ung dung acetobacter xylinum trong cong nghe thuc pham

Acetobecter xylinum là một chủng vi khuẩn điển hình được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực của đời sống như sản xuất thạch dừa, ứng dụng của màng BC trong y học, mĩ phẩm…nhờ có cấu trúc và đ[r]

BỘ CÔNG THƯƠNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

BỘ MÔN: VI SINH HỌC THỰC PHẨM ĐỀ TÀI:

GVHD: Nguyễn Thị Thu Sang Lớp: 01DHTP03 ; thứ ; tiết 3,4

SVTH: Trịnh Thị Trang Đài 2005100143 Nguyễn Huỳnh Diễm Châu 2005100030 Thân Thị Kim Thoa 2005100003 Nguyễn Mai Ngọc Hân

Nguyễn Mai Huyền Trân

LỜI MỞ ĐẦU

TÌM HIỂU ĐẶC ĐIỂM VI KHUẨN ACETOBECTER XYLINUM VÀ ỨNG

DỤNG

Từ lâu thực phẩm phần thiếu đời sống người Cùng với tính thiết yếu ngành cơng nghiệp thực phẩm đời phát triển với mục đích tạo nên sản phẩm thực phẩm dinh dưỡng, an toàn để phục vụ con người Sự phát triển khoa học nói chung khoa học ứng dụng thực phẩm nói riêng cho có hiểu biết sâu sắc hợp phần, cấu trúc, biến đổi trình chế biến sử dụng thực phẩm đặc biệt chủng vi khuẩn tưởng chừng có hại, nghiên cứu khoa học cho thấy vi khuẩn có ứng dụng đặc biệt cho trình lên men, chất phụ gia lĩnh vực công nghệ khác nhau.

Acetobecter xylinum chủng vi khuẩn điển hình ứng dụng trong nhiều lĩnh vực đời sống sản xuất thạch dừa, ứng dụng màng BC trong y học, mĩ phẩm…nhờ có cấu trúc đặc tính giống với cellulose thực vật (gồm phân tử glucose liên kết với liên kết β-1,4 glucorit) cellulose vi khuẩn khác với cellulose thực vật chỗ: không chứa hợp chất cao phân tử như: ligin, hemicellulose, peptin sáp nến…của màng BC Do chúng có những đặc tính vượt trội với độ dẻo dai, bề chắc.

Để hiểu rõ đặc tính cấu trúc ứng dụng của Acetobecter xylinum Mời bạn theo dõi theo đề tài tiểu luận chúng tơi. Nếu có sai sót mong góp ý chân thành từ bạn.

Mục lục

I ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO CỦA GIỐNG VI KHUẨN ACETOBECTER………

1.1 Đặc điểm cấu tạo chung ……… 1.2 Phân loại vi khuẩn acetobecter………

II ĐẶC ĐIỂM CỦA CHỦNG VI KHUẨN ACETOBECTER XYLINUM…………

2.1Phân loại đặc điểm hình thái Acetobecter xylinum……… 2.2Đặc điểm sinh lí, sinh hóa……… 2.3Màng BC Acetobecter xylinum………

2.3.1 Cấu trúc màng Bacterial cellulose 2.3.2 Tình hình nghiên cứu màng BC Việt Nam giới………… 2.4 Ảnh hưởng yếu tố bên đến khả tạo màng BC vi khuẩn…

2.4.1 Hàm lượng chất………

2.4.1.1.1 Hàm lượng glucose………

2.4.1.1.2 Hàm lượng (NH4)SO4………

2.4.1.1.3 Hàm lượng MgSO4.7H2O………

2.4.1.1.4 Hàm lượng K2SO4………

2.4.2 Yếu tố môi trường………

2.4.2.1 Ảnh hưởng thời gian lên men hàm lượng giống………

2.4.2.2 Độ thoáng khí………

2.4.2.3 Nhiệt độ……… 2.4.2.4 Độ pH………

3.1 Trong công nghệ sản xuất thạch dừa………

3.1.1 Giới thiệu nguyên liệu trái dừa……… 3.1.1.1 Thành phần trái dừa……… 3.1.1.2 Cấu trúc thạch dừa……… 3.1.1.3 Một số biến động trình lên men……… 3.1.2 Quy trình sản xuất thạch dừa……… 3.1.2.1 Giải thích quy trình……… 3.1.2.2 Cơ chế tạo thành sản phẩm……… 3.1.2.3 Kiểm tra sản phẩm chế biến………

3.2 Ứng dụng trị bỏng vi khuẩn Axetobecter xylinum……….

3.2.1 Giới thiệu chung bỏng………

3.2.2 Thực nghiệm Acetobecter xylinum trị bỏng thỏ………

3.3 Nước thải vi sinh vật xử lí nước thải……….

3.3.1 Nước thải……… 3.3.2 Acetobecter xylinum xử lí rác thải………

I ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO CỦA GIỐNG VI KHUẨN ACETOBECTER

Giống vi khuẩn Acetobacter thuộc họ Pseudomonadieae, phân bố rộng rãi tự nhiên phân lập vi khuẩn từ khơng khí, đất, nước, lương thực thực phẩm, dấm, rượu, bia, hoa quả… Có khoảng 20 lồi thuộc giống Acetobacter phân lập mơ tả, có nhiều lồi có ý nghĩa kinh tế

1.1 Đặc điểm cấu tạo chung

Dạng hình que, tuỳ điều kiện ni cấy (to, thành phần môi trường nuôi cấy) mà vi khuẩn acetobacter sinh tế bào có hình thái khác biệt dạng kéo dài phình to

Kích thước thay đổi tuỳ lồi (0.3-0.6 x 1.0-8.0μm)

Có thể di động (có tiên mao đơn chu mao), khơng di động (khơng có tiên mao)

Khơng sinh nha bào tử Hiếu khí bắt buộc Chịu độ acid cao

Vi khuẩn acetobacter có khả đồng hố nhiều nguồn thức ăn cacbon khác không sử dụng tinh bột

Tế bào đứng riêng lẽ kết thành chuỗi

Có khả tạo thành váng mơi trường lỏng, khả tạo thành váng thay đổi tùy loại:

 Acetobacter xylinum: tạo thành váng cellulose dày  Acetobacter orleanoe: tạo thành váng mỏng

 Acetobacter pasteurianum: tạo thành váng khô nhăn nheo

 Acetobacter curvum: sinh acid acetic với nồng độ cao tạo thành

Acetobacter có khả đồng hố muối (NH4)+ phân giải pepton Một số lồi địi

hỏi số acid amin định acid pantothenic chất khoáng K, Mg, Ca, Fe, P, S …ở dạng muối vô cơ, hữu hợp chất hữu Do bia, dịch tự phân nấm men, nước mạch nha, nước trái cây…là nguồn dinh dưỡng tốt cho phát triển vi khuẩn actobacter

Ngoài khả oxy hố ethanol thành acid acetic, số lồi acetobacter tổng hợp vit B1, vit B2, oxy hố sorbit thành đường sorbose (dùng cơng nghiệp sản xuất vit C)…

1.2 Phân loại vi khuẩn acetobecter

Đến có nhiều tác giả đề cập đến vấn đề phân loại loài vi khuẩn trông giống Acetobacter, đáng ý bảng phân loại Acetobacter J-Frateur-1950 Sau số loài quan trọng nhất:

- Acetobacter schutzenbachii: trực khuẩn dài, tạo thành ván dày, không bền vững, có khả tích luỹ mơi trường đến 11.5%acid acetic thường sử dụng để làm giấm theo phương pháp nhanh (phương pháp Đức)

- Acetobacter suboxydans: tạo thành váng mỏng, dễ vỡ ra, có khả chuyển hoá glucose thành acid gluconic hay sorbic thành sorbose Loại vi khuẩn muốn phát triển bình thường cần cung cấp số chất sinh trưởng acid para aminopenzoic, acid panthoteric, acid nicotinic

- Acetobacter orleansen: trực khuẩn dài trung bình khơng di động Gặp điều kiện nhiệt độ cao sinh tế bào dị hình kéo dài phình to Tạo váng dày môi trường dịch thể Có thể phát triển có nồng độ rượu cao (10%-12%) làm tích luỹ đến 9.5% acid acetic Thường dùng công nghiệp chuyển rượu vang thành giấm (phương pháp Pháp) Phát triển thích hợp nhiệt độ 25-30oC

- Acetobater xylinum: trực khuẩn không di động, tạo thành váng nhăn dày.Váng có chứa hemicellulose nên gặp

H2SO4 thuốc nhuộm Iod bắt màu

xanh.Có thể tích luỹ 4.5% acid acetic mơi trường Thường gặp lồi vi khuẩn với nấm men “nấm chè”, gọilà “thuỷ hoài sâm”, loại sản phẩm giải khát bổ dưỡng theo cách làm nghười Trung Hoa Đó loại nước chua có vị thơm dùng để pha nuớc giải khát gia đình người Trung Hoa, mặt nước có váng vi sinh vật dày nuôi sống nước chè đường

vàng nhuộm thuốc nhuộm Iod, chúng phát triển mơi trường có nồng độ rượu cao 11% tích luỹ đến 6% acid acetic mơi trường, phát triển thích hợp nhiệt độ 34oC

- Acetobacter pasteurianum: hình dạng tương tự loại váng vi khuẩn có dạng khơ nhăn nheo, váng bắt màu xanh nhuộm với thuốc Iod Để ức chế phát triển loại nấm men Mycoderma (thường phát triển đồng thời với phát triển vi khuẩn Acetobacter), người ta bổ sung vào môi trường phân lập 1-1.5% acid acetic

Do ưu điểm vượt trội chủng Acetobacter xylinum nêu nên Acetobacter xylinum đựoc ứng dụng sản xuất thạch dừa, ứnh dụng màng BC để trị bỏng, nhiều ứng dụng khác lĩnh vực y học, mĩ phẩm, v…v

II ĐẶC ĐIỂM CỦA CHỦNG VI KHUẨN ACETOBECTER XYLINUM

II.1 Phân loại đặc điểm hình thái Acetobecter xylinum.

Chủng Acetobecter xylinum có nguồn từ Philippin Acetobecter xylinum thuộc nhóm vi khuần acetic Theo hệ thống phân loại cùa nhà khao hoc Bergey Acetobecter xylinum thuộc: lớp Schizommycetes, Pseutomonadales, họ Pseudomonadieae

A xylinum có dạng hình que, thẳng hay cong, di động hay khơng di động, khơng sinh bào tử Chúng vi khuẩn Gram âm, đặc điểm nhuộm Gram thay đổi tế bào già hay điều kiện môi trường

A.xylinum loại vi khuẩn dài khoảng 2µm, đứng riêng lẽ xếp thành chuỗi, có

khả tạo váng hemicellulose dày, bắt màu với thuốc nhuộm Iod H2SO4

Khuẩn lạc A.xylinum có kích thước lớn (đường kính khuẩn lạc đạt 2-5mm), trịn, bề mặt nhầy trơn bóng, phần khuẩn lạc lồi lên, dày sẫm màu phần xung quanh, rìa mép khuẩn lạc nhẵn

A.xylinum sinh trưởng pH < 5, nhiệt độ từ 28-320C tích lũy 4,5% acid

acetic Acid acetic sản phảm sinh trình hoạt động vi khuẩn, chúng vượt mức cho phép, chúng quay ngược trở lại làm ức chế hoạt động vi khuẩn

II.2 Đặc điểm sinh lí, sinh hóa.

Vi khuẩn A xylinum phát triển nhiệt độ 25-350C, pH = 4-6 Nhiệt độ pH tối ưu

tùy thuộc vào giống Ở 370C, tế bào suy thối hồn tồn mơi trường tối

ưu

A xylinum có khả chịu pH thấp, thường bổ sung thêm acid acetic vào môi trường nuôi cấy để hạn chế nhiễm khuẩn lạ

A.xylinum hấp thụ đường glucoso từ mội trường nuôi cấy tế bào vi khuẩn , glucose kết hợp với acid béo tạo thành tiền chất nằm màng tế bào Kế ngồi tế bào với enzyme Enzyme polyme hóa glucose thành celluose

A.xylinum tạo nên lớp cellulose dày môi trường nuôi cấy nước dừa có bổ sung chất dinh dưỡng cấn thiết Cellulose polysaccharide không tan nước mà tan mơi trường kiềm Đó thành phần màng tế bào thực vật

Polysaccharide vi sinh vật thường tích tụ đáng kể mơi trường lỏng vi sinh vật có khả tổng hợp oligo polysaccharide Lượng oligo polysaccharide nội bào đạt tới 60% trọng lượng khô tế bào

Tất oligo polysaccharide tổng hợp cách kéo dài chuỗi saccharide có trước nhờ vào việc thêm vào đơn vị monosacharide Đơn vị monosacharide thêm vào tham gia phản ứng dạng nucleotide, monosaccharide hoạt hóa thường dẫn xuất uridin diphosphat ( UDP-X) với nucleotide, purin pirimidin khác

Sự tổng hợp diễn theo phản ứng sau:

…X-X-X-X- + UDP-X = …X-X-X-X-X + UDP

n nhánh (n+1) nhánh

Người ta cho thứ tự gốc đường tính đặc trưng tham gia chúng vào chuỗi polysaccharide phụ thuộc vào enzyme transferase

Các đặc điểm sinh hoá dùng định danh A xylinum bao gồm: Oxy hoá ethanol

thành acid acetic, CO2, H2O; Phản ứng catalase dương tính; Khơng tăng trưởng mơi

trường Hoyer; Chuyển hoá glucose thành acid; Chuyển hoá glycerol thành dihydroxyaceton; Không sinh sắc tố nâu; Tổng hợp cellulose

II.3 Màng BC Acetobecter xylinum.

Trên môi trường dịch thể, điều kiện nuôi cấy tĩnh, vi khuẩn A xylinum hình

thành nên lớp màng có chất cellulose, tập hợp bó sợi cellulose liên kết với gọi màng Bacterial cellulose hay màng BC

2.3.1 Cấu trúc màng Bacterial cellulose:

Cellulose cấu tạo chuỗi polyme β -1,4 glucopynanose mạch thẳng Có thành phần hoá học đồng với cellulose thực vật, cấu trúc đặc tính lại khác xa

Chuỗi polyme β -1,4 glucopynanose hình thành liên kết với tạo thành sợi

nhỏ (subfibril) có kích thước 1,5nm Những sợi nhỏ kết tinh tạo sợi lớn hơn- sợi vĩ mô

( microfibril) ( Tonas and Farah, 1998), sợi kết hợp với tạo thành bó cuối tạo dải ribbon (Yamanaka et.al 2000) Dải ribbon có chiều dài khoảng từ 1-9nm Những dải ribbon kéo từ tế bào liên kết với dải ribbon tế bào khác liên kết hiđro lực vandesvan tạo thành cấu trúc mạng lưới hay lớp màng mỏng bề mặt môi trường nuôi cấy

Do dải ribbon màng BC có đường kính nhỏ PC, số kết tinh cao (khoảng 60%), độ polyme hoá lớn nên màng BC có độ bền học cao, khả hấp thụ nước lớn

Bacterial cellulose sản xuất vi khuẩn A xylinum nghiên cứu

Brown năm 1886 Nó thu hút ý từ nửa sau kỷ XX, nghiên cứu tập trung sâu vào chế tổng hợp, cấu trúc đặc tính cellulose

2.3.2 Tình hình nghiên cứu màng BC Việt Nam giới.

Ở Việt Nam, việc nghiên cứu ứng dụng màng BC mức độ khiêm tốn, nghiên cứu ứng dụng dừng lại bước đầu nghiên cứu Các kết ứng dụng màng BC dừng lại điều kiện thí nghiệm Trong năm gần phịng thí nghiệm Thực vật - Vi sinh Trường Đại học Sư phạm Hà Nội phân lập tuyển

chọn chủng A xylinum BHN có khả tạo màng BC nghiên cứu

bước đầu cho thấy màng BC từ chủng A xylinum BHN có khả ứng dụng cho trị

bỏng cho thỏ sở để tạo màng trị bỏng cho người

II.4 Ảnh hưởng yếu tố bên đến khả tạo màng BC vi khuẩn.

II.4.1 Hàm lượng chất. II.4.1.1 Hàm lượng glucose

Nguồn cacbon có ảnh hưởng mạnh mẽ tới sinh trưởng tổng hợp cellulose Acetobacter xylinum Theo kết nghiên cứu Thạc sỹ Nguyễn Thị Nguyệt chủng Acetobacter xylinum HN5 nguồn cacbon có ảnh hưởng lớn đến hình thành màng Acetobacter xylinum glucose Để tạo màng phục vụ mục đích nghiên cứu, Thạc sỹ Trần Như Quỳnh định sử dụng hàm lượng glucose 20 g/l cho

nghiên cứu chủng A xylinum BHN

II.4.1.2 Hàm lượng (NH4)SO4

Vi sinh vật tất thể sống khác cần nitơ trình sống để xây

dựng tế bào Nhân tố (NH4)2SO4 nhân tố có ảnh hưởng lớn đến

phát triển Acetobacter xylinum, nhân tố quan trọng cung cấp nguồn nitơ cho tế bào phát triển Vì vậy, nguồn nitơ mơi trường q ảnh hưởng đến hoạt động sống tế bào, từ ảnh hưởng đến q trình tạo màng BC Ở nồng độ 2,0 g/l môi trường cho hiệu suất màng BC cao

II.4.1.3 Hàm lượng MgSO4.7H2O

MgSO4 nồng độ g/l cho sản lượng BC cao nhất, theo PGS-TS Đinh Thị Kim

Nhung, magie nhân tố tham gia vào việc tạo thành enzim, enzim xúc tác cho phản ứng chuyển hóa chất q trình hình thành màng BC

II.4.1.4 Hàm lượng K2SO4

Phospho ngồi vai trị tham gia cấu trúc thành phần tế bào, cịn có vai trị

hết sức quan trọng tổng hợp cellulose vi khuẩn Acetobacter xylinum ( Ross et.al,

II.4.2 Yếu tố môi trường.

II.4.2.1 Ảnh hưởng thời gian lên men hàm lượng giống.

Lượng giống thời gian nuôi cấy yếu tố quan trọng ảnh hưởng trình lên men cellulose vi khuẩn

Độ dai màng phụ thuộc nhiều vào kết tinh màng BC, độ kết tinh màng lại chịu ảnh hưởng lớn thời gian lên men thu nhận màng Vì thu sớm độ polymer hố kết tinh chưa cao ảnh hưởng đến tính chất học màng BC Ngược lại để lâu mơi trường nghèo dinh dưỡng màng chìm xuống, vi khuẩn tiến hành phân huỷ thu lượng cung cấp cho hoạt động sống tế bào

Đối với lồi Actobacte xylinum, q trình lên men, phần lơn tế bào liên kết với phân tử glucose để hình thành lớp màng BC bề mặt ni cấy Lớp màng ngăn cản tiếp xúc oxy với mơi trường dich thể Vì việc nghiên cứu xác định lượng giống bổ sung ban đầu cho phù hợp có ý nghĩa quan trọng để thu màng BC với suất cao

Sản lượng cellulose thu trình lên men tăng theo tỷ lệ giống thời gian lên men

II.4.2.2 Độ thống khí

Vi khuẩn A xylinum vi khuẩn hiếu khí bắt buộc Điều kiện tiên lên men tạo sinh khối điều kiện thơng khí Trong chế q trình lên men, lượng oxy cần cung cấp tương đối lớn Trong thực tế độ thơng khí định suất BC Vì hình thức sục khí cung cấp oxy sử dụng cánh khuấy lên men động phù hợp cho sản lượng BC cao lên men chìm Lên men tĩnh cần sử dụng dụng cụ có bề mặt rộng, thống lớp mơi trường mỏng

Wanatabe Yamanaka (1995) phát áp suất oxy ảnh hưởng đến khả hình thành cellulose vi khuẩn Cellulose hình thành áp suất oxy thấp có phân nhánh nhiều so với điều kiện áp suất oxy cao Do ảnh hưởng trực tiếp đến hình dạng độ chịu lực lớp màng BC

II.4.2.3 Nhiệt độ

Nhiệt độ thích hợp với vi khuẩn A xylinum từ 25-300C Ở nhiệt độ thấp trình lên

men xảy chậm Ở nhiệt độ cao ức chế hoạt động đến mức đình sinh sản tế bào hiệu suất lên men giảm

Vi khuẩn A xylinum phát triển thuận lợi mơi trường có pH thấp Do mơi trường nuôi cấy cần bổ sung thêm acid acetic nhằm acid hố mơi trường Đồng thời acid acetic cịn có tác dụng sát khuẩn, giúp ngăn chặn phát triển vi sinh vật có hại

III ỨNG DỤNG

III.1 Trong công nghệ sản xuất thạch dừa

Ngày giới nước trồng dừa sản xuất sản phẩm từ dừa nhiều như: Philippin, Indonesia, Malaysia, Ấn Độ, Việt Nam,… vấn đề quan tâm lượng nước dừa hàng năm thải từ nhà máy cơm dừa nạo sấy lớn nguyên nhân gây nhiễm trầm trọng việc vận dụng nước dừa già vào sản xuất nhu cầu cấp thiết để giải vấn đề môi trường làm tăng giá trị sử dụng dừa số thành tựu đạt được, vấn đề sử dụng nước dừa già để sản xuất thạch dừa hướng giải có hiệu có triển vọng

Thạch dừa ( Nata de coco) loại thức ăn phổ biến tạo từ lên men vi khuẩn Acetobacter xylinum Đây số loại thực phẩm thương mại ứng dụng từ cellulose vi khuẩn Sản phẩm thạch dừa tráng miệng dai, suốt ăn ngon, có chất hóa học polysacharide nên khơng có giá trị dinh dưỡng cao có đặc tính kích thích động ruột làm cho việc điều hòa tiết tốt Chế phẩm từ dừa có tác dụng phịng ngừa ung thư giữ cho da da mịn màng

III.1.1 Giới thiệu nguyên liệu trái dừa

III.1.1.1 Thành phần trái dừa

Dừa thuộc họ Palmas, Spadiciflorales Cây dừa thường hoa từ năm 7-12 tuổi sau trồng Từ thụ phấn đến trái chín 12-13 tháng Khi chin trán dừa nậng 1.2 tới 2kg

Bảng: Thành phần khối lượng phận trái dừa nặng 1,2kg

lượng

Vỏ 0.4 33

Gáo 0.18 12

Nước dừa 0.26 25

Cơm dừa 0.36 30

Dầu dừa 0.12

Bã dừa 0.03

Ẩm 0.18

3.1.1.2 Cấu trúc thạch dừa

Bản chất thạch dừa màng nhày có cấu trúc hemcellulose Do thạch dừa có chất polysaccharide ngoại bào nên có khả ứng dụng vào nhiều lĩnh vực khác Cho đến nay, việc ứng dụng thạch dừa dừng lại nghiên cứu chế biến thành sản phẩm kẹo, jelly, sản phẩm giải khát

Hàm ẩm thạch dừa: theo kết nghiên cứu khảo sát cấu trúc thạch dừa thầy cô Phan Tiến Mỹ Quang, Đống Thị Anh Đào, Nguyễn Ánh Tuyết mơn cơng nghệ hóa học dầu khí trường Đại học Bách Khoa Tp.HCM, thạch dừa dạng

polymer sinh học, có khả giữ nước lớn Miếng thạch dừa sau sấy 900C thì

mỏng tờ giấy bề mặt láng bong dai Kết xác định hàm ẩm thạch dừa la 99%, thể rõ chất háo nước thạch dừa (do chuỗi polymer mạng thạch dừa chứa nhóm –OH nên dễ dàng tạo liên kết hidro với nước)

Cấu trúc mạng polysaccharide thạch dừa: thạch dừa có cấu trúc mạng polysaccharide, chúng xếp không theo trật tự, không theo quy luật, chúng đan xen vào chằng chịt theo phía Do trình lên men, vi khuẩn Acetobacter xylynum chuyển động hỗn loạn không theo quy luật Đó ngun nhân tạo nên tính dai phía miếng thạch Bên cạnh đó, mang luôn ngậm lượng nước đáng kể (99%)

Thành phần monosaccharide thạch dừa socboza nằm dạng L-socboza thường chứa vi khuẩn lên men dịch trái Công thức cấu tạo L-socboza

CH2OH-CO-HOCH-HCOH-HOCH-CH2OH

3.1.1.3 Một số biến động trình lên men

Acetobecter xylinum lồi chịu acid nên mơi trường điều chỉnh pH 3,5-4 acid acetic nồng độ 3,5-40% Nhận thấy 3,5-4 ngày đầu pH tăng dần từ 3,78- 3,91 Sau giảm dần đến ngày thứ 10 đạt giá trị

Các q trình đồng hóa ,dị hóa vi sinh vật có liên đến việc tạo thành acid hữu sản phẩm trung gian sản phẩm cuối trao đổi chất nấu nguồn C không sử dụng hết co 1thể có tích lũy acid hữu co tương ứng dịch ni cấy Sự tích lũy tỉ lệ acid hữu phụ thuộc vào chủng loài vi khuẩn, vào thành phần mơi trường, vào thơng khí nhân tố khác.Đối với Acetobecter xylinum việc lên men liền với hình thành acid dicacbixylic khơng bay ( acid malic,fumaric,sucxinic), ketoacid (acid oxaloacetic, pyruvic) sản phẩm trung gian acid mono carboxylic bay hơi( acid propionic,acetic, acid formic) sản phẩm cuối

3.1.2 Quy trình sản xuất thạch dừa

3.1.2.1 Giải thích quy trình

Nước dừa già thu nhận nhà máy sản xuất cơm dừa nạo sấy thành phần gồm: đường, protêin, dầu béo, khống, vitamin,… hịa tan vào số tạp chất khác

Dùng vải lọc để loại bỏ tạp chất, vải lọc cố định rổ lọc.Dịch nước dừa sau lọc thu vào thùng chứa.Cặn vải lọc tách

Bổ sung dinh dưỡng: SA, (SH4)2HPO4, đường glucose nguồn cung cấp Nitơ,

khống,…tạo mơi trường tối ưu cho q trình sinh tổng hợp sản phẩm

Mơi trường sau bổ sung dinh dưỡng trùng cách đun sôi khoảng 10-15ph để tiêu diệt vi sinh vật có mơi trường sau làm nguội

Dùng acid acetic 40% chỉnh pH= 3-3,5 chỉnh nhiệt độ đến 28-310C, thích hợp cho

quá trình lên men

Bước 2: Lên men.

Đổ môi trường vào dụng cụ, cấy giống theo tỉ lệ 1:10, đậy thau , chậu vải

mỏng giấy báo Giữ nhiệt độ phòng 28-310C vòng 48h thời gian này

tránh khuấy động môi trường để tránh ảnh hưởng đến lớp thách hình thành

Bước 3: Thu nhận hồn thiện sản phẩm

Dùng vợt để vớt khối cellulose khỏi dịch lên men Sau rửa kối cellulose nước lạnh

Dùng máy cắt để cắt khối cellulose tạo miếng nhỏ, đặn

Ngâm sản phẩm dung dịch

Na2CO3 3-5% 10ph để trung hịa

acid acetic cịn sót bên thạch Sau xả lại nước lạnh

Đun sơi để làm sản phẩm tạo độ dai cách bổ sung chất tạo dai

Ngâm đường tạo độ tăng độ cho sản phẩm Bổ sung màu , mùi để hoàn thiện giá trị cảm quan

3.1.2.2 Cơ chế tạo thành sản phẩm

 Ổ điều kiện tối ưu,1lít nước dừa (chứa khoảng 110g saccharose) tạo thành khoảng

483g thạch dừa khô, chưa qua xử lý với độ ẩm khoảng 96-98%

 Quá trình hình thành cellulose nhà bác học Muhlethaler sử dụng kính hiển vi

các sợi ngày dày lên kết nối với tạo thành lớp cellulose bên bao nhầy lớp cellulose sau khỏi tế bào hồn tồn

 Dung dịch mơi trường ban đầu có dạng huyền phù mịn, chuyển sang dạng rời rạc, sau

đó kết lại thành dạng khối lớn dạng gel chứa tế bào vi khuẩn Bộ khung gel mạng lười cellulose với thành phần chủ yếu nước hình thành mức tối đa 30ph sau có tiếp xúc vi khuẩn Acetobacter xylinum với glucose oxy

3.1.2.3 Kiểm tra sản phẩm chế biến:

Phần cái:

 Thạch dừa ngâm nước đường có bổ sung mùi loại trái

như vải, nhãn, dâu,…

 Kích thước thạch dừa nên đạt :1x2x2,5 (cm)

 Màu sắc:trắng sữa

 Cấu trúc: dai,

 Mùi vị: mang mùi trái tùy thuộc vào loại sản phẩm

Phần nước

 Tỷ lệ cái:nước 50:50

 Nước đường có vai trị tạo vị môi trường bảo quản thạch dừa

 Hàm lượng đường vào khoảng 4,5-5,5

 Nước phải mang mùi đặc trưng riêng sản phẩm

Hiện công nghệ sản xuất thạch dừa với quy mô lớn, cung cấp thạch dừa cho thị trường nước, với việc ứng dụng loài vi khuẩn Acetobecter xylinum bổ sung thêm số hóa chất khác acid acetic, amơn sunfat,diamơn photphat, đường, tạo nên thạch dừa với nhiều hương vị đặc trưng riêng cho loại sản phẩm thạch dừa khác

III.2 Ứng dụng trị bỏng vi khuẩn Axetobecter xylinum

Sinh khối Acetobacter xylinum_vi khuẩn giàu cellulose : váng hemicellulose , dùng :

 Làm băng vết thương , gạc đắp bị bỏng

 Chất bán dẫn

 Vật hấp thu chất độc môi trường

 Làm thức ăn cho người gia súc (thạch dừa)

Ứng dụng trị bỏng ứng dụng điển hình màng BC nhà khoa học tìm tịi nghiên cứu, có giá trị cao sống

3.2.1 Giới thiệu chung bỏng

Bỏng tai nạn thường gặp lao động sinh hoạt ngày Ngoài tổn thương da, trường hợp bỏng nặng gây rối loạn nội tạng, để lại di chứng nặng đến khả vận động, thẩm mỹ sức khỏe người bệnh Ở Việt Nam, riêng Viện Bỏng Quốc gia (Hà Nội) năm tiếp nhận khoảng 400 ca bỏng Các tác nhân gây bỏng chủ yếu bỏng nước sơi Ngồi tác nhân khác xăng, dầu, nước canh nóng, acid, vơi tơi nóng.Việc điều trị chỗ vết thương bỏng cơng tác có ý nghĩa đặc biệt quan trọng Đối với vết bỏng nông điều trị chỗ vết bỏng có tác dụng làm giảm đau ngăn chặn biến chứng nhiễm khuẩn, tạo điều kiện tốt cho trình tái tạo phục hồi Đối với trường hợp bỏng sâu, điều trị chỗ có tác dụng lớn việc điều trị dự phòng biến chứng nhiễm khuẩn chỗ, khơng để nhiễm khuẩn tồn thân, ngăn ngừa nước dịch thể (là nguy dẫn đến tử vong cao), loại bỏ nhanh tổ chức hoại tử, tạo điều kiện tốt cho q trình hình thành mơ hạt biểu mơ hóa hình thành sẹo, chuẩn bị tốt ghép da phẫu thuật

3.2.2 Thực nghiệm Acetobecter xylinum trị bỏng thỏ.

Nghiên cứu nhằm ứng dụng sản phẩm lên men Acetobacter xylinum làm màng cellulose vi khuẩn tẩm dầu mù u có tác dụng sinh học điều trị thỏ gây bỏng thực nghiệm Từ 14 nguồn nguyên liệu khác nhau, nhóm nghiên cứu phân lập 65

chủng vi khuẩn chủng BHN2 có triển vọng ứng dụng tốt Môi trường tối ưu cho

vi khuẩn A.xylinum BHN2 gồm glucose 20g/l; (NH4)2SO4 2g/l; KH2PO4 2g/l;

MgSO4.7H20 2g/l; pH=5,0; S/V=0,8

đều sau 29 ngày Song song với lơ điều trị, tiến hành thỏ đối chứng gây bỏng thực nghiệm không điều trị Tiến trình làm lành vết bỏng màng sinh học tẩm dầu mù u tốt so với gạc tẩm dầu mù u Các vết bỏng điều trị thu hẹp diện tích, sạch, khơ không bị nhiễm trùng Màng sinh học tẩm dầu mù u điều trị có nguồn gốc vi khuẩn ngăn không cho vết thương nhiễm trùng giúp vết thương mau lành Kết nghiên cứu cho phép tiến hành nghiên cứu sâu màng cellulose vi khuẩn tẩm dầu mù u thu nhờ trình ni cấy vi khuẩn Acetobacter xylinum để

hồn thành hồ sơ nghiên cứu đưa thị trường sản phẩm màng sinh học tẩm dầu

mù u.

Phân lập tuyển chọn vi khuẩn A.xylinum có khả sinh tổng hợp màng cellulose từ nguồn nguyên liệu khác nhau, khảo sát ảnh hưởng số yếu tố dinh dưỡng điều kiện nuôi cấy đến khả tạo màng cellulose Nghiên cứu tạo màng sinh học từ sản phẩm A xylinum có mang chất tái sinh mô chứa dầu mù u qui mô pilot Màng đem thử nghiệm in vivo thỏ thực nghiệm, từ đưa thị trường sản phẩm màng sinh học điều trị bỏng tổn thương da có hiệu điều trị cao có giá trị kinh tế từ A xylinum Điều thực mang lại hy vọng cho bệnh nhân bỏng

III.3 Nước thải vi sinh vật xử lí nước thải 3.3.1 Nước thải

Cùng với phát triển văn minh nhân loại, nhu cầu nước ngày tăng, lượng nước công nghiệp nước thải sinh hoạt thải ngày nhiều, gây ô nhiễm đáng kể đến nước mặt mơi trường nhiều vùng nước mặt bị nhiễm loại hợp chất hóa học loại vi sinh vật độc hại

Nước thải chất lỏng thải sau trình sử dụng người bị thay đổi tính chất ban đầu chúng Nước thải đóng vai trị quan trọng gây nhiễm nước nói nước thải hệ dị phức tạp, bao gồm nhiều chất cồn trạng thái khác Nếu nước thải công nghiệp chứa nhiều hóa chất vơ hữu nước thải sinh sinh hoạt lại chứa nhiều chất dạng protein, hydratcacbon, mỡ, chất thải, rác

rưởi, chất hoạt động bề mặt,… hợp vhất

SO42-, CO32- Ngoài vi khuẩn cịn chứa rong, rêu, virus,…

Ơ nhiễm môi trường thủy ngân gây nhiều ngành cơng nghiệp, hóa dầu, nguồn nơng nghiệp phân bón thuốc xịt diệt nấm Thủy ngân hợp chất độc tố tích lũy với số lượng nhỏ nguy hại đến sức khỏe người Tác động chủ yếu biểu ngộ độc thủy ngân rối loạn thần kinh thận, dễ dàng vượt qua hàng rào máu-não ảnh hưởng đến não Cao nồng độ Hg (II) nguyên nhân suy giảm chức phổi thận Do đó, loại bỏ thuỷ ngân nước nước thải có vai trị quan trọng

Các loại cơng nghệ có sẵn để loại bỏ thuỷ ngân nước nước thải bao gồm kết tủa hóa học thơng thường đơng máu, làm mềm vôi, thẩm thấu ngược, trao đổi ion than hoạt tính hấp phụ Việc tìm kiếm kỹ thuật điều trị thay sáng tạo tập trung ý vào việc sử dụng vật liệu sinh học để loại bỏ kim loại nặng công nghệ phục hồi Nó đạt tín nhiệm quan trọng năm gần hiệu suất tốt chi phí thấp vật liệu phức, bền chắc, cứng , tinh khiết cao, cellulose tổng hợp từ vi sinh vật lên sản phẩm công nghiệp với ứng dụng thú vị ngành công nghiệp

Cellulose sản phẩm sinh học phổ biến giới, với sản lượng ước tính 10-11 / năm Hầu hết sử dụng để sản xuất thành tế bào thực vật, nơi cellulose tạo thành tinh thể bán microfibrils (dài, chủ yếu tinh thể sợi) Một số Vi khuẩn sử dụng để sản xuất cellulose từ chủng Acetobacter chi, Agrobacterium, Pseudomonas, Rhizobium Sarcina

3.3.2 Acetobecter xylinum xử lí rác thải

Acetobacter xylinum vi khuẩn gram âm hiếu khí, sinh tổng hợp nên cellulose thực máy liên quan đến cấu trúc phân tử

Các polysaccharide tiết miễn dịch lignin, pectin cellulose Hemi, sản phẩm hữu cơ, có liên quan với cellulose thực vật Cellulose có cấu trúc tinh thể cao, khả hấp thụ nước cao, trạng thái ẩm ướt, ultera - cấu trúc mạng tốt Bởi tính nên cellulose ngày ứng dụng nhiều lĩnh vực

Trong cellulose Acetobacter xylinum sử dụng biosorbent để loại bỏ thủy ngân từ nước thải tổng hợp Chlor-kiềm,trong hàng loạt hoạt tính tác động số thơng số pH, thời gian tiếp xúc liều hấp thụ xác định

(w / v), axit citric 0,115 (w / v); 6,0 pH điều kiện tĩnh Sau đó, cellulose gỡ bỏ rửa với nước cất tránh lượng dư vi khuẩn, 2% SDS (Sodium Dodecyl Sulfate) 4% NaOH để bể nước nhiệt độ sôi Cellulose nghiền rửa

sạch với nước cất Sau sấy khô 1400C Nghiên cứu ảnh hưởng pH,

thời gian liều lượng vật liệu hấp phụ

Acetobecter xylinum liên tục chuyển hóa chất hữu nước thải cách tổng hợp thành tế bào (nguyên sinh chất) Ở điều kiện tiêu chuẩn, chúng hấp thụ lượng lớn chất hữu qua bề mặt tế bào chúng Nhưng sau hấp thụ, chất hữu không đồng hóa thành tế bào chất tốc độ hấp thụ giảm tới Một lượng định chất hữu hấp thụ dành cho việc kiến tạo tế bào Một lượng khác chất hữu lại oxy hóa để sinh lượng cần thiết cho việc tổng hợp

pH tối ưu 5-8 Sự hấp phụ thuỷ ngân cellulose Acetobacter xylinum hợp lý nhanh chóng, thời gian xử lý 10 phút khơng có tác dụng đáng kể tỷ lệ hấp thụ Q trình đơng máu cách sử dụng sắt clorua chất kết tủa có hiệu để loại bỏ thủy ngân (78%) từ nước thải Chlor-kiềm Các cột quy mơ phịng thí nghiệm nghiên cứu sử dụng cellulose Acetobacter xylinum vật liệu hấp phụ với tốc độ dòng chảy ml / phút cho thấy 15 ml nước thải điều trị gr cellulose trước bước đột phá xảy

Màng sinh vật phát triển bề mặt vật liệu lọc có dạng nhầy, dày từ ÷ mm Màu thay đổi theo thành phần nước thải từ mầu xám đến nâu tối Màng sinh vật bao gồm vi khuẩn, nấm men, nấm mốc, động vật nguyên sinh

Cellulose Acetobacter xylinum sử dụng vật liệu hấp phụ để loại bỏ thủy ngân từ nước thải công nghiệp thân thiện với môi trường

III.4 Các ứng dụng khác

Các ứng dụng tiềm A.xylinum's cellulose tính chất cellulose xylinum của sản

xuất phổ biến rộng rãi đa dạng Trong năm 2007, đề nghị cho ứng dụng

tiềm A. xylinum "100% biocompatable sản xuất bao bì bảo vệ" vị trí thứ ba

giành chiến thắng giải thưởng VisionWorks Bayer MaterialScience

TÀI LIỆU THAM KHẢO 1.Tài liệu tiếng việt

* Nguyễn Thành Đạt Cơ sở sinh học vi sinh vật Nxb Giáo dục, 1999.

* Huỳnh Thị Ngọc Lan, Nguyễn Văn Thanh Nghiên cứu đặc tính màng cellulose vi khuẩn từ Acetobacter xylinum sử dụng làm màng trị bỏng Tạp chí Dược học số 361/ 2006 tr 18 – 20

* Nguyễn Thúy Hương(2006) Chọn lọc dịng A.xylinum thích hợp cho loại môi trường dung sản xuất cellulose vi khuẩn với quy mô lớn.

2.Tài liệu tiếng anh

Cheng H.P., Wang P.M., Chen J.W., Wu W.T (2002), Cultivation of Acetobacter

xylinum for bacterial cellulose production in a modified airlift reactor, Biotechnol.

Appl Biochem 35, p 125-132.

3.Tài liệu internet

http://d.violet.vn/uploads/resources/204/667048/preview.swf http://translate.google.com.vn/translate?hl=vi&langpair=en|

vi&u=http://findarticles.com/p/articles/mi_6960/is_2_1/ai_n28319187/pg_2/

http://d.violet.vn/uploads/resources/204/667048/preview.swf http://translate.google.com.vn/translate?hl=vi&langpair=en|vi&u=http://findarticles.com/p/articles/mi_6960/is_2_1/ai_n28319187/pg_2/