Luận văn tận dụng một số phế phụ liệu giàu glucid, tạo các sản phẩm có giá trị

Luận văn tận dụng một số phế phụ liệu giàu glucid, tạo các sản phẩm có giá trị Luận văn tận dụng một số phế phụ liệu giàu glucid, tạo các sản phẩm có giá trị Luận văn tận dụng một số phế phụ liệu giàu glucid, tạo các sản phẩm có giá trị Luận văn tận dụng một số phế phụ liệu giàu glucid, tạo các sản phẩm có giá trị Luận văn tận dụng một số phế phụ liệu giàu glucid, tạo các sản phẩm có giá trị

Phần 1:

TỔNG QUAN

TÀI LIÊU

PHẦN 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU1.1. sơ Lược VỀ GLUCID [5,7,12,25,28,32,34,50] 1.1.1 Định nghĩa

Glucid hay saccharid là những hợp chất polvhydroxvl có chứanhóm aldehỵd hoặc ceton (các monosaeeharide) hoặc tạo thànhnhững nhóm như thế khi thủy phân polysaccharide

Glucid được cấu tạo từ các nguyên tô" c, H, o có công thứcchung là (Cm)(H20)n thông thường n=m > 3 Trong đó, hydrogen vàoxveen luôn có tỉ lệ 2:1 như trong phân tử nước Vì vậy gluciđ cũng

có tên gọi là carbohvdrate

1.1.2 Hàm lượng

Glucid trong thực vật chiếm tỉ lệ khá cao 89-90% thav đổi tuỳtheo loài, giai đoạn sinh trưởng -Hằng năm, thực vật và tảo có khảnăng biến đổi hơn 100 tỉ m3 C02 và nước thành cellulose và các sản

phẩm hữu cơ khác Trong động vật, lượng glucid thấp hơn, khôngvượt quá 2%.

1.1.3 Chức năng

Glucid đóng vai trò là nguồn năng lượng dư trữ quan trọngcủa sinh vật: tinh bột có ở thực vật, còn glvcogen có ở động vật và tếbào vi khuẩn Chúng làm nhiên liệu cung cấp 60% năng lượng cho cơthể sống, tham gia vào thành phần tế bào, mô, làm bộ khung cấu trúc

và vỏ bảo vệ

Glucid thường được tìm thâ"y ở vách tế bào vi khuẩn và thựcvật cũng như mô hên kêt và vỏ bảo vệ ồ động vật Glucid liên kết vớiprotein và lipit màng tạo tạo các phức hợp glucoprotein, glucolipit.Những châ"t này đóng vai trò làm phương tiện vận chuyển tín hiệugiữa các tế bào

1.1.4 Phân loại

Glucid được chia thành 3 nhóm chính monosaccharide,oligosacchariđe và polysaccharide

/ 1.4.1

Monosaccharide là đường đơn, về mặt cấu tạo monosaccharide

là dẫn xuât aldehyd hay ceton của một rượu đa chức (polyol)

Monosaccharide có chứa nhóm aldehyd gọi là aldose, còn monosaccharide có chứa nhóm ceton thì gọi là cetose

Công thức tổng quát:

(CHOH) n 1 u CH

dễ tan trong nước, không tan trong dung môi hữu cơ.

- Có thể thu nhận monosaccharide ở dạng tinh thể, phần lớnmonosaccharide có vị ngọt

- Do có chứa nhóm -CHO; >c=0; -OH nên monosaccharide

- Khi oxy hóa mạnh hơn các aldose, ví dụ dưới tác dụng củaHN03 đặc thì cả 2 nhóm CHO và OH bậc 1 đều bị oxy hoáthành -COOH (acid dicacbocylic) gọi là acid aldaric

CHO COOH CHO COOH (CHOH) n

• Phản ứng tạo Este

Khi phản ứng với acid, các monosaccharide có thể tạo

Hình 1.1: Phản ứng oxy hóa của aldose

thành các este, trong đó quan trọng nhất là phản ứng tạo thànheste photphat của monosaccharide Chúng là những sản phẩmtrung gian quan trọng của nhiều quá trình trao đổi chất, quanghợp, hô hâ'p, tổng hợp tinh bột, glycogen như: D-glyceraldehyd-3-photphat, D- glucose-l-photphat, D-fructose-l,6bisphotphat

sinh học khác nhau Điển hình nhất là các phân tử glucose nối với

nhau bằng liên kết glycoside tạo thành polvsaccharide như tinh

bột, glycogen và cellulose

• Các monosaccharide tiêu biểu:

Hexose: D-glucose, D-fructose, D-galactose, D-Mannose,

Pentose: L-arabinose, D-xylose, D-ribose,

D-glucose D-fructose D-mannose D-galactose L-arabinosc D-xylose D-ribosc

Hình 1.2: Một sô monosaccharide điển hình

1.1.4.2 Oligosacharid

Oligosaccharide được tạo thành từ một vài (2-lũ) gôkmonosaccharide liên kết nhau bằng liên kết O-glycoside Tuỳthuộc vào sô" phân tử monosaccharide có trong phân tửoligosaccharide mà chia chúne thành disaccharide, trisacchariđe,tetrasaccharide

♦> Disaccharide

Disaccharide là oligosaccharide đơn giản nhất do 2monosaccharide (giôrLe: hoặc khác nhau) liên kết nhau qua liênkết O-glycoside, có thể chia disaccharide thành 2 nhóm:disaccharide khử (còn OH-hemiacetal tự do) và disaccharidekhông khử (không còn OH-hemiacetal tự do)

Các disaccharide điển hình

- Saccharose: là một disaccharide phổ biến trong tự

nhiên, được câu tạo từ CC-D glucose và |3-D-fructose kết

hợp với nhau bằng liên kết 1,2-0- glycoside Saccharosekhông còn tính khử Saccharose có nhiều trong thực vật,trong củ cải đường 10 - 20%, trong nước mía từ 14 -25% Saccharose hoà tan tốt trong nước, dễ bị thủyphân hơn các disaccharide khác Dưới tác dụng củaenzym (invertase) hoặc acid, saccharose bị thủv phântạo a- glucose và ị3-fructose.

- Maltose: (đường mạch nha) được câu tạo từ 2 gốc

a-D-glucose liên kết với nhau bằng liên kết 1-4-O-glvcosiđe.Maltose vẫn còn một nhóm OH_hemiaxetal tự do nênvẫn giữ được tính khử nhưne chỉ bằng một nửa củaglucose Maltose có trong mầm thóc, mầm dại mạchsinh ra do amylase thuỷ phân tinh bột Maltose bị thủvphân thành 2 a-glucose khi sử dụng maltase hay acid.Lactose: còn được gọi là đường sữa vì nó có trong sữa từ4-6% Lactose được câu tạo từ sự kết hợp của 2 gốc p-D-aaỉactose và a-D-elucose qua liên kết 1.4-O-glycosiđe

Lactose vẫn còn tính khử (do vẫn cònnhómOH_hemiaxetal tự do) Dưới tác dụng của (3-galactosidase hay acid lactose bị thủy phân thành glucose

và galactose Chỉ một sô' loài nấm men có enzvm trên mới

♦> Trisaccharide

Trisaccharide là oligosaccharide do 3 monosaccharide tạonên Trisaccharide phổ biến nhất là raíinose có trong rỉ đường, hạtbông và củ cải đường Rannose dược cấu tạo từ 3 monosaccharide

là galactose, glucose, ữuctose Rafinose không còn tính khử

Tetrasaccharide

❖

Tetrasaccharide là oligosaccharide có 4 gốc monosaccharide.Tetrasaccharide tiêu biểu là stachyose được câu tạo từ 2 gốc D-galactose; 1 BÔc glucose và 1 gốc p- D-fructose Stachvose cũngkhông còn tính khử vì mọi nhóm OH_hemiaxetal đều tham gia tạo

liên kết glycoside Stachyose phổ biến ở cây họ đậu và một sô' hạt

khác, tập trung ở hạt, củ, rễ CHỊOH S CH2

1.L4.3 Polysaccharide

Polysaccharide được tạo thành từ vài chục cho đến hàng nahìneôc monosaccharide liên kết nhau bằne liên kết 1-4 -O-glycosiđe, 1-6-O-glycosiđe đôi khi còn liên kết 1-2 và 1-3-O-elvcoside Cácmonosaccharide trong phân tử polysaccharide có thể thuộc cùng mộtloại hav nhiều loại khác nhau Trong môt sô" trường hựp các gốcmonosaccharide có chứa các nhóm thế như gốc acid acetic,photphonc, sulíuric và các nhóm khác

Tinh bột

❖

Tinh bột là polysaccharide dự trữ chủ yếu của thực vật Trong tế

bào tinh bột tồn tại ở dạng hạt nhỏ Tinh bột là một hỗn hợp gồm 2

cấu tử là amylose và amylopectin

- Amvlose: có câu tạo mạch thẳng, gồm khoảng 200 đến

1000 gốc a-D- glucose nố’i với nhau qua liên kết glycoside, tạo xoắn theo kiểu lò xo, mỗi vòng xoắn cókhoảng 6 đơn vị glucose Amylose có trọng lượng phân tửkhoảng 20.000 đến 50.000 Da

a-l-4-O Amylopectin: là polysaccharide phân nhánh, cấu trúc

phân tử

amylopectin gồm một mạch thẳng trung tâm do các glucose liên kết nhau bằng liên kết 1-4-O-glycosiđe Từmạch này phát ra các nhánh dài chừng vài chục gôc glucose

a-D-và chỗ phân nhánh là liên kết l-6-O- glycoside Trọng lượnephân tử lớn khoảng 500.000 đến 1 triệu Da

Cellulose

❖

Cellulose là polysaccharìde cấu trúc phổ biến trong thực vật, thành phần chính củavách tế bào thực vật Cellulose có cấu trúc mạch thẳng, dạng sợi cấu tạo từ các gốc P-D-glucose, liên kết với nhau bằng liên kết (ỉ-1-4-O-glycoside Trọng lượng phân tử củacellulose khoảng 50.000 đến 2.500.000 Da Khi thủy phân bằng H2S04 hay HC1 đặc, nhiệt

độ cao, cellulose bị thủy phân thành p-glucose, còn với điều kiện nhẹ nhàng hơn thì chỉtạo cellobiose

Pectin [4,7,10,16,22, 28,31,40]

❖

Phần ỉ: Tổng quan tài liệu

Tinh bột bị thủy phân dưới tác dụng của enzym hoặc acid tạo thành các sản phẩm có khôilượng phân tử thấp hơn gọi là dextrin Các dextrin có thể bị thủy phân sâu xa hơn bằngacid hay enzym thời gian lâu hơn, tạo ra maltose và glucose.CH 2 OH ^CHaOH CH 2 OH CH 2 OH

CH 2 GH

Hình 1.5: cấu trúc của amyỉose và amylopectin

Pectin có cấu trúc mạch thẳng chính, cấu tạo từ các gốc a-D-galacturonic acid liên kết nhau bằng liên kết a-l-4-O-glycosiđe còn gọi là acid polvgalacturonic hay acLd pectic c6

của mạch chính có thể bị ester hóa, bị decarboxvl hay giữ nguyên nhóm COOH Pectin chứa nhiều trong thành tế bào các mô và trong thưe vật, pectin tồn tại ở 2 dạng;Dạng protopectin không tan, tồn tại chủ yếu ở thành tế bào với dạng liên kết polysaccharide khác như araban, tinh bột, cellulose, galactan

- Dạng pectin hoà tan, chủ yếu trong dịch tế bào

Trọng lượng phân tử của pectin khác nhau tuỳ thuộc vào nguồn gốc Pectin của táo,mận 25.000 đến 35.000 Da Dung dịch pectin có độ nhớt cao và có khả nãng gelatin hoá,

khả năng này có ở pectin lớn hơn 20.000 Da

Đặc tính quan trọng của pectin là khả năng tạo thành chất keo trong môi trườngacid với nồng độ đường cao Điều này đã được ứng dung trong sản xuất mứt kẹo Pectinhoà tan dưới tác dụng của kiềm pha loãng hoặc pectase, các methoxy bị khử tạo thànhrượu methylic và acid pectin tự do Chất pectin có vai trò quan trọng trong quá trình chíncủa quả, khi quả chín, dưới tác dụng của acid hữu cơ và protopectinase trong quả phần lớnprotopectin chuvển thành pectin hoà tan Protopectin cũng có thể chuyển thành pectin hoàtan khi đun nóng với nước hay với acid

ứng dụng [83,86,88]

Pectin tuy không cung cấp năng lượng nhưng có nhiều giá trị phòng và chữa bệnh như: kéo dài thời gian tiêu hoá thức ăn trong ruột, giảm béo (do tạo cảm giác no kéo dài), giảm hấp thu lipid, giảm cholesterol toàn phần trong máu, khống chế tăng cường đường huyết

bệnh tiểu đường, chổng táo bón, cầm máu, sát trùng Trong công nghệ dược phẩm, pectin dùng để chế thuốc uống, tiêm, biệt dược Hacmophobin (Đức), Árhemapectin (Pháp)

Trong công nghệ thực phẩm, pectin được dùng để sản xuất bánh mứt Chitin [32,35,50]❖

Chitin được cấu tạo từ đơn vị thành phần N-acetyl-D-2lucosamine nôi VỚI nhaubằne liên kết (3-1-4-O-glycoside, chitin và cellulose đều là nhữna polysaccharide cấu trúc,

về cơ bản chitin có cấu trúc tương tự cellulose nsoai trìr nhóm OH ở c2 được thay thếbằng một nhóm acetylamine

Chitin có thể thay thế một phần hay toàn bộ cellulose hoặc glucan trong thành tếbào nấm và vài loại tảo Tuy nhiên chitin ở những loại động vật khône xương sồng thuộcngành chân khổp như côn trùng, tôm, cua được chú ý hơn cả về số lượng, chitin chiếm

vị trí thứ 2 sau cellulose trong sô" các hợp châ"t hữu cơ Chitin là vật chất chủ yếu câ"utạo nên bộ xương bên ngoài của côn trùng và nhuyễn thể

Nếu đun nóng chitin trong dung dịch kiềm, một phần nhóm N_acetvl bị khử tạo

thành chitosan Chitin có thể tan trong một sô" dung dịch như HC1 đậm đặc, HN03, acidfomic khan và một sô" muối trung tính Chitin không tan trong nước, dung dịch kiêm y CH

1.2 GIỚI THIỆU CHƯNG VE CÁC LOẠI PHẾ PHỤ LIỆU CÔNG NÔNG

-NGHIỆP [35]

1.2,1 Mục đích và các phương pháp tận dụng phế phụ liệu

Trong quá trình sản xuất công nghiệp cũng như nông nghiệp, bên cạnh nhữngsản phẩm chính còn thu được một lượne khổng lồ các phế phụ liệu với thành phần hóahọc rất đa dạng Mỗi loại phế phụ liệu đều có những eiá trị năng lượng nhất định Nếuchúng ta không tìm ra các biện pháp để xử lý và tận dụng thì không những gây lãng phí(do bỏ đi nhiều loại chất quý ) mà còn gâv ảnh hưởng xấu đến môi trường sông, giatăng mức độ ô nhiễm môi trường

Tùv theo mỗi nhóm phế phụ liệu mà chúng ta có những biện pháp xử ỉý và tậndụng khác nhau cho phù hợp, có tính khoa học và triệt để Chúng ta có thể khái quátcác phương pháp chung nhất như sau:

Sử dụng ngay phê" liệu mà không qua các quá trình phân giải

Ví dụ: Thu nhận gelatin, collagen từ da cá, vẩy cá phế liệu hav sử dụng mạtcưa để trồng nấm

Sử dụng phế Liệu thông qua phân giải bằng phương pháp hóa học hay sinh học

Phương pháp hóa học: Thường sử dụng acid, kiềm, ở điều kiện nhiệt độ cao, hay

các hóa chất khác Ví dụ: Thủy phân các phế liệu của công nghiệp lò mổ động vật bởiacid để thu nhận acid amine trong sản xuất nước chấm hóa giải

-Phân ỉ: Tông quan tài liệu

Hình 1.8: cấu trúc của chỉtin

Phương pháp sinh học: Sử dụng các enzvm của hệ vsv để thủy phân các chất

trong phế liệu Trong phương pháp sinh học này chia làm 2 hướng:

- Sử dụng phế liệu làm môi trường nuôi cấy vsv tạo sinh khôi (thu những châl

có giá trị trong sinh khôi) Ví dụ: Tạo protein từ nấm men, thu nhận acidamine trên nguyên liệu phế liệu dầu mỏ

-Phân ỉ: Tông quan tài liệu

Sử dụng quá trình lên men trên nguvên liệu là phế liệu tạo các sản phẩm khácnhau Ví dụ: Lên men rượu, lên men lactic, lên men citric trên nền rỉđường,hay sản xuất nưổc châhn lên men từ khô đậu nành, đậu phộnẹ nhờ nấmmốc.,.

1.2.2 Phân loại các phế phụ liệu [35]

Dựa vào thành phần, bản chất hóa học người ta chia các dạng phế phụ liệu ra các nhóm sau:

❖ Nhóm các phế liệu giàu đạm (protein, peptide, acid amine )

- Phế liệu lò mổ động vật như: các phủ tạng, các cơ quan tiêu hóa, lông, móng,sừng, da, huyết (bò, heo )

- Phế liệu của ngành chế biến thủy sản (cá (đầu, vây, vẩv ), tôm, mực )

- Phế liệu của thực vật đã ép dầu: đậu nành, đậu phộng đã ép dầu Ví dụ: khô đậu nành, đậu phông, ngoài ra còn có các loại hạt

’*♦ Nhóm phế liệu giàu glucid (đường, cellulose, tinh bột, chitin, pectin )

- Phế liêụ ngành công nghiệp gỗ, giấv, bông dệt (mạt cưa, bột giấy, vụn

bông )

- Phế liệu ngành nông nghiệp: rơm rạ, các loài thực vật khác giàu cellulose

- Công nghiệp sữa: vvhey (huvết thanh sữa) giàu lactose và các chất hòa tan khác (acid amine, vitamin )

- Nhà máy sản xuâh đường: rỉ đường (mía, củ cải )

- Công nghiệp thực phẩm, chế biến sản phẩm từ ngũ cốc, sản xuất tinh bột (sắn, khoai tây ì: bã thải và nước thải

- Công nghiệp đồ hộp, rau quả: vỏ, bã ép trái câv có chứa pectin (táo, bưởi, cà rốh )

- Công nghiệp chế biến thủv hải sản: vỏ tôm, cua giàu chitin

*** Nhóm phê liệu giàu lipid

Các phế liệu của công nghiệp chế biến dầu mỡ, phế liệu của nhà máy sản

xuất dầu thực vật từ đậu nành, những loại hạt chứa dầu

*<* Nhóm phê liệu chứa các sắc tô

THƯ Vỉi V

Phế liệu của các nhà máy sản xuất đồ hộp, giải khát từ trái cây ( chứa các sắc tốcarotenoíd, ilavonoid, chlorophill )

♦> Nhóm phế liệu giàu chất thơm (tinh dầu và nhựa thơm)

Phế liệu từ công nghiệp đồ hộp, giải khát, trái cây (vỏ cam, chanh, quýt, bưởụ

sả, rau thơm bã ép trái cây)

♦ĩ* Nhóm phế liệu của công nghiệp dầu mỏ (các cacbuahvdro là chủ yếu, các hợp

chất có lẫn s )

Trong phạm vi nghiên cứu của luận vàn này, chúng tôi chỉ đề cập đến nhómphế phụ liệu giàu glucid

1.2.3 Phế phụ liệu giàu glucid và các nghiên cứu tận dụng[35]

Nhóm phế liệu giàu glucid rất đa dạng, liên quan đến nhiều ngành công- nôngnghiệp Chúng ta có thể chia nhóm phế liệu này thành 5 nhóm nhỏ:

- Phế liệu có chứa đường: rỉ đường từ ngành công nghiệp mía đường, huyết

thanh sữa từ công nghiệp sữa, phế liệu công nghiệp đồ hộp rau quả và giảikhát trái cây

- Phê liệu giàu ceỉlulose: ngành công nghiệp giây, gỗ bông dệt, mạt cưa từ

nông nghiệp: rơm rạ, các loại thực vật khác (vỏ dừa, bã mía )

- Phế liệu giàu tinh bột: công nghiệp thực phẩm, chế biến sản phẩm từ ngũ

cốc; Sản xuất bột ngọt, phế liệu giàu tinh bột(bã khoai mì, khoai tây )

- Phế liệu giàu chitin: ngành công nghiệp chế biến thủy hải sản: vỏ tôm, cua

chứa rất nhiều chitin

- Phế liệu giàu pectin: ngành công nghiệp đồ hộp rau quả: vỏ trái cây có

pectin (táo, bưởi, cà rốt, củ cải.,.)

1.2.3 L Phế liệu có chứa đường

Khái niệm "đường” trong mục này là tập hợp tất cả các monosaccharide vàdisacchariđe (như glucose, ữuctose, saccharose, lactose, maltose ) Một số phế phuliệu thuộc nhóm này như: rỉ đường từ nsành công nghiệp mía đường, huvết thanh sữa

từ công nghiệp sữa, các phế liệu từ công nghiệp đồ hộp rau quả và siải khất trái câv,dịch kiềm sulfit từ công nghiệp sản xuất giấy

Rỉ đường: [2,14,15,24,31,39]

❖

Rỉ đường hav mật rỉ là phụ phẩm của công nghệ sản xuất đường từ mía hay củcải thường chiếm từ 3 - 5% so với lượng mía đưa vào sản xuất Rỉ đường là phần cònlại của dung dịch đường sau khi đã tách phần đường kết tinh, số lượng và chất lượngcủa rỉ đường phụ thuộc vào giống mía, cử cải, điều kiện trồng trọt, thổ nhưỡng vàcồng nghệ chế biến của nhà máy đường

Năm 2000, theo sô" liệu của tổng cồng tv mía đường có khoảng 40 nhà máyđường, sản xuâ"t với tổng công suâ"t khoảng 12 triệu tân mía Nếu tính theo tỷ lệ rỉđường chiếm 3,5% so với nguyên liệu thì các nhà máy đường sẽ thải ra khoảng 420ngàn tấn rỉ đường

-—

t ì M X H T C N Ị ị l Í M

Bảng 1.1: Thành phần hóa học của rĩ đường mía và rỉ đường củ cải [2]

Rỉ đường là môi trường thích hợp cho hầu hết vsv, vì vậv từ rỉ đường bằng việc

áp dụng kv thuật lên men bởi vsv chúng ta có thể sản xuâd được các sản phẩm có giátrị sinh học cao như: cồn, glycerin, các acid hữu cơíacid lactic, citric, acetic ) cácacid amine (glutamic, lizin ) sản xuất nấm men bánh mì sản xuất sinh khôi vsv nóichung và nấm men nói riêng, sản xuất các enzym (invertase, phytase ) Một sô" ví dụ

cụ thể: Brabara Zarawska và cộng sự (2001) đã tiến hành thu nhận acid citric khi nuôi

chủng Yarrawỉa lipolytica trên môi trường rỉ đường có nồng độ 20g/l Với điều kiện

nuôi: nuôi cấy lắc (500 vòng/phút), nhiệt độ 30°c, pH=5,5 thu được acid citric vớihiệu suất 0,61g/g.[47]

Vohra A và Satyanaravna (2004) đã sử dụng chủng Pichia anomala phân lập

từ búp hoa khô Woodfordia /ruticosa nuôi trên môi trường rỉ đường có nồng độ 6%, pH=6,0 ở 45°c thu được chế phẩm phytase với hoạt độ 176U/g CT và lượng sinhkhối đạt 9g/l.[81]

* Whey [2,14]

Trong công nghệ sản xuất íromage sau khi tách casein, phần dịch lỏng còn lại

được gọi là huyết thanh sữa (whev) Hàng năm lượng whev thải ra khoảng 74 triệu tấnvới giá trị BOD từ 60.00 - 70.000 mg/1, rất dễ gây ô nhiễm môi trường nếu khôngđược xử lý Người ta ước tính có khoảng l,2kg BOD/lkg ữomage tạo ra Chí có mộtsố" nước trong đó có Mv và Canada đi đầu trong việc tận dụng nguồn phê liệu nàynhưng cũng chỉ đạt mức dưới 60%.

Có 2 loại whev là: dịch đường sữa ngọt và dịch đường sữa chua Dịch đườngsữa ngọt thu được từ quá trình sản xuất các loại íromaee cứng và mềm Còn dịchđường sữa chua được tạo thành từ quá trình sản xuất íromage thô

Glucid trong whey sẽ được tận dụng theo 2 hướng:

- Thu nhận lactose bằng kỹ thuật màng (lactose ở dòng permeate) ứng dụng bổsung lactose trong công nghệ thực phẩm

- Sử dụng whey để nuôi cấy vsv tạo các sản phẩm có giá trị: cồn, các acid hữu cơ, sinh khôi giàu protein

Tận dụng whey để sản xuất cồn có thể đi theo 2 hướng: một là dùng các chủngvsv có khả năng đồng hóa lactose trực tiếp để tạo cồn Hai là thủy phân lactose trongwhey bằng tác nhân acid hoặc enzym (p-galactosidase) thành glucose và galactose,

Bảng 1.2 Thành phần của dịch đường sữa ngọt và dịch đường sữa chua [2Ị

sau đó dùng các chủng nấm men (như: Saccharomyces cerevisiae) cho lên men tạo

cồn: Mehaia A.M và cộng sự (1990) sử dụng [3-galactosidase từ nâYn môc cho thủy

phân lactose trong whey, sau đó nuôi Saccharomyces cerevìsiae Kết thúc quá trình

thu được 160kg/m3 sinh khối nâVn men, sử dụng làm thức ăn gia súc và thu hồi cồnvới nồng độ 65kg/m3[64] Ngoài ra cũng có thể sử dung Saccharomyces cerevisiae tái

tổ hợp (chuyển gen p-gal) để đồng hóa lactose tạo cồn Theo cách này MahmaidK.Tahoun và cộng sự (1999) đã thu nhân cồn với hiệu suât đạt 4,14%(w/v) từ môitrường whey chứa 4,6% lactose.[61J

Ngoài ethanol, David Stevens và cộng sự (1988) đã thu được butanol và acid

butỵric khi sử dụng kết hợp 2 chủng Cỉostridiun beiìerinkịị và Bacilỉuc cereus nuôi

trên môi trường là whey ở pHopt=5,5 Tác giả thu được 2,2g/l butanol và 4.5g/'l acicbutyric [49]

Từ whey có thể nuôi V-SV để tạo ra các acid hữu cơ quan trong: Luig] Chiarini

và cộng sự (1992) đã thu được acid lactic khi nuôi chủng Lactobữciỉỉus heỉveticus với hàm lượng 26,09g/l.[60]Còn với chủng L ỉactic Panesar p.s và cộng sự (2007) lại thu

được 32,95g/l acid lactic, với hiệu suất 94,37% [71] Acid oxalic cũng được thu nhận

khi nuôi AspergỉUus niger với hàm lượng 37kg/m\ đạt hiệu suât 0,4 (lượng acid

oxalic/lượng lactose tiêu thụ) Hiệu suất này cao nhâd khi so sánh với các nguồn cơchất khác (glucose, íructose, saccharose và acid gluconic) (Santoro R và cộng sự(1999))[77]

Sản xuất sinh khôi vsv từ whey: Hassan Moeini và cộng sự (2004) thu nhận

SCP và làm giảm BOD trong \vhev khi sử dụng chủng Kỉuyveromyces ỉaaic kết hợp với Saccharomxces cerevìsiae Sinh khối đạt 22,38g/l và làm giảm BOD từ 30,000mg/l xuống còn 3450mg/l.[54] Vdi chủng Kỉuyveromyces marxianus thì lượng

sinh khôi đạt giá trị 105g/l Hiệu suất thu sinh khôi 0,38g/g lactose tiêu thụ (TredxvellLukondeh và cộng sự (2005))[80] Một nghiên cứu gần đây của Ghibom Bhak và cộng

sự (2005) cho thấv có thể sử dụng whev để nuôi nẩm bào ngư Pỉeurotus ostreaỉus.

Điều kiện tốì ưu để nuôi nấm là lactose 44g/l, pHUỮ=6, top=24,2cC [53]

Do vvhey còn chứa lượng lactose cao nên có thể sử dụng để thu nhận

p-galactosidase Rech R và cộng sự (1999) sử dụng chủng Kluyveromvces marxianus

nuôi cây lấc trên môi trường whey pH=5,5 nhiệt độ 37c'C để thu nhận galactosidase.[73]

nấm men Candida uiiỉis và c Tropicalis vì chúng có khả nẫng sử dụng pentose Theo

Fuchtera (1977): Sinh khối nấm men nuôi trên dịch thải sunfit, có lượng protit khoảng 46% chất khô, lipit 7% chất khô, khoáng 8% P: 1,8%, a.nucleic: 10,9% chất khô Tổng lượng nấm men sản xuất từ dịch thải suníit khoảng 50.000tấn / năm Dịch kiềm sulfit có thể được sử dụng để sản xuât acid lactic khi cho lên men từ chủng

Lactobaciỉus pentosus (Seth and Maim 1999)[75] Ngoài ra dịch kiềm sulíit còn được

ứng dụng để sản xuât cồn các acid hữu cơ * Phế liệu từ rau quả

Sản lượng rau quả xuất khẩu ngày một tảng ở các nước, đứng đầu là Brazil,Trung Quốc và Ân Độ Trong giai đoạn thu hoạch, vận chuvển và bảo quản đã thải ramột lượng lớn phế liệu do rau quả bị hư hỏng, kém châ't lượng Thêm vào đó các nhàmáy chế biến đồ hộp, trái cây đóng hộp, rượu, nước giải khát cũng đã thải vào môitrường các phế liệu (các phần vụn trái cây, vỏ, lõi quả và các nguyên liệu chưa đạt yêu

Bảng 1.3: Thành phần hóa học tính theo chất khô của dịch

kiềm suựĩt (%) [2]