Khảo sát quá trình lên men thu nhận và tạo chế phẩm bacterial cellulose từ những nguồn nguyên liệu khác nhau

Đại Học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ********************** PHẠM VĂN PHIẾN KHẢO SÁT QUÁ TRÌNH LÊN MEN THU NHẬN VÀ TẠO CHẾ PHẨM BACTERIAL CELLULOSE TỪ NHỮNG NGUỒN NGUYÊN LIỆU KHÁC NHAU Chuyên ngành : Công nghệ sinh học Mã số : 60 42 80 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng 08 năm 2012 Đại Học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ********************** PHẠM VĂN PHIẾN KHẢO SÁT QUÁ TRÌNH LÊN MEN THU NHẬN VÀ TẠO CHẾ PHẨM BACTERIAL CELLULOSE TỪ NHỮNG NGUỒN NGUYÊN LIỆU KHÁC NHAU Chuyên ngành : Công nghệ sinh học Mã số : 60 42 80 LUẬN VĂN THẠC SĨ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS.NGUYỄN THÚY HƯƠNG TP HỒ CHÍ MINH, tháng 08 năm 2012 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học: PGS.TS Nguyễn Thúy Hương Cán chấm nhận xét 1: Cán chấm nhận xét 2: Luận văn thạc sĩ bảo vệ HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ Ngày ….tháng……năm…… Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ 1……………………………………………… 2……………………………………………… 3……………………………………………… 4……………………………………………… 5……………………………………………… Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV Bộ môn quản lý chuyên ngành ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập - Tự - Hạnh phúc - -oOo TP HCM, ngày tháng năm 2012 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: PHẠM VĂN PHIẾN Giới tính: NAM Ngày, tháng, năm sinh: 16/03/1967 Nơi sinh: TP Hồ Chí Minh Chun ngành: Cơng nghệ Sinh Học Khố (Năm trúng tuyển): 2010 1- TÊN ĐỀ TÀI: Khảo sát trình lên thu nhận tạo chế phẩm Bacterial Cellulose từ nhiều nguồn nguyên liệu khác 2- NHIỆM VỤ LUẬN VĂN : - Khảo sát trình lên men tạo BC môi trường truyền thống (nước dừa già) mơi trường khơng truyền thống (rỉ đường, nước mía, phụ phẩm từ thơm, dịch whey protein) - Tối ưu hóa điều kiện ni cấy phịng thí nghiệm: pH, nhiệt độ thời gian - Tối ưu hóa điều kiện dinh dưỡng bản: tỷ lệ Nitơ Cacbon - Tối ưu hóa tốc độ lắc lên men chìm thu nhận A-BC - Xây dựng quy trình lên men sử dụng vi khuẩn A xylinum BC16 thu nhận sản phẩm BC đạt hiệu - Bước đầu khảo sát số đặc tính màng BC 3- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: tháng 07 năm 2011 4- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: tháng 07 năm 2012 5- HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS.TS Nguyễn Thúy Hương Nội dung đề cương Luận văn thạc sĩ Hội đồng chuyên ngành thông qua CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH PGS.TS Nguyễn Thúy Hương KHOA QL CHUYÊN NGÀNH i LỜI CẢM ƠN Xin chân thành cảm ơn thầy cô môn Công nghệ Sinh học trường Đại học Bách Khoa nhiệt tình, tâm huyết truyền đạt kiến thức, kinh nghiệm tinh thông, sâu sắc quý báu, tạo điều kiện thuận lợi q trình tơi học tập thực luận văn tốt nghiệp Xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến Cơ PGS.TS.Nguyễn Thúy Hương, người tận tình hướng dẫn, giúp đỡ, động viên, đồng thời tạo điều kiện tốt để hoàn thành luận văn tốt nghiệp Xin gửi lời cảm ơn đến thầy cô thuộc môn Công nghệ Sinh học trường Cao đẳng Kinh tế Công nghệ thành phố Hồ Chí Minh nhiệt tình, tạo điều kiện thuận lợi q trình tơi thực luận văn tốt nghiệp trường Xin gửi lời cám ơn chân thành đến bạn học viên cao học, sinh viên đại học, thực luận văn tốt nghiệp phịng thí nghiệm chia sẻ, trao đổi kiến thức đóng góp ý kiến quý báu, nhằm giúp đỡ, động viên Tôi xin cảm ơn cha mẹ, gia đình, vợ người thân yêu chỗ dựa tinh thần vững chắc, khuyến khích động viên tơi Cuối cùng, xin gửi đến tất bạn bè thân thuộc, người giúp đỡ động viên nhiều sống, trình học tập thực hiên luận văn tốt nghiệp TP Hồ Chí Minh, ngày 01 tháng 08 năm 2012 Phạm Văn Phiến ii KHẢO SÁT QUÁ TRÌNH LÊN MEN THU NHẬN VÀ TẠO CHẾ PHẨM BACTERIAL CELLULOSE TỪ NHỮNG NGUỒN NGUYÊN LIỆU KHÁC NHAU TÓM TẮT Bacterial Cellulose (BC) sản phẩm tương hợp sinh học có nhiều đặc tính ứng dụng nhiều lĩnh vực Việc tận dụng nguồn nguyên liệu phổ biến, rẻ tiền, có sẵn tự nhiên phụ phẩm từ trình sản xuất để lên men thu nhận BC đạt hiệu kinh tế đồng thời giải tình trạng nhiễm mơi trường Nghiên cứu ứng dụng phương pháp tối ưu hóa để xác định yếu tố ảnh hưởng : pH, nhiệt độ, thời gian tỷ lệ dinh dưỡng (Ni tơ Cacbon) hợp lý cho trình lên men thu nhận BC Kết nghiên cứu xác định điều kiện lên men tối ưu môi trường nguyên liệu: nước dừa già (pH: 5,2; Nhiệt độ: 30,3oC; Thời gian: 92 giờ; Peptone: 1,5%; Glucose: 3,325%), rỉ đường (pH: 4,9; Nhiệt độ: 30oC; Thời gian: 107 giờ; Peptone: 1,0%; Glucose: 2,78%), nước mía (pH: 5,2; Nhiệt độ: 30,5oC; Thời gian: 102 giờ; Peptone: 0,93%; Glucose: 3,65%), phụ phẩm từ thơm (pH: 5,3; Nhiệt độ: 30,6oC; Thời gian: 105 giờ; Peptone: 0,77%; Glucose: 3,48%), whey protein (pH: 5,2; Nhiệt độ: 30oC; Thời gian: 110 giờ; Peptone: 1,02%; Glucose: 3,64%) Kết khảo sát cho thấy sử dụng mơi trường không truyền thống làm môi trường nguyên liệu thay cho môi trường truyền thống nước dừa Việc ứng dụng nguồn vi sinh vật tự nhiên vào sản xuất sản phẩm BC mang lại hiệu kinh tế cao, tiết kiệm thời gian vi khuẩn thích nghi tăng trưởng nhanh, tiết kiệm diện tích mặt sản xuất, tiết kiệm chi phí đầu tư trang thiết bị, mặt khác quy trình sản xuất khơng lệ thuộc vào điều kiện thời tiết khí hậu chủ động quy trình sản xuất Một phần kết nghiên cứu thể qua báo đây: - Phạm Văn Phiến, Nguyễn Thúy Hương (2012) Tối ưu hóa q trình lên men thu nhận Bacterial Cellulose từ môi trường rỉ đường môi trường nước mía - Phạm Văn Phiến, Nguyễn Thúy Hương (2012) Tối ưu hóa q trình lên men thu nhận Bacterial Cellulose từ môi trường whey môi trường phụ phẩm thơm iii INVESTIGATION OF BACTERIAL CELLULOSE FERMENTATION PROCESS IN DIFFERENT MATERIALS ABSTRACT Bacterial Cellulose (BC) is a compatible biological product which has many applications in various fields Using cheap popular materials available in nature as well as by-products from a production process for the BC fermentation will result in economic effects and solve the environmental pollution In this research, an optimized method was used to determine suitable values of affecting factors: pH, temperature, time and nutrition ratio (carbon to nitrogen ratio) for BC fermentation The research determined optimal conditions for various fermentation media: ‘old’ coconut milk (pH: 5.2; temperature: 30.30C; time: 92 hours; peptone: 1.5%; glucose: 3.325%), molasses (pH: 4.9; temperature: 300C; time: 107 hours; peptone: 1.0%; glucose: 2.78%), sugarcane juice (pH: 5.2; temperature: 30.5oC; time: 102 hours; peptone: 0.93%; glucose: 3.65%), pineapple by-product (pH: 5.3; temperature: 30.6oC; time: 105 hours; peptone: 0.77%; glucose: 3.48%), whey protein (pH: 5.2; temperature: 30oC; time: 110 hours; peptone: 1.02%; glucose: 3.64%) The results showed that these non-traditional media can replace coconut milk which is usually used as the traditional medium Application of natural micro-organism source in BC fermentation will bring about high economic profit, time saving due to the good ability in adaptation and growth of the bacteria, minimum use of production area and low investment cost in equipment In addition, fermentation process does not depend on weather and climate conditions Therefore, all the production stages are under controll A part of these research results is shown in the articles below: - Pham Van Phien, Nguyen Thuy Huong (2012) Optimization of fermentation process to achieve bacterial cellulose on molasses medium and sugarcane juice medium - Pham Van Phien, Nguyen Thuy Huong (2012) Optimization of fermentation process to achieve bacterial cellulose on pineapple medium and whey protein medium iv MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i TÓM TẮT LUẬN VĂN ii MỤC LỤC iv DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT vii DANH MỤC BẢNG viii DANH MỤC HÌNH x CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1.KHÁI QUÁT VỀ VI SINH VẬT SINH TỔNG HỢP CELLULOSE (Bacterial Cellulose- BC) 2.1.1 Các vi sinh vật tổng hợp BC…………………………………………….5 2.1.2 Sơ lược Vi khuẩn Acetobacter xylinum…………………………………5 2.2 TỔNG QUAN VỀ BACTERIAL CELLULOSE…………………………….8 2.2.1 Cấu trúc BC…………………………………………………………8 2.2.2 Tính chất BC………………………………………………………10 2.2.3 Phân loại BC………………………………………………………… 11 2.2.4 Quá trình sinh tổng hợp BC……………………………………………11 2.2.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến trình sinh tổng hợp BC……………… 15 2.2.6 Các nguồn nguyên liệu dùng để nuôi cấy thu nhận BC……………….17 2.3 MỘT SỐ ỨNG DỤNG QUAN TRỌNG 21 2.4 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGỒI NƯỚC CĨ LIÊN QUAN ĐẾN ĐỀ TÀI 23 CHƯƠNG 3: VẬT LIỆU & PHƯƠNG PHÁP 31 3.1 VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU 31 3.2 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 36 3.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 37 3.3.1 Khảo sát đặc điểm sinh học vi khuẩn Acetobacter xylinum 37 3.3.1.1 Kiểm tra đặc điểm, hình thái giống 37 3.3.1.2 Khảo sát đặc điểm sinh hóa đặc trưng 37 3.3.2 Tối ưu điều kiện ni cấy phịng thí nghiệm:pH, nhiệt độ, thời gian 38 3.3.3 Tối ưu thành phần peptone Glucose lên men tĩnh tạo S-BC 39 3.3.4 Kiểm định có ý nghĩa hệ số hồi quy theo tiêu chuẩn student 40 3.3.5 Kiểm tra tính tương thích phương trình hồi quy 42 3.3.6 Tối ưu hóa thực nghiệm theo đường dốc 42 v 3.3.7 Khảo sát tốc độ lắc lên men chìm thu nhận A-BC 43 3.3.8 Khảo sát đặc tính màng BC 43 3.3.8.1 Lên men tĩnh tạo màng BC năm loại môi trường nghiên cứu 43 3.3.8.2 Phương pháp xử lý tinh màng BC 44 3.3.8.3 Khảo sát tính chất màng BC 45 3.4 Phương pháp phân tích 45 CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ & BÀN LUẬN 48 4.1 KHẢO SÁT ĐẶC ĐIỂM SINH HỌC CỦA VI KHUẨN A xylinum BC16 48 4.1.1 Đặc điểm tế bào hình thái vi khuẩn 48 4.1.2 Đặc điểm sinh lý vi khuẩn 50 4.1.3 Đặc điểm sinh hóa vi khuẩn 51 4.2.TỐI ƯU HĨA ĐIỀU KIỆN NI CẤY PHỊNG THÍ NGHIỆM: pH, NHIỆT ĐỘ, THỜI GIAN 52 4.2.1 Trên môi trường nước dừa già 52 4.2.2 Trên môi trường dịch rỉ đường 56 4.2.3 Trên mơi trường nước mía 60 4.2.4 Trên môi trường phụ phẩm thơm 64 4.2.5 Trên môi trường Whey protein 68 4.3 TỐI ƯU HÓA THÀNH PHẦN PEPTON VÀ GLUCOSE TRONG QUÁ TRÌNH LEN MEN TĨNH TAO S-BC 72 4.3.1 Trên môi trường nước dừa già 72 4.3.2 Trên môi trường rỉ đường 76 4.3.3 Trên môi trường nước mía 79 4.3.4 Trên môi trường phụ phẩm thơm 82 4.3.5 Trên môi trường Whey protein 86 4.4 KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA TỐC ĐỘ LẮC TRONG QUÁ TRÌNH LÊN MEN LẮC TAO A-BC 89 4.5 SO SÁNH, ĐÁNH GIÁ, ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH LÊN MEN THU NHẬN BC TRÊN CÁC MÔI TRƯỜNG NGHIÊN CỨU 91 4.5.1 Tổng hợp điều kiện tối ưu ni cấy phịng thí nghiệm 91 4.5.2 Tỷ lệ pepton glucose tối ưu lên men bề mặt tạo S-BC 92 4.5.3 Đề xuất quy trình lên men tĩnh tạo màng S-BC 94 4.5.4 Đề xuất quy trình lên men chìm tạo A-BC 95 vi 4.6 KHẢO SÁT CÁC ĐẶC TÍNH CỦA MÀNG BC 95 4.6.1 Khảo sát độ hút ẩm màng BC 96 4.6.2 Khảo sát độ chịu lực, độ kéo đứt, độ tro màng BC 98 4.6.3 Khảo sát độ cảm quan màu sắc, mùi vị, độ màng BC 99 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN & ĐỀ NGHỊ 101 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC [11] Nguyễn Đức Lượng.(2006) “Công nghệ vi sinh”, tập - Vi sinh vật học cơng nghiệp, NXB ĐHQG TP Hồ Chí Minh [12] Lương Đức Phẩm.(2010).“Công nghệ lên men” Nhà xuất Giáo dục Việt nam TÀI LIỆU TIẾNG ANH [13] Akira Seto., Kojima Y., Tonouchi N., Tsuchida T., Yoshinaga F.(1997) “A screening of bacteria cellulose - producing Acetobacter Strains Suitable for Sucrose as carbon source” Bioscience, Biotechnology and Biochemistry, 61, no : 735-736 [14] Bielecki S., Krystynowicz A., Turkiewicz M., Kalinowska H.(2005) “Bacterial Cellulose”, Technical University of Lódz Poland , 3, 37-46 [15] Brown R M.(1998) “Microbial cellulose: a new resource for wood, paper, textiles, food and specialty products” [16] Brown R M.(1989)."Cellulose: Structural and functional aspects" Ed Kennedy, Phillips, & Williams Ellis Horwood Ltd pp 145-151 [17] Brown R.M.(1999) “Cellulose structure and biosynthesis”, Pure Appl Chem., Vol 71, No.5, 765-775 [18] Buchannan R.E., Gibbon N.E., (1975) “Bergey’s manual of determinative bacteriology” 8th ed., Waverly Press Inc Bhaltimore, MD 267-277 [19] Chao Y., Sugano Y., Shoda M.(2001) “Bacterial cellulose production under oxygenenriched air at different fructose concentrations in a 50 liter, internal-loop airlift reactor” Appl Microbiol Biotechnol, 55(6); 673-9 [20] Chawla P.R., et al.(2009) “Fermentative Production of Microbial Cellulose”, Food Technol Biotechnol 47 (2) 107–124 [21] Dutta P.K., Dutta J., Tripathi V.S.(2004) “Chitin and Chitosan: Chemistry, properties and applications”,Journal of Scientific & Industrial Research,63,20-31 [22] Embuscado M.E., Marks J.S., BeMiller J.N.(1994) “Bacterial cellulose: Factors affecting the production of cellulose by A xylinum”, Food Hydrocolloids, 8(5), 407-418 [23] Fumihiro Yoshinaga, Naoto Tonouchi, Kunihiko Watanabe.(1997) “Research progress in production of bacterial cellulose by aeration and agitation culture and its application as a new industrial material”, Biosci.Biochem,61(2),219-224 [24] Garcia M.V., Bontoux L., “Food applications of the new polysaccharides technology” [25] Helenius G., et al.(2005) "In vivo biocompatibility of bacterial cellulose" Journal of Biomedical Material Research: Part A, vol 76A, no 2, 431-438 [26] Hai-Peng Cheng, Pei-Ming Wang, Jech-Wei Chen, Wen-Teng Wu (2002).“Cultivation of Acetobacter xylinum for bacterial cellulose production in a modified airlift reacter”, Biotechnol Appl Biochem 35, 125-132 [27] Hestrin S., Ascher M., Mager J.(1947) “Syntheris of cellulose by resting cell of Acetobacter xylinum”, Nature, 159, 64-65 [28] Hirai A., Horii F.(1999) “Cellulose assemblies produced by Acetobacter xylinum” ICR Annual Report, Vol 6, pp 28-30 [29] Hirishi Ougiya., Watanabe K., Morinaga Y., Yoshinaga F.(1997) “Emulsion- stabilizing effect of bacterial cellulose”, Bioci Biotechnol Biochem., 61(9), 1541-1545 [30] Hong-joo Son., Moon-Su Heo., Young-Gyun Kim., Sang-Joon Lee.(2001) “Optimization of fermentation conditions for the prodution of BC by a newly isolated Acetobacter sp A9 in shaking cultures”, Biotechno Appl Biochem 33, 1-5 [31] Holt J.G., Krieg N.R., Sneath P.H.A., Staley J.T.(1994) “Bergey's manual of determinative bacteriology”, Williams & Wilkins, 71, 126 [32] Ishikawa A., Tsuchida T., Yoshinaga F.(1998) “Ralationship between sulfaguanidine resistance and increased cellulose production in Acetobacter xylinum BPR3001E” Biosci Biotechnol Biochem., 62(6), pp 1234-1236 [33] Johnson D C., Neogi A N., Leblanc H A.(Mar.10,1988) “Bacterial cellulose as surface treatment for fibrous web” U.S United States Patent 4861427 [34] Klemm D., Heublein B., Fink H.B., Bohn A.(2005).“ Cellulose: Fascinating Biopolymer and Sustainable Raw Material”, Angewandte Chemie International Edition ,44(22), 3358- 3393 [35] Klemm D., Schumann D., Udhardt U., Marsch S.(2001) “Bacterial synthesized cellulose - artificial blood vessels for microsurgery” Progress in Polymer Science, Vol 26, No 9, pp 1561-1603 [36] Kojima Y., Tonouchi N., Tsuchida T.(1998) “The characterization of acetic acid bacteria efficiently producing bacterial cellulose from sucrose: the proposal of Acetobacter xylinum subsp nonacetoxidans subsp nov.”, Biosci Biotechnol Biochem, 62, 185-187 [37] Kongruang S.(2008) “Bacterial cellulose production by Acetobacter xylinum strains from agricultural Waste products”, Appl Biochem Biotechno.148, 245-256 [38] Krystynowicz A., Bielecki.(2000) “Biosynthesis of bacterial cellulose and its potential application in the different industries”, Technical University Lódz, Poland [39] Krystynowicz A., Czaja W.(2002) “Factors affecting the yield and properties of bacterial cellulose”, Industrial Microbiology and Biotechnolody , 29, 189195 [40] Neill H.O., Evans B.R., Woodward J.(2002) “Bacterial cellulose in energy conversion applications” [41] Nishi Y, et al.(1990) “The structure and mechanical properties of sheets prepard from bacterial cellulose” Journal of Material Science, vol 25, no 6, pp 2997-3001 [42] Owen M Astley et al.(2001) “Structure of Acetobacter cellulose composites in the hydrated state” International Journal of Biological Macromolecules,29,193–20 [43] Peng Xiangping., Lu Hongmei.(2010) “Comparision of different ways to raise bacterial cellulose yield”.Guizhou University,Guiyang 550003,China [44] Ramana K.V., Tomar A., Singh L.(2000) “Effect of various carbon and nitrogen sources on cellulose synthesis by Acetobacter xylinum”, World J Microbiol Biotech, 16, 245 [45] Sanchez P.C., Yoshida T., Pulido MA., Nakajima M.(1999) “Fermentation conditions for high-cellulose production of Philippine strains of Acetobacter xylinum” International Conference on Asian Network on Microbial Research chiang Mai, Thailand, pp.459-461 [46] Schrecker S T., Gostomski P A (2005) “Determining the water holding capacity of microbial cellulose.” Biotechnology Letters, Vol 27, No 19, pp 1435-1438, [47] Sheu M.J., Tai S.P “Textur al properties of bacterial cellulose produced from coconut wate fermentation by Acetobacter xylinum” [48] Son H.J., Heo M.S., Kim Y.G.,Lee S.J.(2001) “Optimization of fermentation conditions for the production of bacterial cellulose by a newly isolated Acetobacter sp.A9 in shaking cultures” Biotechno Appl Biochem 33,pp.1-5 [49] Sutherland L.(2002) “Microbial polysaccharides: currents products and future trends”, Microbiology today, Vol.29, 317-229 [50] Takehiko Ishida, Makoto Mitarai, Yasushi Sugano, Makoto Shoda (2003) “Role of water Soluble Polysaccharides in of bacterial cellulose production”, Biotechnology & Bioengineerin , Vol 83, No.4, 474-478 [51] Takehiko Ishida, Yasushi Sugano, Tomonori Nakai, Makoto Shoda (2002) “Effects of acetan on production of bacterial cellulose by Acetobacter xylinum”, Biotechno Appl Biochem , 66(8),pp.1677-1681 [52] Tantratian S., Tammarate P., Krusong W., Bhattarakosol P., Phunsri A.(2005) “Effect of Dissolved Oxygen on Cellulose Production by Acetobacter sp” J Sci Res Chula Univ., Vol 30, No [53] Thompson D., Hamilton M., “Production of bacterial cellulose from alternate feedstocks” [54] Wanichapichart P., Kaewnopparat S., Buaking K., Puthai W.(2002) “Characterization of cellulose membranes produced by Acetobacter xylinum” Songklanakarin J Sci Technol ,24:855-862 [55] Wang W., Wang P., Hu R.(2011).“A novel screening method of cellulase producing bacteria” Prikl Biokhim Mikrobiol 47(1):58-60 PubMed PMID:21438471 [56] Watanabe K., Yamanaka S (1995) “Effect of oxygen tension in the gaseous phase on production and physical properties of bacterial cellulose formed under static culture conditions”, Biosci Biotechnol Biochem, 59, 65-68 [57] Wei Sheng., Wu Xue Bao.(2007).“Influence of culture mode on bacterial cellulose production and its structure and property” Oct;47(5):914-7 [58] Wu R., Du S., Li Z., Xing X., Shao D., Fan Y., Li B., Zhang X., Bu L.(2008) “Optimization of bacterial cellulose fermentation medium and observation of bacterial cellulose ultra-micro-structure” Sheng Wu Gong Cheng Xue Bao 24(6):1068-74 [59] Yukiko Kojima, Naoto Tonouchi, Takayasu Tsuchida, Fumihiro Yoshinaga (1998) “The chararecterization of Acetic acid bacteria efficiently producing bacterial cellulose from sucrose: the proposal of Acetobacter xylinum subsp Nonacetoxidans subsp” Biosci.Biotechnol.Biochem., 62 (1),185-187 [60] Zhou Ling-li., Sun Dong-ping., Wu Qing-hang., Yang Jia-zhi., Yang Shu-lin (2007) “Influence of culture mode on bacterial cellulose production and its structure and property”, Acta Microbiologica Sinica, TÀI LIỆU TỪ INTERNET [60] http://samson.net.vn/uploaded/image/matriduong2.jpg&imgrefurl [61] http://www.vtnews.edu/articles/2008/11/2008-693.html [62] http://community.h2vn.com [63] http://vietsciences.org http://vietsciences.free.fr [64] http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/ PHỤ LỤC I 1/ NƯỚC DỪA Thành phần Hàm lượng 3/ Thành phần acid amin Hàm lượng 1/ Thành phần hóa học (%) Arginine 0,014 Đường 2,56 Histidine 0,01 Protein 0,55 Lysine 0,03 Clorides 0,17 Leusin 0,04 Chất béo 0,74 Cysteine 0,096 Chất rắn tổng 4,71 Glycine 0,1 Tỷ lệ tro 0,46 Prolin 0,06 pH 5,6 Glutamine 0,12 Tỷ trọng 1,02 Serine 0,14 2/ Thành phần vitamin (µ/ml) Asparagine 0,012 Acid nicotinic 0,64 4/ Thành phần vi lượng (µ/100ml) Acid Pantothenic 0,52 K 3,12 Biotin 0,02 Na 1,5 Riboflavin 0,01 Ca 2,09 Acid folic 0,003 Mg 3,00 Piridoxin (B6) Vết Fe 0,01 Thiamin (B1) Vết Cu 0,04 Vitamin C 2,3-3,7 (mg/ml) S 3,04 P 3,7 2/ RỈ ĐƯỜNG Thành phần Hàm lượng Củ cải Đường mía Đường tổng (%) 48-52 48-56 Chất hữu khác (%) 12-17 9-12 Protein (%) 6-10 2-4 K (%) 2-7 1,5-5 Ca (%) 0,1-0,5 0,4-0,8 Mg (%) 0,09 0,06 P (%) 0,02-0,07 0,6-2 Biotin (mg/kg) 0,02-0,15 1-3 Acid pantothenic (mg/kg) 50-110 15-55 Inozitol (mg/kg) 5000-8000 2500-6000 Tiamin (mg/kg) 1,3 1,8 [7] Quy trình xử lý mật rỉ đường pha loãng rỉ đường: Nước = 10g:8 ml Khuấy trộn 30 phút Thêm acid H2SO4 tỉ lệ = 6ml acid: 1000g rỉ Khuấy trộn 30 phút Lắng 6-12 Lọc 3/ NƯỚC MÍA Thành phần Hàm lượng 1/ Thành phần hóa học Ser 5,77 Asp 5,45 Đường tổng (%) 14 Gln 2,56 Tỷ trọng 1,08 Asn 3,53 Độ khô (oBx) 18,5 Met 2,56 pH 5,6 Phe 2,24 Tỷ lệ tro (%) 0,25 Thr 7,05 2/ Thành phần a amin (%) Tyr 4,17 Ala 7,69 Val 10,58 Arg 4,49 4/ Thành phần vi lượng (%) His 0,32 SiO2 0,25 Lys 0,03 K2 O 0,12 Leu 8,65 Na2O 0,01 Ileu 7,37 CaO 0,02 Gly 9,94 MgO 0,01 Pro 4,17 P O5 0,07 Glu 7,69 SO3 0,02 [7] 4/ NƯỚC THƠM 1/ Thành phần hóa học Glucide Protide Lipide Acid hữu Nước Chất xơ 2/ Thành phần vitamin Vitamin C (a.ascorbic) Provitamin A (caroten) Vitamin B1(thiamin) Vitamin B2(riboflavin) Vitamin B3(nicotinamid) Vitamin B5(a.panothenic) Vitamin B6(pyridoxin) (%) 11,6 0,5 0,2 0,9 84,8 1,4 (%) 18 0,06 0,08 0,03 0,3 0,16 0,09 Vitamin B9(a folic) Vitamin E(tocoferon) 3/ Thành phần vi lượng Potassium Phosphor Calcium Magnesium Lưu huỳnh Sodium Sắt Đồng Kẽm Mangan Flour Iode 0,014 0,10 (%) 146,0 11,00 15,00 5,00 3,00 2,00 0,30 0,08 0,09 0,40 0,01 0,01 [7] 5/ WHEY PROTEIN Thành phần Lysine Histadine Arginine Acid aspartic Threonine Serine Acid glutamic Proline Glycine Hàm lượng (%) 4,9 1,1 1,7 5,6 3,6 3,0 9,2 3,0 1,1 Thành phần Alanine Valine Methionine Isoleucine Leucine Tyrosine Phenylalanin Tryptophan Cystine Hàm lượng (%) 2,7 2,9 1,2 2,8 6,1 1,9 2,1 0,9 1,3 [63] PHỤ LỤC II I Tối ưu hóa điều kiện ni cấy phịng thí nghiệm 1/ Giá trị thực tâm phương án môi trường nước dừa già STT y0u 0,155 0,148 0,155  y0 0,153  y0u- y 0,002 -0,005 0,002  (y0u- y 0)² 0,0000054 0,0000218 0,0000054  Tổng (y0u- y 0)² (Sth)² 0,0000327 0,0000163 2/ Giá trị thực tâm phương án môi trường rỉ đường     STT y0u y0 y0u- y (y0u- y 0)² Tổng(y0u- y 0)² 0,151 0,002 0,0000040 0,0000380 0,144 0,149 -0,005 0,0000250 0,152 0,003 0,0000090 3/ Giá trị thực tâm phương án mơi trường nước mía     STT y0u y0 y0u- y (y0u- y 0)² Tổng(y0u- y 0)² 0,162 -0,001 0,0000018 0,0000047 0,165 0,163 0,002 0,0000028 0,163 0,000 0,0000001 4/ Giá trị thực tâm phương án môi trường dịch thơm     STT y0u y0 y0u- y (y0u- y 0)² Tổng (y0u- y 0)² 0,133 0,135 -0,002 0,0000054 0,153 0,135 -0,005 0,000 0,0000001 0,0000071 0,138 0,002 0,003 5/ Giá trị thực tâm phương án môi trường Whey protein     STT y0u y0 y0u- y (y0u- y 0)² Tổng (y0u- y 0)² 0,174 -0,006 0,0000401 0,0000727 0,181 0,180 0,001 0,0000004 0,186 0,006 0,0000321 (Sth)² 0,0000190 (Sth)² 0,0000023 (Sth)² 0,0000127 (Sth)² 0,0000363 6/ Giá trị tính phương sai dư giá trị Fisher môi trường nước dừa già Y 0,174 0,177 0,138 0,158 0,083 0,103 0,067 0,079 Ymu (Y theo PTHQ) y-y mu 0,167 0,0072500 0,181 -0,0035000 0,143 -0,0050000 0,157 0,0012500 0,088 -0,0050000 0,102 0,0012500 0,064 0,0027500 0,078 0,0010000 Tổng = (y-y mu)² 0,0000526 0,0000123 0,0000250 0,0000016 0,0000250 0,0000016 0,0000076 0,0000010 0,0001265 (Sdư)² 0,0000316 F 1,9362245 F(1-p)(f1,f2) 19,300 Kết luận Tương thích 7/ Giá trị tính phương sai dư giá trị Fisher môi trường rỉ đường Y Ymu (Y theo PTHQ) 0,133 0,130 0,133 0,118 0,154 0,142 0,163 0,119 0,138 0,119 0,138 0,119 0,154 0,135 0,154 0,135 y-y mu -0,0047500 0,0107500 -0,0047500 -0,0012500 0,0002500 0,0067500 0,0092500 -0,0162500 Tổng = (y-y mu)² 0,0000226 0,0001156 0,0000226 0,0000016 0,0000001 0,0000456 0,0000856 0,0002641 (Sdư)² 0,0001115 F 5,8684211 F(1-p)(f1,f2) Kết luận 19,300 Tương thích 0,0005575 8/ Giá trị tính phương sai dư giá trị Fisher mơi trường nước mía Y Ymu (Y theo PTHQ) 0,174 0,172 0,167 0,161 0,158 0,159 0,151 0,137 0,177 0,172 0,165 0,160 0,160 0,155 0,148 0,143 y-y mu (y-y mu)² (Sdư)² F F(1-p)(f1,f2) Kết luận -0,0030000 0,0002500 0,0017500 0,0010000 -0,0017500 0,0045000 0,0030000 -0,0057500 Tổng = 0,0000090 0,0000001 0,0000031 0,0000010 0,0000031 0,0000202 0,0000090 0,0000331 0,0000262 11,2142857 19,300 tương thích 0,0000785 9/ Giá trị tính phương sai dư giá trị Fisher môi trường dịch thơm Y Ymu (Y theo PTHQ) 0,135 0,129 0,125 0,119 0,105 0,101 0,099 0,081 0,137 0,129 0,126 0,117 0,107 0,098 0,095 0,087 y-y mu -0,0020000 0,0005000 -0,0005000 0,0020000 -0,0015000 0,0030000 0,0040000 -0,0055000 Tổng = (y-y mu)² 0,0000040 0,0000003 0,0000003 0,0000040 0,0000023 0,0000090 0,0000160 0,0000302 (Sdư)² 0,0000165 0,0000660 F 2,6052632 F(1-p)(f1,f2) Kết luận 19,300 Tương thích 10/ Giá trị tính phương sai dư giá trị Fisher môi trường Whey protein Y 0,154 0,139 0,170 0,164 0,149 0,116 0,136 0,102 Ymu (Y theo PTHQ) y-y mu 0,168 -0,0137500 0,146 -0,0067500 0,168 0,0022500 0,146 0,0182500 0,137 0,0122500 0,115 0,0012500 0,137 -0,0007500 0,115 -0,0127500 Tổng = (y-y mu)² 0,0001891 0,0000456 0,0000051 0,0003331 0,0001501 0,0000016 0,0000006 0,0001626 0,0008875 (Sdư)² 0,0001775 F 4,8853211 F(1-p)(f1,f2) 19,200 Kết luận Tương thích II Tối ưu hóa điều kiện dinh dưỡng 1/ Giá trị thực tâm phương án môi trường nước dừa già STT y0 u  y0    y0u- y (y0u- y 0)² Tổng (y0u- y 0)² 60,970 -0,253 0,0641778 4,3594667 62,810 61,223 1,587 2,5175111 59,890 -1,333 1,7777778 2/ Giá trị thực tâm phương án môi trường rỉ đường     STT y0u y0 y0u- y (y0u- y 0)² Tổng (y0u- y 0)² 19,130 -3,513 12,3435111 22,643 19,9602667 23,550 0,907 0,8220444 25,250 2,607 6,7947111 3/ Giá trị thực tâm phương án môi trường nước mía     STT y0u y0 y0u- y (y0u- y 0)² Tổng (y0u- y 0)² 38,810 1,968 3,8743361 15,3818167 38,045 36,842 1,203 1,4480111 33,670 -3,172 10,0594694 4/ Giá trị thực tâm phương án môi trường dịch thơm     STT y0u y0 y0u- y (y0u- y 0)² Tổng (y0u- y 0)² 50,520 2,773 7,6913778 11,9602667 46,820 47,747 -0,927 0,8587111 45,900 -1,847 3,4101778 (Sth)² 2,1797333 (Sth)² 9,9801333 (Sth)² 7,6909083 (Sth)² 5,9801333 5/ Giá trị thực tâm phương án môi trường Whey protein     STT y0u y0 y0u- y (y0u- y 0)² Tổng (y0u- y 0)² 40,030 1,257 1,5792111 10,0128667 40,100 38,773 1,327 1,7600444 36,190 -2,583 6,6736111 (Sth)² 5,0064333 6/ Giá trị tính phương sai dư Fisher môi trường nước dừa già Y 41,370 52,150 52,110 54,830 Ymu (Y theo PTHQ) y-y mu 43,385 -2,0150000 50,135 2,0150000 50,095 2,0150000 56,845 -2,0150000 Tổng = (y-y mu)² 4,0602250 4,0602250 4,0602250 4,0602250 16,240900 (Sdư)² 16,240900 F 7,4508655 F(1-p)(f1,f2) 18,500 Kết luận tương thích F(1-p)(f1,f2) 18,50 tương thích 7/ Giá trị tính phương sai dư Fisher môi trường rỉ đường Y 10,080 42,090 1,500 21,950 Ymu (Y theo PTHQ) y-y mu 12,970 39,200 -1,390 24,840 -2,8900000 2,8900000 2,8900000 -2,8900000 Tổng = (y-y mu)² 8,3521000 8,3521000 8,3521000 8,3521000 33,408400 (Sdư)² 33,4084000 F 3,3474903 Kết luận 8/ Giá trị tính phương sai dư Fisher mơi trường nước mía Y Ymu (Y theo PTHQ) y-y mu 39,230 64,670 5,248 14,000 43,402 60,498 1,076 18,172 -4,1720000 4,1720000 4,1720000 -4,1720000 Tổng = (y-y mu)² 17,4055840 17,4055840 17,4055840 17,4055840 69,6223360 (Sdư)² 69,6223360 F 9,0525505 F(1-p)(f1,f2) Kết luận 18,500 tương thích F(1-p)(f1,f2) 18,500 Kết luận tương thích F(1-p)(f1,f2) 18,500 Kết luận tương thích 9/ Giá trị tính phương sai dư Fisher môi trường dịch thơm Y 50,740 67,350 22,950 31,740 Ymu (Y theo PTHQ) 52,695 65,395 20,995 33,695 y-y mu -1,9550000 1,9550000 1,9550000 -1,9550000 Tổng = (y-y mu)² 3,8220250 3,8220250 3,8220250 3,8220250 15,2881 (Sdư)² 15,288100 F 2,5564815 10/ Giá trị tính phương sai dư Fisher mơi trường Whey protein Y 41,060 58,630 10,100 28,490 Ymu (Y theo PTHQ) 40,855 58,835 10,305 28,285 Tổng = y-y mu 0,2050000 -0,2050000 -0,2050000 0,2050000 (y-y mu)² 0,0420250 0,0420250 0,0420250 0,0420250 0,1681 (Sdư)² 0,1681000 F 0,0335768 LÝ LỊCH TRÍCH NGANG Họ tên học viên: PHẠM VĂN PHIẾN Giới tính: Nam Ngày tháng năm sinh: 16/03/1967 Nơi sinh: TP.HồChí Minh Địa liên lạc: 105/5 Huỳnh Mẫn Đạt, phường 19, quận Bình Thạnh, TP.HCM Q TRÌNH ĐÀO TẠO - Năm 1990 – 1995: tốt nghiệp Đại học Bách Khoa TP.HCM - Năm 2000 – 2004: tốt nghiệp Đại học Y Dược TP.HCM - Năm 2010 – 2012: học viên cao học trường Đại học Bách Khoa TP.HCM Q TRÌNH CƠNG TÁC - Năm 1990 – 2006 : cơng tác phịng xét nghiệm hóa sinh bệnh viện Chợ Rẫy - Năm 2006 – 2008 : công tác Công ty TNHH thiết bị y tế Phạm Nguyễn Hà - Năm 2008 đến : làm việc Khoa An toàn thực phẩm-TT y tế dự phòng Q3 ... trình lên men thu nhận tạo chế phẩm Bacterial Cellulose từ nguồn nguyên liệu khác nhau? ?? -4- MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU Khảo sát trình lên men thu nhận BC từ nhiều nguồn nguyên liệu phổ biến khác nhau, từ. .. tuyển): 2010 1- TÊN ĐỀ TÀI: Khảo sát trình lên thu nhận tạo chế phẩm Bacterial Cellulose từ nhiều nguồn nguyên liệu khác 2- NHIỆM VỤ LUẬN VĂN : - Khảo sát q trình lên men tạo BC mơi trường truyền... KHOA ********************** PHẠM VĂN PHIẾN KHẢO SÁT QUÁ TRÌNH LÊN MEN THU NHẬN VÀ TẠO CHẾ PHẨM BACTERIAL CELLULOSE TỪ NHỮNG NGUỒN NGUYÊN LIỆU KHÁC NHAU Chuyên ngành : Công nghệ sinh học Mã số