Đề tài công nghệ sản xuất dextran
MỤC LỤC
I. GIỚI THIỆU CHUNG Trang
1. Giới thiệu chung về dextran............................................................2
2. Ứng dụng dextran............................................................................6
II. NGUYÊN LIỆU
1. Mía.....................................................................................................7
2. Vi sinh vật.........................................................................................9
III. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT DEXTRAN
A. Sơ đồ khối.........................................................................................10
B. Giải thích quy trình công nghệ: .....................................................12
IV. SẢN PHẨM
1. Tính chất dextran:............................................................................42
2. Chỉ tiêu chất lương sản phẩm:........................................................42
V. BÀI BÁO KHOA HỌC VÀ THÀNH TỰU CÔNG NGHÊ
1. Các nghiên cứu khoa học:................................................................44
2. Lên men dextran từ dịch chiết carob và đường lactose:...............45
3. phương pháp sản xuất dextran mới:..............................................48
VI. TÀI LIỆU THAM KHẢO:.................................................................50
-Trang 1-
Đề tài công nghệ sản xuất dextran
I. GIỚI THIỆU CHUNG:
1. Giới thiệu chung về dextran:
a. Định nghĩa dextran:
Dextran là một polymer sinh học, phần lớn được tổng hợp từ các vi khuẩn Lactic,
có các monomer là các gốc glucose liên kết với nhau nhờ liên kết 1,6-glucoside. Những vi
sinh vật khác nhau thường tạo nên những dextran khác nhau về trọng lượng phân tử, về sự
phân bố nhánh trong cấu trúc phân tử. Cấu trúc này còn phụ thuộc vào điều kiện nuôi cấy
những vi sinh vật sản sinh ra dextran. Các polysaccharide kiểu dextran không bắt màu với
iod, phân tử lượng của chúng rất lớn và không cố định, dao động trong một phạm vi rộng,
từ 1000 – 2.000.000 Da.

Enzym giải phóng fructose ra khỏi saccharose và kết hợp tạo phức với gốc glucose.
Sau đó nhóm C-6 OH của một gốc phức khác kết hợp với C-1 và giải phóng X, kết quả là
hai gốc glocose liên kết lại với nhau bởi liên kết α-1,6-glucoside. Trong quá trình polymer
hóa chuỗi dextran đang dài ra vẫn liên kết chặt chẽ với enzyme, mức độ polymer hoá tăng
cho đến khi phân tử chất nhận (trong trường hợp đơn giản nhất là một phân tử cơ chất) giải
phóng chuỗi polymer khỏi enzyme.
Năng lượng tự do của lên kết glucoside trong phân tử disaccharide nằm vào khoảng
23 kJ trong khi năng lượng tự do của liên kết glucoside bên trong dextran thấp hơn một
chút (12-17 kJ). Do vậy phản ứng diễn ra theo chiều từ trái sang phải đi kèm với một sự
giảm năng lượng tự do. Fructose có thể chuyển thành acid lactic, acid acetic, ethanol.
Đáng lưu ý là trong chuỗi phản ứng còn có sự xuất hiện của một chất cho H
+
trong
phản ứng giải phóng fructose và nhận H
+
trong phản ứng liên kết hai gốc glucoside lại với
nhau. Đó là hai nhóm imidazolium(C
3
H
4
N
2
) của histidine rất cần thiết cho quá trình tổng
hợp dextran.
-Trang 4-
Đề tài công nghệ sản xuất dextran
Các loại đường khác ngoài saccharose (như là maltose) tham gia phản ứng tạo thành
các oligosaccharide thay vì các dextran cao phân tử. Các gốc glucosyl còn sót lại trong quá
trình tổng hợp dextran được chuyển thành các gốc tự do đóng vai trò như là chất nhận có
ảnh hưởng lớn đến phản ứng. Trong tất cả các chất nhận thì maltose và isomaltose được

mayonnaise, chất làm đặc mức đông và kem. Nó được sử dụng để ngăn chặn quá trình kết
tinh đường, cải thiện khả năng hút ẩm, duy trì hương và hình dạng của thực phẩm. Ngoài
-Trang 6-
Đề tài công nghệ sản xuất dextran
ra dextran còn được dùng để chế thành thức ăn kiêng đối với một số bệnh như đái tháo
đường, làm chất đồng hóa, chất ổn định, chất tạo màng trong bảo quản và chế biến thực
phẩm.
Trong y học và thú y: dextran có phân tử lượng khoảng 80000 được dùng làm chất
thay thế huyết tương. Dextran được gắn với Fe thành phức dextran Fe làm thuốc trị bệnh
thiếu máu và một số triệu chứng có liên quan dến suy dinh dưỡng, rối loạn tiêu hoá.
Dextran còn được dùng chế tạo chỉ sinh học, băng dính sinh học dùng trong phẫu thuật.
II. NGUYÊN LIỆU
1. Mía:
Cây mía thường trồng ở khu vực nhiệt đới, chủ yếu là các nước đang phát triển.
Thời điểm thu hoạch: Thu hoạch tốt nhất khi cây mía đạt độ chín công nghiệp, có
hàm lượng đường đo được ở phần gốc và phần ngọn là gần tương đương và phải đảm bảo
các chỉ tiêu: độ Brix >20%, độ Pol >19%, Rs<0,5%, AP>87%, ECS (chữ đường)>11. Nên
thu hoạch các ruộng mía cần trồng mới lại trước các ruộng mía lưu gốc. Không thu hoạch
mía trong các ngày rét đậm, trời mưa to, đất còn ẩm ướt. Thu mía theo đặc tính giống:
giống chín sớm phải thu hoạch trước, giống chín muộn thu sau bằng cách chặt thủ công
hoặc thu bằng máy. Thu đến đâu chuyển nhanh về nhà máy trong ngày.
Bảng 1: Thành phần các chất dinh dưỡng trong mía
Thành phần Tính theo trọng
lượng mía(%)
Tính theo nước
mía hỗn hợp(%)
Tính theo phần
trăm chất khô(%)
Saccharose 11.88 12.63 70-90
Đường khử 1.35 1.44 4-8

0.07
SO
3
0.02
Cl Vết
Trong đó thành phần quan trọng là Saccharose. Saccharose là một disaccharide do
glucose và fructose liên kết với nhau theo liên kết 1,2-glucoside và có góc quay cực là
+66.5
o
H
OH
CH OH
HOHC
O
OH OH
OH
OH
H
H
H
H
H
2
CH OH
2
O
O
2
C
C

Đề tài công nghệ sản xuất dextran
Sản phẩm phụ thuộc cả vào chủng lẫn vào các điều kiện sử dụng cho sinh trưởng và
tổng hợp polymer. Ở một số chủng, dextransaccharase nằm ở dạng hòa tan trong khi ở các
chủng khác, nó liên kết một phần hay hầu như hoàn toàn với tế bào.
Sản xuất dextran công nghiệp dùng Leuconostoc mesenteroides để tạo ra một
polymer chứa khoảng 95% liên kết α-1,6 (phần còn lại là liên kết α -1,3) và một trọng
lượng phân tử là 4-5 x 10
7
dalton.
Hình 6: Vi khuẩn Leuconostoc mesenteroides
Leuconostoc mesenteroides là cầu khuẩn gram âm, kích thước 1-1.5µm không có
khả năng sản sinh catalase, ky khí hoặc vi hiếu khí, có khả năng lên men đường, không
tổng hợp acid lactic từ D- và L-arabinose, D- và L-xylose, D- và L-ribose.
 Trong quá trình nuôi cấy chúng được xếp thanh chuỗi. Trên môi trường rắn
có chứa saccharose chúng mọc lên thành các khuẩn lạc và được phủ một lớp
màng nhầy.
 Có giống tổng hợp được acid lactic từ đường lactose và có giống không tổng
được acid lactic.
 Nhiệt độ sống tối ưu là 30
o
C, pH tối ưu là 7.0.
Giống Leuconostoc mensenteroides có thể được phân lập từ các loại rau lên men
như cải bắp, súp lơ, bí ngô, cà rốt, và khoai tây. Giống sau khi được phân lập sẽ được duy
trì trong môi trường dinh dưỡng chứa saccharose ở 4
0
C.
b. Yêu cầu chọn giống:
• Khả năng sinh độc tố : không có .
-Trang 9-
Đề tài công nghệ sản xuất dextran

Ethanol
Bã
mía
Bã
mía
Chưng cất
Thu hồi ethanol
Ethan
ol
Mầm
dextran
Lọc
VSV và
than họat
tính
Đề tài công nghệ sản xuất dextran
B. Giải thích quy trình công nghệ :
1. Tách nước mía :
Mục đích: Khai thác. Tách nước mía ra khỏi mía .
Biến đổi:
+Vật lý: Giảm kích thước mía.
+Sinh học: số lượng vi sinh vật tăng.
Phương pháp thực hiện:
 Xử lý mía trước khi ép:
Mục đích: Tạo điều kiện ép dễ dàng hơn, nâng cao năng suất và hiệu suất của công
đoạn ép.
Cây mía thường không thẳng, đổ xuống băng lộn xộn, mía có vỏ cứng, có sức đề
kháng lớn, ngoài vỏ có nhiều phấn trơn trượt khó ép. Bởi vậy nên san bằng và băm nhỏ
mía để mía được dễ kéo vào máy, mật độ mía trên băng đồng đều để mía trên băng đầy tải
và máy ép mía làm việc ổn định.

Máy đánh tơi:
-Trang 13-
Đề tài công nghệ sản xuất dextran
Sau khi qua máy băm thì còn nhiều cây mía chưa được băm nhỏ, cần được xé và
đánh tơi ra để mía vào máy ép dễ dàng hơn, hiệu suất ép cao hơn. Do đó người ta đã xử
dụng thêm máy đánh tơi dể giải quyết vấn đề đó và làm cho hiệu suất tăng lên khoảng 1%.
Máy đánh tơi kiểu búa: là một dạng máy dập bằng các búa xoay lắp thành hàng
song song xung quanh trục quay bằng thép, đặt trong vỏ máy hình trụ, mặt cắt ngang hình
máng. Bên sườn trong của vỏ có gắn nhiều miếng sắt dọc thân máy và được coi là các tấm
kê của búa đập.
Búa đập với tốc độ khoảng 1200v/ph theo chiều chuyển động của mía. Khi lắp một
máy đánh tơi kiểu búa, tỉ lệ tế bào bị xé tăng lên 95%.
vào
Mía ra
1
3
2
4
Hình 9: Máy đánh tơi kiểu búa.
1. Thân vỏ máy 2. Búa dập 3. Trục dĩa quay 4. Tấm kê
Máy đánh tơi kiểu dĩa:
Kiểu này gồm hai trục ép lại bởi nhiều dĩa răng cưa hình nón lắp từng đôi một úp
vào nhau, hai trục quay tốc độ khác nhau, do đó mía được xé tơi.
Trục trên khoảng 150v/ph, trục dưới nhanh hơn khoảng 460v/ph.
-Trang 14-
Đề tài công nghệ sản xuất dextran
Mia
Hình 10: Máy đánh tơi kiểu dĩa
Máy ép dập:
Mục đích: nhằm tách nước mía ra khỏi cây mía và làm cho mía dập vụn hơn, thu

- Đối với máy ép dập hai trục: lực nén bằng 50-75% lực nén trên máy ép sau .
- Đối máy ép dập ba trục: lực nén bằng 65-75% lực nén máy ép sau .
+ Năng suất máy ép :
- Máy ép dập hai trục: 45-55% nước mía trong cây mía.
- Máy ép dập ba trục: 65-75% nước mía trong cây mía.
 Ép mía :
Mục đích: lấy kiệt lượng nước mía có trong mía tới mức tối đa cho phép .
Cấu tạo máy ép: Gồm các bộ phận chính :
- Giá máy: là bộ khung chịu lực rất lớn từ 3500-7000F, đúc bằng thép, trên lắp tất
cả chi tiết của máy .
- Các trục ép: trục đỉnh, trục trước, trục sau. Trục ép thường có lõi trục bằng thép,
một đầu gắn một bánh xe răng cao chân truyền chuyển động lồng chặt trong áo trục bằng
gang đặc biệt. Khi đúc người ta phải tạo ra mạng kết tinh lớn để mặt gang nhám kéo mía
dễ. Mặt vỏ trục được xẻ nhiều rãnh quanh trục để kéo mía tốt hơn tạo thuận lợi cho bộ ép
sau. Thường dùng phổ biến nhất là loại răng có tiết diện hình tam giác. Ở các trục trước và
trục sau để thoát nước mía nhanh ta tiện thêm những rãnh sâu 25 mm và rộng khoảng 5
mm, khoảng 4 răng tiện một rãnh đối với trục trước và 6 răng đối trục sau.
- Bộ gối đỡ trục và bộ điều chỉnh vị trí lắp trục. Hầu hết không sử dụng đỡ trục
bằng bi mà dùng các gối đỡ có đường dẫn nước làm nguội và được lót bằng vòng lót kim
loại mềm (Cu), có rãnh dẫn dầu bôi trơn thường xuyên.
- Bộ phận nén trục đỉnh: được gọi là bình tụ sức tạo ra lực nén trên trục đỉnh, tăng
khả năng lấy nước mía. Thường dùng thiết bị nén bằng khí, diện tích đặt thiết bị nhỏ, tác
dung tăng dễ dàng, điều chỉnh lực khí nén nhanh, có thể lập tức xả van khí nén khi mía vào
trục ép khó khăn để giảm lực nén, mía đi qua trục dễ dàng.
-Trang 17-
Đề tài công nghệ sản xuất dextran
Hình 14: Thiết bị nén bằng khí
- Tấm dẫn mía (lược đáy) và các lược khác. Được lắp trên giá máy nằm giữa hai
trục dưới. Mía ép từ miệng trước được chuyển sang miệng sau nhờ tấn dẫn mía. Tâm dẫn
mía phải dày, vì nó phải chịu một lực nén nhất định và có độ cong mặt lược thích hợp để

..1.0
Trong đó : p: áp suất (N/m
2
).
P: Tổng lực nén trên đỉnh trục (N).
L: chiều dài trục ép (m).
D: đường kính trục ép (m).
Quan hệ giữa lực nén và hiệu suất ép: khi tăng lực nén, hiệu suất ép tăng. Theo thực
nghiệm lực nén tăng từ 0 đến 148.10
5
N/m
2
hiệu suất ép tăng nhanh, khi tăng đến trên
148.10
5
N/m
2
hiệu suất ép tăng nhưng chậm.
Chọn và phân phối lực nén của dàn ép: chọn lực nén của dàn ép thường phải căn cứ
vào những điểm sau:
- Số lượng máy ép trong dàn ép, số máy ép nhiều có thể hạ thấp lực nén.
- Công suất kéo của motor hoặc máy hơi nước, công suất cao cho phép sử
dụng lực nén cao.
- Sự bền vững của các bộ phận trong máy ép.
- Đặc điềm của nguyên liệu: mía nhiều xơ cần dùng lực nén cao mới đạt
được hiệu suất cao .
Nếu thiết bị tốt, ở máy ép dập có thể dùng tới 148.10
5
N/m
2