Nguồn phê liệu này có thể thu được từ các nhà máy sản xuât tinh bột, chê biến ngũ cốc, sản xuất glucose, bột ngọt,...
Để tận dụng nguồn phế phụ liệu thuộc nhóm này có thể theo 2 hướng: - Tận dụng không qua thủy phân: Thường được sử dụng làm phân bón
và bổ sung trong sản xuất thức ăn gia súc, làm môi trườns nuôi vsv để thư nhận enzym
- Tận dụng qua thủy phân: sử dụng tác nhân hóa học và sinh học
❖ Thủy phân bằng acid: Thường dùng (HC1, H2S04).
Tinh bột cũng được tạo thành bới các liên kết O-glycoside nên về cơ chế thủy phân dưới chất xúc tác là acid thì tương tự như thủy phân cellulose (mục 1,2,2,2). Điều cần quan tâm là các vếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủv phân như nồng độ tinh bột, nồng độ acid, nhiệt độ và thời gian thủv phân. Các yếu tố này
cần phải được sử dụng thích hợp để thu được hiêu suất thủy phân cao.
❖ Thủy phân bằng enzym: [10,13,16]
Tinh bột bị thủy phân bởi amylase, thuộc nhóm enzym thủy phân (hyđrolase), xúc tác sự phân giải các liên kết O-ẹlvcoside. Có nhiều loại amylase trong đó có 3 loại tiêu biểu: cc-amylase, P-amvlase và glucoamylaseCy- amylase)(GA)
- Tác dụng của ct-amvlase (a-1,4-glucan-4-elucanhydrolase, EC 3.2.1.1): a- amvlase có khả năng phân cắt liên kết a-l,4-0-glycoside trong mach polysaccharide một cách ngẫu nhiên. Sản phẩm chủ yếu là các dextrin, ít maltose và glucose (còn gọi là enzym dịch hóa).
- Tác dụng của p-amylase (P-l,4-glucan-4-maltohydrolase, EC 3 2.1.2): Phân cắt tuần tự từng £ốc maltose từ đầu không khử của mach polysaccharide ở vị trí [3-1,4-O-glycoside. Enzym này hiên diện phổ biến ở
thực vật nhất là ở hạt nẩy mầm, thường được ứng dụng để sản xuất mạch nha.
- Tác dụng của GA (cc-l,4-glucan-glucohydrolase, EC 3.2.1.3): Thủv phân cả liên kết a-l,4-0-glycoside và ot-l,6-0-glycoside trong mạch polysaccharide, tách tuần tự từng gốc glucose từ đầu không khử của mạch.
❖ ứng dụng
Từ nguồn phế phụ liệu giàu tinh bột nàv có thể tận dụng để tạo ra các sản phẩm có giá trị sinh học như: cồn, các acid hữu cơ, sản xuất protein đơn bào (SCP)...thông qua kỹ thuật lên men vsv. Ví dụ: Macros Antonio và cộng sự (2006) đã tận dụng bột mì kém chất lượng với hàm lượng tinh bột 15,6% để lên men thu nhận cồn sau khi sử dụng phương pháp thủy phân tinh bột bằng enzvm. Tẩc giả sử dụng phối hợp 3 enzym: a-amylase từ Baciỉỉus, p-amylase từ lúa mạch và GA từ Rhiiopus, để thu nhận dịch đường, sau đó sử dụng chủng
Saccharomyces cerevisiae lên men tạo cồn. Sau 72 giờ lên men, hàm lượng cồn đạt: 38,6g/l.[65]
Một trong những nguồn phế phụ liệu điển hình thuộc nhóm tinh bột là phế phụ liệu từ nhà máv chế biến tinh bột khoai mì.
bã khoai mì và nước thải. • Bã khoai mì.[ 1,13,15]
Sau khi đã thu tinh bột, bã còn lại chiếm khoảng 20% trong lượng nguyên liệu, gồm carbohydrate chiếm 70 - 72% trong đó tinh bột chiêm khoảng 50 - 60%, chât xơ 10%, protein chiếm 5,3%, tro 2,7%, độ ẩm khoảng 75 - 30%(tính theo trọng lượng khô). Với kv thuật chế biến tinh bột từ khoai mì của các nhà máy hiện đai trên thê giới hiện nay thì lượng bã thải ra khoảng 10%. ỡ nước ta, quá trình chê biên còn mang tính thủ công nên lượng bã thải ra chiêm đên khoảng Vĩ
nguyên liệu. Như thế, một nhà máy sản xuất tinh bột khoai mì với công suât trung binh 200 tân củ/ngày có thể thải ra khoảng 120 tấn bã thảt/ngày.
Tân dung bã khoai mì
Trước hêt, bã khoai mì được bổ sung trong thức ăn ata súc. Để nâng cao giá trị dinh dưỡng trong bã sử dụng vsv chủ yếu là mâm mốc dể lên men gia tăng hàm lượng protein. ơ An Độ, sử dụng chủng Trichoderma pseudokomngìi lên men bán rắn trên bã khoai mì đã làm tăng làm lượng protein từ 1,26% lên đến 6.18% sau 24 ngày ủ.[l].
Từ bã khoai mì. Lê Thị Bích Phương và công sự (2005) đã sản xuất thành công hai loại sản phẩm lên men là ProBio-S và Bio-E. Chế phẩm Bio-E được tạo ra bằng cách cấy chủng nấm mốc Aspegiỉlus niger lên bã khoai mì với tv lệ 2g mốc/kg bã. ủ trong 20 giờ, sau đó được phơi khô, sấy và đóng bao. Quá ưình lên men tạo ra ba loại enzyme (glucoamylase, cellulase và a-amylase) trong sản phẩm. Ngoài ra, thành phần đạm trong chế phẩm đạt 9-10%, so với 0,2% trong bã khoai ml ban đầu. Còn ProBio-S lại là chế phẩm dạng lỏng, được sản xuất bằng cách cho bã tươi vào những bao tải lớn rồi cấy chế phẩm EM-S chứa nhiều chủng vi sinh vật Bacỉllus sp., Lactobaciỉlus sp., Saccharomyces sp. với tỷ lệ 1 lít EM-S./25kg bã (lml chứa 1010 tế bào vi sinh vật hữu ích), ủ 3 ngày. Chế phẩm ProBio-S giúp cân bằng hệ sinh thái vi sinh vật đường ruột của vật nuôi cũng như giảm lượng vi sinh vật có hại. Nhờ thế mà vật nuôi tiêu hoá tốt hơn, giảm tỷ lệ bệnh đường ruột, tăng trọng nhanh hơn. [85].
Bã khoai mì còn được tận dụng để sản xuất cồn: Teerapatr Srinorakutara và cộng sự (2006) sử dụng a-amylase chịu nhiêt và GA để thủy phân tinh bột trong bã khoai mì, thu nhận dịch đường. Với nồng độ đường ban đầu 89,2g/l cho lên men cồn bởi chủng Saccharomyces cerevisiae sau 24 giờ thu được cồn có nồng dộ
3,62%(w/v). Hiệu suất đạt 91%.[79]. Còn Ở Việt Nam, một nhóm nghiên cứu thuộc Viện Sinh học Nhiệt đới vừa thành công trong việc sản xuất cồn :ừ bã khoai mì, khoai mì lát. Bằng công nghệ đường hóa tinh bột, cứ 15 kg bã khoai mì hoặc 2,5 kg khoai sẽ sản xuất được 1 lít cồn 94,5%. cồn từ phế liệu nông nghiệp này sẽ có giá rẻ hơn so với cồn từ rỉ đường mía khoảng 20% [85]
Bã khoai mì cũng được coi là cơ chất cảm ứng để tổng hợp amylase từ VSV:Nguyễn Thị Hồng Loan (2003) tận dụng bã khoai mì để sản xuất chế phẩm amylase, sử dụng chủng AspergỉUus oryiae. Hoạt độ 1379,87 ưl/g CPE.[13], còn khi sử dụng chủng Trichoderma haiianum tác giả Trương Phước Thiên Hoàng (2007) thu được amylase với hoạt độ 5016,9 LĩL/g canh trường.[10]
Ngoài ra từ bã khoai mì còn có thể tận dụng để sản xuất các sản phẩm có giá trị khác như: acid citric. acid glutamic, siro glucose, maltose, maltodextrin,...
■ Nước thải[1,15]
Để sản xuât ra 1 tấn tinh bột khoai mì trung bình tạo ra khoảng 15-20mJ nước thải. Nước thải này chứa hàm lượng đường khoảng từ 22.614 - 29.275 mg/1, chỉ số BOD 13.200 - 14.300mg/l và COD 33.600 - 38.200mg/l. Nếu không được xử lý trước khi thải ra môi trường sẽ gây ra ô nhiễm vì môi trường này rất dễ cho vsv có hại phát triển.
Có thể tận dụng nguồn phế liệu này trong sản xuất cồn, acid citric nhờ
Aspergiỉlus niger. Sản xuất SCP bằng cách lên men hỗn hợp Candida utilis và (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Endomycopsis ýibuỉiger...Ngoài ra Ganiyu Oboh và cộng sự (2005) còn tận dụng nguồn nước thải này để thu nhận amvlase khi cho lên men bởi Saccharomyces cerevỉsiae kết hợp với Lactobacỉỉỉus deỉbruckiì và L. ciryne/ormls theo tỷ lệ (2:1:lì. Sau 3 ngày nuôi cấy, hoạt độ chung 0,22u.mol/ml và hoạt độ riêng 0,06fimol/mg protein.[51]