Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học lần thứ 8 Đại học Đà Nẵng năm 2012
NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG HỆ ENZYME PECTINASE, CELLULASE CỦA VI
KHUẨN B.SUBTILIS, P.LANTARUM VÀ NẤM MỐC A.NIGER,
PH.CHRYSOSPORIUM ĐỂ XỬ LÝ LỚP NHỚT CỦA VỎ CÀ PHÊ
INVESTIGATION ON THE APPLICATION OF PECTINASE, CELLULASE
ENZYMES OF BACTERIA B.SUBTILIS, P.LANTARUM AND FUNGI A.NIGER,
PH.CHRYSOSPORIUM FOR MUCILAGE COAT FROM THE COFFEE BEANS

SVTH: Dương Văn Tuân, Lê Thị Hoàng Linh
Lớp 10SHLT và 07SH, Khoa Hóa, Trường Đại Học Bách Khoa, Đại học Đà Nẵng
GVHD: PGS.TS. Trần Thị Xô
Khoa Hóa, Trường Đại Học Bách Khoa, Đại học Đà Nẵng

TÓM TẮT
Nghiên cứu này nhằm mục đích làm sạch lớp nhớt bám trên hạt cà phê sau khi tách vỏ.
Trong nghiên cứu này chúng tôi sử dụng 4 chủng vi sinh vật, bao gồm hai chủng nấm mốc:
A.niger, Ph.chrysosporium,và hai chủng vi khuẩn: B. subtilis, L. plantarum, trong đó A. niger, Ph.
chrysosporium có khả năng tổng hợp enzyme cellulase và pectinase, B. subtilis chỉ có khả năng
tổng hợp cellulase và L. plantarum có khả năng tổng hợp acid lactic.
Thử nghiệm khả năng xử lý nhớt của hạt cà phê sau 20 giờ lên men khi sử dụng đơn chủng
và phối hợp các chủng với nhau chúng tôi nhận thấy: khi xử lý đơn chủng với A.niger cho hiệu quả
cao nhất đạt 93%, xử lý phối hợp 2 chủng với Ph. chrysosporium và A. niger cho hiệu quả cao
nhất đạt 96%, xử lý phối hợp 3 chủng với B. subtilis, Ph. chrysosporium và A. niger cho hiệu quả
cao nhất đạt 98%, xử lý phối hợp 4 chủng với B. subtilis, Ph. chrysosporium, A. niger và L.
plantarum cho hiệu quả cao nhất đạt 97%.
ABSTRACT
This study aims at mucilage coat from the coffee beans after shelling. In this study we used
four strains of microorganisms, including two strains of fungi: A. niger, Ph. chrysosporium, and two
strains of bacteria: B. subtilis, L. plantarum. A. niger, Ph. chrysosporium are capable of cellulase
and pectinase synthesis, B. subtilis is only capable of cellulase synthesis and L. plantarum has the
ability to synthesize lactic acid. The ability to treat the beans after 20 hours of fermentation of single

chrysosporium và Aspergillus niger được phòng thí nghiệm Bộ môn Công nghệ Sinh học,
trường ĐH Bách Khoa Đà Nẵng cung cấp.
- Nguyên liệu cà phê Robusta được thu hái ở các tỉnh Tây Nguyên.
- Pectin tinh khiết được mua của Merck
- Môi trường nuôi các chủng vi sinh vật:
Vi khuẩn B. subtilis được nuôi trên môi trường: bột gạo 2g/l, bột đậu tương 2g/l,
NH
4
Cl 0,4g/l, K
2
HPO
4
1g/l, KH
2
PO
4
0,6g/l, pH = 7, lượng cơ chất cảm ứng bổ sung: CMC
2g/l, vỏ cà phê 4g/l.
Vi khuẩn L. plantarum được nuôi trên môi trường: nước cà chua 10%, nước dừa
10%, cao nấm men 10g/l, vỏ cà phê 5g/l.
Nấm A. niger nuôi trên môi trường: 75% cám, 12% trấu, 1% (NH
4
)
2
SO
4
, lượng cơ
chất cảm ứng bổ sung: 12% vỏ cà phê.
Nấm Ph. chrysosporium nuôi trên môi trường: 50% cám, 20% bột mì, 5% đường,
12% trấu, 1% (NH

Chủng VSV
Enzyme
Bacillus
subtilis
Lactobacillus
Phlantarum
Aspergillus
niger
Phanerochaete
chrysosporium
Đo đường kính vòng
thủy phân enzyme
pectinase
Không xuất
hiện vòng thủy
phân
Không xuất
hiện vòng thủy
phân

D - d =
27 - 9 = 18 mm
phân bằng enzyme. Phương pháp này có độ chính xác cao hơn so với phương pháp đo
đường kính vòng thủy phân. Một đơn vị hoạt độ được tính bằng lượng enzyme có khả năng
phân giải cơ chất để tạo ra 1g đường khử trong thời gian 1 phút. Trong thí nghiệm này
chúng tôi khảo sát hoạt độ enzyme theo thời gian nuôi cấy. Kết quả được thể hiện các đồ
thị hình 3.1, 3.3, 3.4. Riêng chủng L. plantarum thì không tổng hợp các enzyme mà chỉ
acid hóa môi trường. Mức độ acid hóa môi trường được đánh giá bằng máy đo pH, kết quả
được thể hiện ở đồ thị hình 3.2. 0
50
100
150
200
250
0 24 48 72 96 120 144 168 192
thời gian (giờ)
Hoạt độ enzyme

0
1
2
3
4
5
6
7
0 6 12 18 24 30 36 42 48 54
Thời gian nuôi (giờ)
pH
Mẫu thử
Mẫu trắng
Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học lần thứ 8 Đại học Đà Nẵng năm 2012
Kết quả cho thấy rằng chủng A. niger tổng hợp enzyme pectinase cao nhất sau 48 giờ
nuôi (437 đv), chủng Ph. chrysosporium tổng hợp enzyme pectinase cao nhất sau 96 giờ
nuôi (238 đv), còn chủng B. subtilis tổng hợp enzyme cellulase cao nhất sau 68 giờ nuôi
(250 đv).
Khả năng acid hóa môi trường của L. plantarum cao nhất sau 48 giờ nuôi pH môi
trường nuôi giảm từ 6,5 đến 3,6.
Từ kết quả nghiên cứu này chúng tôi chọn thời gian nuôi để thu enzyme cho A. niger

88.4
A. niger (%)
76
79
82
89
93
L. plantarum (%)
36
45
52
57
62

Kết quả cho thấy thời gian xử lý càng dài thì khả năng loại nhớt càng cao. Hiệu quả
xử lý đạt cao nhất với A. niger (93%) sau 20 giờ, tiếp đến là B. subtilis (91%) sau 20 giờ.
Riêng chủng L. Plantarum, mặc dù không có khả năng tổng hợp enzyme nhưng cũng có
khả năng làm sạch nhớt đến 62%, điều đó cho thấy môi trường acid cũng làm sạch lớp
nhớt của hạt cà phê, hơn nữa theo nhiều tài liệu nghiên cứu cho thấy rằng acid lactic có vai
trò tích cực trong quá trình nâng cao hương vị của sản phẩm cà phê.
3.2.2. Khảo sát khả năng xử lý nhớt của cà phê bằng cách kết hợp các chủng
Hình 3.3: Đồ thị biểu thị hoạt lực enzyme
pectinase và cellulose của Ph.chrysosporium

Hình 3.4: Đồ thị biểu thị hoạt lực enzyme
pectinase và cellulose của A. niger

Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học lần thứ 8 Đại học Đà Nẵng năm 2012
Cách tiến hành thí nghiệm tương tự như khi khảo sát cho từng đơn chủng, nhưng có
sự phối hợp lần lượt từng 2 chủng, 3 chủng và 4 chủng với nhau. Kết quả được trình bày ở

B. subtilis và Ph. Chrysosporium (%)
78
82
86
92
94
Kết hợp 3
chủng
B. subtilis, A. niger và
Ph. Chrysosporium (%)
80
84
87
94
98
Kết hợp 4
chủng
B. subtilis,A. niger,Ph. chrysosporium
và L. Platanrum (%)
79
83
88
95
98
Khi kết hợp xử lý 2 chủng một, mẫu A. niger và Ph. chrysosporium cho hiệu quả xử
lý cao nhất (97%), tiếp theo là cặp chủng A. niger và B. subtilis (95%) sau 20 giờ xử lý.
Khi xử lý kết hợp 3 chủng có hiệu quả xử lý cao nhất (98%), khi xử lý bằng cách kết hợp 4
chủng thì hiệu quả xử lý tương đương với xử lý kết hợp 3 chủng (98%), nhưng L.
plantarum lại có tác dụng tốt tới hương vị cà phê sau này.
3.3. Sản xuất chế phẩm
KẾT LUẬN

Qua quá trình nghiên cứu chúng tôi đã thu được những kết quả sau đây:
Hình 3.5: Cà phê sau khi lên
men
Hình 3.6: Cà phê sau
khi sấy khô
Hình 3.7. Chế phẩm vi sinh
vật dạng khô
Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học lần thứ 8 Đại học Đà Nẵng năm 2012
- Khảo sát khả năng sinh tổng hợp enzyme pectinase, cellulase của 3 chủng A. niger,
Ph. Chrysosporium, B. Subtilis cho thấy A. niger sinh enzyme pectinase cao nhất, cả 3
chủng đều có khả năng tổng hợp enzyme cellulase. L. Plantarum có khả năng giảm pH môi
trường đến pH 3,6.
- Chọn được thời gian và điều kiện nuôi cấy thích hợp để vi sinh vật sinh tổng hợp
enzyme cao. Thời gian nuôi các chủng vi sinh vật trên để thu hệ enzyme pectinase,
cellulase đạt cao nhất: A. niger 4 giờ, Ph. Chrysosporium 96giờ, B. Subtilis 72giờ và thời
gian để thu acid của vi khuẩn L. Plantarum sau 48 giờ nuôi.
- Khảo sát xử lý cà phê bằng cách sử dụng đơn chủng và phối hợp các chủng. Hiệu
quả xử lý đạt cao nhất là 98% hạt sạch nhớt.
- Thử nghiệm thành công khi dùng 4 chủng vi sinh vật vào sản xuất chế phẩm để làm
sạch lớp nhớt vỏ cà phê.

TÀI LIỆU THAM KHẢO