b. Ảnh hưởng của nguồn carbon
1.4 Môi trường nuôi cấy
a.Nguyên liêu
Nồng độ cơ chất [S] = 100 – 150g glucose hoặc lactose/lít Bổ sung muối amon và phosphate: 5g/l
Chỉnh pH môi trường bằng acid acetic: pH ≤ 5
Nước dừa già: được lấy từ các nhà sản xuất cơm dừa sấy khô
Nước thơm ép: được ép từ vỏ và lõi từ các nhà máy sản xuất dứa đóng hộp Rỉ đường: phế phẩm của các nhà máy sản xuất đường.
Nước mía: được ép từ thân mía
Bảng các loại môi trường nuôi cấy lên men thạch dừa
Môi trường nước dừa Môi trường rỉ đường Môi trường nước mía
Thành phần Hàm lượng Tp Hàm lượng Tp Hàm lượng
Saccharose 20g Rỉ đường 40g Nước mía 100 ml (NH4)2SO4 8g Cao bắp 2g Cao bắp 2g (NH4)2HPO4 2g (NH4)2SO4 8g (NH4)2SO4 8g Acid acetic 5 ml (NH4)2HPO4 2g (NH4)2HPO4 2g Nước dừa già 1000ml Acid acetic 5 ml Acid acetic 5 ml
Nước cất 1000 ml Nước cất 1000 ml
1.5 Ứng dụng
Mặc dù bản chất hóa học tương tự cellulose thực vật nhưng nhờ sản xuất dễ dàng, đặc tính cơ học cao, tính ổn định dưới hóa chất và nhiệt độ cao, cellulose vi khuẩn là vật liệu được chọn cho nhiều ứng dụng
Thực phẩm
Các loại vi khuẩn gây thối rữa là nguyên nhân làm cho thực phẩm bị hư hỏng và làm giảm thời gian sử dụng của sản phẩm thực phẩm. Vấn đề bảo quản thực phẩm tránh khỏi các vi sinh vật gây hư hỏng được đặc biệt quan tâm. Có nhiều cách để bảo quản thực phẩm, ví dụ như dùng hóa chất bảo quản chống vi sinh vật là một cách khá phổ biến. Tuy nhiên, với cellulose vi khuẩn, người ta có thể ứng dụng làm màng bao chống vi sinh vật. Theo dó, chất chống vi sinh vật sẽ được kết hợp với màng, làm các chất bảo quản này tập trung trên màng bao làm thành bức tường bảo vệ thực phẩm, đồng thời giảm lượng hóa chất trong thực phẩm, khi sử dụng sản phẩm, màng này có thể được loại bỏ dễ dàng. ứng dụng làm màng bao bảo quản thực phẩm là một trong những ứng dụng quan trọng của cellulose vi khuẩn trong ngành công nghệ bao bì những năm gần đây
Một sản phẩm thực phẩm được biết đến khá nhiều mà bản chất là cellulose vi khuẩn đó là thạch dừa ( Nata de coco). Nata de coco là một chất màng màu trắng hoặc màu vàng kem được tổng hợp trong quá trình lên men của A. Xylinum trên bề mặt của
môi trường có đường và acid, ví dụ như nước trái cây. Nata de coco được cho rằng có thể làm thực phẩm ăn kiêng giúp chống lại bệnh ung thư ruột, chống xơ cứng động mạch, chứng nhồi máu cơ tim và nhiều bệnh khác. Nata de coco đã trở thành món ăn truyền thống của Philippine và rất phổ biến ở nhiều quốc gia khác, trong đó có Việt Nam
Y học
Vì khả năng giữ nước cao nên cellulose vi khuẩn có thể sử dụng như tấm da nhân tạo tạm thời để chữa phỏng. Hơn nữa, cellulose vi khuẩn còn làm tăng khả năng phát triển tế bào da người. Sản phẩm ứng dụng màng cellulose vi khuẩn trong lĩnh vực y học làm da tạm thời khá phổ biến như chế phẩm Biofill®. Tại Việt Nam, bộ môn vi sinh khoa Dược trường Đại học Y dược nghiên cứu sản xuất màng trị phỏng bằng màng cellulose vi khuẩn có tẩm dầu mù u và mang lại hiệu quả cao khi sử dụng cho bệnh nhân.
Một nhóm các nhà khoa học, sinh học và giải phẩu học phát triển sản phẩm là BASYC® (Bacterial Synthesised Cellulose). BASYC® là ống sản xuất theo phương pháp tĩnh được sử dụng thay thế mạch máu. Nghiên cứu này bắt nguồn từ cấu trúc mạng sợi siêu mịn, tính chất bền cơ cao và độ trương phồng cao của cellulose vi khuẩn.
Các ngành công nghiệp khác
Sản xuất cellulose vi khuẩn quy mô lớn của Weyerhaeuser Co. (tacoma, Washington USA) và Cetus Ci. (Emeryville, California, USA) đưa tới sự phát triển của cellulose với nhiều ứng dụng rộng rãi. Ví dụ bao gồm ứng dụng trong bộ phận khai mỏ, trong ứng dụng nối và phủ để cố định màng như thành phần thực phẩm để làm chất độn, chất kết cấu hay làm giảm celorie.
ứng dụng của cellulose vi khuẩn làm chất cố định tế bào được Friedleer el al mô tả. Biopolymer Reseach Co. Ltd, Janpan thiết lập mục đích xa hơn của kỹ thuật ứng dụng công nghiệp của polymer sinh học và bây giờ đang tập trung nghiên cứu “Biocellulose”. Tính chất của polymer hiệu dụng có nguồn gốc vi sinh vật cũng đang được xem xét
Celullose vi khuẩn hiện được mong đợi là vật liệu hóa sinh mới với những ứng dụng thú vị và đang tiếp nghiên cứu, phát triển sản xuất hàng loạt.
Bảng ứng dụng cellulose vi khuẩn trong nhiều lĩnh vực khác nhau Lĩnh vực Sản phẩm
Thực phẩm
Thực phẩm tráng miệng (Nata de coco, kem, kẹo, snack, khoai tây chiên ít calorie)
Thực phẩm giảm cân Thịt nhân tạo
Bao bọc thịt và xúc xích Giảm huyết thanh cholesterol
Thuốc rượu Kombucha hay trà Manchurian
Y tế
Màng trị thương, màng trị phỏng Tác nhân vận chuyển thuốc Da nhân tạo
Mạch máu nhân tạo Màng bao sụn
Mỹ phẩm
Kem thoa da
Chất làm se, chất ổn định Màng nhân tạo
Chất làm dày và tăng độ cứng cho thuốc đánh bóng móng tay Môi trường Vật liệu hút vết dầu tràn hay chất độc hại
Màng siêu lọc làm sạch nguồn nước
Dầu mỏ Vật liệu thu hồi và tái sinh khoáng chất và dầu Da giày Da nhân tạo
Thể thao ngoài trời Lều dùng một lần và đồ đùng cắm trại Tiện ích công cộng Màng thẩm thấu ngược
Chăm sóc trẻ em Tã giấy dùng một lần có khả năng tái sinh Âm thanh Màng rung chuyển đổi âm thanh
Chất bổ sung làm giấy Thùng chứa chịu lực cao
Công nghiệp giấy
Giấy lưu trữ hồ sơ Giấy làm tiền tệ Giấy điện tử
Máy móc tự động và máy bay
Thân xe hơi
Yếu tố cấu trúc cho máy bay Màng bao tàu vũ trụ
Phòng thí nghiệm Giá thể nuôi cấy mô tế bào thực vật Lĩnh vực khác Màng composite
Cặn Để ráo
Đun sôi 10 – 15 phút Xả nước lạnh
Ngâm đường dịch đường Bổ sung chất màu, chất mùi
Sản phẩm Tách khối cellulose
Chỉnh pH
Lên men 10 – 12 ngày Acid acetic Giống Rửa Cắt nhỏ 1×2×2,5 cm Ngâm Na2CO3
(3-5% trong 10 phút) Nước dừa già
Lọc
Thanh trùng 10-45 phút Làm nguội
Bổ sung đường SA, DAP Thạch dừa thô