Nghiên cứu quá trình lên men Axit Xitric trên môi trường rắn sử dụng bã mía và chủng nấm mốc Aspergillus Niger

Bài viết này trình bày ảnh hưởng của các yếu tố công nghệ đến quá trình lên men axit xitric trên môi trường rắn, sử dụng bã mía và chủng nấm mốc Aspergillus niger. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết của tài liệu.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu quá trình lên men Axit Xitric trên môi trường rắn sử dụng bã mía và chủng nấm mốc Aspergillus NigerSCIENCE & TECHNOLOGY DEVELOPMENT, Vol 17, No.K1- 2014Nghiên cứu quá trình lên men Axit Xitrictrên môi trường rắn sử dụng bã mía vàchủng nấm mốc Aspergillus Niger•Trương Thị Minh HạnhTrường ðại học Bách khoa, ðại học ðà Nẵng•Nguyễn Anh Tuấnðài khí tượng Thủy văn khu vực Trung Trung bộ(Bài nhận ngày 23 tháng 4 năm 2014, hoàn chỉnh sửa chữa ngày 26 tháng 8 năm 2014)TÓM TẮT:Axit xitric là một axit hữu cơ có nhiều ứngbằng HPLC cho thấy, các yếu tố ñộ ẩmdụng trong công nghiệp (CN) thực phẩm vànhiều lãnh vực CN khác. Trong CN dượcphẩm, axit xitric dùng sản xuất các muốixitrat kim loại khác nhau ñể các khoáng chấtnày ở dạng có thể sử dụng ñược về mặt sinhhọc trong nhiều loại thuốc. Ví dụ như axitxitric dùng sản xuất xitrat sắt cung cấp sắtcho người ñể bảo vệ máu, hoặc dùng sảnmôi trường, tỉ lệ chủng giống vi sinh vậtvà thời gian ảnh hưởng lớn ñến quátrình lên men. Khảo sát sự thay ñổi ẩmcủa môi trường rắn từ bã mía cho thấy,trong thời gian lên men, mỗi ngày cầnphải bổ sung một lượng nước như nhauñể duy trì lượng ẩm ban ñầu. Nhờ ñó cóthể ñề xuất một qui trình lên men axitxuất các loại thuốc vỉ, thuốc bôi và các loạimỹ phẩm khác. Bài báo này trình bày ảnhxitric sử dụng phế liệu bã mía với cácñiều kiện như: ñộ ẩm môi trường 80%,hưởng của các yếu tố công nghệ ñến quátrình lên men axit xitric trên môi trường rắn,nhiệt ñộ 30 C, thời gian 9 ngày, tỉ lệgiống A. niger 10% (v/w). Lượng axitsử dụng bã mía và chủng nấm mốcAspergillus niger. Kết quả xác ñịnh hàmlượng axit xitric tạo thành trong dịch lên menxitric có thể thu ñược ở các ñiều kiệntrên là 12,02g/100g bã mía.OT khóa: axit hữu cơ; quá trình lên men axit xitric; bã mía, môi trường rắn; tỉ lệ giốngAspergillus niger.1. MỞ ðẦUSản xuất axit xitric bằng phương pháp lênmen ñạt hiệu quả kinh tế hơn so với tách chiết từtự nhiên. Do vậy có khoảng 90% tổng lượngaxit xitric ñược sản xuất bằng phương pháp này,chỉ có 10% là trích ly từ chanh, cam, quýt.Trong khi ñó nguồn nguyên liệu sản xuất axitxitric rất phong phú, ñặc biệt nguồn nguyên liệuTrang 94rẻ tiền từ phụ phế phẩm nông nghiệp, côngnghiệp. Nghiên cứu sử dụng nguồn nguyên liệunày sẽ giải quyết ñược vấn ñề ô nhiễm môitrường, tăng hiệu quả kinh tế, trong ñó mộtnguồn phế liệu không kém phần quan trọng làbã mía. Với một nước nằm trong vùng nhiệt ñới,khí hậu Việt Nam rất thuận lợi cho ngành míañường phát triển. Theo Hiệp hội Mía ñườngTAÏP CHÍ PHAÙT TRIEÅN KH&CN, TAÄP 17, SOÁ K1- 2014Việt Nam, ước tính niên vụ mía ñường2011/2012 cả nước sẽ sản xuất ñược khoảng 1,4triệu tấn ñường, tăng khoảng 250.000 tấn so vớiniên vụ trước [1]. Phát triển sản xuất mía ñườnglà một ñịnh hướng ñúng ñắn. Tuy nhiên, các nhàmáy mía ñường cũng thải ra một lượng khôngnhỏ bã mía. Theo tính toán của các nhà khoahọc, việc chế biến 10 triệu tấn mía ñể làmñường sẽ sinh ra một lượng phế thải khổng lồ(2,5 triệu tấn bã mía). Trước ñây 80% lượng bãmía ñược dùng ñể ñốt lò hơi trong các nhà máysản xuất ñường, sinh ra khoảng 50 ngàn tấn tro[2]. Tuy là phế thải nhưng trong tro và bã bùnlại có hợp chất hữu cơ. Các chất này sau sẽ lànguyên nhân gây ô nhiễm môi trường và ônhiễm nguồn nước rất nặng. Với thành phầnchính là xenluloza (trên 35%) và hemixenluloza(20–25)%, lignin khoảng 22% [3], bã mía lànguồn cung cấp xenluloza cao, giúp tăng ñộ xốpcho môi trường rắn thuận lợi cho quá trình lênmen axit xitric. Trong ñiều kiện hầu hết lượngaxit xitric sử dụng tại Việt Nam ñều phải nhậpngoạ i với giá thành cao, việc nghiên cứu sảnxuất axit hữu cơ còn góp phần giảm lượng ngoạinhập, chủ ñộng sản xuất, tiết kiệm ngoại tệ. Vìvậ y, ñề tài “Nghiên cứu quá trình lên men axitxitric trên môi trường rắn sử dụng bã mía vàchủng nấm mốc Aspergillus niger” có các mụctiêu và nội dung chính như sau:- Khảo sát một số thành phần hóa học của bãmía thu nhận ở nhà máy ñường Quảng Ngãi- Khảo sát sự thay ñổi ẩm của môi trườngtrong quá trình lên men axit xitric.- Nghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng ñếnhàm lượng axit xitric trong dịch lên men, từ ñóxác ñịnh một số thông số kỹ thuật công nghệcho quá trình lên men xitric.2.NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁPNGHIÊN CỨU- Bã mía nhận tại nhà máy ñường QuảngNgãi ñược sấ y ñến ñộ ẩm 5% trước khi xử lýhóa chất.- Chủng vi sinh vật ñược sử dụng là chủngnấm mốc A. niger ñược nuôi cấ y và giữ tạiphòng thí nghiệm Khoa Hóa, trường ðại HọcBách Khoa, ðH ðà Nẵng.2.2. Phương pháp nghiên cứu2.2.1. Xác ñịnh ñộ pH: Sử dụng pH kếChuẩn bị mẫu bã mía như sau: Cân 5g bã míañã sấ y khô, ngâm mẫu trong 25 ml dung dịchKCl 1N trên máy lắc trong khoảng thời gian 10 12 giờ. Lọc lấy dịch trong và dùng máy ño pHcủa dịch sau lọc [TCVN 5979 : 2007].2.2.2. Xác ñịnh ñộ ẩmXác ñịnh ñộ ẩm của bã mía và ñộ ẩm củamôi trường lên men rắn: Dùng phương pháp sấyñến khối lượng không ñổi [4].Cách tính lượng nước bổ ...