THÀNH PHẦN TÍNH CHẤT của bã mía

Ngày nay, mía được trồng rộng rãi khắp vùng nhiệt đới và á nhiệt đới, mía được trồng khắp các châu lục với sản lượng đạt 160 triệu tấn/năm chiếm 60-70% tổng sản lượng đường trên thế giới

BỘ CÔNG THƯƠNG

VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ THỰC PHẨM

NGUYỄN ĐINH HÙNG

MSSV:10032021 Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 26 tháng 02 năm 2013

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÂY MÍA 5

1.1 Nguồn gốc cây mía 5

1.2 Đặc điểm của cây mía 5

1.2.1 Phân loại 5

1.2.2 Hình thái cây mía 6

1.2.3 Đặc điểm sinh trưởng 7

1.2.4 Đặc điểm dinh dưỡng 8

1.3 Giá trị kinh tế của cây mía 9

CHƯƠNG 2: THÀNH PHẦN TÍNH CHẤT CỦA BÃ MÍA 11

2.1 Thành phần bã mía 11

2.1.1 Celluose 12

2.1.2 Hemicellulose 14

2.1.3 Lignin 16

2.1.4 Tro 17

2.1.5 Sáp 18

2.2 Tính chất của bã mía 18

2.2.1 Tính chất vật lí 18

2.2.2 Tính chất hóa học 18

2.3 Xác định tỉ lệ xơ trong bã mía 22

2.3.1 Nguyên tắc chung 22

2.3.2 Dụng cụ và thiết bị 22

2.3.3 Cách tiến hành 22

CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG CỦA BÃ MÍA 23

3.1 Sản xuất điện 23

3.2 Trồng nấm trên bã mía 23

3.3 Sản xuất nhiên liệu sinh học 24

3.4 Sản xuất than hoạt tính 25

3.5 Sản xuất chất đốt sinh khối 26

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin chân thành cảm ơn trường Đại học Công nghiệp thành phố Hồ Chí Minh đã tạo điều kiện cho tôi hoàn thành đề tài này Xin cảm ơn cô Hồ Xuân Hương đã hướng dẫn tận tình, giúp tôi giải đáp nhiều thắc mắc và hướng dẫn tôi tìm kiếm tài liệu ở nhiều nguồn tài liệu khác nhau!

Tôi xin chân thành cảm ơn tất cả các nhà khoa học bã nghiên cứu về “thành phần và tính chất của bã mía” để ngày hôm nay tôi có đầy đủ thông tin hoàn thành tốt đề tài này Xin cảm ơn các nhà báo, các học giả và tất cả các bạn sinh viên đã đem những thông tin quý giá về bã mía đến với tôi giúp hoàn thành nhiệm vụ được giao!

Tôi xin chân thành cảm ơn!

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÂY MÍA

1.1 Nguồn gốc cây mía

Cây mía có nguồn gốc ở nam Thái Bình Dương, vùng quần đảo Ghinê Có thể cây mía xuất hiện từ hàng vạn năm về trước khi châu Úc chưa tách ra khỏi lục địa Á-Âu Người ta đã tìm thấy những loài cây dại thuộc chi saccharum phân bố rộng khắp Ấn Độ, Trung Quốc, các quần đảo ở nam Thái Bình Dương (Philippin, Indonesia, Austraylia )

Ở Trung Quốc và Ấn Độ nghề trồng mía làm đường có cách đây 2000 năm Từ hai nước này nghề trồng mía phát triển phổ biến rộng khắp vùng Đông Nam Á, Nam Á (Philippin, Nhật Bản, Indonesia, Việt Nam…) Cũng từ Ấn Độ nghề này được truyền bá sang phía tây tới Iran, Tây Ban Nha, Italia… Các nước vùng bắt đầu Địa Trung Hải trồng mía vào khoảng thế kỉ XIII

Năm 1490 Cristop Colombo đưa mía sang châu Mỹ (Cuba, Mêxicô, Pêru, Braxin…) Ngày nay, mía được trồng rộng rãi khắp vùng nhiệt đới và á nhiệt đới, mía được trồng khắp các châu lục với sản lượng đạt 160 triệu tấn/năm chiếm 60-70% tổng sản lượng đường trên thế giới (đường được sản xuất từ củ cải đường chiếm 30-35%)

1.2.Đặc điểm của cây mía

1.2.1.Phân loại

Mía là tên gọi chung của một số loải thuộc chi mía (Saccharum), chúng thuộc tông Andropogoneae của họ Hòa thảo (Poacae) Phân bố chủ yếu ở khu vực nhiệt đới và cận nhiệt đới

Hình 1: Cây mía

Mía được chia thành 3 nhóm chính:

- Nhóm saccharum officinarum: là giống thường gặp, được trồng nhiều nhất trên thế giới

và ở Việt Nam

- Nhóm saccharum violaceum: lá màu tím, thân ngắn cứng và không trổ cờ.

- Nhóm saccharum simense: cây nhỏ cứng, thân màu nâu nhạt, được trồng nhiều ở Trung

Quốc

Ngoài ra còn có nhóm saccharum barberi, saccharum bengalense, saccharum edule nhưng

- CP: Canal Point ( bang Florida, Mỹ)

Những giống mía đươc trồng phổ biến ở Việt Nam:

- POJ: 3016, 2878, 2725, 2883

- CO: 209, 132, 419, 715, 775

- CP: 2479

Ngoài ra chúng ta đã lai tạo được một số giống mía chất lượng cao:

- Việt đường 54/143: hàm lượng đường 13.5-14.5% loại chín sớm

- Việt đường 59/264: hàm lượng đường 14-15% loại không trổ cờ

- VN 65-71: năng suất 70-90 tấn/ha

- VN 65-48: năng suất 50-95 tấn/ha

- VN 65-53: năng suất 45-80 tấn/ha

1.2.2.Hình thái cây mía

Ø Rễ mía: thuộc rễ chùm, có tác dụng giữ cho mía đứng, hút nước và chất dinh dưỡng từ đất để nuôi cây mía

Ø Thân mía: có hình trụ đứng hoặc hơi cong, tùy theo giống mía mà thân mía có màu sắc khác nhau như: xanh, vàng nhạt hay tím đậm…

Vỏ mía có một lớp phấn trắng bao bọc

Thân mía chia thành nhiều dóng, mỗi dóng dải khoảng 0.05-0.304m (tùy theo giống mía

và thời kỳ sinh trưởng) thân mía cao khoảng 2-3m có giống mía có thể cao 4-5m

Giữa 2 dóng mía là một đốt mía, đốt mía bao gồm đai sinh trưởng, đai rễ, đai phân mầm

và sẹo lá

Ø Lá mía: cây mía có bộ lá phát triển mạnh, lá mía quang hớp tạo ra một lượng đường lớn

lá mía thuộc nhóm lá đơn gồm bẹ lá và phiến lá Phiến lá có chiều dài trung bình từ 1.5m, có một gân chính lớn Phiến lá có màu xanh thẫm, mặt trên có nhiều lông nhỏ và cứng, hai bên mép có gai nhỏ Bẹ lá rộng ôm lấy thân mía, trên bẹ lá có nhiều lông Đặc điểm của lá cũng khác nhau tùy thuộc vào từng giống mía

1-Ø Hoa mía (cờ): Hoa mọc thành chum dài, mỗi hoa có hình quạt mở gồm cả nhị và nhụy và khả năng thụ phấn rất cao Khi ra hoa mía bị rỗng ruột làm giảm trọng lượng cây mía và giảm hàm lượng đường

Hình 3:Mía trổ cờ

1.2.3.Đặc điểm sinh trưởng

Ø Nhiệt độ: Mía là loại cây nhiệt đới nên đòi hỏi điều kiện độ ẩm rất cao Nhiệt độ bình quân thích hợp cho sự sinh trưởng của cây mía là 15-26⁰C Giống mía nhiệt đới sinh trưởng chậm khi nhiệt độ dưới 21⁰C và ngừng sinh trưởng khi nhiệt độ 13⁰C và dưới 5⁰C thì cây sẽ chết Những giống mía á nhiệt đới tuy chịu rét tốt hơn nhưng nhiệt độ thích hợp cũng giống như mía nhiệt đới

Thời kì nảy mầm mía cần nhiệt độ trên 15⁰C tốt nhất là từ 26-33⁰C Mía nảy mầm kém ở nhiệt độ dưới 15⁰C và trên 40⁰C Từ 28-35⁰C là nhiệt độ thích hợp cho mía vươn cao Sự dao động biên độ nhiệt giữa ngày và đêm liên quan tới tỉ lệ đường trong mía Giới hạn nhiệt độ thích hợp cho thời kì mía chín từ 15-20⁰C Vì vậy tỉ lệ đường trong mía thường đạt ở mức cao nhất cho các vùng có khí hậu lục địa và vùng cao

Ø Ánh sáng: Mía là cây nhạy cảm với ánh sáng và đòi hỏi cao về ánh sáng Thiếu ánh sáng, mía phát triển không tốt, hàm lượng đường thấp Mía cần thời gian tối thiểu là 1200 giờ tốt nhất là trên 2000 giờ Quang hợp của cây mía tỉ lệ thuận với cường độ và độ dài chiếu

sáng Thiếu ánh sáng cây hút phân kém do đó phân đạm, lân, kali chỉ hiệu quả khi ánh sáng đầy đủ Vì vậy ở vùng nhiệt đới và á nhiệt đới mía vươn cao mạnh nhất khi bắt đầu vào mùa hè có độ dài ngày tăng lên Chính vì vậy, nó là nhân tố quan trọng quyết định năng suất và sản lượng mía.

Ø Độ ẩm: Mía là cây cần nhiều nước nhưng lại sợ úng nước Mía có thể phát triển tốt ở những vùng có lượng mưa từ 1500mm/năm Giai đoạn sinh trưởng mía yêu cầu lượng mưa từ 100-170mm/tháng Khi chín cần khô ráo, mía thu hoạch sau một thời gian khô ráo khoảng 2 tháng sẽ cho tỉ lệ đường cao Bởi vậy các nước nằm trong vùng khô hạn nhưng vẫn trồng mía tốt còn những nơi mưa nhiều và phân bố đều trong năm thì việc trồng mía không hiệu quả

Gió bão làm cây đổ dẫn đến làm giảm năng suất, giảm phẩm chất của cây Chính vì vậy gió cũng là dấu hiệu quan trọng trong công tác dự báo lên kế hoạch và chế biến làm sao tốn ít chi phí mà giá trị sản xuất cũng như phẩm chất của mía nguyên liệu cao

Ø Độ cao: Độ cao có liên quan đến cường độ chiếu sáng cũng như mức chênh lệch nhiệt độ giữa ngày và đêm, do đó ảnh hưởng đến khả năng tích tụ đường trong mía, điều đó ảnh hưởng đến hoạt động của các khâu trong qui trình chế biến Giới hạn về độ cao cho cây mía sinh trưởng và phát triển ở vùng xích đạo là 1600m, ở vùng nhiệt đới là 700-800 m

Ø Đất trồng: Mía là loại cây công nghiệp khoẻ, dễ tính, không kén đất, vậy có thể trồng mía trên nhiều loại đất khác nhau, từ 70% sét đến 70% cát Đất thích hợp nhất cho mía là những loại đất xốp, tầng canh tác sâu, có độ phì cao, giữ ẩm tốt và dễ thoát nước Có thể trồng mía có kết quả trên cả những nơi đất sét rất nặng cũng như trên đất than bùn, đất hoàn toàn cát, đất chua mặn, đất đồi, khô hạn ít màu mỡ Yêu cầu tối thiểu với đất trồng là

có độ sâu, độ thoáng nhất định, độ pH không vượt quá giới hạn từ 4-9, độ pH thích hợp là 5,5-7,5 Độ dốc địa hình không vượt quá 15℃, đất không ngập úng thường xuyên Những vùng đất đai bằng phẳng cơ giới vận tải tương đối thuận lợi đều có thể bố trí trồng mía Ngoài ra người ta có thể canh tác mía ở cả những vùng gò đồi có độ dốc không lớn lắm ở vùng trung du miền núi Tuy nhiên ở những vùng địa bàn này cần bố trí các rãnh mía theo các đường đồng mức để tránh sói mòn đất Ngành trồng mía chỉ có thể cho hiệu quả kinh

tế cao khi hình thành những vùng chuyên canh có qui mô lớn

1.2.4.Đặc điểm dinh dưỡng

Mía là cây trồng có khả năng tạo ra sinh khối rất lớn, chỉ trong vòng chưa đầy 1 năm có thể cho 70-100 tấn/hecta mía cây (chưa kể rễ và lá) Vì vậy nhu cầu dinh dưỡng của mía là rất lớn Ngoài các chất đa lượng NPK cây mía rất cần Canxi và các yếu tố vi lượng

Ø Đạm (N): là yếu tố quan trọng nhất giúp cây mọc khỏe, nảy nhiều chồi mới, tốc độ làm dóng và vươn cao nhanh, cho năng suất cao Trung bình 1 tấn mía tơ cần 1kgN, 1 tấn mía gốc cần 1.25 kgN, ở giai đoạn đầu cây mía rất cần N, lượng N dữ trự trong cây mía trong giai đoạn này ảnh hưởng rất lớn đến quá trình sinh trưởng và phát triển của cây mía về sau Tuy nhiên nếu bón quá nhiều N và không cân đối với N,K thì mía sẽ bị dóng, nhiều nước dẫn đến lượng đường thấp và dễ bị sâu bệnh

Ø Lân (P): Lân giúp bộ rễ phát triển để hút nước và chất dinh dưỡng, tăng khả năng chịu hạn Giữ cân đối NPK giúp cây mía phát triển tốt, tăng năng suất và chất lượng mía Đối với công nghiệp mía đường, bón đủ P giúp quá trình lắng lọc diễn ra thuận lợi Thiếu P bộ

rễ kém phát triển, ít đẻ nhánh, thân lá nhỏ, cây cằn cỗi Phần lớn dất trồng ở Việt nam đều thiếu P do đó cần chú ý bón đủ P Lượng bón hợp lý 1.3 kgܲଶܱହ/tấn mía cây

Ø Kali (K): Kali là nguyên tố đa lượng cây mía cần nhiều nhất Để tạo ra 1 tấn mía cây cần 2.75kgܭଶܱ K có vai trò quan trong nhất trong quá trình tổng hợp tạo ra đường Nếu bón đầy đủ K cây mía cứng cáp, không đổ ngã, ít sâu bệnh, chín sớm và tăng hàm lượng đường

Ø Canxi (Ca): Canxi làm giảm độ chua trong đất, cải thiện tính chất vật lý trong đất, giúp phân giải chất hữu cơ và tăng hoạt động của các loại vi sinh vật phân giải trong đất tạo điều kiện cho cây mía hấp thụ chất dinh dưỡng tốt hơn Các vùng đất trồng mía của nước

ta thường chua nên cần bón thêm vôi để giàm độ chua

Ø Các chất vi lượng: Bao gồm các nguyên tố Magie (Mg), sắt (Fe), Mangan (Mn), kẽm (Zn), đồng (Cu)… tuy cây mía cần với số lượng rất ít nhưng rất quan trọng đối với quá trình sinh trưởng và phát triển của cây mía Đất ở nước ta do trồng lâu đời lại không chú ý

bổ sung các nguyên tố vi lượng nên thường bị thiếu hụt Nhiều thí nghiệm ở một số vùng đất cho thấy nếu bổ sung các nguyên tố vi lượng đều cho kết quả tăng sản lượng và chất lượng mía rõ rệt

1.3.Giá trị kinh tế của cây mía

Mía là cây công nghiệp lấy đường quan trọng của ngành công nghiệp đường Đường là một loại thực phẩm cần có trong cơ cấu bữa ăn hàng ngày của nhiều quốc gia trên thế giới, cũng như là loại nguyên liệu quan trọng của nhiều ngành sản xuất công nghiệp nhẹ và hàng tiêu dùng như bánh kẹo Về mặt kinh tế chúng ta nhận thấy trong thân mía chứa khoảng 80-90% nước dịch, trong dịch

đó chứa khoảng 16-18% đường Vào thời kì mía chin già người ta thu hoạch mía rồi đem ép lấy nước Từ nước dịch mía được chế lọc và cô đặc thành đường Có hai phương pháp chế biến bằng thủ công thì có các dạng đường đen, mật, đường hoa mai Nếu chế biến qua các nhà máy sau khi lọc và bằng phương pháp ly tâm, sẽ được các loại đường kết tinh, tinh khiết

Ngoài sản phẩm chính là đường những phụ phẩm chính của cây mía bao gồm:

Ø Bã mía chiếm 25-30% trọng lượng mía đem ép Trong bã mía chứa trung bình 49% là nước, 48% là xơ (trong đó chứa 45-55% cellulose) 2,5% là chất hoà tan (đường) Bã mía

có thể dùng làm nguyên liệu đốt lò, hoặc làm bột giấy, ép thành ván dùng trong kiến trúc, cao hơn là làm ra Furfural là nguyên liệu cho ngành sợi tổng hợp Trong tương lai khi mà rừng ngày càng giảm nguồn nguyên liệu làm bột giấy, làm sợi từ cây rừng giảm đi thì mía

là nguyên liệu quan trọng để thay thế

Ø Mật gỉ chiếm 3-5% trọng lượng đem ép Thành phần mật gỉ trung bình chứa 20% nước, đường saccharose 35%, đường khử 20%, tro 15%, protein 5%, sáp 1%, bột 4% trọng lượng riêng Từ mật gỉ cho lên men chưng cất rượu rum, sản xuất men các loại Một tấn mật gỉ cho một tấn men khô hoặc các loại axit axetic, hoặc có thể sản xuất được 300 lít tinh dầu và 3800 l rượu Từ một tấn mía tốt người ta có thể sản xuất ra 35-50 lít cồn 96°, một ha với kỹ thuật sản xuất hiện đại của thế kỷ 21 có thể sản xuất 7000-8000 lít cồn để

làm nhiên liệu Vì vậy khi mà nguồn nhiên liệu lỏng ngày càng cạn kiệt thì người ta đã nghĩ đến việc thay thế năng lượng của thế kỷ 21 là lấy từ mía.

Ø Bùn lọc chiếm 1,5-3% trọng lượng mía đem ép Đây là sản phẩm cặn bã còn lại sau khi chế biến đường Trong bùn lọc chứa 0,5% N, 3% Protein thô và một lượng lớn chất hữu

cơ Từ bùn lọc có thể rút ra sáp mía để sản xuất nhựa xêrin làm sơn, xi đánh giầy, vv Sau khi lấy sáp bùn lọc dùng làm phân bón rất tốt

Hình 4: Ruộng mía đang thu hoạch

Theo ước tính giá trị các sản phẩm phụ phẩm còn cao hơn 2-3 lần sản phẩm chính là đường

Mía còn là loại cây có tác dụng bảo vệ đất rất tốt Mía thường trồng từ tháng 10 đến tháng 2 hàng năm là lúc lượng mưa rất thấp Đến mùa mưa, mía được 4-5 tháng tuổi, bộ lá đã giao nhau thành thảm lá xanh dày, diện tích lá gấp 4-5 lần diện tích đất làm cho mưa không thể rơi trực tiếp xuống mặt đất có tác dụng tránh xói mòn đất cho các vùng đồi trung du Hơn nữa mía là cây rễ chum và phát triển mạnh trong tầng đất từ 0-60cm Một ha mía tốt có thể có 13-15 tấn rễ, sau khi thu hoạch bộ rễ để lại trong đất cùng với bộ lá là chất hữu cơ quý làm tăng độ phì của đất

CHƯƠNG 2: THÀNH PHẦN TÍNH CHẤT CỦA BÃ MÍA

Hiện nay, lượng bã mía thải bỏ rất lớn Đơn cử tại Nhà máy Đường Bourbon (Tây Ninh), với công suất chế biến 8.000 tấn mía/ngày, nhà máy thải ra lượng bã mía khoảng 2.800 tấn/ngày Trong khi đó, Công ty Đường Biên Hòa (Đồng Nai) có 3 nhà máy, trong đó 2 nhà máy sử dụng mía làm nguyên liệu với tổng công suất 5.000 tấn mía/ngày Mỗi năm, sản lượng mía cây là 600.000 -750.000 tấn, tương đương 174.000 - 217.500 tấn bã (bã mía chiếm khoảng 29% khối lượng mía cây)

Hình 5: Bã mía

2.1.Thành phần bã mía

Bã mía là phần xơ còn lại của thân cây mía sau quá trình ép mía Bã mía gồm có sợi xơ, nước và một lượng tương đối nhỏ các chất hòa tan- chủ yếu là đường Thành phần trung bình của bã mía bao gồm:

Hình 6: Cấu trúc bã mía

2.1.1.Celluose

Cellulose là hợp chất hữu cơ có công thức cấu tạo (ܥ଺ܪଵ଴ܱହ)n, và là thành phần chủ yếu của thành tế bào thực vật, gồm nhiều cellobiose liên kết với nhau, 4-O-(β-D-Glucopyranosyl)-D-glucopyranose Cellulose cũng là hợp chất hữu cơ nhiều nhất trong sinh quyển, hàng năm thực vật tổng hợp được khoảng 1011 tấn cellulose (trong gỗ, cellulose chiếm khoảng 50% và trong bông chiếm khoảng 90%).Cellulose là một polymer mạch thẳng của D-glucose được tìm thấy ở thành tế bào thực vật D-glucose được liên kết với nhau bằng liên kết β (1 - 4) glucosid với mức độ trùng hợp không nhỏ hơn 15.000 DP Thành phần cellulose của gỗ khác nhau giữa các loài từ khoảng 40-50% Mức độ trùng hợp (DP) của cellulose là trong khoảng 10.000-15.000 DP

Hình 7: Cấu trúc cellulose

Các mạch cellulose được liên kết với nhau nhờ liên kết hydro và lực Van Der Waals, hình thành hai vùng cấu trúc chính là kết tinh và vô định hình Trong vùng kết tinh, các phân tử cellulose

trong vùng vô định hình, cellulose liên kết không chặt nên dễ bị tấn công Có hai kiểu cấu trúc của cellulose đã được đưa ra nhằm mô tả vùng kết tinh và vô định hình.

Hình 8: Kiểu nhiều sợi nhỏ hợp thành (Fringed fibrillar) và kiểu chuỗi gấp khúc (Folding

chain)

Ø Kiểu nhiều sợi nhỏ hợp thành (Fringed Fibrillar): phân tử cellulose kéo thẳng và định hướng theo chiều sợi Vùng tinh thể có chiều dài 500Å, xếp xen kẽ với vùng vô định hình

Ø Kiểu chuỗi gấp khúc (Folding chain): phân tử cellulose gấp khúc theo chiều sợi Mỗi đơn

vị lặp lại có độ trùng hợp khoảng 1000, giới hạn bởi hai điểm a và b như trên hình vẽ Các đơn vị đó được sắp xếp thành chuỗi nhờ vào các mạch glucose nhỏ, các vị trí này rất dễ bị thủy phân Đối với các đơn vị lặp lại, hai đầu là vùng vô định hình, càng vào giữa, tính chất kết tinh càng cao Trong vùng vô định hình, các liên kết β - glucosid giữa các monomer bị thay đổi góc liên kết, ngay tại cuối các đoạn gấp, 3 phân tử monomer sắp xếp tạo sự thay đổi 180° cho toàn mạch Vùng vô định hình dễ bị tấn công bởi tác nhân thủy phân hơn vùng tinh thể vì sự thay đổi góc liên kết của các liên kết cộng hóa trị (β-glucosid) sẽ làm giảm độ bền nhiệt động của liên kết, đồng thời vị trí này không tạo được liên kết hydro

Cellulose có cấu tạo tương tự carbohydrate phức tạp như tinh bột và glycogen Các polysaccharide này đều được cấu tạo từ các đơn phân là glucose Cellulose là glucan không phân nhánh, trong đó các gốc glucose kết hợp với nhau qua liên kết β-1à 4- glycoside, đó chính là sự khác biệt giữa cellulose và các phân tử carbohydrate phức tạp khác Giống như tinh bột, cellulose được cấu tạo thành chuỗi dài gồm ít nhất 500 phân tử glucose Các chuỗi cellulose này xếp đối song song tạo thành các vi sợi cellulose có đường kính khoảng 3,5 nm Mỗi chuỗi có nhiều nhóm OH tự

do, vì vậy giữa các sợi ở cạnh nhau kết hợp với nhau nhờ các liên kết hidro được tạo thành giữa các nhóm OH của chúng Các vi sợi lại liên kết với nhau tạo thành vi sợi lớn hay còn gọi là bó mixen có đường kính 20 nm, giữa các sợi trong mixen có những khoảng trống lớn Khi tế bào còn non, những khoảng này chứa đầy nước, ở tế bào già thì chứa đầy lignin và hemicellulose.Cellulose được bao bọc bởi hemicellulose và lignin, điều này làm cho cellulose khá bền vững với tác động của enzyme cũng như hóa chất.

Cellulose có cấu trúc rất bền và khó bị thủy phân Người và động vật không có enzyme phân giải cellulose (cellulase) nên không tiêu hóa được cellulose, vì vậy cellulose không có giá trị dinh dưỡng Tuy nhiên, một số nghiên cứu cho thấy cellulose có thể có vai trò điều hòa hoạt động của hệ thống tiêu hóa Vi khuẩn trong dạ cỏ của gia súc, các động vật nhai lại và động vật nguyên sinh trong ruột của mối sản xuất enzyme phân giải cellulose Nấm đất cũng có thể phân hủy cellulose Vì vậy chúng có thể sử dụng cellulose làm thức ăn.

2.1.2.Hemicellulose

Hemicellulose là một loại polymer phức tạp, phân nhánh và độ trùng hợp khoảng 70 - 200

DP Hemicellulose chứa cả đường 6 (galactose-D, galactose, D-mannose, rhamnose, fructose) và đường 5 (D-xylose, L-arabinose), acid uronic (D-glucuronic acid) và chứa một lượng nhỏ nhóm acetyl Thành phần của hemicellulose phụ thuộc vào nguồn nguyên liệu Hemicellulose trong gỗ cứng chứa chủ yếu là xylan (15-30%) trong khi ở gỗ mềm chứa galactoglucomannan (15-20%) và xylan (70-10%) chiếm ưu thế Thành phần cơ bản của hemicellulose là β - D -xylopyranose, liên kết với nhau bằng liên kết β - (1,4)

Hình 9: Công thức hóa học của hemicellulose

Cấu tạo của hemicellulose đa dạng tùy vào từng loại nguyên liệu và có một vài điểm chung gồm:

Ø Mạch chính của hemicellulose được cấu tạo từ liên kết β -(1,4) Xylose là thành phần quan trọng nhất Nhóm thế phổ biến nhất là nhóm acetyl O – liên kết với vị trí 2 hoặc 3

Ø Mạch nhánh cấu tạo từ các nhóm đơn giản, thông thường là disaccharide hoặc trisaccharide Sự liên kết của hemicellulose với các polysaccharide khác và với lignin là nhờ các mạch nhánh này Hemicellulose có mạch nhánh nên tồn tại ở dạng vô định hình