. axit gluconic

Axit gluconic là mt axit hu cơ yu, có tính sát khu'n,

không bay hơi, không ñc, không có tính ăn mòn, có ngun gc t" β-

D-glucose to thành bi mt phn $ng oxy hóa dưi xúc tác c1a

enzym glucose oxidase. Axit gluconic có mt t nhiên trong các loi

qu, mt ong, trà kombucha (nm hng trà) và rưu vang.

Trong công nghip th c ph'm axit gluconic ñưc s+ d%ng

như mt cht ñi&u v, nó có kh năng to ra hương v chua du nh5 và

ñưc s+ d%ng như mt ph% gia ñi&u ch/nh v chua (E574) dùng cho

các sn ph'm như rưu vang, nưc ép trái cây, sa chua,.…

Tên khoa hc:

(2R,3S,4R,5R)-2,3,4,5,6-pentahyñroxyhexanoic axit

1.1.2. C/u t0o c1a axit gluconic

Axit gluconic là mt hp cht hu cơ có công th$c phân t+ là

, công th$c cu to là:

Hình 1.1. C

u to phân t axit gluconic

Axit gluconic có cu trúc hoá hc bao gm mt chu6i sáu

cacbon vi năm nhóm hydroxyl và kt thúc b(ng mt nhóm ch$c

cacboxyl (-COOH). Trong dung dch nưc nng ñ 1/1000 axit

cacboxylic  pH gn trung tính, axit cacboxylic này to ra các ion

gluconat và các mui c1a axit gluconic gi chung là các gluconat.

Khi hòa tan trong nưc axit nhanh chóng chuyn sang trng thái cân

b(ng ñng vi vòng glucono-δ-lacton, làm cho dung dch tr thành

h6n hp c1a axit vi glucono-δ-lacton.

1.1.3. Tính ch/t c1a axit gluconic và mui gluconat

1.1.4. L2ch s3 phát tri4n axit gluconic

1.1.5. ng d5ng c1a axit gluconic và mui gluconat

1.1.6. S6n xu/t axit gluconic và mui gluconat

1.1.6.1. Sn xut axit gluconic t enzyme glucose oxidase

1.1.6.2. Sn xut axit gluconic t vi khun

1.1.6.3. Sn xut axit gluconic t A. niger và Penicillium luteum

Axit gluconic

Hình 1.2. Sơ ñ chuyn hóa glucose thành axit gluconic bi A. niger

+ H

O + O

→

+ H

1.2. CƠ S QUÁ TRÌNH LÊN MEN AXIT GLUCONIC

1.2.1. Gi-i thiu v. Aspergillus niger

1.2.2. Các phương pháp lên men

1.2.2.1. Phương pháp lên men b mt

1.2.2.2. Phương pháp lên men b sâu

1.2.3. S sinh trư8ng và phát tri4n c1a vi sinh v9t trong ñi.u kin

nuôi c/y tĩnh

1.2.3.1. Pha m ñu (pha tim phát)

1.2.3.2. Pha logarit (pha lũy tin)

1.2.3.3. Pha n ñnh (pha cân bng)

1.2.3.4. Pha t vong

1.2.4. Các y;u t 6nh hư8ng ñ;n quá trình lên men axit gluconic

1.2.4.1. nh hưng ca cacbon

1.2.4.2. nh hưng ca nitơ

1.2.4.3. nh hưng ca thi gian

1.2.4.4. nh hưng ca oxy

1.2.4.5. nh hưng ca nhit ñ

1.2.4.6. nh hưng ca PH

1.2.4.7. nh hưng ca t l ging

1.3. NGUYÊN LI<U R ĐƯNG

1.3.1. Gi-i thiu nguyên liu r" ñư%ng

1.3.2. M5c ñích c1a x3 lý r" ñư%ng trư-c khi lên men

1.4. TÌNH HÌNH NGHIÊN CU AXIT GLUCONIC  VI<T

NAM VÀ TRÊN TH GI=I

1.4.1. Các công trình nghiên c u trong nư-c

1.4.2. Các công trình nghiên c u nư-c ngoài

CHƯƠNG 2

Đ'I TƯ(NG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CU

2.1. Đ'I TƯ(NG NGHIÊN CU

2.1.1. R" ñư%ng

R/ ñưng ly t" công ty Đưng Kon Tum và ñưc x+ lý

trong phòng thí nghim trưc khi lên men. R/ ñưng ñưc pha loãng

vi t# l r/ ñưng:nưc là 2:1 kg/kg, tin hành x+ lý nhit  85-90

trong thi gian 45-60 phút,  ñi&u kin này hu ht các tp khu'n ñ&u

b tiêu dit. Sau khi x+ lý nhit tin hành ly tâm nguyên liu  8

C, tc

ñ 5500 vòng/phút, thi gian 30 phút, tách các cht không hòa tan và

các cht keo ra kh3i r/ ñưng. Kt thúc quá trình x+ lý r/ ñưng ñưc

bo qun  4

2.1.2. Ch1ng vi sinh v9t

Ch1ng nm mc A. niger ñưc nuôi cy và gi ging ti

PTN khoa Hóa, trưng Đi hc Bách Khoa, Đi hc Đà Nng.

2.2. HÓA CHT VÀ THIT B

2.2.1. Hóa ch/t

2.2.2. Thi;t b2

2.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CU

2.3.1. Phương pháp v9t lý

2.3.2. Phương pháp hóa lý

2.3.3. Phương pháp hóa h>c

2.3.4. Phương pháp vi sinh

2.3.5 Phương pháp toán h>c

Luận văn:Nghiên cứu quá trình lên men axit gluconic từ rỉ đường bằng Aspergillus niger

Chủ đề:

Tài liệu liên quan

Tài liêu mới

AI tóm tắt

Giới thiệu tài liệu

Đối tượng sử dụng

Từ khoá chính

Nội dung tóm tắt

Hỗ trợ

Phương thức thanh toán

Theo dõi chúng tôi