So sánh các chủng nấm men đang được sử dụng trong các nhà máy sản xuất cồn êtylic ở Việt Nam từ nguyên liệu rỉ đường - pdf 28

Download miễn phí Đồ án So sánh các chủng nấm men đang được sử dụng trong các nhà máy sản xuất cồn êtylic ở Việt Nam từ nguyên liệu rỉ đường



 Nấm men khi lên men trong môi trường có đường sẽ tạo thành cồn và giải phóng CO2. Dựa vào đặc điểm này ta xác định hoạt lực lên men theo nguyên tắc đo lượng CO2 thoát ra khi lên men.
 Trong điều kiện phòng thí nghiệm, chúng tui chọn phương pháp cân bình để xác định hoạt lực lên men .
Nguyên tắc:
 Bình lên men được đậy kín bằng nút đặc biệt có chứa H2SO4 đậm đặc pha với nước theo tỉ lệ 1:4. Trong quá trình lên men H2SO4 có ở các nút lên men sẽ hấp thụ hơi nước và các chất bay hơi khác nhưng không hấp thụ CO2 và cho khí này thoát ra ngoài. Nhờ đó mà sự giảm trọng lượng bình chỉ do CO2 thoát ra. Dựa vào lượng khí CO2 thoát ra mà ta có thể biết được lượng đường đã lên men và lượng rượu tạo thành. Nấm men nào tạo được nhiều CO2 hơn sẽ có khả năng lên men lớn hơn.
 Thí nghiệm được tiến hành trong các bình dung tích 500ml trong có chứa 200ml dịch lên men và 20ml dịch men giống. Theo dõi sự giảm trọng lượng bình trong quá trình lên men bằng cách cân bình. Mỗi lần cân cách nhau 8h.
 





Để tải tài liệu này, vui lòng Trả lời bài viết, Mods sẽ gửi Link download cho bạn ngay qua hòm tin nhắn.

Ket-noi - Kho tài liệu miễn phí lớn nhất của bạn


Ai cần tài liệu gì mà không tìm thấy ở Ket-noi, đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí

Tóm tắt nội dung tài liệu:


n protit ở dạng –SH hay –S-S-. Lưu huỳnh và sắt đều tham gia phản ứng oxy hoá khử. Sắt cùng với các hợp chất vô cơ khác như kẽm, mangan, đồng, magie... là những chất không thể thiếu đối với nhiều enzim oxy hoá (oxydaza, katalaza, peroxydaza). Magie cũng như lưu huỳnh và photpho còn có tác dụng làm hoạt hoá photphataza trong quá trình lên men. Caxni giúp và loại bỏ các chất độc thải ra khi lên men, đồng thời giúp cho tổng hợp protit, làm tăng quá trình oxy hóa và có tác dụng tạo thành một số vitamin.
Để đảm bảo cho sự sống, nấm men cần các vitamin B1 có trong thành phần của coenzim cacboxylaza. vitamin B2 có ở dạng este photphoric, axit nicotin có trong cozymaza... Biotin và axit paraaminobenzoic là những chất kích thích cho sinh trưởng của nấm men. trong tế bào nấm men chứa nhiều loại vitamin và với hàm lượng khá lớn nên hiện nay nấm men được coi là nguồn nguyên liệu quí trong sản xuất một số vitamin.
Trong điều kiện sản xuất rượu, nguồn thức ăn của nấm men như gluxit và chất khoáng thường có sẵn và đủ trong môi trường. Vitamin với số lượng rất ít thường được cung cấp từ chế phẩm amylaza đưa vào khi đường hoá. Riêng nguồn nitơ thường không đủ, phải được bổ sung từ ure hay amon sulphat. Theo nghiên cứu của Cônôvalôp, lượng nitơ hoà tan cần có trong môi trường lên men rượu phải vào khoảng 0,35-0,4g/l. Nếu thiếu nitơ nấm men sẽ phát triển chậm, thời gian lên men kéo dài, hiệu suất lên men giảm.
II.3.4 Đặc điểm sinh lí sinh hoá của tế bào nấm men
Nấm men giống như các vi sinh vật khác cần nguồn năng lượng để phát triển và sinh sản. Chúng phân huỷ các chất dinh dưỡng bằng các phản ứng oxy hoá khử để giải phóng năng lượng và tạo nên các chất chuyển hoá để tổng hợp nên các thành phần cấu trúc tế bào.
Nấm men là vi sinh vật hô hấp tuỳ tiện. Trong điều kiện đủ oxy chúng sẽ chuyển các chất có trong môi trường để cung cấp năng lượng và bộ xương cacbon cho việc xây dựng cơ thể theo phương trình sau:
C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O + 34ATP
aC6H12O6 + bO2 + cNH4OH dCxHyOzNt + eCO2 + fH2O
Trường hợp này nấm men sử dụng các hợp chất nitơ, photpho và các muối khoáng để tạo sinh khối. Các axit amin tạo ra được hoạt hoá và liên kết với ARN hoà tan rồi chuyển vào Riboxom. ở đây diễn ra sự tổng hợp các mạch peptit và protit.
Ngược lại trong điều kiện yếm khí nấm men phân giải đường thành rượu và các sản phẩm khác:
C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2 + 2ATP
Saccharomices Cerevisiae có thể lên men các loại đường như: glucoza, fructoza, saccharoza, tiếp theo là đường maltoza và cuối cùng là đường maltotrioza. Nấm men này chỉ có thể sử dụng 1/3 phân tử Rafinoza. Các loại hợp chất nitơ thích hợp nhất đối với nấm men là các axit amin, rồi đến các nitơ vô cơ như (NH4)2HPO4, ure, amonsunfat
II.3.5. Sinh sản và phát triển của nấm men
Trong môi trường dinh dưỡng đầy đủ, nấm men sinh sản và phát triển rất nhanh. Nấm men có thể sinh sản theo phương pháp nẩy chồi, phân chia, vừa nảy chồi vừa phân chia, và trong điều kiện không thuận lợi nấm men có tạo bào tử để duy trì sự sống. Có thể khẳng định nẩy chồi là phương pháp sinh sản chủ yếu của nấm men.
Bản chất của cách nảy chồi: Khi tế bào nấm men phát triển đến một giới hạn nhất định thì bắt đầu xảy ra hiện tượng nẩy chồi. Đầu tiên nhân dài ra và bắt đầu thắt lại thành mấu nhỏ. Tế bào mẹ bắt đầu phát triển một chồi con. Nhân một phần chuyển vào tế bào con và một phần ở lại tế bào mẹ. Đồng thời một phần nguyên sinh chất cũng được chuyển sang tế bào con. Chồi con lớn dần, khi gần bằng tế bào mẹ nó được tách ra và sống độc lập. Một tế bào mẹ có thể tạo một lúc một hay nhiều chồi con. Sau mỗi lần nẩy chồi trên, tế bào mẹ có một vết sẹo. Sự sắp xếp chồi con ở trên tế bào mẹ không nhất thiết phải ở một nơi cố định.
ii.3.6. Các giai đoạn sinh trưởng và phát triển của nấm men
Sự sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật tuân theo một quy luật nhất định.
Sinh khối
(g/L)
Biểu thị quy luật sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật bằng một đồ thị người ta gọi là đồ thị sinh trưởng hay đường cong sinh trưởng.
Thời gian (h)
Sự sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật trải qua 4 giai đoạn
Giai đoạn thứ nhất: Giai đoạn này gọi là pha tiềm phát, giai đoạn này tính từ lúc bắt đầu nuôi cấy đến lúc bắt đầu thấy sự sinh trưởng và phát triển nhanh. ở giai đoạn này, nấm men chỉ làm quen với môi trường nuôi cấy mà chưa tiến hành sinh sản. Kích thước của tế bào bắt đầu tăng dần do sự trao đổi chất với môi trường mạnh. Thời gian pha này ngắn hay dài phụ thuộc rất nhiều vào sinh lý của giống vi sinh vật đưa vào nuôi cấy và chất lượng của thành phần môi trường.
Giai đoạn thứ hai: Còn gọi là pha cấp số hay pha logarit. Pha này biểu hiện rõ nét bởi tốc độ sinh sản của vi sinh vật đạt cực đại. Tế bào vừa sinh sản mạnh, vừa tăng sinh khối. Tốc độ sinh sản của vi sinh vật tăng theo cấp số nhân theo phương trình sau:
N1 = N0 x 2n
Trong đó:
N0 : số tế bào lúc đầu
N1: số tế bào đạt được
n : số thế hệ
Trong giai đoạn này nồng độ các chất dinh dưỡng giảm nhanh do vi sinh vật sử dụng chúng rất mạnh. ở giai đoạn này vi sinh vật tổng hợp enzim với số lượng và chất lượng cao. Do vậy mục đích của quá trình nuôi cấy là thu nhận các chất có hoạt tính sinh học cao hay tế bào có khả năng hoạt động mạnh người ta thường kết thúc ở giai đoạn này.
Giai đoạn thứ ba: là giai đoạn cân bằng hay ổn định,tổng số tế bào sinh ra gần bằng số tế bào chết đi nên số tế bào vi sinh vật trong giai đoạn này không thay đổi. Các chất dinh dưỡng trong môi trường nuôi cấy giảm một cách rõ rệt. Các chất tạo ra trong quá trình trao đổi chất được tích luỹ trong môi trường rất lớn.
Giai đoạn thứ tư: Gọi là pha suy vong. ở giai đoạn này số lượng tế bào sinh ra và chết đi không cân bằng nhau. Số tế bào chết tăng nhanh. Sở dĩ như vậy là do: Chất dinh dưỡng trong môi trường giảm và dẫn đến hết nên vi sinh vật không đủ chất dinh dưỡng để duy trì quá trình trao đổi chất, bên cạnh đó tế bào lại già, sản phẩm trao đổi chất trong môi trường quá nhiều gây ức chế cho quá trình trao đổi chất của tế bào.
ii.3.7. Cơ chế vận chuyển chất dinh dưỡng của tế bào
Trong điều kiện nuôi cấy thuận lợi nấm men sinh sản và phát triển nhanh. Đường và các chất dinh dưỡng từ môi trường lên men, trước tiên được hấp thụ vào trên bề mặt của tế bào nấm men, sau đó khuyếch tán qua màng bề mặt bán thấm đó mà thấm vào trong tế bào. Sự khuyếch tán qua vỏ tế bào và màng nguyên sinh chất này tuân theo những quy luật chung của sự khuyếch tán. Trong khi nước được vào ra tế bào một cách tự do thì đường và các chất dinh dưỡng khác chỉ được cho đi vào mà không cho quay ra. Thông qua các hoạt động sống của tế bào nấm men mà trong nguyên sinh chất của tế bào nấm men liên tục xảy ra những phản ứng sinh hoá phức tạp để tổng hợp chất này và phân huỷ chất kia. Vì vậy, đường được đưa vào tế bào nấm men rồi bị chuyển hoá qua một chuỗi các phản ứng enzim để tạo thành sản phẩm cuối cùng là rượu etylic và CO2.
Rượu etylic và CO2 được tạo thành liền thoát ra khỏi tế bào và khuyếch tán ra môi trường xung quanh. Vì rượu hoà tan vào nước theo tỷ lệ bất kỳ nên nó có thể khuyếch tán vào môi trường một cách nhanh chóng. Khí CO2 cũng có thể hoà tan được trong dịch thể song độ hoà tan của nó trong nước không lớn lắm (ở nhiệt độ 25-30oC và áp suất 760 mmHg, một lít nước hoà tan được 0,865-0,837 lit CO2). Độ hoà tan của khí CO2 trong rượu lớn gấp 3 lần trong nước. Do vậy mà trong môi trường lên men nhanh chóng được bão hoà khí CO2. Khi môi trường lên men bão hoà CO2, liền đó CO2 hấp thụ lên bề mặt nấm men và những vật thể rắn khác của môi trường. Khi khí CO2 thoát ra khỏi dung dịch liền tạo thành các bọt và kết hợp vững chắc với các tế bào nấm men. Khi các bọt đạt đến độ lớn nào đó thì lực nâng của chúng vượt quá trọng lượng của tế bào, bọt cùng tế bào nổi lên trên bề mặt. Đến bề mặt bọt bị vỡ ra, khí bay vào khí quyển còn tế bào nấm men chìm xuống. Như vậy, tế bào nấm men vốn dĩ không di động trở thành chuyển động được trong môi trường lên men khiến cho sự trao đổi chất ở trong tế bào trở nên mạnh mẽ hơn và sự lên men cũng được tăng lên một cách tương ứng.
ii.4. Quá trình lên men rượu etylic [5]
Lên men là một quá trình trao đổi chất qua đó các hợp chất hữu cơ trước hết là đường bị biến đổi dưới tác dụng xúc tác của enzim thành các sản phẩm tích tụ trong môi trường. Trong tế bào nấm men có chứa những enzim thực hiện các quá trình sinh hoá khác nhau trong đó có các quá trình lên men rượu.
II.4.1. Cơ chế của phản ứng lên men rượu
Lên men rượu là quá trình sinh học rất phức tạp, biến đổi các chất có đường thành rượu etylic, CO2 và các sản phẩm phụ khác dưới tác dụng của nhiều enzim của vi sinh vật. Nấm men là vi sinh vật tạo lên sự lên men rượu điển hình. Nấm men có đặc điểm là trong điều kiện yếm khí, chúng có khả năng chuyển đường thành rượu và khí cacbonic một cách hợp thức và không có khả năng chuyển hoá tiếp các ethanol đã được tạo thành,như vậy là sự lên men dừng lại ở giai đoạn hình thành và tích luỹ rượu etylic. Các enzim của nấm men thuỷ phân đường phức tạp thành đường...
Music ♫

Copyright: Tài liệu đại học © DMCA.com Protection Status