Nghiên cứu quá trình lọc, kết tinh thu ERYTHRITOL từ dịch lên men các chủng nấm men MONILIELLA

Viện Đại Học Mờ Hà Nội Khoa Công Nghệ Sinh Học NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH LỌC KÉT TINH THU ERYTHRITOL TỪ DỊCH LÊN MEN CÁC CHUNG NÁM MEN MONILỈELLA Thư viện Viện Đại học Mở Hà Nội SV; Nguyễn Khắc Hùng Niên khóa: K18-LỚP 11.04-CNSH Viện Đại Học Mờ Hà Nội Khoa Cơng Nghệ Sinh Học LỊI CẢM ƠN Trong suốt trình học tập nghiên cứu Trung tâm Hóa sinh cơng nghiệp Mơi trường, tơi nhận nhiều quan tâm giúp đỡ, động viên thầy cơ, gia đình hạn hè Lời đau tiên tơi xin bày tơ lịng biết ơn sâu sắc tới TS.Nguyễn Thị Minh Khanh, người tận tĩnh hướng dan tơi suốt q trình nghiên cứu hồn thành đề tài Viện công nghiệp thực phàm Tôi xin gửi lời cám ơn chân thành tới tập the cán Trung tâm Hóa sinh Cơng nghiệp Mơi trường Viện cơng nghiệp thực phám ln nhiệt tình giúp đỡ, tạo điều kiện đề tơi hồn thành tốt cơng việc Tơi xin bày tó lịng biết ơn tới Ban Giám hiệu Viện Đại học Mở Hà Nội, Ban Chú nhiệm khoa Công nghệ sinh học thây cô giáo Bộ môn động viên chi dan, đóng góp ý kiên tạo điều kiện thuận lợi đế tơi hồn thành luận văn Cuối xin dành lời cám ơn chân thành tới gia đình, người thân, bạn hè ln động viên khích lệ đường học tập, làm quen với công tác nghiên cứu khoa h^ư viện viện Đại học Mớ Hà Nội Hà Nội, Ngày 20tháng5 năm 2015 Sinh viên Nguyễn Khắc Hùng SV; Nguyễn Khắc Hùng Niên khóa: K18-LỚP 11.04-CNSH Viện Đại Học Mờ Hà Nội Khoa Công Nghệ Sinh Học MỤC LỤC MỞ ĐẦU PHÀN I TÔNG QUAN 1.1 Tổng quan đường Erythritol 1.1.1 Tính chất 1.1.2 Lợi ích sức khỏe 1.2 Các sản phấm từ đưỉmg Erythritol 1.3 Các quy trình sản xuất Erythritol 1.4 Các nghiên cún dưÒTigErythritol 11 1.4.1 Các nghiên cứu the giới 11 1.4.2 Các nghiên cứu nước 15 1.5 Tổng quan vi sinh vật có khă tổng họp Erythritol 15 1.5 ỉ.Các chúng vi sinh vật có sàn xuat Erythritol cơng nghiệp 15 Nấm Moniliella 17 1.5.2 1.6 Giói thiệu số phưong pháp lọc thu hồi đưòng 19 than hoạt tính ịiị^£ộí^.lọc[5]ỵ.ỳ 19 1.6.1 Phương phápyừ 1.6.2 Phương pháp trao đôi ion [25] 21 1.6.3 Phương pháp thu hồi đường - kết tinh 24 PHÀN II ĐÓI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 28 2.1 Dối tưựng, nguyên liệu thiết bị nghiên cứu 28 2.1.1 Đoi tượng nghiên cứu 28 2.1.2 Các nguyên vật liệu trình lọc kết tinh Erythritol 28 2.1.3 Sơ đổ quy trình nghiên cứu 28 2.2 Phương pháp nghiên cứu 29 2.2.1 Phương pháp tính hiệu suất két tinh đường 29 2.2.2 Phương pháp khảo sát ảnh hướng cùa nồng độ đường lên trình kết tinh 29 2.2.3 Phương pháp khảo sát ánh hưởng lượng mầm tinh bố sung lên trình kết tinh 30 2.2.4 Phương pháp kháo sát ánh hướng cùa nhiệt độ lên trình kết tinh 30 2.2.5 Phương pháp khảo sát ảnh hường cùa thời gian lên trình kết tinh SV: Nguyễn Khắc Hùng Niên khóa: K18-LỚP 11.04-CNSH 30 Viện Đại Học Mờ Hà Nội 2.2.6 Khoa Công Nghệ Sinh Học Phương pháp kháo sát ảnh hưởng cùa chế độ lắc lên trình kết tinh 31 2.2.7 TLC xác định độ đường Erythritol[3],[ 131 31 2.2.8.Phương pháp xác định đường phương pháp Graxianop (sử dụng Kali ferixyanua )[26] 32 PHÀN III KẾT QUẢ NGHIÊN cứu VÀ THẢO LUẬN 34 3.1 Nghiên cứu ảnhhưởng nồng độ đường tói q trình kết tinh 34 3.2 Nghiên cún ảnhhưỏng cua ti’ lệ bổ sung mầm tinh thể tói q trình kết tinh 35 3.3.Nghiên cún ãnh hưòng nhiệt (lộ đến trình kết tinh 36 3.4 Nghiên cún ánhhưởng thị'i gian đến q trình kết tinh 38 3.5 Nghiên cứu ảnhhưởng nhiệt độ sấy đến chất lượng đường 39 3.6 Nghiên cún ãnh hưởng thịi gian sấy kết họp vói mức nhiệt độ đen độ ẩm đường thu 40 3.7 Nghiên cún ảnh hưởng chế độ lắc đến q trình kết tinh đưịng 41 3.8 Nghiên cứu ảnh hưỏng chế độ rửa tinh thể sau kết tinh 42 3.9 Quá trình kết tinh dường dịch lên men^|™.Ị pỳ^.™ị 43 3.10 Kiểm tra chất lượng sản phẩm thu 46 PHÂN IV KÉT LUẬN VÀ KIÉN NGHỊ .48 TÀI LIỆU THAM KHẢO 50 sv.- Nguyễn Khắc Hùng Niên khóa: K18-LỚP 11.04-CNSH Viện Đại Học Mờ Hà Nội Khoa Công Nghệ Sinh Học DANH MỤC CÁC TÙ VIẾT TẢT EPDH: erythritol-4-dehydrogenase phosphate E4PK: erythrose-4-phosphatekinase ER: erythrose reductase EPDH: erythritol-4-dehydrogenase phosphate E4PK:erythrose-4-phosphatekinase PTase: phosphatase ER: erythrose reductase G-6-P: glucose 6-phoaphate F-6-P: íructoscó-phosphatc F-l,6-P: fructosel.íã.diphosphatện Đại học Mơ Hà Nội TCA: acid tricarboxylic DSMZ: Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH FDA: Food and Drug Administration SV; Nguyễn Khắc Hùng Niên khóa: K18-LỚP 11.04-CNSH Viện Đại Học Mờ Hà Nội Khoa Cơng Nghệ Sinh Học DANH MỤC CÁC HÌNH Bảng 1.1.Dặc điểm số loại đường Bảng 1.2.Các sản phẩm thưong mại từ đường Erythritol có mặt giói Bảng 1.3.Các sản phấm từ đường Erythritol sử dụng nước Bảng 3.1.Ảnh hưòng nồng độ đưịTig tói q trình kết tinh 34 Bảng 3.2.Kết nghiên cứu ánh hướng ti lệ mầm tinh thể bổ sung 35 Bảng 3.3.HÌỘU suất kết tinh dưÒTig Erythritol nhiệt độ khác vói nồng độ đường 50% 37 Bảng 3.4 Kết ảnh hưởng thịi gian đến q trình kết tinh 38 Bảng 3.5 Kết ảnh hưởng nhiệt độ đến trình sấy (sấy giờ)40 Bảng3.6 Ánh hưỏTig thời gian sấy đến độ ấm đường 41 Bảng 3.7: Kết ảnh hưỏng khuấy đến trình kết tinh đưịng 42 Bảng 3.8.Kết kết tinh thu đường Erythritol từ dịch lên men 46 Bảng 3.9.Kct tiêu đánh giá sản phẩm đưòng Erythritol 46 Thư viện Viện Đại học Mở Hà Nội sv.- Nguyễn Khắc Hùng Niên khóa: K18-LỚP 11.04-CNSH Viện Đại Học Mờ Hà Nội Khoa Công Nghệ Sinh Học DANH MỤC CÁC BÁNG Hình 1.1 So’ đồ quy trình săn xuất Erthritol từ tinh bột bắp 10 Hình l.2.Quá trình sinh tổng họp erythritol vi khuẩn nấm .12 Hình 2.2 Hình ảnh chạy sắc kí lóp mỏng 32 Hình 3.1 Hình ãnh đưòng Erythritol kết tinh ỏ' nồng độ khác khoảng thòi gian 18 34 Hình 3.2 Đồ thị thể mối liên hệ lượng mầm tinh the hiệu suất kết tinh 36 Hình 3.3.DỒ thị biếu diễn ânh hưỏng cùa nhiệt dộ kết tinh dến hiệu suất kết tinh đưòng 37 Hình 3.4.ĐỒ thị biểu diễn ảnh hưỏĩig thời gian kết tinh đến hiệu suất kết tinh đưòng 39 Hình 3.5.Hình ảnh kiểm tra độ tạp nhiễm đường glucose sau rửa 43 3.9.Quá trình kết tinh đưịìig dịch lên men .43 Hình 3.6 Quá trình lên men thu dịch len men sử dụng chủng 2038.1 44 Hình 3.7 Hình ănh dịch lên men dược lọc qua than hoạt tính chất trợ lọc.45 Hình 3.8.Kết chạy TLC kiểm tra độ đường Erythritol sau kết tinh 46 Hình 3.9 Sản phẩm đưÒTig kết tinh tù dịch lên men 47 SV; Nguyễn Khắc Hùng Niên khóa: K18-LỚP 11.04-CNSH MỞ ĐÀU The giới bước vào q trình hội nhập tồn cầu hóa, phát triền kinh tế dược mờ rộng ngày, thiện đời sống kinh tế nhân loại.Con người phải chạytheo xu hướng phát triền cùa kinh tế mà quên sức khỏe bàn thân Chế độ ăn khơng khoa học kèm theo xu hướng sứ dụng thực phẩm ăn nhanh ngày phát triền mạnh mẽ dẫn đến nguy mắc bệnh béo phì, tiếu đường, tim mạch, huyết áp tăng cao cách đáng cảnh báo Ngày nay, bệnh tiếu đường trờ thành bệnh vô nguy toàn cầu Người mắc bệnh đái tháo đường phải đối mặt với biến chứng nguy bệnh tim mạch, tai biến, đột quỵ, giam thị lực, mù, suy thận, suy giảm sinh lý, Theo tố chức Y tế giới, tính đến tháng 11/2013 giới có 382 triệu người mác bệnh đái tháo đường, kèm theo dạng biến chứng gây tàn tật đe dọa tính mạng Việt Nam khơng nằm ngồi quy luật Theo thống kê năm 2012, nước ta có 3,2 triệu người mác bệnh đái tháo đường có chiều hướng'gìa tăng nhanh chóng ờ- hầu khắp miền cúa că nước,đặc biệt thành phố lớn khu công nghiệp Theo Tố chức Y tế giới Liên Đoàn đái tháo đường, Việt Nam nước có ti lệ gia tăng bệnh đái tháo đường nhanh giới Rất nhiều người bệnh gia đình sờ ý tế phải chịu gánh nặng kinh tế cho chi phí lớn điều trị bệnh [24],[25] Nen kinh tế phát triển, đời sống nâng cao làm nguy mắc bệnh béo phì tăng đáng kế, theo tổ chức Y tế giới (WHO), béo phì coi bệnh mãn tính, khơng chi ánh hường đến thấm mỹ mà cịn ãnh hường tới sức khóe người cách nghiêm trọng Tính đến cuối năm 2013, số người bị béo phì dã tâng gấp đơi so với năm 1980 Theo số liệu thông kê, thừa cân béo phì xếp thứ số nguyên nhân gây tử vong nhiều gây chết cho 2,8 triệu người mồi năm[26] Đứng trước trạng bệnh gây ảnh hưởng tới sức khóe ngày gia tăng thực phẩm chức đời dược coi bước tiến quan trọng góp phần sv.- Nguyễn Khắc Hùng I Niên khóa: KI8-LỚP Ỉ1.04-CNSH bâo vệ sức khỏe cùa người môi trường sống Thực phẩm chức tạo cho thể tăng sức đề kháng, giảm bớt nguy gây bệnh.Trên đà phát triển đường chức đời Loại đường có lượng thấp, nhiều đặc tính tốt cho sức khịe người chong sâu răng, khơng tăng đường huyết, kích thích hệ tiêu hóa Ngày đường chức sir dụng rộng rãi toàn the giới, bất kế đoi tượng nào, đặc biệt người có chế độ ăn kiêng Đáp ứng nhu cầu đó, nhiều loại đường đời Sorbitol,Xylitol,Maltitol, Erythritol đường Erythritol nhiều nhà khoa học ý Nhưng Việt Nam chưa có quy trình cơng nghệ cụ the đế sàn xuất đường Erythritol, nghiên cứu đặc tính yeu tố ảnh hương đen trình thu hồi,sân xuất Việt Nam cùa loại đường cịn Xuất phát từ thực tế chúng tơi chọn đề tài: “Nghiên cứu q trình lọc, kết tình thu erythritol từ dịch lên men sứ dụng chúng nấm Moniliella “ Thư viện Viện Đại học Mở Hà Nội sv.- Nguyễn Khắc Hùng Niên khóa: KỈ8-LỚP Ỉ1.04-CNSH PHÀN I TĨNG QUAN 1.1.Tổng quan đuỉmg Erythritol Từ trước thập ki 1980 mà thực phâm tự nhiên bắt đau phát triền phổ biển rộng rãi Ceresatar bắt đầu nghiêm cứu việc sản xuất loại đường calori, dê sừ dụng từ quy trình lên men liên tục Dự án báo cáo tài liệu có liên quan đến loại đường Sorbitol, Mannitol, Xylitol Erythritol hay Glyxerol sàn xuất thơng qua đường vi sinh vật Erythritol quáng bá cách nhanh chóng chat có nguồn gốc từ thiên nhiên thị trường Nhật Bản từ trước thập niên 90 vừa chấp nhận Cerester bắt đầu sàn xuất sàn phấm Erythritol quy mô thương mại vào năm 1993 cho thị trường Nhật bàn với tốc dộ phát triến nhanh chóng Một kế hoạch khác bắt đầu tiến hành đế chấp thuận sứ dụng sàn phấm Bắc Mỹ, Châu Âu khu vực khác trôn the giới.Ngày Erythritol dược chap thuận cho sử dụng thực phạm tọàn giới[ 11,131 ] ,,, Till! viện Viện Đại hộc Mị' Hà Nội 1.1.1.lính chat Tính chát vật lý Erythritol có màu trắng, dạng rắn, khơng hút ẩm, có dạng bột mịn hay tinh thê với vị nhẹ có hình dạng giống đường Sucrose Erythritol đường đa chức với carbon [30] + Công thức phân tử: C4H|0O4 + Khối lượng phân từ: 122.12 CH2OH CH2OH OH OH CH2OH HOH2C Tính chất hóa học Đặc tính hóa học cúa erythritol tương tự polyol khác khơng có đầu khứ đường bền nhiệt bền axit Điếm khác biệt cũa đường hiệu suất kết tinh khơng cao(từ 49.55% xuống cịn 32,12%) Trên 30°C hiệu suất kết tinh Erythritol giám rõ rệt ảnh hướng nhiệt độ đến trình hình thành tinh Vì vậy, chúng tơi chọn nhiệt độ 10°C nhiệt độ tối ưu đê tiến hành thí nghiệm sau 3.4 Nghiên cún ảnh hưỏng thòi gian đến trình kết tinh Trong trình kết tinh thời gian yếu tố quan trọng, tìm thời gian toi ưu trình kết tinh tiết kiệm thời gian, lượng cùa thiết bị sử dụng trình kết tinh Hơn đưa vào sản xuất lớn toi ưu thời gian thuận tiện cho sản xuất, giám tài chi phí đau tư sán xuất, tiết kiệm lượng tiêu thụ Vì yếu tố thời gian ảnh hưởng lớn đến trình kết tinh nên chúng tơi tiến hành thí nghiệm nghiên cứu khảo sát ánh hường thời gian đến trình kết tinh.Thí nghiệm tiến hành với dịch đường 50% thống số tối ưu thí nghiệm trước, trình kết tinh diễn mức thời gian khác Ket quà so sánh báng.3.4 Báng 3.4 Kết ánh hướng cùa thời gian đến q trình két tinh Thịi Erythritol (g) Hiệu suất TT gian TN TN TB (%) (giò) 6.99 6,96 6,98 34,9 7,21 7,18 7,19 35,95 12 7,58 7,54 7,56 37,8 14 8,91 8,87 8,89 44,45 16 10,17 10,13 10,15 50,75 20 10,80 10,75 10,78 53,9 24 10,84 10,79 10,82 54,2 sv.- Nguyễn Khắc Hùng 38 Niên khóa: KỈ8-LỚP 11.04-CNSH 60 Hình 3.4.ĐỒ thị biểu diễn ảnh hưởng thòi gian kết tinh đến hiệu suất kết tinh đường Kct quâ khảo sát ánh hường Ihời gian lên trình kết tinh cho thấy ràng từ 4-12 hiệu suất kết tinh đường không thay đối nhiều thời gian mầm linh tập trung chưa tạo thành cấu trúc bền vững, tinh thề chưa hình thành hết Từ 14-20 khống thời gian tinh phát triển mạnh mẽ.hiệu suất kết tinh tăng rõ rệt từ 37,82% đến 53,94% Sau 20 quan sát tinh thề khơng có ĂHiir vien Viện DaiJioq MO'Tra N01 , tượng tăng vê mặt kích thước,' hiệu st khơng có thay đơi nhiêu Kêt q khớp với nghiên cứu thời gian kết tinh nhà khoa học Oxana Tyapkova(2012).Vì vậy, từ 16-20 khoang thời gian tốt đố kết tinh thu tinh Erythirtol, đế thuận lợi cho thí nghiệm sau chúng tơi chọn thời gian tối ưu để kết tinh 18 giờ, thời gian hiệu xuất đường kết tinh cao, thuận tiện cho việc tiến hành thí nghiệm 3.5 Nghiên cún ảnh hưỏng nhiệt độ sấy đến chất lượng đường Sau trình kết tinh, lọc thu hồi đường công đoạn sấy công đoạn cuối cùng, định đến chất lượng sàn phẩm đường, sấy nhiệt độ cao làm tan cháy đường, ngược lại say nhiệt độ thấp không thu sản phẩm có độ ấm mong muốn làm tốn thời gian, lượng cho trình sấy Chúng tơi tiến hành thí nghiệm nghiên cứu tối ưu yếu tố nhiệt độ đến trình say Đường thành phẩm sau tiến hành kết tinh với yếu tố ánh hướng tối ưu từ thí nghiệm trước đem sấy nhiệt độ khác Kết quà bàng3.5 Bảng 3.5 Kết ảnh hưỏng nhiệt độ đến trình sấy (sấy giờ) Nhiệt độ (°C) Đánh giá cảm quan (màu, độ tan chảy, khối lượng) Độ ẩm(%) 50 Không chây,tinh thể màu trắng 1.56 60 Không tan chảy 1.54 70 Tan chảy đường - 80 Tan chảy đường - Báng kháo sát cho ta thấy rằng, đường sau kết tinh đế đảm bão chất lượng nhiệt độ sấy thích hợp 50°C- 60°C.Khi sấy 70-80°C đường bị tan cháy, khơng the say nhiệt độ Nhưng đường sau sấy 50°C-60°C độ ấm chi đạt 1,56%-1,54%, độ ẩm cao nhiều so với mầu dường đối chửng có độ ẩm 0.79%.Kct q giãi thích sau lọc mang mẫu sấy tất mầu lại lượng nước rừa , Tnứ.viện Viện Đại hoc Mở Ila NỘI " , , lớn Lượng nước nêu mang sây nhiệt độ cáo vơ hình chung hịa tan lại phần tinh đường, có tượng tan cháy đường sấy 70-80°C nhiệt độ tan chảy đường erythritol phải lên tới 121 °C 3.6 Nghiên cứu ảnh hưởng thịi gian sấy kết họp vói mức nhiệt độ đến độ am đường thu dược Từ thí nghiệm trước ta thay van đề can giải làm nhtr đế đường sau lọc đạt đến độ ẩm cần thiết để thu sàn phấm đường kết tinh có chất lượng cao Chúng tơi tiến hành thí nghiệm từ dịch đường các yếu tố tối ưu Đường sau lọc sấy bước đầu 50"C khoản thời gian khác Sau đem say 8()°c Ket quà nêu băng 3.6 Mục đích việc kết hợp sấy mức nhiệt độ đường sau trình lọc sấy 50°C đe loại bó từ từ lượng nước cịn lại bám vào tinh thề đường mà không làm tan tinh thề đường Giai đoạn sấy nhiệt độ 80 °C mục đích đế loại bị tối đa độ ấm lại bên hạt tinh giúp việc thu hồi tinh thẻ đường đạt độ ấm yêu cầu sv.- Nguyễn Khắc Hùng 40 Niên khóa: KỈ8-LỚP 11.04-CNSH Lý chọn mốc nhiệt độ 80 °C kết quà tiền kháo sát nhiệt độ đánh giá cám quan cho thấy sấy nhiệt độ khoáng 80 °C thu tinh thề đường cho cảm quan tốt nhất: màu trắng, không lẫn tạp mùi thanh, vị mát dịu, tương đương với chất lượng mẫu đường làm thử nghiệm Bảng3.6 Ảnh hưõTig thòi gian sấy đến độ ẩm ciia đưòng Độ ẩm Mầu sấy Ở8O"C sấy 50°C (trong giò) Ih 1,45 1,17 2h 1,39 1,09 3h 1,09 1,0 4h 1,09 1,0 5h TI 11 viện 1.08 lẹn Dị liọc Vb'gl Id ‘N'ộ 0,9 0,9 Ta thấy so với mẫu đường đối chứng độ ấm 0,79% kết sấy bảng gần đạt đến độ ẩm cúa đường mẫu Vì chúng tơi lựa chọn thời gian nhiệt độ sấy sấy 50°C sấy tiếp 80°C đế tiến hành thí nghiệm Trong trình tiến hành, quan sát thay say điều kiện này, tinh đường không bị tan chảy Nhiệt độ kết quã nghiên cứu cùa tác giâ Robert J.Yatkam Mansukh M.Patel(2001) 3.7 Nghiên cứu ảnh hưởng chế độ lác đến trình kết tinh đưịng Tiến hành thí nghiệm 3.1, mầu giữ nồng độ dường 50%, nhiệt độ 10°C, mầm tinh the 1%, giữ 18 điều kiện lac không lắc sv.- Nguyễn Khắc Hùng 41 Niên khóa: KỈ8-LỚP 11.04-CNSH Bảng 3.7: Kết ảnh hưởng khuấy đến q trình kết tinh đưịng Khơng lắc Lắc 100v/p Khối lượng đưòtig thu (g) 11,03 10,12 55,15 50,6 Hiệu suất (%) Từ số liệu nghiên cứu khảo sát trình kết tinh cùa Erythirtol điều kiện lắc không thu hiệu suất cao so với không lac Ket cho thấy ràng điều kiện lắc việc thu lấy tinh thể đường kết tinh gặp khó khăn tinh thê tập trung xng đáy, khó thu đường 3.8 Nghiên cứu ânh hướng chế độ rửa tinh thể sau kết tinh Như biet săn xuất dường bang trình lên men sinh nhiều tạp chất từ q trình chuyến hóa cúa vi sinh vật Điều làm cho đường sàn phẩm thu dược độ tinh khiết cao làm cho giá trị kinh tế bị giám Với trình sản xuất đường Erythritol khơng ngoại lệ, sau q trình chuyến hóa từ nấm men đen, dịch đường chứa nhiều tạp chất polyol khác Glycerol Glucose.v:v;Để loại- bố tạp chất thu đường 'c'ó độ tinh khiết cao bước đường yếu tố quan trọng q trình sán xuất Chính điều đó, chúng tơi tiến hành nghiên cứu q trình rửa đường Erythritol sau kết tinh Thí nghiệm tiến hành với điều kiện tối ưu từ thí nghiệm trước dược rữa với lượng nước khác Ket quà dược qua hình 3.5 sv.- Nguyễn Khắc Hùng 42 Niên khóa: KỈ8-LỚP 11.04-CNSH Hình 3.5.Hình ãnh kiểm tra độ tạp nhiễm đường glucose sau rửa a) rửa 40ml; b) rửa 50ml; c) 60ml; d) rữa 70ml Rứa đường bang nước lạnh5°c quan sát thấy rang không xảy tượng tan chày tinh thề đường kết tinh Sứ dụng phương pháp đường tổng để xác định lượng glucose tạp nhiễm đường Erythritol thu dược Bước chuyến màu thí nLZ L, ÊL Z.XL h nghiệm mô tá sau:hõn hợp sè chuyên từ màu ban đàu->xanh tím->tím hồng->vàng cam.Từ hồn hợp ban đau, sau tiến hành thí nghiệm với mẫu Erythritol sau kết tinh, nồng độ Glucose cao 0,5% hồn hợp bình chuyến sang màu vàng cam(a), thành phần Glucose tạp nhiễm đường Erythritol mức khống 0,5% hồn hợpchì chuyến tới màu tím hồng(b).Hồn hợp bước chuyển màu xanh tím hàm lượng đường Glucose cịn sót tinh đường Erythirtol < 0,5%(c) Khi hồn hợp không chuyển màu đường Erythritol kết tinh gần Glucose cịn sót I hàm lượng nhó(d).Kct q cho thấy rang với lượng nước rửa 70ml, bàng cách phun trực tiếp vào tinh thề đường sau lọc thu Erythirol tinh khiết, hàm lượng Gluose tạp chất gần loại bó 3.9 Q trình kết tinh đường dịch lên men Sau tối ưu tất cà điều kiện ánh hưởng đến trình kết tinh dịch đường giã định, chúng tơi tiến hành thí nghiệm dịch lên men chúng nấm 2038.1 mơi trường GYU40 Hình 3.6 Q trình lên men thu dịch len men sử dụng chủng 2038.1 a) Chúng giống nấm men đen TBY 2038.1; b) Môi trường lên men GYU40; c)DỊch lên men Ly tâm, loại hò sinh khói: Dịch lên men sau ni cấy 120 lấy tiến hành bước ly tâm loại bó sinh khối Dịch đố vào ống falcon ly târti 600Ĩv/phủt'trịng lOpMit máy ly tâtì lạnh, dịch lên men sau ly tâm loại bó sinh khối thu đạt hiệu suất thu hồi 89% Sử dụng than hoạt tính để làm dịch đường Dịch đường thu sau trình lên men ngồi thành phần Erythitol cịn có chứa polyol thành phần phụ khác hàm lượng nhỏ protein, cao nấm men, thành phần tạp nhiễm Do đó, trước kết tinh, cần làm dung dịch đường thô.Để loại bỏ thành phần tạp nhiễm màu dịch đường dược sinh trình lên men dịch đường xử lý bang than hoạt tính nồng độ 3%, sử dụng thêm 2% trợ lọc Quá trình lọc diễn nhiệt dộ phòng Dịch đường sau lên men có màu vàng Saukhi xừ lý than lọc qua giấy lọc dịch đường quan sát bang mắt thường.Điều cịn rõ qua số liệu đo độ hấp phụ: trước lọc than ODólOnm: 3,28; sau lọc than ODólOnm: 0,018 Hình 3.7 Hình ảnh dịch lên men lọc qua than hoạt tính chất trọ' lọc a)DỊch xử lý bang than hoạt tính: b)Dịch lọc qua giấy lọc c)DỊch đường thu sau trình lọc Dịch lên men sau tay màu đạt hiệu suất thu hồi 95%, màu dịch lên men không tẩy hồn tồn, quan sát cịn màu dịch vàng, dịch sau lọc suốt quan sát bang mat thường.Khi tiến hành thí nghiệmcác mẫu xư lý than hoạt tính nhiệt độ khác nhau.cùng cho kết màu dịch lên men sau lọc giống nhau.Vì vậy, ta kết luận nhiệt độ không ânh hưởng tới q trình hấp thụ màu than hoạt tính dịch lên men Sử dụng cột trao đôi ion đế làm dịch dường Đe loại bỏ thành phan muối có dịch lên men, chúng tơi tiến hành xừ lý dịch lên men bàng nhựa trao đối ion.Xữ lý trao đổi cation sữ dụng cation H+ Dowex 1R 100 (USA) trao đối anion sử dụng anion Cl- Dowex IRA 401 (USA).Nhựa dạng hoạt hóa, tiến hành trao đổi ion cách cho dịch lên men sau xử lý than hoạt tính chạy qua cột trao đổi anion cation Quá trình trao đối lặp lặp lại nồng độ muối dung dịch đạt 0,0% (sử dụng thiết bị đo nồng độ muối cầm tay (Hanna HI-931101 theo nguyên lý đo độ dẫn điện) Lúc dịch lên men chi cịn chứa lượng muối khơng đáng kể, dịch suốt có vị mát lạnh đường Erythritol khơng có vị lạ Qná trình đặc kết tinh Sau cô đặc đến 45-50°Bx, dịch làm nguội tiến hành kết tinh dịch lên men với thống số tối ưu như: nhiệt độ kết tinh l()°c, thời gian kết tinh 18 giờ, mầm tinh bố sung 1% Đường sau kết tinh rửa vớinước lạnh 5°c, sau sấy 50°C giờ, sau sấy 80"C Kết quà đường thu báng 3.8 Bảng 3.8 Kết quà kết tinh thu đưòng Erythritol từ dịch lên men Hiệu suất kết tinh Mầu Hàm lưọmg đưòug thu sau kết tinh(g) đưừng(%) 10,12 10,32 10,22 50,62 51,61 51,13 TN1 TN2 TB 3.10 Kiểm tra chất lượng sản phẩm thu đu’Ọ'c Sàn phàm đường tinh thu sau trình kết tinh, say bảo quản túi kín điều kiện khơ thống Sau mẫu đường mang kiểm tra chất lượng theo tiêu chí: độ ẩm, độ tinh khiết Ket kiếm tra sàn phàm bàng 3.10 Bảng 3.9.Kết tiêu đánh giá sản phẩm đường Erythritol TT Hiệu suất kết tinh Độ ẩm (%) Độ tinh khiết (%) TN1 50,62% 0,9 >=99.5% TN2 51,61% 0.9 >=99,5% Hình 3.8.Kết chạy TLC kiểm tra độ đưòng Erythritol sau kết tinh 8) Mầu thí nghiệm 9) Mầu thí nghiệm Hình 3.9 Sàn phẩm đường kết tinh từ dịch lên men Thư viện Viện Đại học Mở Hà Nội PHÂN IV KÉT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ l.Kết luận Từ kết trình bà}' phần III, chúng tơi rút kết luận sau: Qua q trình nghiêm cứu yếu tố nồng độ ảnh hưởng đến q trình kết tinh đường Erythirtol chúng tơi đưa kết sau • chọn nồng độ dịch đường thích hợp đế đạt hiệu suất kết tinh cao 45- • Xác định ti lệ bồ sung mầm tinh thể tiến hành kết tinh 1% • Nhiệt độ thích hợp cho q trình kết tinh 10°C • Thời gian hồn tất q trình kết tinh 18 • Tinh đường sau kết tinh rửa với nước lạnh 5°c cách phun trực tiếp 50°Bx vào tinh thể đường • Thời gian nhiệt độ sấy: đầu 50°C sấy tiếp 80°C I Khi tiến hành trình kết tinh dịch lên men chung nấm TBY2038.1 lên men môi trường GYU40, xác định thông số sau : Địch len men đạt hiệu suẩt chuyển hóa cao cho len men 120 điều kiện lắc 150 vòng/phút, nhiệt độ 30°C Xác định bước tiền xứ lý dịch sau lên men • Ly tâm loại bó sinh khối óOOOrpm, 10 phút • Lọc : Sử dụng than hoạt tính với hàm lượng 3% bố sung 2% bột trợ lọc, trình diễn 30 phút • Sứ dụng phương pháp trao đối ion loại bó hàm lượng muối khống dịch • Cô đặc dịch lên men sau lọc 65°c Kiến nghị Đây đề tài mới, mở nhiều hướng nghiên cứu Việt Nam điều kiện thời gian thực đề tài có hạn nên nhóm nghiên cứu chúng tơi chưa đưa thơng số vào mơ hình sản xuất đường thực nghiệm dẫn đến việc xây dựng quy trình sán xuất đường Erythritol chưa dược hồn thiện Đặc biệt trình đường chi đạt hiệu làm lại sử dụng lượng SV: Nguyễn Khấc Hùng 48 Niên khóa: K18-LỞP 11.04-CNSH nước lớn, chưa phái điều kiện tốt cho quy trình sân xuất đường Erythritol Vì đưa vài đề suất sau : -Tiếp tục nghiên cứu trình đường sau thu tinh Erythritol từ trình kết tinh -Nghiên cứu mờ rộng quy trình sán xuất đường Erythritol thành quy mô công nghiệp Thư viện Viện Đại học Mở Hà Nội sv.- Nguyễn Khắc Hùng 49 Niên khóa: KỈ8-LỚP 11.04-CNSH TÀI LIỆU THAM KHẢO TÀI LIỆU TRONG NƯỚC Nguyễn Thị Thu Huyền Đồ án công nghệ thực phẩm (1.2) Vũ Nguyên Thành, Bảo tồn lưu trữ nguồn gen vi sinh vật công nghiệp thực phầm 12/2010, tr34 Vũ Thị Hoa Nghiên cứu quy trình công nghệ sán xuất đường chức Xylooligosacarit từ lõi ngơ quy mơ xương thực nghiệm Khóa luận tốt nghiệp, Viện Đại Học Mở Hà Nội, 2010 .(2.11)(1.7) Đồ Trọng Hưng, Vũ Thị Thuận, Nguyền Hoàng Phi Lương Thị Như Hoa, Nguyễn Thùy Linh Xác định điều kiện thích hợp cho q trìnhthũy phân tinh bột thành nguyên liệu sàn xuấtlsomalto Oligosaccharides (IMO) Viện Công nghiệp Thực phẩm (2.10) Tôn Nữ Minh Nguyệt, Báo cáo Than hoạt tính bột trợ lọc.Trường đại học bách khoa TPHCM ngành công nghệ thực phấm, 11/2005 Vũ Thị Thu Hà, luận văn công nghệ sán xuất sorbitol, viện Hóa Học Cơng Nghiệp, 6/2^tr vjện yịện Đạị Ị1ọC Ị Nộj Vũ Nguyên Thành, Báo cáo khoa học “ Nghiên cứu xây dựng công nghệ sàn xuất xylitol từ phụ phẩm phế thài nông nghiệp ( rơm rạ, bã mía ) đế ứng dụng thực phẩm dược phẩm, Viện Công Nghiệp Thực Pham, 3/2006 Nguyễn Văn Lực, Nguyền Văn Công, Nguyễn Trung Dũng, Thin-Layer chromatography gas chromatography (2.9) TÀI LIỆU NƯỚC NGOÀI Dooms L, Hennebert G.L, Verachtert H (1971), Polyol synthesis and taxonomic characters in the genus Moniliella, Antoni van Leeuwenhoek, 37, pp 107-118 (1.20) 10 Hee- Jung Moon, MarimuthuJeya In- Won Kim, Biotechnological production of erythritol and its applications, tháng 2/ 2010, Trang 1019.-10 11 Robert J.Yatkam Mansukh M.Patel, Henry T Tyrpin, Kenvin B Broderick.Patent US6264999B1 Mỹ tháng 7/2ÍX) SV; Nguyen Khắc Hùng 50 Niên khóa: KỈ8-LỚP 11.04-CNSH 12 Oxana Tyapkova Stephanie Bader-Mittermaier& Ute Schweigger-Weisz, Tạp chi nghiên cứu Thực phấm;Vol l.số 4:2012.Trung tâm Khoa học Giáo dục Canada.(2.2.4) 13 Gholam Ghezelbash ; Iraj Nahvi 1, * ; And Mohammad Rabbani Study of polyols production by Yarrowia lipolytica in batch culture and optimization of growth condition for maximum production .(2.8) 14 March 26, 2008 Ferid Haji, Contributing Editor Comments Posted in Articles Sweeteners Topics (1.13) 15 Non caloric frozen carbonated beverageUS 8465786 B2 (1.15) 16 Lopes, Nunes, Ramos, Matos & Redinha, 2010; Ohmori, Ohno, Makino, & kashira, 2004; Perko & DECOCK, 2006 17 J.s Redinha and A.J.Lopes Jesus, Crystal Growth of Pharmaceuticals from Melt University of Coimbra, Protugal 18 Thomas Sasman William Head , Corev Cameron Patent.US20070037266 A 1,15/2/2007 19 Satoshi Morioka cộng Patent US6030820A, 29/2/2000 20 Byung Cheol Seo cộng sự, Fermentation process for preparing erythritol using Trichosporonoides madida DS 911, US6060291,9/5/2000 21 Hiroaki Ishizuka cộng Tạp trí Journal of Fermentation and Bioengineering, tháng 1/1989 22 Laxman S Savergave cơng sự, Tạp chí Biochemical Engineering JoumaỊtập 55, số 2.15/7/2011 23 Satoshi Morioka công Patent US 6030820A, 29/2/2000 24.Ohmori et al, 2004; Perko & DECOCK 2006 25 https://veumoitruong.vn/threads/phuong-phap-trao-doi-ion.2748/ 26 http://doc.cdu.vn/tai-licu/dc-tai-hoan-thicn-cong-nghc-xu-ly-nuoc-qua-bangphuong-phap-cong-nghe-sinh-hoc-dung-cho-san-xuat-ruou-vang-chat-luong- 52651 27 http://www.vietnamplus.vn/tv-le-benh-dai-thao-duong-o-viet-nam-tangnhanh-nhat-the-gioi/262399.vnp sv.- Nguyễn Khắc Hùng 51 Niên khóa: KỈ8-LỚP 11.04-CNSH 28 http://www.maYdoduonghuyet.coin.vn/thread/detail/nhung-con-so-dangkinh-ngac-ve-benh-dai-thao-duong-666 29 http://suckhocdoisong.vn/ban-can-biet-ve-y-hoc/bco-phi-gay-bicn-doi-vi- giac-20140315171016032.htm 30 http://www.erythritol-erythritol.com/erythritol-specs.html (1.10) 31 http://vietnamese.alibaba.com/product-gs/erythritol-99 — 1004418155.html (1.21) 32 http://www.ccsenet.org/iournal/index.php/jfr/article/viewFile/20298/l4193 33 http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3889834/ 34 http://ec.europa.eu/food/fs/sc/scf/out 175 en.pdf 35 http://www.micchem.com/erythritol.html 36 http://patenlimages.storage.googleapis.com/pdfs/58af903bcal ldf699afb/EP0 908523A3.pdf 37 http://www.caloriecontrol.org/sweeteners-and-lite/polvols/erythritol 38 http://loccongnghiep.vn/thiet-bi-va-vat-lieu/vat-lieu-loc-nuoc/item/250-thanhoat-tinh-loc-khi-xu-ly-khi-thai-cong-nghiep.html SV; Nguyen Khắc Hùng 52 Niên khóa: KỈ8-LỚP 11.04-CNSH ... nghiệm dịch lên men chúng nấm 2038.1 mơi trường GYU40 Hình 3.6 Q trình lên men thu dịch len men sử dụng chủng 2038.1 a) Chúng giống nấm men đen TBY 2038.1; b) Môi trường lên men GYU40; c)DỊch lên men. .. tới q trình kết tinh Nghiên cứu trình kết tinh bước quan trọng nghiên cứu thu hồi, sản xuất đường Erythritol Có nhiều yếu tố ânh hường đến trình kết tinh cùa đường Erythritol, yếu lố nồng độ dịch. .. glucose sau rửa 43 3.9.Q trình kết tinh đưịìig dịch lên men .43 Hình 3.6 Quá trình lên men thu dịch len men sử dụng chủng 2038.1 44 Hình 3.7 Hình ănh dịch lên men dược lọc qua than hoạt