Untitled ������������� � � � ������ ��������������������������� ������#�� Nghiên c"u quá trình lên men Axit Xitric trên môi trư�ng r%n s� d�ng bã mía và ch�ng n�m m�c Aspergillus Niger • Trương Th� Mi[.]
Nghiên c"u q trình lên men Axit Xitric mơi trư ng r%n s d ng bã mía ch ng n m m c Aspergillus Niger Trương Th Minh H nh • Trư ng ð i h c Bách khoa, ð i h c ðà N&ng Nguy n Anh Tu n • ðài khí tư ng Th y văn khu v c Trung Trung b (Bài nh n ngày 23 tháng năm 2014, hoàn ch nh s a ch a ngày 26 tháng năm 2014) TÓM T T: Axit xitric m t axit h u có nhi u ng b%ng HPLC cho th y, y u t đ m d"ng cơng nghi p (CN) th c ph m nhi u lãnh v c CN khác Trong CN dư c ph m, axit xitric dùng s n xu t mu i xitrat kim lo i khác đ khống ch t d ng có th s! d"ng đư c v m t sinh h c nhi u lo i thu c Ví d" axit xitric dùng s n xu t xitrat s*t cung c p s*t cho ngư i ñ b o v máu, ho c dùng s n môi trư ng, t+ l ch ng gi ng vi sinh v t th i gian nh hư ng l n đ n q trình lên men Kh o sát s thay đ i m c a mơi trư ng r*n t# bã mía cho th y, th i gian lên men, m.i ngày c n ph i b sung m t lư ng nư c đ trì lư ng m ban đ u Nh có th đ xu t m t qui trình lên men axit xu t lo i thu c v+, thu c bôi lo i m ph m khác Bài báo trình bày nh xitric s! d"ng ph ñi u ki n như: ñ hư ng c a y u t cơng ngh đ n q trình lên men axit xitric mơi trư ng r*n, nhi t ñ 30 C, th i gian ngày, t+ l gi ng A niger 10% (v/w) Lư ng axit s! d"ng bã mía ch ng n m m c Aspergillus niger K t qu xác ñ nh hàm lư ng axit xitric t o thành d ch lên men xitric có th thu đư c ñi u ki n 12,02g/100g bã mía li u bã mía v i m mơi trư ng 80%, O T khóa: axit h u cơ; q trình lên men axit xitric; bã mía, mơi trư ng r*n; t+ l gi ng Aspergillus niger M+ ð,U S n xu t axit xitric b ng phương pháp lên men ñ t hi u qu kinh t so v i tách chi t t, t nhiên Do v y có kho ng 90% t ng lư ng axit xitric ñư c s n xu t b ng phương pháp này, ch2 có 10% trích ly t, chanh, cam, qt Trong ngu n ngun li u s n xu t axit xitric r t phong phú, ñ c bi t ngu n nguyên li u # r ti n t, ph ph ph$m nông nghi p, công nghi p Nghiên c#u s( d ng ngu n nguyên li u s gi i quy t đư c v n đ nhi&m mơi trư ng, tăng hi u qu kinh t , m t ngu n ph li u không ph n quan tr'ng bã mía V i m t nư c n m vùng nhi t ñ i, khí h u Vi t Nam r t thu n l i cho ngành mía đư ng phát tri n Theo Hi p h i Mía đư ng Vi t Nam, c tính niên v mía đư ng 2011/2012 c nư c s s n xu t ñư c kho ng 1,4 tri u t n ñư ng, tăng kho ng 250.000 t n so v i niên v trư c [1] Phát tri n s n xu t mía đư ng m t đ nh hư ng ñúng ñ"n Tuy nhiên, nhà máy mía ñư ng th i m t lư ng không nh bã mía Theo tính tốn c a nhà khoa h'c, vi c ch bi n 10 tri u t n mía đ làm đư ng s sinh m t lư ng ph th i kh ng l (2,5 tri u t n bã mía) Trư c 80% lư ng bã mía đư c dùng đ đ t lò nhà máy s n xu t ñư ng, sinh kho ng 50 ngàn t n tro [2] Tuy ph th i tro bã bùn l i có h p ch t h u Các ch t sau s nguyên nhân gây ô nhi&m môi trư ng ô nhi&m ngu n nư c r t n ng V i thành ph n xenluloza (trên 35%) hemixenluloza (20–25)%, lignin kho ng 22% [3], bã mía ngu n cung c p xenluloza cao, giúp tăng ñ x p cho môi trư ng r"n thu n l i cho q trình lên men axit xitric Trong u ki n h u h t lư ng axit xitric s( d ng t i Vi t Nam ñ u ph i nh p ngo i v i giá thành cao, vi c nghiên c#u s n xu t axit h u cịn góp ph n gi m lư ng ngo i nh p, ch ñ ng s n xu t, ti t ki m ngo i t Vì v y, đ tài “Nghiên c#u q trình lên men axit xitric môi trư ng r"n s( d ng bã mía ch ng n m m c Aspergillus niger” có m c tiêu n i dung sau: - Kh o sát m t s thành ph n hóa h'c c a bã mía thu nh n nhà máy đư ng Qu ng Ngãi - Kh o sát s thay ñ i $m c a mơi trư ng q trình lên men axit xitric - Nghiên c#u m t s y u t nh hư ng ñ n hàm lư ng axit xitric d ch lên men, t, xác đ nh m t s thông s k) thu t công ngh cho trình lên men xitric 2.NGUYÊN LI U VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN C0U - Bã mía nh n t i nhà máy ñư ng Qu ng Ngãi ñư c s y ñ n ñ $m 5% trư c x( lý hóa ch t - Ch ng vi sinh v t ñư c s( d ng ch ng n m m c A niger đư c ni c y gi t i phịng thí nghi m Khoa Hóa, trư ng ð i H'c Bách Khoa, ðH ðà N6ng 2.2 Phương pháp nghiên c u 2.2.1 Xác ñ6nh ñ pH: S7 d%ng pH k# Chu$n b m u bã mía sau: Cân 5g bã mía s y khô, ngâm m u 25 ml dung d ch KCl 1N máy l"c kho ng th i gian 10 12 gi L'c l y d ch dùng máy ño pH c a d ch sau l'c [TCVN 5979 : 2007] 2.2.2 Xác ñ6nh ñ 2m Xác ñ nh ñ $m c a bã mía đ $m c a mơi trư ng lên men r"n: Dùng phương pháp s y ñ n kh i lư ng khơng đ i [4] Cách tính lư ng nư c b sung đ đ $m mơi trư ng ni c y khơng thay đ i trình lên men:Trong trình lên men, hi n tư ng thoát $m vi sinh v t s( d ng nư c cho ph n #ng nên kh i lư ng đ $m mơi trư ng sau lên men b gi m ð ñ $m môi trư ng nuôi c y không thay ñ i c n b sung m t lư ng nư c b ng lư ng nư c m t ñi - m - kh i lư ng nư c c n b sung đ đ $m mơi trư ng khơng đ i (g) - m1 - kh i lư ng môi trư ng trư c lên men (g) - m2 - kh i lư ng môi trư ng sau lên men (g) V y kh i lư ng nư c c n b sung ñ ñ $m khơng đ i là: m = m1 - m2 (gam) 2.2.3 Xác ñ6nh hàm lư&ng axit xitric: Phương pháp phân tích s2,2 x 107 bào t(/ml 10% (v/w) so v i kh i lư ng môi trư ng lên men Hàm lư ng axit xitric thu ñư c lên men ñi u ki n 12,02 g/100g bã mía Research on fermentation process of citric acid in solid state using sugarcane bagasse and Aspergillus Niger • Truong Thi Minh Hanh University of Science and Technology, University of Danang • Nguyen Anh Tuan National hydro-metelogical service of Vietnammiddle of central parts hydrometeorological service ABSTRACT: Citric acid is an organic acid that has a wide range of applications in food industry and other industries In the pharmaceutical industry, citric acid is used to produce different metal citrate salts so that these minerals can be biologically used in many medicines For example, iron citrate made from citric acid provides iron to protect human blood, or is used to produce medicines in tablet or cream forms and cosmetics In this research, we investigated effects of technological factors on the fermentation process of citric acid in the solid state using sugarcane bagasse and Aspergillus Niger We conducted an experiment to determine the content of citric acid obtained in fermented liquid using HPLC The result showed that substrate humidity, culture ratio and duration significantly influence on the fermentation process Through the investigation of water content change in solid state from sugarcane bagasse, we indicated that during the fermentation time, a fixed amount of water to be supplemented every day to maintain the initial humidity Based on the results, we recommend a fermentation process of citric acid using sugarcane bagasse under the following condition: substrate O humidity 80%, temperature 30 C, 9-day duration, A.niger ratio 10% (v/w) The content of citric acid that can be obtained under the above condition is 12.02g/100g of sugarcane bagasse Keywords: organic acid; fermentation process of citric acid; sugarcane bagasse; solid state; Aspergillus niger ratio TÀI LI U THAM KH O [1] http://www.baomoi.com/San-luong-mia- nien-vu-20112012-co-the-tang-them250000-tan/50/7234426.epi 21/3/2012 [2] http://muslimmedianetwork.com/mmn/?p=1 553 27/11/2012 [3] Camila Alves Rezende, Marisa Aparecida orange juice and orange wine made from a Turkish cv Kozan”, Microchemical journal 91, pp 187-192 [6] PGS.TS Nguy&n Phùng Ti n, GS.TS Bùi Minh ð#c (2007), Vi sinh v t th c ph$m, T p NXB Y H'c, Hà N i de Lima, Priscila Maziero, Eduardo Ribeiro deAzevedo, Wanius Garcia and Igor Polikarpov (2011), Chemical and morphological characterization of sugarcane bagasse submitted to a delignification process for enhanced enzymatic digestibility, Biotechnology for Biofuels, Vol.4, 2011 [7] D Kumar, V.K Jain, G Shanker, A [4] Ph m Văn S , Bùi Th Nhu Thu n (1975), state fermentation studies of citric acid production Ashish”, Central Research & Development Laboratory, Hindustan Zinc Limited, P.O Zinc Smelter, Debari, Pin 313024, Dist, Udaipur, Rajasthan, India Ki m nghi m lương th c, th c ph$m NXB KH&KT [5] Hasim & cs (2009), “HPLC determination of organic acids, sugars, phenolic compositons and antioxidant capacity of Srivastava (2007), “Citric acid production by solid state fermentation using sugarcane bagasse”, Department of Biochemical Engineering and Biotechnology, Indian Institute of Technology, New Delhi 110016, India [8] D Kumar and V K Jain (2002), “Solid ... c sau x( lý th hi n lư ng axit xitric có 50ml d ch lên men t, 3g bã mía s ñư c n i suy ñ tính ñư c lư ng axit xitric thu đư c tính 100g bã mía (g axit xitric/ 100g bã mía) 2.2.8 X7 lí s li u Giá... ñem s y nhi t ñ < 400C b o qu n #! 2.2.6 Phương pháp lên men axit xitric [7] trình lên men: Lên men axit xitric v i m u thí nghi m v i 3g bã mía, đ $m mơi trư ng l n lư t là: m u M1 (60%); M2 (70%);... - Nghiên c#u m t s y u t nh hư ng ñ n hàm lư ng axit xitric d ch lên men, t, xác đ nh m t s thơng s k) thu t cơng ngh cho q trình lên men xitric 2.NGUN LI U VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN C0U - Bã mía