Thạc Sĩ Khảo sát quá trình lên men acid lactic bởi Lactobacillus drebrueckii

MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề

Hiện nay kỹ thuật cố định tế bào đang được đề cập và quan tâm nhiều đặc biệt trong các lĩnh vực lên men sản xuất các sản phẩm trao đổi chất. Tế bào cố đọnh có nhiều ưu điểm hơn tế bào tự do như: Enzyme của tế bào ổn định hơn enzyme ở dạng tự do khi tế bào được gắn trên chất mang polymer tự nhiên, cố định tế bào vi sinh vật không đồi hỏi khâu tách chiết và tinh sạch sản phẩm. Tế bào vi sinh vật cố định không bị lẫn vào sản phẩm và có thể chủ động ngừng phản ứng theo ý muốn. Có thể được sử dụng nhiều lần theo chu kỳ hoặc liên tục.

Acid lactic là sản phẩm của quá trình lên men lactic bởi vi khuẩn lactic. Có ứng dụng rất nhiều trong công nghiệp, thực phẩm, y dược. Trong công nghiệp nhẹ, acid lactic là dung môi cho công nghiệp sản xuất sơn, vecni, nhuộm và thuộc da , trong công nghệ thực phẩm ứng dụng để làm chua quả, sản xuất dưa chua, các sản phẩm lên men từ sữa,sản xuất các loại sữa và bột giàu canxi Trong y học, người ta sử dụng vật liệu có tên là purasorb ( là một hợp chất cao phân tử được sản xuất từ acid lactic) Purasorb được sử dụng như những đinh gim, gắn phần xương lại với nhau. Ngoài ra các nhà khoa học đang nghiên cứu tạo ra những vật liệu Sinh học dùng trong y học bằng các copolyme của acid lactic, chất dẻo mới thay thế cho chất dẻo cũ khó phân hủy Tuy acid lactic được ứng dụng rất nhiều nhưng chưa có nhiều phương nghiên cứu ứng dụng các phương pháp khác vào quá trình lên men nhằm làm tăng hiệu suất lên men thu nhận acid lactic.

Trên cơ sở vấn đề đặt ra, việc áp dụng phương pháp cố định tế bào trong sản xuất lên men acid lactic là một hướng nghiên cứu trong việc tìm kiếm các phương pháp lên men nhằm làm tăng hiệu suất lên men acid lactic.

1.2. Mục tiêu đề tài

Với mục tiêu đề tài là sử dụng chế phẩm Lactobacillus delbrueckii cố định để lên men liên tục thu nhận acid lactic. Đề tài được tiến hành với các thí nhiệm sau:

_Khảo sát các quá trình ảnh hưởng đến lên men acid lactic ( lên men theo mẻ): Độ Brix, pH, thời gian lên men.
_ Xác định tốc độ pha loãng tối ưu của hệ thống lên men liên tục
_Kiểm tra tính ổn định của hệ thống lên men liên tục.


MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
DANH MỤC CÁC BẢNG
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
DANH MỤC CÁC ĐỒ THỊ

CHƯƠNG 1. MỞ ĐẦU

1.1. Đặt vấn đề
1.2. Mục tiêu đề tài

CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1. Giới thiệu về lên men acid lactic
2.1.1. Đặc điểm của acid lactic
2.1.2. Lên men lactic
2.1.3. Vi khuẩn lên men lactic
2.1.3.1. Đặc điểm chung
2.1.3.2. Các chủng vi sinh vật được sử dụng trong lên men lactic
2.1.4. Đặc điểm chung của Lactobacillus delbrueckii
2.1.5. Các yếu tố ảnh hưởng đến sự Phát triển của vi khuẩn lactic
2.1.5.1. Ảnh hưởng của pH
2.1.5.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ
2.1.5.3. Ảnh hưởng của oxy
2.1.6. Công nghệ sản xuất acid lactic
2.1.6.1. Phương pháp sản xuất truyền thống
2.1.6.2. Phương pháp sản xuất hiện đại
2.1.6.3.1 phương pháp thu nhận acid lactic
2.2. Giới thiệu về rỉ đường mía
2.2.1. Thành phần cấu tạo
2.2.2. Thành phần các chất sinh trưởng
2.2.3. Vi sinh vật trong rỉ đường
2.2.4. Lực đệm của rỉ đường mía
2.3. Cố định tế bào vi sinh vật
2.3.1. Định nghĩa
2.3.2. Ưu điểm và nhược điểm của tế bào vi sinh vật cố định:
2.3.3. Các yêu cầu đòi tế bào vi sinh vật cố định
2.3.4. Giới thiệu về chất mang Cellulose vi khuẩn (Bacterial Cellulose – BC)
2.3.5. Các phương pháp cố định tế bào vi sinh vật
2.3.5.1. phương pháp cố định tế bào vi sinh vật trên chất mang
2.3.5.2. Phương pháp cố định tế bào vi sinh vật trong chất mang
2.3.5.3. Cố định vi khuẩn L.delbrueckii bằng BC
2.4. Hệ thống lên men
2.4.1. Các khái niệm chung
2.4.2. Phân loại fermenter
2.4.3. Các kiểu nuôi cấy trong fermenter
2.4.3.1. Nuôi cấy gián đoạn
2.4.3.2 Nuôi cấy liên tục

CHƯƠNG 3. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1. Vật liệu
3.1.1. Rỉ đường
3.1.2. Giống vi sinh vật
3.1.3. Chế phẩm L.Delbrueckii được cố định trên BC
3.2. Hoá chất, trang thiết bị và dụng cụ
3.2.1. Môi trường nuôi cấy
3.2.2. Hóa chất
3.2.3. Thiết bị và dụng cụ
3.2. Phương pháp nghiên cứu
3.2.1 Sơ đồ nội dung nghiên cứu
3.2.2. khảo sát Lactobacillus delbrueckii
3.2.2.1. Quan sát đại thể
3.2.2.2. Quan sát vi thể
3.2.2.3. Khảo sát khả năng tạo thành acid lactic
3.2.2.4. Lập đồ thị chuẩn
3.2.2.5. Khảo sát đường cong sinh trưởng trên môi trường MRS và rỉ đường.
3.2.3. Khảo sát một số điều kiện lên men acid lactic trên môi trường rỉ đường
3.2.3.1. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ chất khô biểu kiến
3.2.3.2. Khảo sát ảnh hưởng của pH đến sự lên men acid lactic
3.2.3.3. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian lên men
3.2.4. Tiến hành lên men acid lactic trong hệ thống lên men liên tục bởi L. delbrueckii cố định trong phức chất mang BC
3.2.4.1. Xác định tốc độ pha loãng tối ưu cho quá trình lên men
3.2.4.2. Kiểm tra tính ổn định của hệ thống
3.2.5. Các phương pháp phân tích
3.2.5.1. Đo pH
3.2.5.2.Đo độ Brix
3.2.5.3. Xác định hàm lượng acid lactic

CHƯƠNG 4. KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN

4.1. Một số khảo sát và đặc điểm của Lactobacillus delbrueckii
4.1.1. Quan sát đại thể, vi thể
4.1.2. Kết quả khảo sát khả năng tạo thành acid lactic
4.1.3. Kết quả khảo sát đường cong sinh trường của Lactobacillus delbrueckii trên môi trường MRS và rỉ đường
4.1.4. Kết quả xác định đường chuẩn mối Quan hệ giữa OD và mật độ tế bào
4.2.Kết quả khảo sát một số điều kiện lên men acid lactic trong lên men theo mẽ trên môi trường rỉ đường
4.2.1. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng chất khô biểu kiến theo trọng lượng
4.2.2. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của pH môi trường lên men trong quá trình lên men
4.2.3. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của thời gian lên men trong quá trình lên men
4.3. Kết quả tiến hành lên men thu nhận acid lactic trong hệ thống lên men liên tục bởi Lb. delbrueckii cố định trong phức chất mang BC
4.3.1. Xác định tốc độ pha loãng tối ưu cho quá trình lên men
4.3.2. Kiểm tra tính ổn định của hệ thống

CHƯƠNG 5. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ

5.1. Kết luận
5.2. Kiến nghị

TÀI LIỆU THAM KHẢO