CHƯƠNG 2 : VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.3. Xây dựng sơ đồ nghiên cứu
2.3.1. Sơ đồ xác định các điều kiện thích hợp cho mơ hình tối ưu thực nghiệm
Sơ đồ xác định các thơng số thích hợp cho mơ hình tối ưu thực nghiệm trong chuyển hóa bã mía.
Hình 2.5. Sơ đồ xác định các điều kiện thích hợp cho mơ hình tối ưu thực nghiệm Bất hoạt enzyme Lọc, ly tâm loại cặn Thu nhận đường đơn Nghiền nhỏ đến kích thước 0,5 – 1 mm Điều chỉnh pH: 4,5; 5,0; 5,5 Ủ mẫu ở nhiệt độ (0C): 35; 37; 40; 42,5; 45
Thời gian (giờ):
24; 36; 48; 60, …, 81
Bổ sung “enzyme cocktail” với hoạt độ (U) khác nhau
Bã mía (DS) (10% w/v) Xác định pH thích hợp Xác định nhiệt độ thích hợp Xác định thời gian thích hợp Sử dụng quy hoạch
thực nghiệm tối ưu hỗn hợp “enzyme
Các bước tiến hành sử dụng quy hoạch thực nghiệm tối ưu hỗn hợp “enzyme cocktail”:
Quá trình thủy phân nguyên liệu giàu liglocellulose thành các đường lên men sử
dụng đơn enzyme thủy phân (AltFAE, XpoAE và Cell/Xyl) hoặc đa enzyme hay “enzyme cocktail” với các yếu tố ảnh hưởng: thời gian (h), nhiệt độ phản ứng (0C), pH, lượng cơ
chất (%) và hoạt tính enzyme (U). Thơng số tối ưu hóa được tổng hợp bằng hàm lượng
đường khử Y (mg/g cơ chất khô). Bằng cách khảo sát các thông số ảnh hưởng đến q
trình chuyển hóa để tìm hiệu suất tối ưu (y) thông qua các điều kiện tối ưu cho hỗn hợp “enzyme cocktail”. Do vậy, mục đích chính của quy hoạch thực nghiệm nhằm tìm ra các giá trị tối ưu (nhiệt độ, pH, thời gian) và hoạt độ enzyme (U) của từng enzyme trong hỗn hợp “enzyme cocktail” trong cùng một phản ứng. Bằng việc bố trí các thí nghiệm với
lượng cơ chất thay đổi 0,4 - 0,8 gram (tương đương 8% đến 16%) và sự thay đổi thể tích tương ứng hoạt độ enzyme (U) của mỗi enzyme trong hỗn hợp “enzyme cocktail”
(Cell/Xyl: 0,45 ml – 1 ml; AltFAE: 0,12 - 0,7 ml; XpoAE: 0,14 – 0,6 ml). Đồng thời cũng
thay đổi các điều kiện như nhiệt độ (35 – 450C), pH (4,5 – 5,5) và thời gian (24 – 72 giờ) trong phản ứng. Kết quả phân tích hàm lượng đường khử theo phương pháp DNS được tính bằng trung bình của 3 lần thí nghiệm độc lập.
Sau khi sử dụng mơ hình quy hoạch thực nghiệm để tối ưu hóa các điều kiện của “enzyme cocktail” cho q trình thuỷ phân bã mía thành các đường lên men. Bước tiếp theo, bã mía được tiền xử lý hóa học bằng axít H2SO4, NAOH và thiết bị gia nhiệt, kết hợp với chuyển hóa sinh học bằng “enzyme cocktail” nhằm nâng cao hiệu suất chuyển