2.5.4.1. Mục đích
Xác định được thời gian thủy phân thích hợp nâng cao hiệu suất thủy phân cacbonhydrat rong Nâu và tiết kiệm kinh phí nhất.
2.5.4.2. Cách tiến hành
Chuẩn bị 4 mẫu thí nghiệm.
Thủy phân ở các điều kiện: - Khối lượng mẫu: 5g - Nước cất bổ sung: 100ml
- Nồng độ enzyme thích hợp cho quá trình thủy phân (Kết quả TN 1) - pH môi trường thích hợp cho quá trình thủy phân (Kết quả TN 2) - Nhiệt độ thủy phân thích hợp cho quá trình thủy phân (Kết quả TN3) Rong Nâu đã được phơi khô, đem xay nhỏ, Chuẩn bị 5 mẫu, mỗi mẫu cân 5g rong Nâu đã xay cho vào bình đình mức , thêm vào 100ml nước cất. Sau đó điều chỉnh pH môi trường thích hợp cho quá trình thủy phân (KQTN2) bằng cách cho vào 10ml dung dịch đệm CH3COOH/CH3COONa . Tiếp theo bổ sung enzyme viscozyme với nồng độ thích hợp cho quá trình thủy phân (KQTP 1). Sau đó đậy kín nắp và đem đi thủy phân ở nhiệt độ thích hợp ( KQTP 3) trong thời gian lần lượt là 40h, 45h, 50h, 55h. Lấy mẫu ra đem đi vô hoạt enzyme bằng cách cho mẫu thủy phân vào nước đang đun sôi, giữ ở nhiệt độ sôi trong 10 phút. Rồi lọc, đem dịch lọc đi kiểm tra hàm lượng đường khử. Chọn nhiệt độ thủy phân thích hợp nhất cho quá trình thủy phân.
2.5.4.3. Sơ đồ bố trí thí nghiệm
Hình 2.9. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định thời gian thủy phân thích hợp.
Rong Nâu Xay nhỏ Bổ sung nước Điều chỉnh pH Bổ sung enzyme viscozyme Thủy phân 40h 45h 50h 55h
Chọn thời gian thủy phân thích hợp
Bã
Vô hoạt enzyme, Lọc
Kiểm tra hàm lượng đường dịch lọc bằng pp Bettran
2.5.5. Thí nghiệm 5: Thủy phân cacbonhydrat trong rong Nâu bằng cách kết hợp thủy phân rong Nâu bằng acid và enzyme viscozyme
2.5.5.1. Mục đích
Làm tăng hiệu quả thủy phân cacbonhydrat trong rong Nâu
2.5.5.2. Cách tiến hành
Chuẩn bị 8 mẫu thí nghiệm.
Thủy phân ở các điều kiện: - Khối lượng mẫu: 5ml - Nước cất bổ sung: 100ml
- Thời gian thủy phân thích hợp cho quá trình thủy phân (Kết quả TN1) - pH môi trường thích hợp cho quá trình thủy phân (Kết quả TN 2) - Nhiệt độ thủy phân thích hợp cho quá trình thủy phân (Kết quả TN3) Rong Nâu đã được phơi khô, đem xay nhỏ, Chuẩn bị 8 mẫu, mỗi mẫu cân 5g rong Nâu đã xay cho vào bình đình mức, thêm vào 100ml nước cất. Bổ sung 2ml acid H2SO4, đem đi thủy phân ở 120 0C, trong 120h [phụ lục 3.6]. Mẫu thủy phân bằng acid được đem đi trung hòa để loại hết acid còn lại trong mẫu. Sau đó, điều chỉnh pH môi trường về pH thích hợp cho quá trình thủy phân cacbonhydrat trong rong Nâu (KQTN 2) bằng cách sử dụng dung dịch đệm CH3COOH/CH3COONa . Tiếp theo, bổ sung enzyme theo tỷ lệ lần lượt là 0.1%, 0.5%, 1%, 2%, 3%, 4%, 5%, 6%. Đem đi thủy phân ở nhiệt độ thủy phân thích hợp (KQTN 3), thời gian thủy phân thích hợp cho thủy phân cacbonhydrat trong rong Nâu (KQTN 4). Lấy mẫu ra đem đi vô hoạt enzyme bằng cách cho mẫu thủy phân vào nước đang đun sôi, giữ ở nhiệt độ sôi trong 10 phút. Rồi lọc, đem dịch lọc đi kiểm tra hàm lượng đường khử. Chọn nồng độ enzyme thủy phân kết hợp thích hợp nhất cho quá trình thủy phân.
2.5.5.3. Sơ đồ bố trí thí nghiệm
Hình 2.10. Sơ đồ bố trí thí nghiệm kết hợp thủy phân rong Nâu bằng acid và enzyme viscozyme - Nhiệt độ: 120 0C - Thời gian: 120h - Nồng độ acid: 2% so với nước Rong Nâu Xay nhỏ Bổ sung nước Bổ sung acid H2SO4 Thủy phân lần 1 Trung hòa acid
Điều chỉnh pH môi trường Bổ sung enzyme (%)
Thủy phân lần 2
Lựa nồng độ viscozym thích hợp
Bã Vô hoạt enzyme,
Lọc
Kiểm tra hàm lượng đường dịch lọc bằng pp Bettran
2.5.6. Thí nghiệm 6: Xác định tỷ lệ nấm men sử dụng
2.5.6.1. Mục đích
Xác định được tỷ lệ nấm men Saccharomyces cerevisiae bổ sung vào dịch thủy phân để quá trình lên men diễn ra đạt hiệu quả và tiết kiệm chi phí nhất.
2.5.6.2. Cách tiến hành
Chuẩn bị 6 mẫu thí nghiệm.
Lên men ở cùng điều kiện - Khối lượng mẫu: 5g - pH môi trường: 5
- Nhiệt độ lên men: nhiệt độ phòng - Thời gian lên men: 3 ngày
Cân 5g rong Nâu khô đã được xử lý, xay nhỏ. Cho vào bình tam giác 250ml. Sau đó cho thêm 100ml nước cất, 6 ml dung dịch acid H2SO4 đậm đặc. Tiến hành bọc kín bình, đem thủy phân trong nồi thanh trùng ở nhiệt độ 1200C , trong thời gian 120 phút, sau đó trung hòa, điều chỉnh pH = 4.5, bổ sung 12ml enzyme viscozyme, đem thủy phân ở nhiệt độ 55 0C/ 45h. Tiếp đó lọc loại bã và trung hòa lượng acid trong dịch bằng dung dịch NaOH 20% với chỉ thị là dung dịch phenolphtalein 1%. Rồi điều chỉnh pH môi trường bằng dung dịch đệm CH3COOH/CH3COONa có pH=5. Tiếp theo, bổ sung nấm men với tỷ lệ tương ứng là 1%, 2%, 3%, 4%, 5%, 6%. Đem mẫu lên men ở nhiệt độ phòng với thời gian lên men là 5 ngày. Chú ý phải khuấy đảo dịch lên men trong 24h đầu. Sau đó đem mẫu đi chưng cất ethanol bằng thiết bị cô quay chân không với số vòng quay 30 vòng/phút, nhiệt độ 500C, áp suất <100 mbar và thời gian cô quay là 60 phút. Tiến hành xác định thể tích dịch thu hồi, xác định hàm lượng đường khử còn còn lại. Sau khi có kết quả đánh giá, lựa chọn mẫu cho hàm lượng đường còn lại thấp nhất.
2.5.6.3. Sơ đồ bố trí thí nghiệm
Hình 2.11. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ nấm men bổ sung thích hợp.
Chưng cất Điều chỉnh pH
Kiểm tra lượng đường còn lại Lên men Bổ sung nấm men 1% 2% 3% 4% 5% 6% Chọn tỷ lệ nấm men thích hợp Dịch rong Nâu sau thủy phân đã trung