Luận văn thu nhận ethanol từ sinh khối rong chaetomorpha sp bằng nấm men cố định

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ SÀI GỊN KHOA CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM  LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THU NHẬN ETHANOL TỪ SINH KHỐI RONG CHAETOMORPHA SP BẰNG NẤM MEN CỐ ĐỊNH GVHD: Th.S NGUYỄN MINH HẢI SVTH: NGUYỄN MINH TRANG MSSV: DH61401399 TP Hồ Chí Minh, 07/2018 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP LỜI CẢM ƠN Với khoảng thời gian bốn năm ngồi ghế giảng đường, đặc biệt bốn tháng làm luận văn tốt nghiệp vừa qua, chúng em trưởng thành nhiều việc nghiên cứu rèn luyện nhân cách thân Để có điều này, chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến tất quý thầy cô trường Đại học Cơng Nghệ Sài Gịn, đặc biệt thầy cô môn Công nghệ thực phẩm, người giúp đỡ dìu dắt chũng em nhiều đường trở thành kĩ sư, trí thức trẻ tương lai Chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc đến thầy Thạc sĩ Nguyễn Minh Hải –giảng viên trường Đại học Cơng Nghệ Sài Gịn – Khoa Cơng nghệ thực phẩm tận tình hướng dẫn, bảo động viên chúng em suốt thời gian làm luận văn vừa qua Xin chân thành cảm ơn cán phịng thí nghiệm – Bộ mơn Cơng Nghệ Sinh Học, tất quý Thầy Cô hướng dẫn tạo điều kiện cho em hoàn thành đề tài Cuối chúng xin cảm ơn ba mẹ hết lịng thương u, chăm sóc cổ vũ tinh thần cho chúng con, giúp chúng vượt qua giai đoạn khó khăn cơng việc sống Trong q trình thực đề tài, nỗ lực cố gắng tránh khỏi thiếu sót, chúng em kính mong nhận ý kiến bảo phê bình q thầy Chúng em xin chân thành cảm ơn! LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP MỤC LỤC CHƯƠNG 1:TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan rong Lục Chaetomorpha .1 1.1.1 Khái quát rong lục Chaetomorpha .1 1.1.2 Tổng quan q trình chuyển hóa sinh khối rong thành ethanol 1.1.3 Quá trình thủy phân 1.1.4 Quá trình lên men sản xuất ethanol 10 1.2 Cố định tế bào 14 1.2.1 Định nghĩa: 14 1.2.2 Các kỹ thuật cố định tế bào: 14 1.3 Cố định nấm men gel alginate 17 1.3.1 Alginate [2, 3, 29, 20, 18]: 17 1.3.2 Cơ chế tạo gel .19 1.3.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến độ bền gel alginate 22 1.3.4 So sánh tế bào cố định với tế bào tự 22 1.4 Nhu cầu ethanol giới Việt Nam 23 1.4.1 Tình hình nghiên cứu sản xuất ethanol giới 23 1.4.2 Tình hình nghiên cứu sản xuất ethanol Việt Nam 24 1.5 Mục tiêu nghiên cứu 25 1.6 Nội dung nghiên cứu 25 1.6.1 Phương pháp lên men SHF: 25 1.6.2 Phương pháp lên men SSF: 25 CHƯƠNG 2:VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP .26 2.1 Nguyên liệu 26 2.1.1 Rong Chaetomorpha sp 26 2.1.2 Nấm men .27 2.1.3 Chất mang cố định tế bào: 27 2.1.4 Enzyme 27 2.1.5 Hóa chất, dụng cụ thiết bị 27 2.2 Các phương pháp nghiên cứu 32 2.2.1 Mục đích nội dung nghiên cứu 32 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP 2.2.2 Nghiên cứu ảnh hưởng yếu tố đến trình lên men SHF .35 2.2.3 Nghiên cứu ảnh hưởng yếu tố đến trình lên men SSF 39 2.3 Các phương pháp phân tích 43 2.4 Phương pháp xử lý số liệu 43 CHƯƠNG 3:KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN .44 3.1 Thành phần hóa học rong 44 3.1.1 Xác định nhiệt độ phù hợp trình lên men SHF 45 3.1.2 Xác định mật độ nấm men cố định phù hợp trình lên men SHF .48 3.1.3 Xác định thời gian lên men phù hợp trình lên men SHF .50 3.2 Nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng đến trình SSF 53 3.2.1 Khảo sát nồng độ chất phù hợp 53 3.2.2 Xác định nhiệt độ phù hợp trình lên men SSF 55 3.2.3 Xác định mật độ nấm men cố định phù hợp cho trình lên men SSF .57 3.2.4 Xác định thời gian lên men phù hợp trình lên men SSF 59 3.3 So sánh trình lên men ethanol sinh học từ rong Chaetomorpha sử dụng hai phương pháp SSF SHF sử dụng nấm men cố định 61 3.3.1 Nhiệt độ lên men 61 3.3.2 Mật độ nấm men cố định 63 3.3.3 Thời gian lên men 64 CHƯƠNG 4:KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .66 4.1 Kết luận 66 4.2 Kiến nghị .66 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Quy trình chuyển hóa sinh khối thành ethanol Hình 1.2: Tác dụng Enzyme cellulose Hình 1.3 Qúa trình thủy phân cellulose hệ enzyme Cellulase [43] Hình 1.4 Các chất ức chế hình thành q trình tiền xử lý polysacharide [14] 11 Hình 1.5: Các phương pháp cố định tế bào[28] .15 Hình 1.6 : Các monomer acid alginic [29] 18 Hình 1.7 : Cấu trúc block phân tử alginic A: Block G, B:Block M, 19 Hình 1.8: Sự liên kết ion Ca2+ gốc G [1] 21 Hình 1.9: Phương pháp tạo gel khuếch tán [1] 21 Hình 1.10: Phương pháp tạo gel nội [1] 21 Hình 2.1: Rong sau thu nhận xử lý 26 Hình 2.2: Rong sau xử lý sấy tới độ ẩm 5% 26 Hình 2.3: Saccharomyces cerevisiae nhìn kính hiển vi 27 Hình 2.4: Một số thiết bị dùng nghiên cứu .32 Hình 2.5: Quy trình chuyển hóa sinh khối thành ethanol 33 Hình 2.6: Quy trình lên men SHF 35 Hình 2.7: Sơ đồ khảo sát thí nghiệm lên men SHF 36 Hình 2.8: Sơ đồ quy trình lên men SSF 39 Hình 2.9: Sơ đồ khảo sát thí nghiệm lên men SSF 40 Hình 3.1 Ảnh hưởng nhiệt độ đến trình lên men SHF .46 Hình 3.2: Ảnh hưởng nhiệt độ lượng đường sau lên men 47 Hình 3.3 Ảnh hưởng mật độ nấm men đến trình lên men SHF 49 Hình 3.4 Ảnh hưởng nhiệt độ lượng đường sau lên men 50 Hình 3.4 Ảnh hưởng thời gian lên men đến trình lên men SHF 51 Hình 3.5.Ảnh hưởng thòi gian đến hàm lượng đường khử sau lên men 52 Bảng 3.9 Ảnh hưởng nồng độ chất đến đường khử sau lên men 53 Hình 3.6 Ảnh hưởng nồng độ chất tới trình lên men SSF 54 Hình 3.7 Ảnh hưởng nhiệt độ đến trình lên men SSF 56 Hình 3.8 Ảnh hưởng mật độ nấm men đến trình lên men SSF 58 Hình 3.9 Ảnh hưởng thời gian lên men đến trình lên men SSF .60 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Hình 3.9: Đồ thị biểu thị nhiệt độ ảnh hưởng đến hàm lượng ethanol hiệu suất lên men theo hai phương pháp SSF SHF .62 Hình 3.10: Đồ thị biểu thị nhiệt độ ảnh hưởng đến hàm lượng ethanol hiệu suất lên men theo hai phương pháp SSF SHF .63 Hình 3.11: Đồ thị biểu thị thời gian lên men ảnh hưởng đến hàm lượng ethanol hiệu suất lên men theo hai phương pháp SSF SHF 64 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Thành phần hóa học rong lục Bảng 1.1 Nồng độ tối đa cho phép chất ức chế trình lên men ethanol [30], [10] 12 Bảng 1.2: Tỉ lệ M/G số chế phẩm acid aginic [29] 19 Bảng 2.1 Các hóa chất sử dụng luận án 28 Bảng 3.1: Thành phần sinh hóa rong Chaetomorpha sp 44 Bảng 3.2 : Thông số dịch thủy phân 45 Bảng 3.3 Ảnh hưởng nhiệt độ đến trình lên men SHF .45 Bảng 3.5 Ảnh hưởng mật độ nấm men cố định đến trình lên men SHF 48 Bảng 3.6 Ảnh hưởng nhiệt độ đến đường khử sau lên men 49 Bảng 3.7 Ảnh hưởng thời gian lên men đến trình lên men SHF 50 Bảng 3.7 Ảnh hưởng thời gian đến đường khử sau lên men 51 Bảng 3.8 Ảnh hưởng nồng độ chất tới trình lên men SSF 53 Bảng 3.10 Ảnh hưởng nhiệt độ đến trình lên men SSF .55 Bảng 3.11 Ảnh hưởng nhiệt độ lên men đến đường khử sau lên men 55 Bảng 3.12 Ảnh hưởng mật độ nấm men cố định đến trình lên men SSF 57 Bảng 3.13 Ảnh hưởng mật độ nấm men cố định đến đường khử sau lên men 58 Bảng 3.14 Ảnh hưởng thời gian lên men đến trình lên men SSF 59 Bảng 3.15 Ảnh hưởng thời gian đến đường khử .60 Bảng 3.16: So sánh ảnh hưởng thời gian lên men đến hàm lượng ethanol hiệu suất lên men hai phương pháp SSF SHF 62 Bảng 3.17: So sánh ảnh hưởng mật độ nấm men đến hàm lượng ethanol hiệu suất lên men hai phương pháp SSF SHF 63 Bảng 3.18: So sánh ảnh hưởng mật độ nấm men đến hàm lượng ethanol hiệu suất lên men hai phương pháp SSF SHF 64 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP LỜI MỞ ĐẦU Ethanol người sử dụng từ thời tiền sử thành phần gây cảm giác say đồ uống chứa cồn Các cặn bã khô bình gốm 9000 năm tuổi tìm thấy miền bắc Trung Quốc gián tiếp cho thấy việc sử dụng đồ uống chứa cồn số người sống thời kỳ đồ đá Việc chiết dạng tương đối nguyên chất thực lần nhà giả kim thuật Hồi giáo họ người phát triển nghệ thuật chưng cất rượu thời kỳ chế độ khalip (vua chúa Hồi giáo) Al-Kindī (801-873) miêu tả rõ ràng trình chưng cất rượu Việc chưng cất ethanol khỏi nước tạo sản phẩm chứa tới 96% ethanol Ethanol nguyên chất lần thu vào năm 1796 Johann Tobias Lowitz, cách lọc ethanol chưng cất qua than củi Cồn Ethanol loại thực phẩm truyền thống, sản phẩm trình lên men chưng cất, sản xuất từ nguyên liệu tinh bột ( loại ngủ cốc củ có tinh bột như: gạo, sắn, ngơ, lúa mì), từ đường ( mía, củ cải đường) Mức độ ứng dụng phổ biến an toàn cho sức khỏe người Tuy nhiên, việc sản xuất ethanol dựa nguyên liệu chứa tinh bột đường ảnh hưởng đến giá lương thực thực phẩm, nguồn nước ngọt, đất canh tác, ảnh hưởng đến nghèo kiệt xói mịn đất Ví dụ với nhà máy sản xuất tinh bột sắn công suất 200 củ/ngày, thải 100 bã/ngày, có thẻ gây nhiễm môi trường nghiêm trọng Việc chế biến chúng thành thức ăn gia súc có hiệu cịn phụ thuộc vào nhiều yếu tố kinh tế - kỹ thuật xã hội, chi phí đầu tư cao, nhu cầu nguyên liệu khối lượng lớn chi phí xử lý nước thải lớn… Để tháo gỡ vấn đề này, nhà khoa học tìm kiếm nhận thấy sinh khối rong biển sử dụng làm nguồn nguyên liệu thay để sản xuất ethanol Đây thực nguồn ngun liệu chiếm ưu khơng có giá thành thấp, khơng gây ảnh hưởng tới an ninh lương thực, không cạnh tranh đất nơng nghiệp Hiện số lồi rong biển (như Chaetomorpha sp.) có mặt tự nhiên với số lượng lớn khắp ao hồ nuôi tôm quảng canh nước lợ vùng đồng sông Cửu Long Sau thu hoạch tơm, lồi rong xem nguồn phế thải bà nông dân vớt khỏi ao để thành đống thối rữa bờ, vừa lãng phí vừa gây nhiễm mơi trường Việc nghiên cứu thu nhận sản phẩm có giá trị từ loài rong tận dụng nguyên liệu sẵn có để tạo sản phẩm có giá trị gia tăng đồng thời giải vấn đề ô nhiễm môi trường địa phương Với mạnh tăng sinh khối nhanh khoảng 5%/ngày khả tận dụng diện tích mặt nước để ni kết hợp với tôm, rong biển xem lựa chọn chiến lược cho việc sản xuất nhiên liệu sinh học, đồng thời ứng phó với bối cảnh biến đổi khí hậu - nước biển dâng Rong LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP biển chứa lignin, qui trình sản xuất nhiên liệu từ rong biển đơn giản thuận lợi so với từ thực vật cạn Đã có nhiều nghiên cứu khảo sát việc sử dụng nấm men tự để lên men nguyên liệu chưa cellulose chuyển hóa thành cồn Trong nhóm vi sinh vật lên men ethanol, nấm men Saccharomyces cerevisiae sinh vật ứng dụng rộng rãi Nấm men có khả lên men nhiều đường đơn glucose, fructose đường đôi saccharose, maltose Với lực lên men cao đối tượng tìm hiểu kỹ nhất, Saccharomyces cerevisiae ứng cử viên tiềm cho cơng đoạn chuyển hóa glucose thành ethanol sản xuất cồn từ sinh khối chứa cellulose Tuy nhiên ưu điểm tiện lợi dễ sử dụng bên cạnh việc sử dụng nấm men tự có nhược điểm sau: Khả tái sử dụng nấm men thấp Trong trình thủy phân sinh khối chứa cellulose giải phóng số thành phần gây ức chế đến trình lên men vi sinh vật Những hợp chất nói bao gồm muối (tạo phản ứng trung hòaacid kiềm), hợp chất furan, acid hữu yếu hợp chất phenolic… Để khắc phục nhược điểm trên, chúng em đề xuất thực nghiên cứu “ Thu nhận ethanol từ sinh khối rong Chaetomorpha sp nấm men cố định” Trong nghiên cứu chúng em sử dụng chất mang alginate – chế phẩm sản xuất nước từ loài tảo nâu phát triển vùng biển miền Trung Việt Nam LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan rong Lục Chaetomorpha 1.1.1 Khái quát rong lục Chaetomorpha Ngành rong lục: Nét đặc trưng lồi có màu lục, thực vật bậc thấp có khả quang hợp tự dưỡng, tổng hợp chất hữu xây dựng tế bào Trong rong Lục có chứa lượng lớn sắc tố diệp lục rong có khả tổng hợp tinh bột cellulose cao Về cấu tạo hình thái có nhiều dạng: dạng phiến, dang sợi, dạng ống Rong lục có vỏ chất pectin cellulose Trong chất ngun sinh cịn có túi nhỏ chứa sản phấm trình trao đổi chất Thể sắc tố chủ yếu chlorophyll caroten, thể sắc tố cịn có hạt tạo bột hình trịn nhỏ chứa tinh thể protein Trong dịch bào, sản phẩm trình trao đổi chất chủ yếu đường, tanin, sunfat canxi chất có màu antoxyan.[52, 53] a Đặc điểm sinh trưởng, hình thái sinh sản rong lục Chaetomorpha Theo mô tả hai tác giả Nguyễn Hữu Dinh, Phạm Hoàng Hộ tác giả Tsutsui nhà nghiên cứu tìm thấy ngành rong lục có 360 chi 5700 loài, phần lớn sống nước ngọt, nước mặn chủ yếu chi sau đây: Monostroma, Enteromorpha, Ulva, Ulothrix, Rhizoclonium, Cladophora, Chaetomorpha, Cladophoropsỉs, Boergesenm, Valonia, Valoniopsis, Struvea, Boodlea, Microdyction, Caulerpa, Bryopsis, Codium, Acetabulariav.v [52 ,53 ,54] Nguyên sinh chất có thành mỏng, sát thành vỏ tế bào; túi lớn chứa đầy dịch bào Thành phần nguyên sinh chất: Thể sắc tố có nhiều dạng khác nhau: phiến, đai vành móng ngựa, nhiều cạnh, xoắn lò xo, mắt lưới, hạt nhỏ v.v ; sắc tố chủ yếu chlorophyll caroten, thể sắc tố cịn có hạt tạo bột hình trịn nhỏ chứa tinh thể protit giữa, hạt tạo bột gặp dung dịch KI dễ bắt màu, nên trở thành tiêu chuẩn phân loại Nhân thường nằm khoang túi dịch bào, hay sát bên thành lớp nguyên sinh, thể nhiễm sắc hình que ngắn hay hạt nhỏ.Trong dịch bào, sản phẩm trình trao đổi chất chủ yếu đường, tanin, canxi sunfat chất có màu antoxyan [52, 53, 54] Rong lục sinh sản nhiều hình thức khác Sinh sản dinh dưỡng: tế bào mẹ cắt thành hai tế bào mới; loại nhiều tế bào phần thể đứt phát triển thành riêng khác Sinh sản vơ tính: tế bào dinh dưỡng phân chia thành nhiều bào tử, gặp điều kiện thuận lợi hình thành vỏ tế bào phát triển thành cá thể Sinh sản hữu tính thụ tinh phối tử đực với phối tử cái, phức tạp hình thành tinh tử trứng gọi noãn phối Sự hiểu biết chi tiết sinh GVHD: TH.S NGUYỄN MINH HẢI LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Nồng chất độ N Mean StDev 95% CI 55.8089 0.1671 (55.3594,56.2585) 7.5 60.655 0.334 ( 60.205, 61.104) 10 61.713 0.255 ( 61.264, 62.163) 12.5 57.981 0.501 ( 57.532, 58.431) Multiple Range Tests for Ham luong ethanol thu duoc by Nong co chat Method: 95.0 percent LSD Nồng độ chất N Mean Grouping 55.8089 A 7.5 60.655 10 61.713 12.5 57.981 B C D Summary Statistics for Ham luong duong khu sau len men (%) Nồng độ chất N Mean StDev 95% CI 28.026 0.818 (26.788, 29.264) 7.5 18.529 1.892 (17.291, 19.767) 10 33.144 0.512 (31.906, 34.383) GVHD: TH.S NGUYỄN MINH HẢI 87 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP 12.5 C.10 37.667 0.808 (36.429, 38.905) Ảnh hưởng nhiệt độ lên men đến trình lên men SSF Summary Statistics for Ham luong ethanol thu duoc Nhiệt độ lên men N Mean StDev 30 1.29549 0.00329 (1.26277, 1.32821) 35 1.24649 0.00444 (1.21377, 1.27921) 37.5 1.15279 0.00587 (1.12007, 1.18551) 40 0.4212 0.0595 ( 0.3885, 0.4539) 95% CI Multiple Range Tests for Ham luong ethanol thu duoc by Nhiet len men Method: 95.0 percent LSD Nhiệt độ lên men N Mean Grouping 30 1.29549 A 35 1.24649 A 37.5 1.15279 40 0.4212 B C Summary Statistics for Hieu suat len men Nhiệt độ lên men 30 35 37.5 40 N 4 4 Mean 62.9524 60.570 56.018 20.47 StDev 0.1600 0.214 0.285 2.89 95% CI (61.3624, 64.5423) ( 58.980, 62.160) ( 54.428, 57.608) ( 18.88, 22.06) Multiple Range Tests for Hieu suat len men ethanol by Nhiet len men Method: 95.0 percent LSD Nhiệt độ lên men N Mean GVHD: TH.S NGUYỄN MINH HẢI Grouping 88 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP 30 35 37.5 40 4 4 62.9524 A 60.570 A 56.018 B 20.47 C Summary Statistics for Hieu suat len men Nhiệt độ lên men N Mean StDev 95% CI 30 62.9524 0.1600 (61.3624, 64.5423) 35 60.570 0.214 ( 58.980, 62.160) 37.5 56.018 0.285 ( 54.428, 57.608) 40 20.47 2.89 ( 18.88, 22.06) Multiple Range Tests for Hieu suat len men ethanol by Nhiet len men Method: 95.0 percent LSD Nhiệt độ lên men N Mean Grouping 30 62.9524 A 35 60.570 37.5 56.018 40 20.47 A B C Summary Statistics for Ham luong duong khu sau len men so voi duong nguyen lieu Nhiệt độ lên men 30 N Mean StDev 35.895 0.683 GVHD: TH.S NGUYỄN MINH HẢI 95% CI (34.993, 36.797) 89 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP 35 40.940 0.466 (40.038, 41.842) 37.5 57.468 1.412 (56.566, 58.370) 40 60.980 0.256 (60.078, 61.882) Multiple Range Tests for Ham luong duong khu sau len men so voi duong nguyen lieu by Nhiet len men Method: 95.0 percent LSD Nhiệt độ lên men N Mean Grouping 40 60.980 A 37.5 57.468 35 40.940 35.895 30 C.11 B C D Ảnh hưởng mật độ nấm men đến trình lên men SSF Summary Statistics for Ham luong ethanol thu duoc Mật độ nấm men N Mean StDev 10 0.9267 15 1.28432 0.01601 (1.23613, 1.33251) 20 1.1167 0.0207 ( 1.0685, 1.1649) 0.4556 0.0787 ( 0.4074, 0.5038) 0.0308 GVHD: TH.S NGUYỄN MINH HẢI 95% CI ( 0.8785, 0.9749) 90 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Multiple Range Tests for Ham luong ethanol thu duoc by Mat nam men Method: 95.0 percent LSD Mật độ nấm men N Mean Grouping 15 1.28432 A 20 1.1167 10 0.9267 0.4556 B C D Summary Statistics for Hieu suat len men Mật độ nấm men N Mean StDev 95% CI 10 45.031 1.498 (42.689, 47.373) 15 62.409 0.778 (60.068, 64.751) 20 54.263 1.006 (51.922, 56.605) 22.14 3.82 (19.80, 24.48) Multiple Range Tests for Hieu suat len men ethanol by Mat nam men Method: 95.0 percent LSD Mật độ nấm men N Mean Grouping 15 62.409 A 20 54.263 B 10 45.031 C 22.14 D Summary Statistics for Ham luong duong khu sau len men so voi duong nguyen lieu GVHD: TH.S NGUYỄN MINH HẢI 91 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Mật độ nấm men N Mean StDev 95% CI 10 44.993 1.288 (43.474, 46.512) 15 31.380 1.261 (29.862, 32.899) 20 21.032 1.042 (19.514, 22.551) 39.890 0.933 (38.371, 41.408) Multiple Range Tests for Ham luong duong khu sau len men so voi duong nguyen lieu by Mật độ nấm men Method: 95.0 percent LSD Mật độ nấm men N Mean Grouping 10 44.993 A 39.890 15 31.380 20 21.032 C.12 B C D Ảnh hưởng thời gian đến trình lên men SSF Summary Statistics for Ham luong ethanol thu duoc Thời gian lên men N Mean 12 0.4960 24 1.25079 0.00947 (1.22947, 1.27211) 30 1.30151 0.01208 (1.28019, 1.32283) 36 1.2809 0.0239 ( 1.2596, 1.3022) 42 1.2817 0.0229 ( 1.2604, 1.3031) 48 1.27658 0.00947 GVHD: TH.S NGUYỄN MINH HẢI StDev 0.0324 95% CI ( 0.4747, 0.5173) (1.25526, 1.29790) 92 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Multiple Range Tests for Ham luong ethanol thu duoc by Thoi gian len men Method: 95.0 percent LSD Thời gian lên men N Mean 30 1.30151 A 42 1.2817 A B 36 1.2809 A B 48 1.27658 AB 24 1.25079 B 12 0.4960 Grouping C Summary Statistics for Hieu suat len men Thời gian lên men N Mean StDev 95% CI 12 24.102 1.576 (23.160, 25.045) 24 60.780 0.460 (59.838, 61.723) 30 63.245 0.587 (62.302, 64.187) 36 63.245 0.587 (62.302, 64.187) 42 62.284 1.112 (61.341, 63.227) 48 62.033 0.460 (61.091, 62.976) Multiple Range Tests for Hieu suat len men ethanol by Mat nam men Method: 95.0 percent LSD Thời gian lên men N Mean 36 63.245 A 30 63.245 A 42 62.284 AB GVHD: TH.S NGUYỄN MINH HẢI Grouping 93 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP 48 62.033 AB 24 60.780 B 12 24.102 C Summary Statistics for Ham luong duong khu sau len men so voi duong nguyen lieu Thời gian lên men N Mean StDev 95% CI 12 52.190 1.714 (51.032, 53.348) 24 38.970 1.225 (37.812, 40.128) 30 35.129 0.423 (33.971, 36.287) 36 44.070 0.875 (42.912, 45.228) 42 38.867 0.303 (37.709, 40.025) 48 36.168 1.347 (35.010, 37.326) Multiple Range Tests for Ham luong duong khu sau len men so voi duong nguyen lieu by Thoi gian len men Method: 95.0 percent LSD Thời gian lên men N Mean Grouping 12 52.190 A 36 44.070 24 38.970 C 42 38.867 C 48 36.168 D 30 35.129 D GVHD: TH.S NGUYỄN MINH HẢI B 94 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP TÀI LIỆU THAM KHẢO Phạm Trọng Khoa, Nghiên cứu trình lên men cồn nấm men cố định gel alginate, Luận án cao học, 2002 Ngô Đăng Nghĩa, Nghiên cứu cấu trúc tính chất tạo gel acid alginic tách chiết từ số loài rong mơ Việt Nam, Kỷ yếu hội nghị khoa học, Đại GVHD: TH.S NGUYỄN MINH HẢI 95 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP học Bách Khoa Hà Nội, 1996, trang 58 – 67 Ngô Đăng Nghĩa, Nghiên cứu động học phản ứng trình lên men ethanol tế bào Saccharomyces cerevisiae cố định gel alginate, Tạp chí Khoa học Công nghệ, 2, 1998, trang 19 – 24 Offiical methods of analysis of AOAC international, 2005 A Johansen, J.M Flink, Influence Of Alginate Properties And Gel Reinforcement On Fermentation Characteristics Of Immobilized Yeast Cells, Enzyme and Microbial Technology, Vol.8, p.737-748, 1986 Adams, J B (1991) Review: enzyme inactivation during heat processing of food‐stuffs International journal of food science & technology, 26(1), 1-20 A Tanaka, T Kawamoto, “Cell Immobilization” In Encyclopedia Of Bioprocess Technology: Fermentation, Biocatalysis And Bioseparation, John Wilwy & Sons, USA, p.504-523, 1999 Badal C Saha and Michael A Cotta (2010), Comparison of pretreatment strategies for enzymatic saccharification and fermentation of barley straw to ethanol, New Biotechnology, Volume 27, Number Belk, Bornova, Fazilet V Sukan, Comparison of Different production processes for Bioethanol, 1996 10 Chandel, A K., & Singh, O V (2011) Weedy lignocellulosic feedstock and microbial metabolic engineering: advancing the generation of ‘Biofuel’ Applied microbiology and biotechnology, 89(5), 1289-1303 11 Choi SP., Nguyen MT., Sim SJ 2010 “Enzymatic pretreatment of Chlamydomonas reinhardtii biomass for ethanol production” Bioresource Technology 101(14):5330–5336 12 CHOI, D ET AL (2009), Sugar Production from Raw Seaweed Using the Enzyme Method, J Ind Eng Chem., 15, 12-15 13 Dien B.S 2007 “A primer for lignocellulose biochemical conversion to fuel ethanol” Proceedings of the Fifth International Starch Technology Conference 51-59 14 Dien, B S., & Bothast, R J (2009) A primer for lignocellulose biochemical conversion to fuel ethanol Industrially robust enzymes and microorganisms for production of sugars and ethanol from agricultural biomass National Center for Agricultural Utilization Research, 73-93.) 15 Demain A L., Newcomb M., Wu J H D (2005), Cellulase, Clostridia, and Ethanol, Microbiol Mol Biol Rev 69: 124-154 GVHD: TH.S NGUYỄN MINH HẢI 96 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP 16 Ghose T K., Selvam P V P and Ghosh P 1983 “Catalytic solvent delignification of agricultural residues: Organic catalysts” Biotechnology and Bioengineering 25(11):2577-2590 17 González G J., López S J Caminal G and Solá C 1986 “Dilute acid hydrolysis of wheat straw hemicellulose at moderate temperature: A simplified kinetic model” Biotechnology and Bioengineering 28(2):288-293 18 G Martisen, Skjak-Brek, O Smidsrod, Alginate As Immobilization Material: I Correlation Between Chemical And Physical Properties Of Alginate Gel Beads, Biotechnology And Bioengineering, Vol.33, p.70-89, 1989 19 G Cahill and D.M Murray, P.K Walshand D Donnelly, Effect of the concentration propagation wort on yeast cell volume and fermentation performance, 2000 20 Guy-Alain Junter , L Coquet, S Villain, T Jouenne, Immobilized Cell Physiology: Current Data And The Potentialities Of Proteomics , Enzyme And Microbial Technology, Vol.31, p.201-212, 2002 21 H.L Jones, A Margaritis and R.J Stewart, The Combined Effect Of Oxygen Supply Strategy, Inoculum Size And Temperature Profile On Very High Gravity Beer Fermentation By Saccharomyces cerevisiae, J Inst Brew 113(2), p.168–184, 2007 22 Harmsen P., Huijgen W., Bermudez L and Bakker R 2010 “Literature review of physical and chemical pretreatment processes for lignocellulosic biomass” 22-23 23 J Klein, H Ziehr, Immobilization Of Microbial Cells By Adsorption, Journal Of Biotechnology, Vol.16, p.1-16, 1990 24 J Patkova, Smogrovicova D, Bafrncova P, Domeny Z, Changes In The Yeast Metabolism At Very High-Gravity Wort Fermentation, NCBI, Vol.45, No.4, p.335 – 338, 2000 25 J Patkova, D Smogrovicova, Z Domeny, P Bafrncova, Very High Gravity Wort Fermentation By Immobilized Yeast, Biotechnol Letters, Vol.22, p.11731177, 2000 26 Jones B.E., Grant W.D., Duckwrth A.W., Schumann P., Weiss N and Stackebrandt E (2005), “Cellulomonas bogoriensis sp nov., an alkaliphilic cellulomonad”, Int J Syst Evol Microbiol 55, Pages 1711-1714 27 Yamagiwa, K., Kozawa, T., Ohkawa, A Effect of alginate composition and gelling conditions on diffusional and mechanical properties of calcium alginategel beads, Journal of Chemical Engineering of Japan, Vol.28, No.4, p 462-467, 1995 GVHD: TH.S NGUYỄN MINH HẢI 97 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP 28 Y Kourkoutas, A Bekatorou, I.M Banat, R Marchant, A.A Koutinas, Immobilization Technologies and Support Matertial Siutable in Alcohol Beverages Production, Vol 24, No 4, p 377-397, 2004 29 K.I Draget, “ Alginate” in Handbook Of Hydrocolloid, Woodhead Publishing Limited, England, 2000, p.379-395 30 Klinke HB., Thomsen AB., Ahring BK (2004) Inhibition of ethanolproducing yeast and bacteria by degradation products produced during pretreatment of biomass Appl Microbiol Biotechnol 66(1): 10–26 31 Kim G.S., Shin M.K., Kim Y.J., Oh K.K., Kim J.S., Ryu H.J., & K.H Kim, 2008 Method of producing bioethanol using sea algae Patent WO 2008/105618 A1 32 LAHAYE M., ROBIC A (2007) Structure and Functional Properties of Ulvan, a Polysaccharide from Green Seaweeds, Biomacromolecules, (6): p1765– 1774 33 Liu, Z L., Slininger, P J., Dien, B S., Berhow, M A., Kurtzman, C P., & Gorsich, S W (2004) Adaptive response of yeasts to furfural and 5-hydroxymethylfurfural and new chemical evidence for HMF conversion to 2, 5-bis-hydroxymethylfuran Journal of Industrial Microbiology and Biotechnology, 31(8), 345-352.) 34 M Mani S., Tabil L & Sokhansanj S (2004) Grinding performance and physical properties of wheat and barley straws, corn stover and switchgrass Biomass and Bioenergy 27, 339-352 35 Meinita M., Kang J.Y., Jeong G.T., Koo H., Park S.and Hong Y K 2012a,b “Bioethanol production from the acid hydrolysate of the carrageenophyte Kappaphycus alvarezii (cottonii)” J Appl Phycol 24:857–862 36 MITSUNORI YANAGISAWA ET AL (2011), Bioethanol from sea lettuce with the use of crude enzymes derived from waste, Journal of Material Cycles and Waste Management, Volume 13, Issue 4, pp 321-326 37 Mok W S L and Antal J M J 1992 “Uncatalyzed solvolysis of whole biomass hemicellulose by hot compressed liquid water” Industrial and Engineering Chemistry Research 31(4):1157-1161 38 PA Thuston, DE Quain, and RS Tubbs, Lipid Metabolism And The Regulation Of Violatile Synthesis In Saccharomyces cerevisiae, J Inst brew 88:90 – 94, 1982 39 P.M Doran, J E Bailey, Effects of Immobilisation on Growth , Fermentation Properties, and Macromolecular Composition Of Saccharomyces Cerevisae Attached To Gelatin, Biotechol And Bioeng, Vol.28, No.1, p.73-87, 1985 GVHD: TH.S NGUYỄN MINH HẢI 98 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP 40 Palmqvist E, Hahn-Haegerdal B (2000), Fermentation of lignocellulosic hydrolysates II: inhibitors and mechanisms of inhibition Bioresour Technol 74:25–33 41 PARK JH ET AL (2012) Use of Gelidium amansii as a promising resource for bioethanol: a practical approach for continuous dilute-acid hydrolysis and fermentation Bioresour Technol 108 (1):83-88 42 PARK, J I., WOO, H C & LEE, J H (2008) Production of Bio-energy from Marine Algae: Status and Perspectives Korean Chem Eng Res 46, 833-844 43 Rai et al (2012) “Saccharification of bagasse,” BioResources 7(4), 5401-5414 5401 44 ROBIC, A E A (2009) Determination of the chemical composition of ulvan, a cell wall polysaccharide from Ulva spp (Ulvales, Chlorophyta) by FT-IR and chemometrics J Appl Phycol 21, 451–456 45 S.F Karel, S.B Libicki, C.R Robertson, The Immobilization Of Whole Cells: Engineering Principles, Chemical Engineer And Science, Vol.40, No.8, p.1321-1354, 1985 46 S Takahashi, T Ishiashi N Hashimoto and Y, Kimura, Low-Temperature Fermentation Of High Gravity Wort, Tech.Q.Master Brew Assoc.Am, Vol.34, No.4, P.240-242, 1997 47 Sun Y and Cheng J 2002 Hydrolysis of lignocellulosic materials for ethanol production: A review Bioresource Technology 83(1):1-11 48 T Branyik, A.A Vicente, A Dostalek, J.A Teixeira, Review: Countinuos Beer Fermentation Using Immobilized Yeast Cell Bioreactor Systems, Biotechnol Prog, Vol.21, p.653-663, 2005 49 Weil J.R, Dien B., Bothast R., Hendrickson R., Mosier N S., Ladisch M.R 2002 “Removal of fermentation inhibitors formed during pretreatment of biomass by polymeric adsorbents” Industrial and Engineering Chemistry 50 V Jurku, Process Biochemistry, A Novel Entrapping Matrix For Yeast Catalyzed Ethanol Fermentation, Vol.34, p.193-196, 1999 51 Xu Q I., Adney W S., Ding H.Y and Himmel Michael E 2007 Cellulases for Biomass Conversion Industrial Enzymes (Julio P and Andrew P M.) Springer, P.O Box 17, 3300 AA Dordrecht, The Netherlands 35-36 52 Nguyễn Hữu Dinh, Huỳnh Quang Năng, Trần Ngọc Bút, Nguyễn Văn Tiến (1993) Rong biển Việt Nam (phần phía Bắc) NXB Khoa học Kỹ thuật HCM, trang 364 53 Phạm Hoàng Hộ (1969) Rong biển việt nam (phần phía Nam) Trung tâm học liệu Sài Gịn, trang 588 GVHD: TH.S NGUYỄN MINH HẢI 99 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP 54 Tsutsui I., H.Q Năng, N.H.Dinh, Arai S.and Yoshida T (2005) The common Marine Plants of Southern Vietnam Pulished by Japan Seaweed Asscociation, 250 pp 55 Kim S.K (2012) Handbook of marine macroalgae: Biotechnology and applied phycology J Wiley & Sons Publication, pp; 557 56 Roesijadi G., Copping A.E., Huesemann M.H., Forster J And Benemann J.R (2008) Techno- Economic Feasibility Analysis of Offshore Seaweed Farming for Bioenergy and Biobased Products Battelle Pacific Northwest Division Report, 105 pp 57 Isa A., Mishima Y., Takimura O., Miniwa T (2009) Preliminary study on ethanol production by using macro green algae Journal of the Japan Institute of Energy 88, 912- 917 58 Aizawa M., Asaoka K., Atsumi M And Sakou T (2007) Seaweed bioethanol production in Japan The Ocean Sunrise Project., Vancouver, Canada 59 Bruton, T., Lyons H., Lerat Y., Stanley M and Rasmussen M.B (2009), “A review of the potential of marine algae as a source of biofuel in Ireland, Dublin, Ireland, Sustainable Energy Ireland easily hydrolyzable polysaccharides”, Process Biochemistry 46, pp 2111–2116 60 Aresta M., Dibenedetto A , Carone M., Colonna T and Fragale C (2005), “Production of biodiesel from macroalgae by supercritical CO2 extraction and thermochemical liquefaction”, Environmental Chemistry Letters 3(3): 136139 61 A Johansen, J.M Flink, Influence Of Alginate Properties And Gel Reinforcement On Fermentation Characteristics Of Immobilized Yeast Cells, Enzyme and Microbial Technology, Vol.8, p.737-748, 1986 62 Yamagiwa, K., Kozawa, T., Ohkawa, A Effect of alginate composition and gelling conditions on diffusional and mechanical properties of calcium alginategel beads, Journal of Chemical Engineering of Japan, Vol.28, No.4, p 462-467, 1995 63 Nguyễn Văn Mùi, Thực hành hóa sinh học, 2007 64 JUNG KA, LIM SR, KIM Y, PARK JM (2013) Potentials of macroalgae as feedstocks for biorefinery, Bioresour Technol 135 GVHD: TH.S NGUYỄN MINH HẢI 100 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP