nghiên cứu xác lập các điều kiện thích hợp để cố định nấm men saccharomyces cerevisiae trong gel alginate và trên cellulose vi khuẩn nhằm ứng dụng lên rượu vang nho

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TÔN NỮ MINH NGUYỆT NGHIÊN CỨU XÁC LẬP CÁC ĐIỀU KIỆN THÍCH HỢP ĐỂ CỐ ĐỊNH NẤM MEN SACCHAROMYCES CEREVISIAE TRONG GEL ALGINATE VÀ TRÊN CELLULOSE VI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

TÔN NỮ MINH NGUYỆT

NGHIÊN CỨU XÁC LẬP CÁC ĐIỀU KIỆN THÍCH HỢP ĐỂ CỐ

ĐỊNH NẤM MEN SACCHAROMYCES CEREVISIAE TRONG GEL

ALGINATE VÀ TRÊN CELLULOSE VI KHUẨN NHẰM ỨNG

DỤNG LÊN MEN RƯỢU VANG NHO

Chuyên ngành: Chế biến thực phẩm và đồ uống

Mã số chuyên ngành: 62540201

TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT

TP HỒ CHÍ MINH, NĂM 2014

Công trình được hoàn thành tại: Trường Đại học Bách Khoa

Người hướng dẫn khoa học : PGS TS L V n V M n

A

t t u

R lên men ,

Saccharomyces cerevisiae

men Saccharomyces cerevisiae

ứ õ

trong ắ ê

C ứ

ó ẳ

C ó â

t u u

ứu là ,

ó ó

;

;

m men c â ng v t ch

u vang nho cho m men t do

u

 X thông s

ch th c nghi bào  S

alginate, n m men c nh trên cellulose vi khu n và n m men t

 ứ

rong gel alginate

 Thi â ng v t ch

trong s n xu

n m men c

u

có 122 trang, 46 41 hình và 227

: ; C : T ; C 2:

ứ ; C 3: K b ; C 4: K

; C ; T

e v

chia thành hai nhóm là Saccharomyces và Saccharomyces cerevisiae, ọ “ ”,

ethanol là

Kloeckera, Candida, Pichia, Zygosaccharomyces,…

ó 6

ị e v tro e te

Các ó và Ca

alginate

Có :

trong P

P

ứ ú

ị e vang tr e u ose v k uẩ T ĩ , cellulose vi k có

T

- V cellulose vi ó ỡ

ú trong gia

P - mang lên

Ả ưở y u t ô ệ ộ ọ qu trì e v

K Saccharomyces cerevisiae

: …

SO2, tannin …

Ứ d e ị tro qu trì e v t u u k S ắ

Ứ uy ệu - N m men Saccharomyces cerevisiae TSV09: do phòng Vi Sinh, ọ Bách Khoa

- Alginate: do C Sinh học, ọ Nha Trang

- Cellulose vi khu n:

Acetobacter xylinum BC12 do C S ọ ọ

Khoa

- Nho Shiraz T n 2.2 o ị t ệ 2.2.1 trong gel alginate  Q : 2–6

gi ng (50–500.106 C C 2 (1–4%);

nho Red Cardinal 5 ; C

hi u su t c nh t bào ứ ỡ  Q hai

2.2.2

:

 Q : m ng (100–500.106 (1cm x 1cm x 0,7cm–4cm x 4cm x 0,7cm), pH huy n phù gi ng (3–7), t lắ o (100–400vòng/phút), th

(1–6h); C hi u su t c nh

mang  Q

– :

N cellulose vi k

-3 ; G m

mang h trên cellulose v theo hai – lên Red Cardinal

- ; C ó

2.2.3

vang Lên Shiraz

trong gel alginate,

; T

nho (200–280g/L) g =4 112 ppmSO2); T

2.2.4

men

 K â

C C 2 2% : 2

; C

 S

: ; T

vang

Lên men d Shiraz

CO2 â

ắ ú lên men 2.3 ươ â t

 P â : T s ( men)

 P â ó : Q ng kh ,

ó ọ SO2, acid, Ca2+), ắ Dynamic flash combustion (C,H,O,N)

1 2

ị u k ệ t ị e v trên cellulose v k uẩ

ọ m

: 2 6

tb/mL, k : cm x 1cm x 0,7cm, k : 4 2 , : pH 4, t ắ : 2 ú , t : 5

–

Sau 2 ngày 4 108 tb mang T

T 24

48 32 4.106 ứ

gel alginate

3 ó

24

75 43 32/ ó ó

-

T

ó ứ

ó ú ắ

lag

T ó

ó “ ”

ó

ó

S

ú T

ứ

Hình 3.10 S

men vang khi

trong

Hình 3.11 S

lên men vang khi

P< 5 ó ó

â

K

3 C Saccharomyces cerevisiae TSV09 ó

ó 28

3 3

200–280 g/L, c

max (48h)

4

nhau; ứ

men 3.3

ì ử

ó

3 2

ó

Hình 3.12 S

khi

Th ọ

9 K 2

28

T ứ 28

3 7

2 ;

35

n 49,4%

õ ì ử ( )

K

ứ ó

3 3 3 4

ó

ó

R gel

2 – 28

ú ứ 3 3 S

khi

Hình 3.14 S

khi hàm

72 ó 3.13) Nguyên nhân

â , ó lên men T ó

ọ

K ó

do 3 4

ứ

K

3.3.3

ì ợ

men, ó 3 5

â

Hình 3.15 S

khi

3 5

K 200g/L lên 240g/L

cao ứ 25

2 T

28 – 12%

ứ

ó m

ó â

khu ó

ó

Quá ì ó ữ

3 6

48 – 72 ó

K

ó 3 93 – 4

Hình 3.16 S

khi

Hình 3.17 S

khi

4 5 – 4,13)

ú â ó

ứ â

ó

ó 3 7

K

ó

ó ó

ó ó

ì ì ợp ch

C

ọ â … C

ú

ú

ester, ít

â

K 2 –28

ó Tuy nhiên, ó

â â

ứ

o s t v so s k t sử d e ị tro e te v tr e u ose v k uẩ e v t eo ươ

t u chu kì

CaCl2

K

ắ â ó â

2 7 87

ó â 3 93 â

ẳ ó 4 Khi so s â ó â

ó â ắ â

K â

2 K ó â

ó 9 4 8 8 3 18) C S 3 9

7

; ó â

â K

Hình 3.18 T

ó â ó méo

ó â

5 â 3 22 K

T

vang ó â â C C 2

3,5 – 4,1 Tuy

ng h â ng h p có ngâm h t 3 23 G ọ â C C 2

3

M n m men c i n t chu k n chu k 10 3 24)

3

ó

ắ

t ng c a n

5 ó 7 T

t ng c a n m me

7 ó T

Hình 3.22 T

Hình 3.23 S

gel alginate

7 ( ) 3 26)

T

34 – 6 ẳ

9 – 9 3 25) S

ọ

3 27) ó

T

K ó

Hình 3.24 S

ứ 3 5 7

Hình 3.26 T

bình các chu ứ 3 5 7

Hình 3.25 T

ó

3.30) Khi so sánh v i quá trình lên men b ng n m men t do, t t c các chu k lên men b ng n m men c u có th i gian lên men ngắ

th i gian lên men

101,6 7 8 ứ ắ 27 23

4 3 31) K

gi m các chi phí

Hình 3.27 S

; 7 ;

7 - ; -cellulose )

T s d n t chu k n chu k 7 t giá tr cao nh 3 3 3 4

m men t 7

hai T

5 3 33) K t qu này chứng t vi c tái s d ng không làm nh n sinh t ng h p ethanol c a n m men T sinh t ng h

tái s d i chu k S

ứ 7 3 35)

ó

: , si

ethano

Hình 3.30 S

quá trình lên men vang

ứ 3 5 7

Hình 3.31 T

Khi so sánh v

m men c ó

ó u b ng th p Q ú

T

3.5 t ươ trì â bằ v t t o qu trì e v

sử d e v ị v t do P â ó :

[*] - ó ọ - : glucose, fructose - ó :

- : NH3

- : acid tartaric, malic, citric và acetic - : ethylacetate, acetaldehyde, propanol, n-butanol, ios-butanol, iso-amyl alcohol, methanol T [*], ọ

H2O â

Hình 3.33 S

trong quá trình lên men vang

ứ 3 5 7

Hình 3.35 T

( ườ e ) + b( d ồ ) + ( tơ vô ơ) 

d( m men) + e(ethanol) + fCO 2 + g(glycerol) + h( d u ơ) + i( t ươ )

men

ú T ó

3 36

T C ứ â

trong alginate

T ó ú

â và â â

2

trên 3

3 38 3 58

8

a 5 4

T

S 1,92 2,27 2,45 Ethanol 45,86 46,99 46,28 Glycerol 6,72 5,67 6,35 4,85 5,24 4,68 R â 0,059 0,085 0,055 Aldehyde 0,036 0,055 0,032 Ethylacetate 0,032 0,027 0,036 C 6 H 12 O 6 + 0,023CH 1,985 O 0,616 N 0,255 + 0,0148NH 3 + 0,094H 2 O  0,156CH 1,952 O 0,664 N 0,122 + 1,839C 2 H 6 O + 1,716CO 2 + 0,111C 3 H 8 O 3 + 0,009CH 0,209 O 0,342 + 0,002C 2 H 4 O + 0,001C 4 H 8 O 2 + 0,246CH 0,126 O 1,637 (1)

C 6 H 12 O 6 + 0,014CH 1,985 O 0,616 N 0,255 + 0,012NH 3 + 0,013H 2 O  0,132CH 1,952 O 0,664 N 0,122 + 1,795C 2 H 6 O + 1,866CO 2 + 0,132C 3 H 8 O 3 + 0,006CH 0,208 O 0,333 + 0,001C 2 H 4 O + 0,001C 4 H 8 O 2 + 0,228CH 0,126 O 0,642 (2)

C 6 H 12 O 6 + 0,026CH 1,985 O 0,616 N 0,255 + 0,012NH 3 + 0,055H 2 O  0,168CH 1,952 O 0,664 N 0,122 + 1,811C 2 H 6 O + 1,877CO 2 + 0,124C 3 H 8 O 3 + 0,006CH 0,21 O 0,345 + 0,001C 2 H 4 O + 0,001C 4 H 8 O 2 + 0,219CH 1,513 O 1,223 (3)

3 38

H

46 99 46 28 45 86 â trong các quá ;

1,5% và 2,4%

H

C

2 8 5

T ó ó

â

do; n ó

4.1 t u  m t bào trong huy n phù gi ng 108.106tb/m 4 3 C C 2 2 â

CaCl2 2 i u su t c nh là 95,0%

7 2 7

tb/g 

- m t bào trong huy n phù gi ng: 185.106tb/mL; th i gian c nh: 4h 45phút; pH d ch huy n phù n m men: 4; k c ch t mang: 1cmx1cmx0,7cm; :

40g/200mL huy n phù ; lắ o: 200 vòng/phú ;

: 2

62 6 P -

2 37

-

1,4.109tb/g 

: Khi

2 -28

; ó

ó

ó ó

ó

trong gel alginate  ng v t ch

m men c m men c nh trong gel alginate và n m men t do: Hi u su t t ng h p sinh kh i tính ng lên men c a n m men c nh trên cel

8,0% so v i n m men t ó u su t t ng h p sinh kh

n m men c 5 4 i n m men t do; Hi u su t sinh t ng h p ethanol ng lên men c a n m men c nh tr 2 4 so v i n m men t do, trong khi hi u su t sinh t ng h

5 so v i n m men t do  â

C C 2 m t l thoát bào 30 – 64 sinh t ng h p ethanol 9 – 27% so v i gi i pháp không ngâm h t; N m men c

gel algina ó T

T

ị  S ó ọ ọ

lên men vang

 T

ứ

 Th nghi d ng n m men c

quy mô pilot  ứ c s d ng n m men c

 â ó

 Nghiên cứ o qu n n m men c