KHẢO SÁT KHẢ NĂNG LÊN MEN ETHANOL TỪ HẠT NHÃN

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BỘ MƠN CƠNG NGHỆ SINH HỌC KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP KHẢO SÁT KHẢ NĂNG LÊN MEN ETHANOL TỪ HẠT NHÃN Ngành học : CÔNG NGHỆ SINH HỌC Sinh viên thực : TRẦN NGUYỄN ANH QUANG Niên khóa : 2007 – 2011 Tháng 07/2011 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BỘ MƠN CƠNG NGHỆ SINH HỌC KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP KHẢO SÁT KHẢ NĂNG LÊN MEN ETHANOL TỪ HẠT NHÃN Hướng dẫn khoa học Sinh viên thực ThS NGUYỄN MINH HIỀN TRẦN NGUYỄN ANH QUANG Tháng 07/2011 LỜI CẢM ƠN Trước tiên, xin chân thành cảm ơn ThS Nguyễn Minh Hiền trực tiếp hướng dẫn, hết lòng giúp đỡ, truyền đạt kiến thức, kinh nghiệm để em hồn thành đề tài tốt nghiệp Xin gửi lời cảm ơn đến anh Nguyễn Phan Thành, quản lý phòng thực nghiệm di truyền phân tử thuộc Bộ môn Công nghệ Sinh học giúp đỡ hóa chất, trang thiết bị để em thực đề tài tốt nghiệp Xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến người gia đình, đặc biệt cha mẹ sinh thành, dạy dỗ, tạo điều kiện tốt sống q trình học tập, giúp có trưởng thành ngày hôm Xin gửi lời cảm ơn đến quý thầy cô trường Đại học Nông Lâm Thành phố Hồ Chí Minh, đặc biệt thầy cô thuộc Bộ môn Công nghệ Sinh học truyền đạt kiến thức, kỹ tạo điều kiện thuận lợi cho em học tập rèn luyện suốt thời gian học đại học Cuối cùng, không quên gửi lời cảm ơn đến tập thể lớp DH07SH, đặc biệt thành viên nhóm 3n, bạn ln gắn bó học tập vui chơi, chia sẻ không kiến thức mà niềm vui, nỗi buồn suốt quãng đời sinh viên Chúc người may mắn, thành cơng hạnh phúc! Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 10 tháng 07 năm 2011 Trần Nguyễn Anh Quang i TÓM TẮT Đề tài: “Khảo sát khả lên men ethanol từ hạt nhãn” Nhãn (Dimocarpus longan Lour) trồng rộng rãi Việt Nam Hạt nhãn phụ phẩm ngành công nghiệp chế biến nhãn (nhãn khơ, nhãn đóng hộp) Hạt nhãn có hàm lượng carbohydate cao Trong hạt nhãn khơ có khoảng 40 - 60% tinh bột, 6,96% cellulose Khi ngành công nghiệp chế biến nhãn phát triển, hạt nhãn trở thành nguồn gây ô nhiễm môi trường Do đó, nghiên cứu tận dụng hạt nhãn để lên men ethanol góp phần tạo sản phẩm hữu ích đồng thời giảm nhiễm mơi trường Tiến trình gồm bước: thủy phân với enzyme (bước 1) lên men ethanol (bước 2) Giai đoạn thủy phân cellulose thực với 0,1% (w/v) Celluclast 1,5L pH 4,5, 50oC 20 phút, sau dịch hóa với 0,1% (w/v) Termamyl 120L pH 5,5, 95°C 120 phút đường hóa với 0,14% (w/v) AMG 300L pH 4,5, 60°C 150 phút Celluclast 1,5L làm tăng hàm lượng đường khử rút ngắn thời gian thủy phân Sau trình thủy phân, hàm lượng đường khử tăng từ 7,27 g/l lên 95,46 g/l Trong giai đoạn lên men, ảnh hưởng chủng Saccharomyces cerevisiae (S.c) (S.c W7, S.c SLS, S.c LVC, S.c TVA, S.c F28, S.c LV7) nghiên cứu S.c SLS tốt chủng khác Nồng độ ethanol sau 72 lên men 4,31% (v/v), hiệu suất lên men 46,7% ii SUMMARY Theme: “Examination the ability of ethanol fermentation from longan seeds” Longan (Dimocarpus longan Lour) is widely grown in Vietnam Longan seeds are byproduct of the industrial longan processing (dried and canned longan) Seeds have high carbohydrate content In dried seeds have about 40 - 60% starch, 6,96% cellulose Since the industrial longan processing has developed, seeds become one of the sources of environmental pollution Therefore, studying on utilizing longan seed to ferment ethanol contributed creating one of the useful products as well as reducing environmental problem of longan processing The procedure included steps: enzymatic hydrolysis (step 1) and ethanol fermentation (step 2) The cellulose hydrolysis stage was excuted with 0,1% (w/v) Celluclast 1,5L at pH 4,5 and 50oC for 20 minutes, the gelatinizing stage was excuted with 0,1% (w/v) Termamyl 120L at pH 5,5 and 95°C for 120 minutes while the saccharization stage with 0,14% (w/v) AMG 300L at pH 4,5 and 60°C for 150 minutes Celluclast 1,5L enhanced the reducing sugar and decreased time for enzymatic hydrolysis After hydrolysis stage, the reducing sugar increased from 7,27 gL-1 to 95,46 gL-1 In the fermentation, the effect of Saccharomyces cerevisiae (S.c) strains (S.c W7, S.c SLS, S.c LVC, S.c TVA, S.c F28, S.c LV7) was investigated S.c SLS was better than other strains The ethanol concentration after 72 hours fermenting was 4,31% (v/v), the productivity of fermentation achieved 46,7% Keywords: ethanol, longan seed, Saccharomyces cerevisiae, hydrolysis iii MỤC LỤC Trang Lời cảm ơn .i Tóm tắt ii Summary iii Mục lục iv Danh sách chữ viết tắt .vi Danh sách bảng .vii Danh sách hình viii Chương MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Nội dung nghiên cứu yêu cầu đề tài Chương TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Tổng quan nhãn, nguyên liệu sử dụng đề tài 2.1.1 Đặc điểm thực vật học, nguồn gốc phân bố .3 2.1.1.1 Đặc điểm thực vật học 2.1.1.2 Nguồn gốc phân bố 2.1.2 Tình hình sản xuất tiêu thụ nhãn giới Việt Nam 2.1.3 Thành phần hóa học hạt nhãn .5 2.1.4 Một số nghiên cứu hạt nhãn giới Việt Nam 2.2 Kỹ thuật sản xuất rượu ethylic 2.2.1 Giới thiệu chung rượu ethylic 2.2.2 Cellulose trình thủy phân cellulose cellulase 2.2.3 Tinh bột trình thủy phân tinh bột enzyme 2.2.3.1 Tinh bột cấu trúc tinh bột 2.2.3.2 Các phương pháp thủy phân tinh bột 2.2.3.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính enzyme .11 2.2.4 Quá trình lên men dịch thủy phân 13 2.2.4.1 Nấm men Saccharomyces cerevisiae 13 2.2.4.2 Quá trình lên men 14 iv 2.2.4.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến trình lên men 15 2.2.5 Chưng cất tinh chế cồn 17 2.3 Các nghiên cứu liên quan đến lĩnh vực đề tài 17 Chương VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 21 3.1 Địa điểm thời gian thực 21 3.1.1 Địa điểm thực 21 3.1.2 Thời gian thực 21 3.2 Vật liệu - Hóa chất thí nghiệm 21 3.3 Thiết bị - Dụng cụ .22 3.4 Phương pháp nghiên cứu 22 3.4.1 Thí nghiệm 1: ảnh hưởng cellulase (Celluclast 1,5L) tới 22 3.4.2 Thí nghiệm 2: hiệu trình thủy phân dịch bột hạt nhãn .23 3.4.3 Thí nghiệm 3: ảnh hưởng dòng men Saccharomyces .24 3.5 Phương pháp xử lý số liệu 25 Chương KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .26 4.1 Kết thí nghiệm 26 4.2 Kết thí nghiệm 27 4.3 Kết thí nghiệm 30 Chương KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 34 5.1 Kết luận 34 5.2 Đề nghị .34 Tài liệu tham khảo 36 v DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT ctv: cộng tác viên CU: cellulase unit DP: degree of polymerisation ĐVHĐ: đơn vị hoạt động vi DANH SÁCH CÁC BẢNG Trang Bảng 2.1 Một số thành phần hóa học hạt nhãn .5 Bảng 2.2 Nhiệt độ pH tối ưu số chế phẩm enzyme thương mại 12 Bảng 2.3 Ảnh hưởng xử lý enzyme thủy phân bã khoai mì 18 Bảng 3.1 Tỷ lệ Celluclast 1,5L khảo sát nghiệm thức 22 Bảng 3.2 Tỷ lệ enzyme sử dụng nghiệm thức .23 Bảng 4.1 Tóm tắt bước xử lý enzyme thí nghiệm 28 vii DANH SÁCH CÁC HÌNH Trang Hình 2.1 Chùm nhãn, trái nhãn, cơm nhãn hạt nhãn Hình 2.2 Quy trình sản xuất rượu ethylic từ nguyên liệu tinh bột Hình 2.3 Quá trình thủy phân cellulose cellulase Hình 2.4 Amylose amylopectin Hình 2.5 Nấm men Saccharomyces cerevisiae 13 Hình 3.1 Hạt nhãn 21 Hình 3.2 Bột hạt nhãn 21 Hình 4.1 Ảnh hưởng Celluclast 1,5L đến biến thiên hàm lượng đường khử 26 Hình 4.2 Ảnh hưởng việc thủy phân dịch bột hạt nhãn enzyme 28 Hình 4.3 Ảnh hưởng dòng men Saccharomyces cerevisiae đến 30 Hình 4.4 Ảnh hưởng dòng men Saccharomyces cerevisiae đến 31 Hình 4.5 Ảnh hưởng dòng men Saccharomyces cerevisiae đến 31 Hình 5.1 Quy trình đề nghị lên men ethanol từ hạt nhãn quy mơ phòng 35 viii Bảng 1.13 Ảnh hưởng dòng men Saccharomyces cerevisiae đến độ cồn dịch lên men sau 72 (trung bình lần lặp lại) Dòng men Sac cerevisiae Độ cồn (% v/v) TVA 3,27 F28 3,45 LVC 3,48 LV7 3,73 W7 4,02 SLS 4,31 Bảng phân tích thống kê kết thí nghiệm 2.1 Bảng phân tích thống kê kết thí nghiệm Analysis of Variance for Duong khu - Type III Sums of Squares -Source Sum of Squares Df Mean Square 0.00467111 0.00233556 0.0411511 38 0.00108292 F-Ratio P-Value 2.16 0.1297 -MAIN EFFECTS A:Ty le enzyme B:Thoi gian RESIDUAL 9.85109 2.46277 2274.19 0.0000 -TOTAL (CORRECTED) 9.89691 44 -All F-ratios are based on the residual mean square error Multiple Range Tests for Duong khu by Ty le enzyme -Method: 95.0 percent LSD Ty le enzyme Count LS Mean Homogeneous Groups 0.1 15 8.19133 X 0.15 15 8.21067 X 0.2 15 8.21467 X -Contrast Difference +/- Limits 0.1 - 0.15 -0.0193333 0.0243256 0.1 - 0.2 -0.0233333 0.0243256 0.15 - 0.2 -0.004 0.0243256 -* denotes a statistically significant difference Multiple Range Tests for Duong khu by Thoi gian -Method: 95.0 percent LSD Thoi gian Count LS Mean Homogeneous Groups 7.27 X 40 8.43889 -20 60 80 9 8.42222 X X 8.44444 X 8.45222 X -Contrast Difference +/- Limits -0 - 20 - 40 *-1.15222 0.0314043 *-1.17444 0.0314043 *-1.16889 - 60 - 80 0.0314043 *-1.18222 20 - 40 0.0314043 -0.0166667 20 - 60 0.0314043 -0.0222222 0.0314043 20 - 80 -0.03 0.0314043 40 - 80 -0.0133333 0.0314043 40 - 60 -0.00555556 60 - 80 -0.00777778 0.0314043 0.0314043 -* denotes a statistically significant difference 2.2 Bảng phân tích thống kê kết thí nghiệm Analysis of Variance for Duong khu - Type III Sums of Squares -Source Sum of Squares Df Mean Square F-Ratio P-Value -MAIN EFFECTS A:So loai enzyme 824.721 824.721 420.68 0.0000 B:Thoi gian 73180.3 11 6652.75 3393.50 0.0000 115.666 59 1.96044 RESIDUAL -TOTAL (CORRECTED) 74120.6 71 -All F-ratios are based on the residual mean square error Multiple Range Tests for Duong khu by So loai enzyme -Method: 95.0 percent LSD So loai enzyme Count LS Mean Homogeneous Groups 53.0247 X -3 36 36 59.7936 X -Contrast Difference +/- Limits -2 - *-6.76889 0.66037 -* denotes a statistically significant difference Multiple Range Tests for Duong khu by Thoi gian -Method: 95.0 percent LSD Thoi gian Count LS Mean Homogeneous Groups 7.835 X 30 16.0667 90 60 21.25 120 32.1 180 72.755 150 210 6 26.9917 86.3217 300 91.795 330 X X X X 81.395 6 X 57.2217 240 270 X X X 90.3783 X XX 92.8 X -Contrast Difference +/- Limits -0 - 30 *-8.23167 1.61757 - 90 *-19.1567 1.61757 - 60 *-13.415 1.61757 - 120 *-24.265 - 150 *-49.3867 1.61757 - 210 *-73.56 1.61757 - 240 *-78.4867 1.61757 - 300 *-83.96 1.61757 30 - 60 *-5.18333 30 - 120 *-16.0333 - 180 - 270 - 330 30 - 90 30 - 150 30 - 180 *-64.92 *-82.5433 *-84.965 1.61757 1.61757 1.61757 1.61757 1.61757 *-10.925 1.61757 *-41.155 1.61757 *-56.6883 1.61757 1.61757 30 - 210 *-65.3283 1.61757 30 - 240 *-70.255 1.61757 30 - 300 *-75.7283 1.61757 30 - 270 *-74.3117 1.61757 30 - 330 *-76.7333 1.61757 60 - 120 *-10.85 1.61757 60 - 180 *-51.505 1.61757 *-65.0717 1.61757 60 - 90 60 - 150 60 - 210 60 - 240 60 - 270 *-5.74167 *-35.9717 *-60.145 1.61757 1.61757 *-71.55 1.61757 *-70.545 90 - 120 *-5.10833 90 - 150 *-30.23 90 - 210 *-54.4033 90 - 180 1.61757 *-69.1283 60 - 300 60 - 330 1.61757 *-45.7633 1.61757 1.61757 1.61757 1.61757 1.61757 90 - 240 *-59.33 1.61757 90 - 300 *-64.8033 1.61757 90 - 270 90 - 330 *-63.3867 *-65.8083 1.61757 1.61757 120 - 150 *-25.1217 1.61757 120 - 210 *-49.295 1.61757 120 - 180 120 - 240 120 - 270 120 - 300 *-40.655 1.61757 *-54.2217 1.61757 *-59.695 1.61757 *-58.2783 1.61757 120 - 330 *-60.7 150 - 180 *-15.5333 1.61757 150 - 240 *-29.1 1.61757 150 - 300 *-34.5733 180 - 210 *-8.64 150 - 210 150 - 270 150 - 330 *-24.1733 *-33.1567 1.61757 1.61757 1.61757 1.61757 *-35.5783 1.61757 180 - 240 *-13.5667 1.61757 180 - 300 *-19.04 180 - 270 180 - 330 1.61757 *-17.6233 1.61757 *-20.045 1.61757 1.61757 210 - 240 *-4.92667 1.61757 210 - 300 *-10.4 1.61757 210 - 270 *-8.98333 1.61757 210 - 330 *-11.405 1.61757 240 - 300 *-5.47333 1.61757 240 - 270 240 - 330 270 - 300 270 - 330 300 - 330 *-4.05667 *-6.47833 1.61757 1.61757 -1.41667 1.61757 -1.005 1.61757 *-2.42167 1.61757 -* denotes a statistically significant difference ANOVA Table for hai enzyme by Time Analysis of Variance Source Sum of Squares Df Mean Square F-Ratio P-Value 3141.36 43870.40 0.0000 Between groups 34555.0 Within groups 1.71853 11 24 0.0716056 Total (Corr.) 34556.7 35 Multiple Range Tests for hai enzyme by Time -Method: 95.0 percent LSD Time Count Mean Homogeneous Groups 7.27 X 60 18.2 -30 90 3 14.1 24.1833 120 29.2 180 68.0667 150 210 240 270 3 3 X X X X 52.5533 X 77.08 X X 82.2867 X 85.3 300 88.0567 330 90.0 X X X -Contrast Difference +/- Limits -0 - 30 *-6.83 0.450938 - 90 *-16.9133 0.450938 - 60 *-10.93 0.450938 - 120 *-21.93 0.450938 - 180 *-60.7967 0.450938 - 240 *-75.0167 0.450938 *-80.7867 0.450938 - 150 - 210 *-45.2833 *-69.81 0.450938 0.450938 - 270 *-78.03 - 330 *-82.73 0.450938 *-10.0833 0.450938 - 300 30 - 60 *-4.1 30 - 120 *-15.1 30 - 90 0.450938 0.450938 0.450938 30 - 150 *-38.4533 0.450938 30 - 210 *-62.98 0.450938 30 - 180 30 - 240 30 - 270 *-53.9667 *-68.1867 *-71.2 0.450938 0.450938 0.450938 30 - 300 *-73.9567 0.450938 30 - 330 *-75.9 0.450938 60 - 120 *-11.0 60 - 90 *-5.98333 60 - 150 *-34.3533 60 - 210 *-58.88 60 - 180 60 - 240 *-49.8667 0.450938 0.450938 0.450938 0.450938 0.450938 *-64.0867 0.450938 60 - 270 *-67.1 0.450938 60 - 330 *-71.8 0.450938 60 - 300 *-69.8567 0.450938 90 - 120 *-5.01667 0.450938 90 - 180 *-43.8833 0.450938 90 - 150 90 - 210 *-28.37 *-52.8967 0.450938 0.450938 90 - 240 *-58.1033 0.450938 90 - 300 *-63.8733 0.450938 90 - 270 90 - 330 *-61.1167 *-65.8167 0.450938 *-38.8667 0.450938 120 - 150 *-23.3533 120 - 210 *-47.88 120 - 180 120 - 240 0.450938 0.450938 0.450938 *-53.0867 0.450938 *-58.8567 0.450938 120 - 270 *-56.1 120 - 330 *-60.8 0.450938 *-24.5267 0.450938 120 - 300 150 - 180 *-15.5133 150 - 240 *-29.7333 150 - 210 0.450938 0.450938 0.450938 150 - 270 *-32.7467 0.450938 150 - 330 *-37.4467 0.450938 150 - 300 *-35.5033 0.450938 180 - 210 *-9.01333 180 - 240 *-14.22 0.450938 180 - 300 *-19.99 0.450938 180 - 330 *-21.9333 0.450938 210 - 270 *-8.22 0.450938 180 - 270 210 - 240 210 - 300 *-17.2333 *-5.20667 *-10.9767 210 - 330 *-12.92 240 - 300 *-5.77 240 - 270 *-3.01333 240 - 330 *-7.71333 270 - 330 *-4.7 270 - 300 300 - 330 0.450938 0.450938 0.450938 0.450938 0.450938 0.450938 0.450938 0.450938 *-2.75667 0.450938 *-1.94333 0.450938 0.450938 -* denotes a statistically significant difference ANOVA Table for ba enzyme by Time Analysis of Variance Source Sum of Squares Df 38736.9 11 Mean Square F-Ratio P-Value 3521.54 37095.94 0.0000 Between groups Within groups 2.27833 24 0.0949306 Total (Corr.) 38739.2 35 Multiple Range Tests for ba enzyme by Time -Method: 95.0 percent LSD Time Count Mean Homogeneous Groups 8.4 X 60 24.3 -30 90 3 18.0333 29.8 120 35.0 180 77.4433 210 85.71 270 95.4567 150 240 300 330 3 3 61.89 X X X X X X X 90.3567 X X 95.5333 X 95.6 X -Contrast Difference +/- Limits -0 - 30 *-9.63333 0.519214 - 90 *-21.4 0.519214 - 60 *-15.9 0.519214 - 120 *-26.6 0.519214 - 180 *-69.0433 0.519214 - 150 - 210 *-53.49 *-77.31 0.519214 0.519214 - 240 *-81.9567 0.519214 - 300 *-87.1333 0.519214 - 270 - 330 *-87.0567 *-87.2 0.519214 *-11.7667 0.519214 30 - 60 *-6.26667 30 - 120 *-16.9667 30 - 90 30 - 150 0.519214 0.519214 *-67.6767 0.519214 *-59.41 30 - 240 *-72.3233 30 - 270 0.519214 *-43.8567 30 - 180 30 - 210 0.519214 *-77.4233 0.519214 0.519214 0.519214 30 - 300 30 - 330 *-77.5 0.519214 *-77.5667 0.519214 *-10.7 0.519214 60 - 90 *-5.5 60 - 150 *-37.59 0.519214 *-61.41 0.519214 60 - 120 60 - 180 *-53.1433 60 - 240 *-66.0567 60 - 210 0.519214 0.519214 0.519214 60 - 270 *-71.1567 0.519214 60 - 330 *-71.3 0.519214 60 - 300 *-71.2333 90 - 120 *-5.2 90 - 180 *-47.6433 90 - 150 90 - 210 *-32.09 0.519214 0.519214 0.519214 0.519214 *-55.91 0.519214 90 - 240 *-60.5567 0.519214 90 - 300 *-65.7333 0.519214 *-65.8 0.519214 *-42.4433 0.519214 90 - 270 90 - 330 *-65.6567 120 - 150 *-26.89 120 - 210 *-50.71 120 - 180 0.519214 0.519214 0.519214 120 - 240 *-55.3567 0.519214 120 - 300 *-60.5333 0.519214 120 - 270 *-60.4567 0.519214 120 - 330 *-60.6 0.519214 150 - 210 *-23.82 0.519214 150 - 180 150 - 240 *-15.5533 *-28.4667 0.519214 0.519214 150 - 270 *-33.5667 0.519214 150 - 330 *-33.71 0.519214 150 - 300 180 - 210 *-33.6433 *-8.26667 0.519214 0.519214 180 - 240 *-12.9133 0.519214 180 - 300 *-18.09 0.519214 180 - 270 *-18.0133 0.519214 180 - 330 *-18.1567 0.519214 210 - 270 *-9.74667 0.519214 210 - 240 *-4.64667 0.519214 210 - 300 *-9.82333 210 - 330 *-9.89 0.519214 240 - 300 *-5.17667 0.519214 240 - 330 *-5.24333 240 - 270 270 - 300 270 - 330 300 - 330 *-5.1 -0.0766667 -0.143333 -0.0666667 0.519214 0.519214 0.519214 0.519214 0.519214 0.519214 -* denotes a statistically significant difference 2.3 Bảng phân tích thống kê kết thí nghiệm 2.3.1 Bảng phân tích thống kê kết ảnh hưởng dòng men Saccharomyces cerevisiae tới biến thiên độ Brix Analysis of Variance for Do Brix - Type III Sums of Squares -Source Sum of Squares Df Mean Square F-Ratio P-Value A:Dong men 11.6556 2.33111 43.15 0.0000 B:Thoi gian 327.111 81.7778 1513.62 0.0000 4.32222 80 0.0540278 -MAIN EFFECTS RESIDUAL -TOTAL (CORRECTED) 343.089 89 -All F-ratios are based on the residual mean square error Multiple Range Tests for Do Brix by Dong men -Method: 95.0 percent LSD Dong men Count LS Mean Homogeneous Groups W7 15 4.0 X LVC 15 4.2 -SLS 15 4.0 LV7 15 4.53333 TVA 15 5.0 F28 15 X X X 4.6 X X -Contrast Difference +/- Limits 0.0666667 0.168906 -F28 - LV7 F28 - LVC *0.4 0.168906 F28 - TVA *-0.4 0.168906 LV7 - LVC *0.333333 F28 - SLS F28 - W7 *0.6 *0.6 LV7 - SLS *0.533333 LV7 - W7 *0.533333 LV7 - TVA 0.168906 0.168906 0.168906 0.168906 *-0.466667 0.168906 LVC - SLS *0.2 0.168906 LVC - W7 *0.2 LVC - TVA *-0.8 0.168906 0.168906 0.168906 SLS - TVA *-1.0 0.168906 TVA - W7 *1.0 0.168906 SLS - W7 0.0 0.168906 -* denotes a statistically significant difference Multiple Range Tests for Do Brix by Thoi gian -Method: 95.0 percent LSD Thoi gian Count LS Mean Homogeneous Groups 96 18 2.88889 X 72 18 2.88889 X 24 18 4.55556 18 8.0 48 18 3.61111 X X X -Contrast Difference +/- Limits -0 - 24 *3.44444 0.15419 - 72 *5.11111 0.15419 - 48 *4.38889 - 96 0.15419 *5.11111 24 - 48 0.15419 *0.944444 24 - 72 *1.66667 48 - 72 *0.722222 24 - 96 0.15419 0.15419 *1.66667 48 - 96 0.15419 0.15419 *0.722222 72 - 96 0.15419 0.0 0.15419 -* denotes a statistically significant difference 2.3.2 Bảng phân tích thống kê kết ảnh hưởng dòng men Saccharomyces cerevisiae tới biến thiên pH Analysis of Variance for Do pH - Type III Sums of Squares -Source Sum of Squares Df Mean Square F-Ratio P-Value -MAIN EFFECTS A:Dong men 1.60236 0.00801244 RESIDUAL 0.06456 80 0.000807 TOTAL (CORRECTED) 1.70698 89 B:Thoi gian 0.0400622 0.40059 9.93 496.39 0.0000 0.0000 All F-ratios are based on the residual mean square error Multiple Range Tests for Do pH by Dong men -Method: 95.0 percent LSD Dong men Count LS Mean Homogeneous Groups LV7 15 4.26667 4.272 X SLS 15 4.27933 XX LVC 15 4.314 -W7 F28 TVA 15 15 15 X 4.294 XX XX 4.32333 X -Contrast Difference +/- Limits -F28 - LV7 *0.0273333 F28 - SLS 0.0146667 F28 - LVC -0.02 0.0206431 0.0206431 0.0206431 F28 - TVA *-0.0293333 0.0206431 LV7 - LVC *-0.0473333 0.0206431 LV7 - TVA *-0.0566667 0.0206431 LVC - SLS *0.0346667 F28 - W7 *0.022 LV7 - SLS -0.0126667 LV7 - W7 -0.00533333 LVC - TVA -0.00933333 LVC - W7 *0.042 SLS - TVA *-0.044 SLS - W7 0.00733333 TVA - W7 *0.0513333 0.0206431 0.0206431 0.0206431 0.0206431 0.0206431 0.0206431 0.0206431 0.0206431 0.0206431 -* denotes a statistically significant difference Multiple Range Tests for Do pH by Thoi gian -Method: 95.0 percent LSD Thoi gian Count LS Mean Homogeneous Groups 96 18 4.12167 X 72 18 4.18722 24 18 4.36722 48 18 18 4.28167 4.5 X X X X -Contrast Difference +/- Limits -0 - 24 *0.132778 - 72 *0.312778 - 48 - 96 24 - 48 *0.218333 *0.378333 *0.0855556 0.0188444 0.0188444 0.0188444 0.0188444 0.0188444 24 - 72 *0.18 0.0188444 24 - 96 *0.245556 0.0188444 48 - 96 *0.16 48 - 72 *0.0944444 72 - 96 0.0188444 0.0188444 *0.0655556 0.0188444 -* denotes a statistically significant difference 2.3.3 Bảng phân tích thống kê kết ảnh hưởng dòng men Saccharomyces cerevisiae tới độ cồn sau 72 ANOVA Table for Do by Dong men Analysis of Variance Source Sum of Squares Df Mean Square F-Ratio P-Value 0.467756 286.38 0.0000 Between groups 2.33878 Within groups 0.0196 12 2.35838 17 0.00163333 Total (Corr.) Multiple Range Tests for Do by Dong men -Method: 95.0 percent LSD Dong men Count Mean Homogeneous Groups TVA 3.26667 X F28 3.45333 LV7 3.73333 LVC W7 SLS 3 3.47667 4.02333 4.31333 X X X X X -Contrast Difference +/- Limits -F28 - LV7 *-0.28 0.0718973 F28 - SLS *-0.86 0.0718973 F28 - TVA *0.186667 F28 - LVC -0.0233333 0.0718973 0.0718973 F28 - W7 *-0.57 0.0718973 LV7 - SLS *-0.58 0.0718973 *-0.29 0.0718973 LVC - TVA *0.21 0.0718973 SLS - TVA *1.04667 LV7 - LVC *0.256667 LV7 - TVA *0.466667 LVC - SLS *-0.836667 LV7 - W7 LVC - W7 SLS - W7 TVA - W7 *-0.546667 *0.29 *-0.756667 0.0718973 0.0718973 0.0718973 0.0718973 0.0718973 0.0718973 0.0718973 -* denotes a statistically significant difference Các phương pháp hóa sinh - vi sinh sử dụng đề tài 3.1 Xác định hàm lượng đường khử phương pháp Fericyanua (Lê Thanh Mai, 2009) Nguyên tắc: Đường khử đun nóng với dung dịch kiềm với fericyanua khử fericyanua thành ferocyanua đường khử chuyển thành acid đường Dùng methylen xanh làm chất thị màu xanh phản ứng kết thúc Phản ứng sau: 2K3Fe(CN)6 + 2KOH + CH2CH(CHOH)4CHO to 2K4Fe(CN)6 + COOH(CHOH)4COOH + 2H2O Hóa chất: Dung dịch fericyanua kali 1%, dung dịch KOH 2,5 N, dung dịch methylen xanh 0,5% Dụng cụ: bình tam giác, pipette, bếp điện Tiến hành: Dùng pipette lấy 20 ml dung dịch fericyanua cho vào bình tam giác 250 ml, thêm ml dung dịch KOH 2,5N - giọt methylen xanh (nếu nồng độ dịch đường thấp 0,25% lấy 10 ml fericyanua kali 2,5 ml KOH) Lắc nhẹ đun bếp điện cho - phút sơi Dùng dung dịch đường loãng chuẩn đến màu methylen xanh Màu hỗn hợp phản ứng thay đổi từ xanh sang phớt hồng cuối đến vàng da cam kết thúc Nếu để nguội màu hỗn hợp trở lại tím hồng bị oxy hóa Hàm lượng đường dung dịch pha lỗng tính theo cơng thức: Đ (g/l) = (a/x) × 1000 đó: x số ml dịch đường chuẩn hết 20 ml fericyanua a số mg glucose chuẩn hết 20 ml fericyanua kali (xác định cách dùng dung dịch glucose chuẩn chứa mg/ml (cân 0,5 g glucose tinh khiết sấy đến khối lượng không đổi, hòa tan nước cất cho vào bình định mức 100 ml, tráng nước cất thêm đến ngấn bình) chuẩn độ cách trên) 3.2 Xác định độ rượu dựa theo phương pháp cân đo tỷ trọng bình tỷ trọng tra bảng (Nguyễn Đình Thưởng Nguyễn Thanh Hằng, 2000) Bình tỷ trọng có nhiều loại khác dựa nguyên tắc so sánh khối lượng chất lỏng với nước cất thể tích Để đo bình tỷ trọng, ta rửa bình thật sạch, sấy khơ làm lạnh bình hút ẩm, sau đem cân bình khơng ta a gam Tiếp theo rót nước cất vào bình đến ngấn định mức, đặt bình vào nồi cách thủy, có nhiệt độ 20oC Sau 15 phút dùng giấy lọc thấm nước tới ngấn bình đồng thời thấm khơ phần khơng chứa nước, lau khơ nút đậy lại Lấy bình khỏi nồi điều nhiệt, lau khơ phía ngồi bình đem cân ta b gam Tiếp theo đổ nước khỏi bình, tráng bình đến lần dung dịch cần đo tỷ trọng rót chất lỏng tới vạch, sau làm tương tự bình chứa nước cất, giả sử bình chứa dịch cân c gam Tỷ trọng chất lỏng so với nước nhiệt độ 20oC là: d 20 20 = c-a b-a Sau tra bảng quan hệ % thể tích % khối lượng hỗn hợp rượu 20 nước khối lượng riêng điều kiện 20oC d20 ta biết % rượu chất lỏng 3.3 Phương pháp đếm số tế bào nấm men (Nguyễn Đức Lượng, 2000) Pha loãng dịch men theo dãy số thập phân để giảm mật độ men dịch ban đầu Rửa buồng đếm kính cồn 90o, thấm khơ giấy thấm Đặt kính lên lamelle (chỗ có lưới đếm) Lắc dịch men pha loãng, dùng ống hút giọt cho vào khe mép buồng đếm với lamelle, tránh tạo bọt khí Dịch vào buồng đếm nhờ lực mao dẫn Đếm kính hiển vi (vật kính 40) Đếm số tế bào ô vuông lớn Số lượng tế bào nấm men ml mẫu tính cơng thức: N = (a × 4000 × 103 × b)/c đó: a: số tế bào có lớn (tế bào) 1/4000: thể tích nhỏ (mm3) b: tỷ lệ pha loãng mẫu 103: Số chuyển mm3 thành ml c: số ô nhỏ ô lớn 3.4 Tính hiệu suất lên men (Nguyễn Đình Thưởng Nguyễn Thanh Hằng, 2000) Lượng cồn nhận theo lý thuyết tính theo phương trình Gaylussac: C6H12O6 180 2C2H5OH + 2CO2 92 88 Từ phương trình suy ra, 100 kg đường đơn giản (glucose, fructose…) lên men cho 51,14 kg cồn ethylic 48,66 kg CO2 Đem chia cho khối lượng riêng cồn: 0,78927 ta tích cồn thu là: 51,14/0,78927 = 64,794 lít cồn 100% Nếu tính cho 100 kg đường đơi (maltose, saccharose) cần nhân với hệ số 1,0526, với tinh bột nhân 1,11104 Kết xem bảng 3.1 Bảng 3.1 Lượng cồn thu từ nguồn nguyên liệu Nguồn glucide Lượng cồn thu từ 100 kg Theo lít Theo kg Tinh bột 71,998 56,818 Đường đôi 68,20 53,83 Đường đơn 64,794 51,14 Thực tế lượng cồn thu ln so với lý thuyết ... MỤC LỤC Trang Lời cảm ơn .i Tóm tắt ii Summary iii Mục lục iv Danh sách chữ viết tắt .vi Danh sách bảng .vii Danh sách... tham khảo 36 v DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT ctv: cộng tác viên CU: cellulase unit DP: degree of polymerisation ĐVHĐ: đơn vị hoạt động vi DANH SÁCH CÁC BẢNG Trang Bảng 2.1 Một số thành... người may mắn, thành cơng hạnh phúc! Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 10 tháng 07 năm 2011 Trần Nguyễn Anh Quang i TÓM TẮT Đề tài: “Khảo sát khả lên men ethanol từ hạt nhãn” Nhãn (Dimocarpus longan Lour)