VII. XỬ LÍ MẬT RỈ MÍA ĐƯỜNG TẠO DUNG DỊCH ĐƯỜNG PHỤC VỤ
1. Khái niệm, thành phần
Rỉ đường hay rỉ mật, mật rỉ, mật rỉ đường, còn được gọi ngắn gọn là mật, là chất lỏng đặc sánh còn lại sau khi đã rút đường bằng phương pháp cô và kết tinh. Đây là sản phẩm phụ của công nghiệp chế biến đường (đường mía, đường nho, đường củ cải). Chất lượng của rỉ đường phụ thuộc vào độ chín của mía hoặc củ cải nguyên liệu, lượng đường chiết được và phương pháp chiết đường.
Thành phần mật rỉ đường mía (cane molasses) ở Việt Nam: Hàm lượng đường tổng số 46-60
Hàm lượng Ca2+ 0,3-1,2 Hàm lượng K+ 1,8-5,0 Màu l400nm (*250) 0,2-1,3 Tỷ trọng 1,4-1,7
2. Phương pháp xử lý mật rỉ đường trước khi dùng cho qui trình lên men:
Một số chủng vi sinh vật có thể sử dụng đường sucrose trực tiếp cho qui trình lên men (những chủng có hệ enzyme SPT…).Tuy nhiên, một số chủng chỉ sử dụng đường đơn glucose hoặc fructose. Có nhiều phương pháp để thuỷ phân sucrose:
− Phương pháp thuỷ phân bằng acid (H2SO4) − Phương pháp dùng enzyme invertase
2.1. Phương pháp thuỷ phân bằng acid H2SO4
Thông thường H2SO4 được sử dụng để thủy phân đường sucrose thành đường glucose và fructose. Mặt khác, trong thành phần của mật rỉ đường có chứa làm lượng Ca2+ rất cao, gây ức chế cho sự tăng trưởng của vi sinh vật cũng như ảnh hưởng không tốt đến quá trình lên men cũng như thu hồi sản phẩm sau lên men. Loại bỏ Ca2+ bằng việc sử dụng H2SO4 do gốc SO42- sẽ phản ứng với Ca2+ để tạo muối CaSO4 ít tan và có thể loại khỏi dung dịch đường bằng cách ly tâm.
Sucrose + H+ → Glucose + Fructose Ca2+ + SO42- → CaSO4 (ít tan)
Qui trình thực hiện:
Pha loãng mật rỉ đường về nồng độ thích hợp (thường từ khoảng 35-40%) → bổ sung H2SO4 (pH =2.5 → 3.0, t0= 50-600 C, trong 48-60h) → ly tâm ở 2000- 3000g (để loại CaSO4).
Hiệu suất thủy phân glucose = 98%.
Lưu ý: trường hợp hàm lượng K+ trong mật rỉ đường quá cao, tạo nhiều K2Ca(SO4)2, cần phải tăng lực ly tâm để tách loại triệt để.
2.2. Phương pháp dùng enzyme invertase
− Invertase là một loại enzyme thủy phân saccharose được sử dụng khá phổ biến trong công nghiệp nước giải khát và bánh ngọt. Invertase có trong động thực vật, vi sinh vật và đặc biệt là nấm men có khả năng tổng hợp invertase cao.
− Phản ứng thủy phân saccharose do invertase xúc tác như sau:
Saccharose α-Glucose + β-Fructose (đường khử)
− Quy trình: nhân giống ngoài sản xuất có thể không tiệt trùng nhưng phải có độ pH ổn định là 4,0. Gây men giống có thể thực hiện theo các số liệu sau đây:
Dung tích
gây men Nồng độ (%) Nhiệt độ (
oC) Thời gian (giờ) Sục khí Thùng 200- 300 lít 15-16 28-30 15-18 Sục nhẹ Thùng 2000- 3000 lít 17-18 28-30 12-15 Sục mạnh Thùng 10000 lít (khi lên men liên tục) 17-18 28-30 8-10 Sục mạnh 3- 4 m3/m3.giờ Công dụng:
− Phụ gia trong chế biến thức ăn chăn nuôi.
− Bổ sung vào đất trồng để tăng hoạt tính sinh học của đất. − Xử lý rác thải.
− Sử dụng trong thủy canh để cung cấp dinh dưỡng cho cây trồng, gồm các loại carbohydrat là thành phần chủ yếu cấu tạo nên tế bào thực vật và cây trồng có thể sử dụng nhanh như deoxyribose, lyxose, ribose, xylulose và xylose.
VIII. TÀI LIỆU THAM KHẢO
• Tài liệu nước ngoài
Principles of fermentation technology second edition, P.F.Stanbury, A.Whitaker and S.J. Hall.
• Tài liệu tiếng Việt
1 “Ảnh hưởng của một số yếu tố lên quá trình thu nhận chế phẩm amylase ngoại bào từ Bacillus subtilis DC5”, Phạm Trần Thùy Hương và cộng sự, tạp chí khoa học Đại học Huế.
2 “Công nghệ sản xuất mì chính và các sản phẩm lên men cổ truyền”, Nguyễn Thị Hiền, Đại học bách khoa Hà Nội.
3 Công nghệ lên men, PGS.TS Lương Đức Phẩm
4 “Nghiên cứu môi trường sản xuất penicillin từ vi sinh vật”, nhóm sinh viên với sự hướng dẫn của Ths. Nguyễn Thị Lâm Đòan, Đại học lâm nghiệp Hà Nội.
5 Kĩ thuật lên men công nghiệp, Hoàng Văn Quốc Chương, 2011
6 Sinh hóa cơ bản – Phần II, Tủ sách trường Đại học Khoa học Tự nhiên Nguyễn Đình Huyên, Hà Ái Quốc, Đồng Thị Thanh Thu, 2006.
MỤC LỤC
I. GIỚI THIỆU ...2
II. PHÂN LOẠI MÔI TRƯỜNG LÊN MEN...2
III. CÁC THÀNH PHẦN MÔI TRƯỜNG LÊN MEN...4
1. Nước...4
1.1 Yêu cầu nước cho lên men...4
1.2 Xử lí nước...5
1.2.a Lắng đọng và lọc nước...5
1.2.b Đông tụ hay keo tụ...5
1.2.c Làm mềm nước...6
1.2.d Phương pháp trao đổi ion...7
1.3 Khử khuẩn cho nước...9
1.3.a Khử khuẩn bằng clo...9
1.3.b Khử khuẩn bằng ozon...10
1.3.c Khử khuẩn bằng tia cực tím (UV)...10
2. Nguồn năng lượng...10
3. Nguồn carbon...15
4. Nguồn nitrogen...16
5. Các nguyên tố khoáng trung – vi lượng...19
6. Chelator (chất kìm)...22
7. Nhân tố tăng trưởng...23
8. Các chất đệm pH...23
9. Chất tiền thân...24
11. Chất cảm ứng...25
12. Yêu cầu về oxy...26
IV. THIẾT KẾ MÔI TRƯỜNG LÊN MEN...27
1. Yếu tố đa lượng...27
2. Yếu tố vi lượng...28
MỘT SỐ MÔI TRƯỜNG THÔNG DỤNG...32
1. Môi trường sinh tổng hợp Amylase...32
2. Môi trường sản xuất glutamic acid...33
3. Môi trường sản xuất penicillin...34
4. Môi trường sản xuất endotoxin từ Baccillus thuringiensis...35
5. Môi trường lên men L-lysine từ rỉ đường...36
V. ĐÁNH GIÁ MÔI TRƯỜNG...36
VI. PHƯƠNG PHÁP ĐƯỜNG HÓA TẠO DUNG DỊCH GLUCOSE TỪ TINH BỘT...36
VII. XỬ LÍ MẬT RỈ MÍA ĐƯỜNG TẠO DUNG DỊCH ĐƯỜNG PHỤC VỤ LÊN MEN...40
1. Khái niệm, thành phần...40
2. Phương pháp xử lí mật rỉ đường trước khi dùng cho quy trình lên men...40
2.1 Phương pháp thủy phân bằng acid H2SO4...40
2.2 Phương pháp thủy phân dùng enzyme...41