SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HÀ NỘI
TRƯỜNG THPT LÊ LỢI HÀ ĐÔNG
************** ĐỀ TÀI DỰ THI KHOA HỌC, KỸ THUẬT
DÀNH CHO HỌC SINH TRUNG HỌC CẤP THÀNH PHỐ
LẦN THỨ TƯ (NĂM HỌC 2014 - 2015).

Tên đề tài:
NGHIÊN CỨU TẠO NƯỚC RỬA CHÉN BÁT TỪ VIỆC TẬN DỤNG
PHẾ THẢI CỦA QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT ĐẬU

Lĩnh vực: Sinh học NGƯỜI HƯỚNG DẪN
- Th.S Dương Thị Thu Hà
- Đơn vị công tác THPT Lê Lợi

TÁC GIẢ:
1. Hoàng Thanh Thuận Lớp: 10A7.Trường: THPT Lê Lợi
2. Nguyễn Ngọc Anh Lớp: 10A7.Trường: THPT Lê Lợi Hà Nội, tháng 12 năm 2014
2


trong nước phế thải 12
3

3.6.3. Lựa chon phương pháp tạo nước rửa chén bát từ phế phẩm 14
3.6.3.1. Tạo nước rửa chén bát bằng phương pháp cô ở nhiệt độ 100
0
C 14
3.6.3.2. Tạo nước rửa chén bát bằng phương pháp cô chân không và lên men
tự nhiên 16
3.6.3.3. Tạo nước rửa chén bát bằng phương pháp lên men lactic. 17
3.6.4. Bổ sung các chất hoạt động bề mặt. 19
6.6.5. Phân tích kết quả thực nghiệm. 20
6.5.6. Đề xuất quy trình tạo nước rửa chén bát từ phế thải của quá trình làm
đậu phụ………………………………………………………………………22

KẾT LUẬN 23

HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO 24
TÀI LIỆU THAM KHẢO
thành phần gây ô nhiễm môi trường trong nước thải đậu phụ. Đồng thời, tận
dụng nguồn phế thải này, tạo ra một loại nước rửa chén bát có nguồn gốc sinh
học, an toàn, hiệu quả, thuận tiện cho người sử dụng và không gây ô nhiễm môi
trường.
5

Chương II: TỔNG QUAN
1.1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
Từ những thông tin đã tìm hiểu được về đậu phụ và quá trình làm đậu
phụ. Chúng em tiến hành làm đậu phụ từ đậu nành, để xác định khối lượng chất
thải (nước chua). Tiến hành định lượng thành phần có trong nước chua chủ yếu
là protein, gluxit, axit tổng, axit lactic và axit axetic từ đó xác định chất có tác
dụng làm sạch chén bát, và chất gây ô nhiễm môi trường, làm cho dịch nước
chua mau bị hư hỏng
Thực nghiệm tại Trung tâm Công nghệ sinh học và tế bào, chúng em xác


CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM
3.1. CƠ CỞ LÍ LUẬN
3. 1.1. Giới thiệu về cây đậu nành
Phân loại khoa học: Giới (regnum) Plantae, Ngành (Phylum)
Magnoliophyta Lớp (Class) Magnoliopsida, Bộ (ordo) Fabales, Họ (familia)
Fabaceae, Chi (genus)Glycine, Loài (species) G. max.
Đậu nành (Glycine max ) là một trong số cây trồng có lịch sử lâu đời nhất
của loài người. Đây loại cây trồng ngắn ngày, có nhiều tác dụng như: cung cấp
thực phẩm cho người, nguyên liệu cho công nghiệp, thức ăn cho gia súc, nông
sản xuất khẩu và cây xen canh gối vụ cải tạo đất.
3.1.2 Giá trị dinh dưỡng của đậu nành [4]
Hạt đậu nành có ba bộ phận: vỏ hạt chiếm 8% trọng lượng hạt, phôi chiếm
2%, tử diệp chiếm 90%.
Thành phần hóa học của đậu nành thay đổi tùy loại, thời tiết, đất đai, điều
kiện trồng trọt. Có loại chứa hàm lượng protein lớn hơn 50%, lipid lớn hơn 22%.
* Protein và thành phần acid amin :
Hàm lượng protein dao động trong hạt từ 29,6–50,5%, trung bình là 36–40%.
* Lipid : Chất béo trong đậu nành dao động từ 13,5–24%, trung bình 18%.
Chất béo đặc trưng chứa khoảng 6,4–15,1% acid béo no và 80–93,6% acid béo
không no
* Carbohydrates :
Glucid trong đậu nành khoảng 22–35,5%, trong đó 1–3% tinh bột.
* Chất tro :
Chất tro trong đậu nành từ 4,5 – 6,8%. Ngoài ra còn có các nguyên tố khoáng
khác: Al, Fe, I, Mn, Cu, Mo…
* Vitamin :
Đậu nành chứa nhiều vitamin khác nhau, trừ vitamin C và vitamin D.
* Một số enzyme trong đậu nành:
Urease: chống lại sự hấp thụ các chất đạm qua hàng ruột do đó không nên ăn

Glucôzơ + vi khuẩn lactic dị hình  Axit lactic + CO
2
+ Eetanol + axit axetic
3.1.5. Chất hoạt động bề mặt
Các chất hoạt động bề mặt là chất không thể thiếu được, chúng có tác
dụng làm giảm sức căng bề mặt của nước, giúp nước thấm sâu vào sợi để hòa
tan vết bẩn. Đối với vết bẩn không tan chúng sẽ bị các chất hoạt động bề mặt lấy
ra ngoài dưới dạng huyền phù. Sau đó, chất hoạt động bề mặt tạo bọt để đẩy bụi
bẩn nổi lên trên, không cho chúng bám trở lại. Nhìn chung, chúng ta có thể
tưởng tượng là nếu không có chất hoạt động bề mặt trong các chất tẩy rửa thì
quá trình tẩy bẩn sẽ không xảy ra được.
Chất tạo bọt: làm cho chất bẩn không tan tập trung lên bề mặt bọt và bị đẩy
ra. Một trong những hóa chất có khả năng tạo bọt bền, mịn và đều đó là
Sodium lauryl laurilsulfate (SLS) và linearalkylbenzenesulfonic acid LAS. Công
thức ( SLS ) là một hợp chất hữu cơ với các công thức CH
3
(CH
2
)
11
OSO
3
Na
( SLS ) có nguồn gốc từ dầu cọ và dầu dừa.
Chất tạo độ nhớt: Glycerol hay glyxerol, glycerin, glyxerin là một rượu
đa chức, C
3
H
5
(OH)

Chọn loại đậu nành có chất lượng tốt. Hạt đậu tròn mẩy, chất lượng đồng
đều, màu vàng sáng, loại bỏ hạt kém chất lượng như sâu mọt, hư hỏng, hạt lép,
hạt nứt vỡ.
3.3.2. Nước chua từ quá trình làm đậu phụ
Thu gom nước chua từ quá trình làm đậu phụ tại các cơ sở xản xuất đậu
phụ trên địa bàn Quận Hà Đông – Hà Nội.
3.4. HÓA CHẤT, THIẾT BỊ
3.4.1. Hóa chất nghiên cứu
Folin, Na
2
CO
3
2%, NaOH, CuSO
4
.5H
2
O 0,5%, Natri citrat 1%, Axit
axetic chuẩn, Axit lactic chuẩn, Nước cất, Sodium laureth sulfate,
linearalkylbenzenesulfonic acid LAS, Glyxerol, DNS, Axit dinitrosalisylic,
Dung dịch glucose mẫu.
3.4.2. Thiết bị nghiên cứu
Máy móc:
- Máy sắc kì lỏng hiệu năng cao Shimadzu (Nhật Bản).
- Máy đo pH PHS – 25 (Nhật Bản).
- Máy xay sinh tố Philip (Nhật Bản).
- Máy đo quang phổ LD-6-72 (Đức).
9

- Máy siêu tốc PCN20 –Romani
- Máy cô chân không do Trung tâm công nghệ sinh học và tế bào tự chế.

màu quang điện ở 750nm.
- Nồng độ protein mẫu nghiên cứu tính theo đường chuẩn của protein tinh
khiết. Lấy 0,2 g BSA pha với 500 ml nước cất ta có dung dịch gốc nồng độ
0.4 mg/ml.
- Dựng đường chuẩn:
Ống
1
2
3
4
5
6
7
8
DD gốc
2,5
5
7,5
10
12,5
15
17,5
20
Nước cất
47.5
45
42.5
40
38.5
35

0.07
0.324
0.366
0.461
0.567
0.613
0.722
0.778
Bảng 1: Dựng đường chuẩn
- Đo OD ta dựng được đường chuẩn
10

-
Hình 1: Đường chuẩn OD
3.5.2. Xác định hàm lượng gluxit bằng phương pháp Miller
Nguyên tắc: Phương pháp dựa trên phản ứng tạo màu giữa đường khử với
thuốc thử 3,5-dinitrosalisylic (DNS). Cường độ màu của hỗn hợp phản ứng tỷ lệ
thuận với nồng độ đường khử. Dựa theo đồ thị chuẩn của glucose tinh khiết với
thuốc thử axit dinitrosalisylic ta sẽ tính được hàm lượng đường khử của mẫu
nghiên cứu.
Hóa chất:
- Thuốc thử DNS: cân 1g DNS pha trong 20ml dung dịch NaOH, them nào
50 ml nước cất và 30g muối sodium postassium tartrate. Đun nhẹ cho tan rồi
định mức tới 100ml.
- Dung dịch glucose mẫu: cân 0.5 g D-glucose pha trong nước cất thành 1 lít.
Cách tiến hành:
- Dựng đường chuẩn glucôzơ.
Nồng độ glucose (mg/ml)
0
0.1

STT
Nồng độ glucose (ml)
OD 530nm
1
0,1
0,04
2
0,2
0,11
3
0,3
0,2
4
0,4
0,27
5
0,5
0,335
11

y = 0.77x - 0.034
R
2
=0.9968
0
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25

3.5.3. Phương pháp định lượng axit lactic và axit axetic
Xác định hàm lượng axít lactic trong dịch phế phẩm và trong sản phẩm
bằng phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC).
Điều kiện sắc ký:
- Cột: Supelco C8 (150 x 4 mm, 5 µm)
- Pha động: dung dịch axít lactic
- Bước sóng phát hiện: 210 nm
- Tốc độ dòng: 0,8 mL/phút
- Thể tích mẫu tiêm: 5 L
- Nhiệt độ buồng cột: 30°C
-
Chuẩn bị mẫu:
Dung dịch chuẩn: Cân chính xác 25 mg axít lactic chuẩn vào bình định
mức 50 mL, thêm nước cất, lắc hòa tan hoàn toàn. Thêm nước vừa đủ đến vạch.
Hút chính xác 5 mL, cho vào bình định mức 25 mL, thêm nước đến vạch, lắc
đều. Lọc qua màng 0,45 µm, được dung dịch chuẩn có nồng độ axít lactic 100
µg/mL.
Dung dịch thử:
Mẫu thử là dung dịch axit lactic: Tiến hành pha tương tự dung dịch chuẩn.
Mẫu thử là dịch nước phế phẩm: Pha loãng dịch nước đến nồng độ axít
lactic trong khoảng 50 – 150 µg/mL, lọc qua màng 0,45 µm.
Định lượng mỗi mẫu 3 lần theo điều kiện sắc ký đã xác định, lấy kết quả
trung bình.
12

3.5.4. Phương pháp chuẩn độ trung hòa axit
Dùng NaOH khan để chuẩn độ dung dịch axit tổng trong nước chua, dùng
máy đo pH cắm trực tiếp vào dung dịch để xác định độ pH cần trung hòa.
3.5.5. Bố trí thí nghiệm xây dựng quy trình làm nước rửa bát
- Tiến hành cô ở 100

bằng phương pháp Miller như mục 3.5.3. Kết quả thu được là trong 1ml nước
chua có 0,58 mg/ml protein, gluxit 4,4 mg/ml.
Khi tiến hành đo pH dịch nước chua, pH đạt 4,2. Trong quá trình nghiên
cứu quy trình làm đậu phụ, chúng em được biết có xuất hiện nhiều vi khuẩn
lactic là cơ sở để chúng em xác định axit tổng, axitlac và axit axetic bằng
phương pháp HPLC như mục 3.5.3. Kết quả định lượng hàm lượng axit tổng là
4.49g/lít, axit lactic là 1320mg/lít, không có axit axetic
13


Nước/đậu = 1/6
Ngâm 6 giờ
14

Hình 5. Sắc ký đồ HPLC của mẫu axit lactic
Nhận xét: Trong mẫu nước chua, hàm lượng protein và gluxit cao, khi các
cơ sở sản xuất đậu phụ xả thải trực tiếp ra môi trường sẽ gây ô nhiễm môi
trường. Nước chua có tác dụng làm sạch bát đĩa (nếu được sử dụng trong vòng
24 giờ) là do hàm lượng axit cao 4,94g/lít chủ yếu là axit lactic 1,320mg/lít. Sử
dụng trực tiếp nước chua thường xuyên rửa bát sẽ gây hại da tay người dùng.
3.6.3. Lựa chon phương pháp tạo nước rửa chén bát từ phế phẩm
3.6.3.1. Tạo nước rửa chén bát bằng phương pháp cô ở nhiệt độ 100
0
C
Ở phòng thí nghiệm trường
THPT Lê Lợi, chúng em tiến hành
thu gom nước chua từ cơ sở sản
xuất đậu phụ. Đun 1,5 lít nước
chua ở nhiệt độ 100
0
C để giảm bớt
lượng nước, càng đun lâu thì thể
tích nước chua thu được càng
giảm. Màu nước sau khi đun
chuyển sang màu nâu caramen, có
nhiều chất lơ lửng do protein kết
tủa. Chúng em sử dụng giấy lọc

0
C trong 1 giờ 15 phút, từ
1,5 lít nước chua thu được 600ml dung dịch, lặp lại thí nghiệm với thời gian 1
giờ thu được 800ml, 1 giờ 30 thu được 450 ml như càng đun lâu thì thể tích
nước càng giảm. Chúng em pha với lượng nước gấp 3 lần dịch sau khi cô đem
rửa bát, nhận thấy giảm hiệu quả rửa bát. Dịch mẫu nước bát tạo ra có màu nâu
caramen, để ở nhiệt độ phòng 25 – 30
0
C, sau 24 giờ có nhiều cặn lắng xuống
đáy, để sau 6 ngày lại xuất hiện váng trắng trên mặt nước, nước vẩn đục, bốc
mùi chua.
3.6.3.2. Tạo nước rửa chén bát bằng phương pháp cô chân không và lên
men tự nhiên
Chúng em đã liên hệ với Trung tâm Công nghệ thực phẩm và Tế bào Hà
Nội, được biết rằng dùng máy li tâm có thể loại bỏ tạp chất hữu cơ. Muốn giảm
lượng nước có trong mẫu nước phế thải, thay vì đun thủ công rất bất tiện có thể
dùng máy cô chân không, đồng thời quá trình lên men lactic cần được thanh
trùng để loại bớt quá trình lên men phụ tạo các chất không mong muốn.
Lấy 1,5 lít nước phế thải từ cửa hàng sản xuất đậu phụ, có pH là 4,2, để
lắng 2 giờ, tiến hành điều chỉnh pH, thanh trùng, lên men tự nhiên trong máy lắc
ổn định nhiệt ở nhiệt độ 40
0
C trong thời gian 36 giờ. Mẫu thu được đem cô chân
không ở nhiệt độ 80
0
C trong 4 giờ được 200 ml dung dịch, tiến hành li tâm, thu
được dung dịch có độ pH 4,0. Xác định lượng protein, gluxit, trong 1 ml nước
rửa chén tạo ra bằng phương pháp Lowry như mục 3.5.1 và Miller như mục
LỌC
T

Nhiệt độ 121
0
C

Hình 9: Phương pháp tạo nước rửa chén bát bằng cô chân không và lên men

SẢN XUẤT ĐẬU PHỤ
THU GOM PHẾ THẢI
ĐIỀU CHỈNH PH
THANH TRÙNG
LÊN MEN TỰ NHIÊN
LI TÂM

18

da tay nên cần tìm một phương pháp khác để giữ những thành phần có lợi cho
người sử dụng.
3.6.3.3. Tạo nước rửa chén bát bằng phương pháp lên men lactic
Kế thừa công trình nghiên cứu
tạo nước chua bằng lên men lactic của
Đại học Nha Trang [1]. Tiến hành lấy
200 lít nước chua, cho mẫu nước vào
máy siêu tốc, cho NaOH kết hợp với
máy đo pH để điều chỉnh pH 5,25 là
pH thích hợp để tiến hành lên men
lactic. Bổ sung 3% sữa đậu nành, hấp
tiệt trùng ở nhiệt độ 121
0
C, thời gian
15 phút. Lên men nhiệt độ 40
0
C thời
gian 36 giờ.
Li tâm trong thời gian 10 phút, loại
bỏ các chất cặn bã thu được dung dịch
nước rửa chén bát.

Hình 13: Chuẩn độ pH
- 3% dịch sữa đậu
- pH 5,25
- Thanh trùng
NaOH khan
19

Khi đo pH dịch nước chua, pH đạt 3,8. Xác định axit tổng là, axit lactic và
axit axetic bằng phương pháp HPLC như mục 3.5.3. Kết quả định lượng hàm
lượng axit tổng là 6,25 g/lít, axit lactic 1,67 mg/lít, không có axit axetic
Nhận xét: Phương pháp tạo nước
rửa chén trên rất đơn giản, dễ làm. Quá
trình lên men lactic làm chuyển hóa
đường thành axit lactic đồng thời thu
được hương đặc trưng của đậu nành.
Dịch thu được có màu vàng chanh, mùi
hương thơm dễ chịu. Sử dụng trực tiếp
để rửa chén bát thấy có tác dụng làm
sạch.

Hình 15: Mẫu nước rửa chén
3.6.4. Bổ sung các chất hoạt động bề mặt
Nghiên cứu các thành phần của nước rửa chén bát sinh học khác nhau,
chúng em nhận thấy nước rửa chén bát phát huy được hiệu quả tối đa khi được
bổ sung một cách hợp lí các chất hoạt động bề mặt. Đối với người sử dụng và
môi trường, những chất hoạt động bề mặt tốt nhất đó là những chất có nguồn
gốc sinh học. Qua tìm hiểu chúng em lựa chọn chất tạo bọt Sodium lauryl
laurilsulfate (SLS), kết hợp với Sodium lauryl benzene sulfonate (LES) có
nguồn gốc từ dầu dừa và dầu cọ làm chất tạo bọt, glyxerol là một rượi đa chức là
chất tạo độ nhớt, có thể điều chỉnh độ nhớt bằng NaCl. Sau đó chúng em khảo
sát tỉ lệ các chất bổ sung vào dịch nước rửa chén bát như sau:

3
100
5
10
15
0,5
Rửa được chén bát, sạch
lipit, độ nhớt ít
4
100
5
10
15
1
Rửa sạch chén bát, tan
lipit, nhiều bọt, sánh,
mùi thơm.
20

Bảng 4: Khảo sát tỉ lệ các chất hoạt động bề mặt
6.6.5. Phân tích kết quả thực nghiệm
* Thành phần các protein, gluxit, axit tổng:
So sánh hàm lượng các chất trong mẫu nước phế thải của quá trình làm
đậu phụ, nước rửa chén bát được tạo ra theo quy trình phòng thí nghiệm hình 9,
nước rửa chén bát được tạo ra theo quy trình phòng thí nghiệm hình 14. Chúng
em nhận thấy: Qua lên men protein giảm nhẹ, giảm nhiều lượng gluxit, axit tăng
do quá trình lên men chuyển hóa thành axit lactic, pH giảm 3,9.
0
20
40

Yêu cầu
1
Màu sắc
5
Màu vàng chanh
2
Mùi
5
Đậu nành
3
Trạng thái
5
Đậm đặc
4
Sạch chén bát
5
Sạch các chất bẩn trên chén bát
5
Tan lipit
5
Không còn lipit trên da tay
Bảng 5: Bảng mô tả thang điểm cảm quan

Điểm cảm quan chung được trình bày trên bảng sau:
14
14.5
15
15.5
16
16.5

trùng ở 121
0
C trong 15 phút, bổ sung chủng vi khuẩn lactic, điều chỉnh nhiệt độ
tối ưu 400
0
C để lên men lactic trong 36 giờ. Sau đó li tâm loại bỏ cặn bã, bổ
sung các chất hoạt động bề mặt ( SLS 5 g/100ml, LES 15g/100ml,
10mlglyxerol/100ml. Điều chỉnh pH 6,5 – 7,0 đưa ra sử dụng.



- Vi khuẩn lactich
NaOH khan
BÃ
23

KẾT LUẬN
Mặc dù điều kiện thực nghiệm còn nhiều hạn chế, chúng em đã đạt được
mục tiêu đề ra: Xây dựng được quy trình sản xuất nước rửa chén bát từ phế
phẩm của quá trình làm đậu. Cụ thể như sau:
1.1. Đã tiến hành quy trình làm đậu phụ từ đậu nành, cứ 0,5 kg đậu nành
trong quá trình làm đậu phụ thải ra 2 lít nước phế thải. Qua thực đó cho thấy,
trung bình mỗi cơ sở sản xuất 50kg đậu nành/ngày sẽ thu được khoảng 500 bìa
đậu phụ, đồng thời đã thải ra khoảng 100 lít nước thải/ ngày. Do vậy, mỗi ngày
trên địa bàn Quận Hà Đông có khoảng 40 cơ sở sản xuất đậu phụ, sẽ thải ra
khoảng 16 000 lít/ngày là số lượng khổng lồ nước phế thải. Từ đó, có thể dễ
dàng thu gom nước phế thải mà không tốn kém mua nguyên liệu.
1.2. Phân tích thành phần nước phế thải được tạo ra, kết quả thu được cứ
1ml nước phế thải có 0,58 mg/ml protein, 4,4 mg/ml gluxit, axit tổng là 4.49g/lít
. Nếu xả thải trực tiếp nước phế thải ra môi trường sẽ gây ô nhiễm môi trường
nghiêm trọng. Hàm lượng axit cao, pH thấp khoảng 4,2 làm hại da tay người
thường xuyên sử dụng nước phế thải này làm nước rửa chén bát. Thành phần
chính ảnh hưởng đến hiệu quả rửa chén bát chính là các axit, chủ yếu là axit
lactic.
1.3. Tiến hành khảo sát các phương pháp tạo nước rửa chén bát từ phế thải
của quá trình làm đậu phụ, đánh giá cảm quan sản phẩm và đưa ra quy trình cuối
cùng là tạo nước rửa chén bát bằng cách lên men lactic: Thu gom 800 ml nước
phế thải từ quá trình làm đậu phụ, tại các cơ sở sản xuất. Sử dụng 100 ml dịch
phế thải, điều chỉnh pH bằng NaOH khan cho đến khi dịch đạt pH 5,25. Bổ sung
3% dịch sữa, hấp thanh trùng ở nhiệt độ 121

- Xây dựng một quy trình khép kín về sản xuất nước rửa chén bát từ phế
phẩm của quá trình làm đậu phụ làm giảm giá thành của nước rửa chén bát. 25