Luận án Nghiên cứu chuyển hóa rong biển, phế thải nông nghiệp chứa carbohydrate thành ethanol sử dụng xúc tác sinh học

đường khử trước và sau khi lên men bằng nấm Saccharomyces cerevisiae V7028 tại các thời điểm khác nhau Thời gian lên men (ngày) Hàm lượng đường trước lên men (mg) Hàm lượng đường sau lên men (mg) Hàm lượng đường tiêu tốn trong quá trình lên men (mg) 2 Rong 253,7 19,27 234,43 ± 0,56 Phế thải NN 177,4 12,93 164,47 ± 0,43 3 Rong 253,7 13,39 240,31 ± 0,47 Phế thải NN 177,4 5,06 172,34 ± 0,59 4 Rong 253,7 7,53 246,17 ± 0,42 Phế thải NN 177,4 6,13 171,27 ± 0,56 5 Rong 253,7 8,16 245,54 ± 0,53 Phế thải NN 177,4 6,87 170,53 ± 0,74 6 Rong 253,7 9,05 244,65 ± 0,68 Phế thải NN 177,4 7,21 170,19 ± 0,45 Từ kết quả thu được trong bảng trên, xây đựng biểu đồ biểu diễn ảnh hưởng của thời gian lên men đến quá trình lên men tạo ethanol thông qua hàm lượng đường khử còn lại sau các ngày trong quá trình lên men. Hình 3.26 Biểu đồ biểu diễn hàm lượng đường khử còn lại sau khi lên men bằng Saccharomyces cerevisiae V7028 tại các thời điểm khác nhau 116 Kết quả thể hiện ở hình 3.26 cho thấy: Thời gian là một trong các yếu tố ảnh hưởng lên hiệu quả lên men. Theo thời gian lên men hàm lượng đường còn lại trong dịch giảm dần. Với rong nâu kéo dài tới ngày thứ 4 thì lượng đường còn lại ít nhất có nghĩa là lượng đường chuyển hóa nhiều, hiệu quả lên men đạt cao nhất, ta thấy nếu kéo dài thời gian đến 5, 6 ngày thì hiệu quả lên men không tăng nữa. Thời gian 2, 3 ngày hàm lượng đường còn lại nhiều, hiệu quả lên men không cao. Với phế thải nông nghiệp thì lên men đến ngày thứ 3 hàm lượng đường còn lại đã đạt mức thấp nhất. Các kết quả thu được, được giải thích như sau: Thời gian lên men phụ thuộc vào tỷ lệ nấm men bổ sung vào và pH dịch môi trường lên men. Nếu nồng độ nấm men lớn thì thời gian lên men sẽ kết thúc nhanh. Khoảng thời gian đầu 1, 2 ngày khi có mặt của oxy, nấm men sử dụng cơ chất để tăng sinh khối, sinh trưởng và phát triển, còn sự lên men chưa được mạnh mẽ. Bắt đầu ngày thứ 3 trở đi là thời gian lên men ethanol mạnh hơn, khi đó hàm lượng ethanol sinh ra càng tăng và hàm lượng đường giảm dần đến một mức thời gian nào đó hiệu suất lên men đạt cực đại quá trình lên men kết thúc. Nếu tiếp tục kéo dài thời gian lên men sẽ tổn thất lượng ethanol tạo thành, các vi sinh vật lạ phát triển mạnh đặc biệt là vi khuẩn lactic làm chua dịch lên men, xuất hiện mùi lạ. Từ các số liệu và phân tích trên cho thấy lên men ethanol dịch rong nâu đạt hiệu cao khi lên men trong thời gian 4 ngày, phế thải nông nghiệp đạt hiệu quả lên men cao khi lên men trong 3 ngày. Từ các nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ nấm men, pH môi trường và thời gian lên men ta thấy: Phế thải nông nghiệp đạt hiệu quả lên men với nồng độ nấm men thấp hơn, thời gian lên men cũng nhanh hơn so rong nâu. 3.3.2. Nghiên cứu lên men bằng sản phẩm trung gian glucose từ quá trình thủy phân rơm rạ bởi chủng Saccharomyces cerevisiae V7028 Sau khi tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng của các yếu tố: tỷ lệ nấm men, pH môi trường, thời gian lên men. Chúng tôi tiến hành lên men sản phẩm trung gian là đường glucose từ quá trình thủy phân rơm rạ bằng chủng nấm men Saccharomyces cerevisiae V7028 với điều kiện: Nồng độ nấm men bổ sung vào quá trình lên men là 117 3%, pH môi trường là 5,0, thời gian lên men là 3 ngày, tốc độ lắc 240 vòng/ phút, nồng độ cơ chất glucose 200 g/L trong bình yếm khí, ở nhiệt độ phòng, Xác định lượng ethanol tạo thành trong dung dịch sau quá trình lên men bằng phương pháp chuẩn độ với K2Cr2O7 đồng thời nghiên cứu xác định thông số động học với chủng nấm men Saccharomyces cerevisiae V7028 và thu được các kết quả như sau: Bảng 3.22 Các thông số động học của quá trình lên men ethanol bởi chủng Saccharomyces cerevisiae V7028 Thời gian, giờ 0 1 3 12 24 36 48 60 72 Glucose, g/L 200 198 193 153 69 37 27 19 17 Ethanol, g/L 0 2 5 17 47 73 83 86 87 Mật độ tế bào, g/L 6 14 29 38 40 41 42 42 Từ các kết quả thu được cho phép xây dựng đồ thị xác định thông số động học của quá trình lên men bới chủng nấm men Saccharomyces cerevisiae V7028. Saccharomyces cerevisiae V7028 0 50 100 150 200 250 0 10 20 30 40 50 60 70 80 Thời gian, giờ N ồ n g đ ộ , g /l 2 1 3 Hình 3.27 Sự biến đổi các thành phần trong quá trình lên men ethanol bằng chủng Saccharomyces cerevisiae V7028 (của Nga) 1 - Glucose (g/l); 2 - Ethanol (g/l); 3 - Mật độ tế bào (g/l) 118 Hiệu suất tế bào theo ATP là đại lượng biểu thị khối lượng tế bào được tạo thành khi vi sinh vật sử dụng 1 mol ATP để lấy năng lượng cho quá trình tích luỹ polyphosphat nồng độ АТP trong tế bào chứng tỏ khả năng sống của các tế bào ATP + (phosphat)n  ADP + (phosphat) n + 1 Kết quả cho thấy, chủng Saccharomyces cerevisiae V7028 thích hợp hơn cả cho thông số động học lên men quan trọng nhất là nồng độ ethanol cực đại đạt giá trị cao (87 g/L), tỉ lệ chuyển hóa ethanol đạt 43,5% và hiệu suất tế bào theo ATP (YATP) đạt 2,84 x 108 (mol/g protein). Từ các kết quả nghiên cứu về quá trình lên men của rong nâu và phế thải nông nghiệp trong điều kiện tối ưu cho kết quả như sau: Từ 1 kg phế thải nông nghiệp thu được 97 ml ethanol và hiệu suất chuyển hóa toàn quá trình là 19,8%. Trong khi đó, từ 1 kg rong biển thu được 115 ml ethanol và hiệu suất quá trình chuyển hóa rong nâu thành ethanol là 21% 3.4. Chuyển hóa phế thải rong nâu thành ethanol sử dụng xúc tác sinh học kết hợp với acid 3.4.1. Hàm lượng cellulose có trong phế thải rong nâu sau quá trình tách alginate Thành phần nguyên liệu thô: Cellulose, hemicellulose và acid lignin không tan được phân tích bằng phương pháp TCVN 4594 – 88. Kết quả thu được chỉ ra rằng phế thải hữu sau quá trình chế biến alginate của rong nâu có thể là nguồn nhiên liệu sinh học, chứa hàm lượng cao cellulose (30 ± 0.07%) và lượng ít hemicellulose (2,2 ± 0.86%) Phân tích hành phần hóa học của phần bã sau quá trình tiền xử lý bằng acid sulfuric loãng và thủy phân bằng enzyme cho thấy, khi nguyên liệu thô được xử lý trực tiếp bằng thủy phân enzyme, hàm lượng cellulose trong phần bã là 5,9%. Tuy nhiên, giá trị này giảm xuống còn 4,1% khi tiền xử lý bằng acid sau đó thủy phân bằng enzyme. Điều này chỉ ra rằng phương pháp tiền xử lý bằng acid giúp làm tăng khả năng phân hủy cellulose trong quá trình thủy phân. Trong khi đó, gần như không phát hiện thấy hemicellulose và lượng acid lignin trong cả hai mẫu chất thải rắn. 119 3.4.2. Hiệu quả quá trình thủy phân và lên men Sự thủy phân đạt hiệu quả cao hơn khi sử dụng acid loãng kết hợp với enzyme. Glucose sản phẩm đạt tới mức tối đa tương đối sau 50 giờ do sự thủy phân của enzyme Cellic HTech2. Đầu tiên, đánh giá phế thải rong nâu sau khi được tiền xử lý bằng phương pháp acid loãng ở 120oC. Các mẫu tiền xử lý sẽ được sử dụng trong thủy phân bằng enzyme, lượng glucose thu được sau đó sẽ dùng để đánh giá hiệu suất của quá trình tiền xử lý. Nồng độ acid loãng là nhân tố quan trọng trong quá trình tiền xử lý. Quá trình tiền xử lý tối ưu là khi nồng độ acid bằng 0,1%. Trong điều kiện tối ưu của quá trình tiền xử lý (0,1%, 120oC, 1 giờ), lượng glucose thu được đạt tới 215mg/g và chuyển hóa cellulose trong phế thải rong nâu đạt 71,2%. Tuy nhiên, lượng glucose thu được từ phế thải rong nâu nếu không qua tiền xử lý chỉ có 162,5 mg/g, cho thấy tiền xử lý có tác dụng tăng cường hiệu suất thủy phân bằng enzyme. Bên cạnh đó, lượng glucose được tạo ra khoảng 159,5-177,5 mg/g khi tiền xử lý ở 120oC trong 0,5-1,5 giờ mà không có thêm acid. Khi tăng nồng độ acid sunfuric quá 0,1%, nồng độ glucose sẽ giảm dần, và khi nồng độ acid lên tới 1,0% sản phẩm tạo ra chỉ còn 93,5-126 mg/g. Thí nghiệm được lặp lại 3 lần, thu được kết quả như bảng 3.23 Bảng 3.23 Ảnh hưởng của nồng độ acid loãng tới hàm lượng khử tạo thành trong quá trình thủy phân Nồng độ acid H2SO4 loãng (%) Hàm lượng khử tạo thành (mg/g) 0 162,5 ± 0,46 0,1 215 ± 0,37 0,2 177,5 ± 0,41 0,5 159,5 ± 0,52 1 126 ± 0,48 Từ các kết quả nghiên cứu được, xây dựng đồ thị ảnh hưởng của nồng độ acid loãng đến hàm lượng đường trong quá trình thủy phân 120 Hình 3.28 Ảnh hưởng của nồng độ acid loãng đến hàm lượng đường trong quá trình thủy phân phế thải rong Thời gian trung bình của tiền xử lý cũng là một nhân tố quan trọng, có ảnh hưởng lớn tới sự sản xuất glucose, thời gian tối ưu là 1 giờ. Tốc độ đường hóa không tăng theo thời gian. Tăng thời gian tiền xử lý hay tăng nồng độ acid có thể đẩy nhanh sự phân hủy của cellulose và tạo ra đường tan từ mẫu tiền xử lý, điều này dẫn tới sự sụt giảm lượng glucose tạo ra. Để chứng minh điều này, sự giảm khối lượng của các mẫu được phân tích ở từng giai đoạn. Tổng khối lượng thụt giảm lớn nhất là 197,8 mg/g, xuất hiện sau tiền xử lý (0,1%, 1200C, 1 giờ) và thủy phân các chất bằng enzyme. Kêt quả là đồng nhất với lượng glucose thu được. Tổng khối lượng sụt giảm dao động từ 154,3 tới 197,8 mg/g với nồng độ acid sulfuric thay đổi từ 0 đến 1,0% tương ứng với xu hướng thay đổi của lượng glucose. Khối lượng mất đi ở bước tiền xử lý với acid cũng được theo dõi. Không có sự khác biệt rõ ràng về sự giảm khối lượng (40-60 mg/g chất) khi nồng độ acid từ 0-0,5%. Khi đó lượng glucose sản phẩm cũng không đáng kể. Tuy vậy, sự thất thoát khối lượng tăng mạnh khi nồng độ acid đạt tới 1,0%. Sản phẩm sau thủy phân được cô bằng phương pháp cô quay. Hiệu suất của quá trình sản xuất ethanol bằng S. cerevisiae từ glucose và sản phẩm sau thủy phân cô đặc. Sau khi cấy trong 36 giờ, tỷ lệ chuyển hóa ethanol là 46,9%, tương đương 92% hiệu suất lý thuyết. Kết quả chứng minh rằng từ 1 kg phế thải trong chế biến rong biển có thể thu được 0,128 L ethanol Nhận xét 121 Từ những kết quả trên cho thấy rằng, lượng lớn phế phẩm của quy trình sản xuất alginate là nguồn nguyên liệu sinh học mới và tiềm năng cho quá trình chuyển hóa ethanol sinh học. Sản lượng của alginate, carrageenan và agar hàng năm trên thế giới lần lượt là 30 000-40 000, 20000 và 10000 tấn. Trong đó, hiệu suất alginate của Trung Quốc chiếm 1/4-1/3 toàn cầu. Cùng một lượng chất thải như vậy được tạo ra sau quá trình sản xuất alginate. Điều này gây nên ô nhiễm môi trường nghiêm trọng do khả năng tái chế thấp. Nhờ những ưu điểm về thành phần hóa học và cấu trúc không gian, phế thải từ rong trở thành nguồn nguyên liệu sinh học lý tưởng. Điều này là cần thiết cho việc phát triển hơn nữa những phương pháp chuyển hóa ethanol sinh học, tạo điều kiện cho một quy mô thí điểm sản xuất ethanol sinh học. Tuy nhiên, vì hàm lượng hemicellulose cao và có mặt lignin, tiền xử lý thường phải thực hiện dưới điều kiện khắc nghiệt: nhiệt độ cao (165-210oC), nồng độ cao của các dung môi hóa học hay thời gian dài (4 tuần). Hiệu suất thu hồi cellulose tối đa từ rơm lúa mì được báo cáo là 92% trong điều kiện tiền xử lý thủy nhiệt ở 195oC từ 6-12 phút trước khi thủy phân enzyme [34]. Phương pháp acid loãng thường cần nhiệt độ cao (160-220 oC) cùng nồng độ acid thấp (0-2,0%). Trái lại, nhiệt độ có thể thấp hơn (120oC) khi dùng nồng độ acid cao hơn. Trong những nghiên cứu trước, các giá trị đường hóa tối đa (36,3 g đường / 100 g nguyên liệu thô) có được khi sinh khối cây ô liu được xử lý trước đó ở 180oC với acid sulfuric 1,0%, tổng cộng 75% thành phần tất cả các loại đường trong nguyên liệu thô [35]. Trên hết, mặc dù tiền xử lí có hiệu quả cao và cho hiệu suất chuyển đổi cellulose cao từ cây mặt đất, quá trình tiền xử lý giảm kết tinh của cellulose, loại bỏ lignin và hemicellulose làm tăng thời gian xử lý, tăng tiêu thụ năng lượng và chi phí sản xuất. Một ưu điểm khác của quá trình tiền xử lý bằng acid nồng độ thấp là mẫu chưa qua đã qua tiền xử lý có thể được thêm trực tiếp vào hệ thống thủy phân bằng enzyme mà không cần trung hòa. Ngoài ra, chất thải sau sản xuất ethanol sinh học có thể được tận dụng làm phân bón. Nó có thể làm tăng tốc độ sinh trưởng của cây trồng do chứa đựng rất nhiều thành phần có hoạt tính sinh học, bao gồm những hợp chất phenolic, các chất polysaccharide chỉ có trong rong, chất điều hòa sinh trưởng và các nguyên tố kim loại. 122 Trong nghiên cứu hiện nay, nhờ những ưu điểm có được từ thành phần hóa học của phế thải, nồng độ acid sulfuric và nhiệt độ thấp được áp dụng cho quy trình tiền xử lý. Sự thủy phân bằng enzyme và lên men sản phẩm sau thủy phân bằng S. cerevisiae đã được khảo sát và đạt được những điều kiện tối ưu. Sau quá trình tiền xử lý tối ưu (0,1%, 120oC, 1 giờ), sự thủy phân được thực hiện ở nhiệt độ 50oC, pH 5,0 trong 50 giờ. Hiệu suất glucose đạt được cao nhất đạt được là 215 mg/g, và chuyển hóa cellulose đạt 71,2%. Cuối cùng từ 1 kg phế thải rong thu được 0,128 L ethanol. Mặc dù nồng độ acid trong quy trình khá thấp (0,1%), trên thực tế nó đã thúc đẩy quá trình thủy phân cellulose bằng enzyme. 123 Nhận xét chung Về phương pháp nghiên cứu: Việt Nam cũng đã và đang bắt đầu những nghiên cứu sản xuất ethanol nhiên liệu sinh học thế hệ II từ sinh khối (phế thải). Theo hướng này, đã có một số công trình, nhưng trong quá trình thực hiện đang còn gặp những khó khăn rất lớn. Theo hướng sử dụng nguồn phế thải nông, lâm nghiệp để sản xuất ethanol sinh học đã có một số đề tài, công trình sau: - “Sản xuất ethanol sinh học từ phế thải nông nghiệp” Viện Công nghiệp thực phẩm, Bộ Công Thương, (2009-2011). Dùng enzyme để thủy phân phế thải để tạo đường tan nhìn chung đạt hiệu quả thấp, chưa tìm được enzyme thích hợp cho hiệu suất cao. Hầu hết sinh khối từ thực vật và phế thải nông nghiệp rơm rạ chứa nhiều hemicellulose 23-32% và lignin – 15-25%. Hiện nay vẫn chưa có phương pháp thực sự hiệu quả để thủy phân thành phần hemicellulose, lignin. Một số hợp phần có trong phế thải như Silic làm giảm hiệu suất thủy phân. Nếu dùng acid để thủy phân phế thải để tạo đường tan thì gặp khó khăn trong việc chế tạo thiết bị chịu acid nhiệt độ (1800C, áp suất 15 atm) thuộc Đề án phát triển nhiên liệu sinh học đến năm 2015, tầm nhìn đến năm 2025 của Bộ Công Thương (2009 - 2010). Để khắc phục một số nhược điểm của các phương pháp nghiên cứu cứu sản xuất ethanol nhiên liệu sinh học thế hệ II từ sinh khối (phế thải) trên. Việc đưa ra phương pháp thủy phân các polysaccharide đạt hiệu quả cao hơn khi sử dụng acid loãng kết hợp với enzyme. Glucose sản phẩm đạt tới mức tối đa tương đối sau 50 giờ do sự thủy phân của enzyme Cellic HTech2. Quá trình thủy phân giai đoạn 1 tối ưu là (0,1%, 1200C, 1 giờ), lượng glucose thu được đạt tới 215 mg/g và chuyển hóa cellulose trong phế thải rong nâu đạt 71,2%. Tuy nhiên, lượng glucose thu được từ phế thải rong nâu nếu không qua thủy phân giai đoạn 1 bằng acid chỉ có 162,5 mg/g, cho thấy việc kết hợp phương pháp thủy phân các polysaccharide đạt hiệu quả cao hơn khi sử dụng acid loãng kết hợp với enzyme. Trong nghiên cứu này, do quá trình tiền xử lý được thực hiện ở nhiệt độ thấp (120oC) với nồng độ acid sulfuric thấp (0,1%), hàm lượng những chất ức chế sau khi thủy phân là rất thấp. Trong khi đó ở những điều kiện thủy phân bằng acid mạnh 124 cũng không đáng chú ý, vì những hợp chất lignin dễ hòa tan thường là những chất ức chế cho quá trình lên men, lượng glucose tạo thành từ cellulose có thể bị chuyển hóa thành hydroxymethylfurfural (HMF) và những hợp chất phenolic dễ hòa tan, có thể cây ức chế quá trình lên men ethanol. Một ưu điểm khác của quá trình tiền xử lý bằng acid nồng độ thấp là mẫu chưa qua đã qua tiền xử lý có thể được thêm trực tiếp vào hệ thống thủy phân bằng enzyme mà không cần trung hòa độ pH sau tiền xử lý là khoảng 5,0 khi nồng độ acid là 0,1%. Về đối tượng nghiên cứu: Rơm, rạ: Việc sử dụng phế thải nông nghiệp (rơm, rạ) làm nguyên liệu cho sản xuất ethanol còn gặp nhiều khó khăn trong quá trình tiền xử lí, chi phí sản xuất cao và hiệu suất thấp. Bên cạnh đó, quá trình sản xuất còn gây ô nhiễm môi trường do tạo ra các sản phẩm thứ cấp. Rong nâu: Việc sử dụng rong nâu làm nguyên liệu cho việc sản xuất nhiên liệu sinh học chưa mang lại hiệu quả cao về mặt kinh tế. Mặc dù hàm lượng carbohydrate trong rong nâu là khá cao xong việc xử lý rong cần phải dùng đến phức hệ đa enzyme. Thêm vào đó, trong rong nâu có nhiều thành phần có thể dùng trong các lĩnh vực y học, dược phẩm... do đó việc sử dụng rong nâu chỉ để sản xuất nhiên liệu ethanol sinh học gây lãng phí nguồn nguyên liệu. Vì vậy việc lựa chọn phế thải rong nâu để làm đối tượng sản xuất ethanol là một hướng đi mới, có ý nghĩa thực tiễn cao. Việc sử dụng phế thải rong có ưu điểm như: Có thể bỏ qua bước tiền xử lý, hàm lượng cellulose trong phế thải rong cao khi thủy phân chỉ tạo ra đường glucose đồng thời nó cũng giải quyết được các vẫn đề về môi trường. Về vấn đề tạo xúc tác thế hệ mới cố định tế bào vi sinh vật. Việc thủy phân cellulose để tạo nên các mạch đoạn oligocellulose ngắn hơn và cho tới glucose có ý nghĩa rất lớn về mặt kinh tế. Phương pháp công nghệ sinh học sử dụng xúc tác sinh học cố định tế bào vi sinh vật có phần ưu điểm hơn, có tính chọn lọc và có tính đặc hiệu cao do đó các liên kết  (1-4) của cellulose rất dễ bị phá vỡ bởi các vi sinh có chứa enzyme cellulase, hemicellulose nên thu được sản phẩm tinh khiết, dưới điều kiện nhiệt độ và áp suất thường. Trong phương pháp hóa 125 học, người ta hay dùng acid với nồng độ loãng, thí dụ H2SO4 5% hoặc H2SO4 5% và HCl 5%. Để tránh bị phá hủy glucose, sản phẩm của thủy phân, người ta còn dùng hỗn hợp dung dịch HCl 0,5% cùng ZnCl2 (65% -74%) (pH = 4,8, 100oC, 4 giờ). Sau 4 giờ thủy phân, 80% của cellulose chuyển thành dextrin hòa tan. Phương pháp hóa học đòi hỏi những trang thiết bị rất tốn kém mà lại khó thu được sản phẩm tinh khiết, vì vậy hiệu quả kinh tế thấp. Việc tìm ra biện pháp thích hợp và rẻ tiền là rất quan trọng, tính chất phức tạp và chi phí cao cho các cách xử lý này đang là một trong những yếu tố cơ bản đối với vấn đề khai thác cellulose cũng như sử dụng cellulose ở quy mô công nghiệp. 126 KẾT LUẬN Từ những kết quả nghiên cứu trên chúng tôi rút ra những kết luận như sau: 1. Thành phần carbohydrat trong 4 loài rong nâu là: Sargassum henslowianum 48,23%, Sargassum swartzii 52,86%, Sargassum benderi 49,83%, Sargassum oligocystum 48,91%. Như vậy, Sargassum swartzii có hàm lượng carbohydrat cao nhất vì vậy loại rong này được chọn làm nguyên liệu để nghiên cứu quá trình sản xuất ethanol sinh học. 2. Quá trình thủy phân bằng acid loãng kết hợp với enzyme cho hàm lượng đường khử cao hơn, hiệu quả hơn so với việc chỉ dùng enzyme để thủy phân carbohydrat có trong rong nâu. Điều kiện tối ưu cho quá trình thủy phân rong nâu đạt hiệu quả cao là:  Nồng độ H2SO4 thủy phân rong nâu là 2%  Nhiệt độ thủy phân bằng acid là 120oC  Thời gian thủy phân bằng acid là 120 phút  Nồng độ của enzyme là 5%  Nhiệt độ thủy phân bằng enzyme là 50oC  pH môi trường thủy phân là 5,0  Thời gian thủy phân là 50 h 3. Trong các chủng vi sinh vật sử dụng thủy phân cellulose từ rơm rạ cho hiệu suất thủy phân cao như vi khuẩn C32; Xạ khuẩn 7P; Nấm A. terreus, thì nấm A. terreus cho hiệu suất thủy phân cao nhất. Điều kiện tối ưu để chuyển hóa cellulose từ rơm rạ thành đường glucose là pH: 5, nhiệt độ: 40oC với sự có mặt của nấm Aspergillus terreus với phương trình hồi quy mô tả hiệu quả thủy phân (biểu thị qua nồng độ glucose ) phụ thuộc vào thành phần tham gia thủy phân: nồng độ cellulose (x1), nồng độ enzyme cellulase (x2) có dạng: ŷ = 8,961 + 4,495x1 + 0,215x2 Với giá trị ymax = 15,876 phù hợp với kết quả thực nghiệm thu được. 4. Nghiên cứu cố định các tế bào vi sinh vật và đã tạo được các hạt xúc tác trong lên men chuyển hóa glucose thành ethanol. Các hạt xúc tác mang tế bào vi sinh cố định qua nhiều chu kỳ sử dụng vẫn duy trì được khả năng sống cao. Điều này đã 127 chứng minh khả năng sử dụng lại nhiều lần các chất xúc tác này trong sản xuất công nghiệp. 5.Tìm được các thông số tối ưu cho quá trình lên men thu nhận ethanol sinh học:  Nồng độ nấm men bổ sung vào quá trình len men của rong nâu là 5%, phế thải nông nghiệp là 3%.  pH môi trường lên men hiệu quả của rong nâu và phế thải nông nghiệp là 5,0.  Thời gian lên men hiệu quả của rong nâu là 4 ngày và của phế thải nông nghiệp là 3 ngày. 6.Từ những kết quả nghiên cứu, so sánh, đánh giá quá trình thủy phân chuyển hóa carbohydrat trong rong biển và phế thải nông nghiệp cho thấy rằng, rong biển chính là nguồn nguyên liệu tiềm năng cho quá trình sản xuất nhiên liệu sinh học trong hiện tại và tương lai. Mặt khác, những kết quả nghiên cứu cũng cho thấy rằng, phế thải rong sau quá trình tách alginat và mannitol cũng có thể sử dụng có hiệu quả cao để sản xuất ethanol sinh học. 128 CÁC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ CÓ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN 1- Đỗ Trung Sỹ, Nguyễn Đình Tuyến, Đỗ Thu Hương, Hoàng Thị Bích, Tạ Thủy Nguyên, Nguyễn Ngọc Tùng, Trần Thị Hiền, Nguyễn Thị Trang, Trần Đình Toại, N. Stepanov A., Efremenko E. N., S.Varfolomeev D. Chất xúc tác sinh học trên cơ sở các tế bào nấm men chịu nhiệt để lên men đồng thời chuyển hóa. Tạp chí hóa học 2012, 59-62. 2- Trần Đình Toại, Phạm Hồng Hải, Nguyễn Bá Kiên, Hoàng Thị Bích, Đỗ Trung Sỹ, Nghiên cứu tối ưu hóa quá trình thủy phân cellulose tách từ rơm rạ thành đường tan của nấm mốc Aspergillus terreus để sản xuất ethanol – nhiên liệu sinh học, Tạp chí Khoa học và Công Nghệ, Tập 49, Số 3, trang 87 – 96, 2011. 3- Đỗ Trung Sỹ, Trần Đình Toại, Hoàng Lương, Trần Mạnh Hải, Trần Thị Phương, Hoàng Thị Bích, Nguyễn Hồng Nhung, Phạm Hồng Hải, Nguyễn Bích Thủy, Nghiên cứu hệ xúc tác sinh học để chuyển hóa phế thải nông nghiệp (rơm rạ) thành ethanol. Tạp chí Hóa học, 2011, T.49, Số 5AB, 509-512. Hội nghị Xúc tác hấp phụ toàn quốc lần thứ 6. Thừa Thiên Huế, Tháng 11-2011 4- Nguyễn Thị Hồng Nhung, Trần Đình Toại, Hoàng Thị Bích, Đỗ Trung Sỹ .Cố định các chủng nấm men trên polyvinyl alcohol (PVA) để tạo chất xúc tác sinh học lên men rơm rạ thành ethanol. Tạp chí Khoa học Công nghệ & Môi trường Công an, Số 19 tháng 12 năm 2011, 20-21. 5- I.V. Lyagin, O.V. Senko, A.B. Nikolskaya, F.T. Mamedova, N.A Stepannov, Tran Dinh Toai, Do Trung Sy, E.N. Efremenko. Conversion of renewable resources into products useable for chemical and fuel industries. 1st Symposium on Marine Enzyme and Polysaccharides. Nha Trang, December 2012, 10-17. 6- Elena N. Efremenko, Olga V. Senko, Nikolay A. Stepanov, Olga V. Maslova, Ilya V. Lyagin, Ngo Quoc Anh, Do Trung Sy, Nguyen Van Tuyen. Biocatalytic conversion of seaweed biomass to semi-product for chemical industry. Asian-Pacific Aquaculture 2013. December 10-13, 2013. 7- Do Trung Sy, Ngo Quoc Anh, Hoang Thi Bich, Tran Quoc Toan, Le Tat Thanh, Nguyen Huy Tung, Dang Thu Thao, Le Mai Huong. Determination of glucose 129 in Aspergillus terrius af 67 hydrolysate of cellulose from Vietnamese seaweed. Hội nghị Toàn quốc về Đa dạng sinh học và Phát triển bền vững Hải phòng 2014. 8- Đỗ Trung Sỹ, Hoàng Thị Bích, Đỗ Quang Kháng, Ngô Quốc Anh. Nghiên cứu phương pháp thủy phân phế thải rong nâu sử dụng kết hợp acid và enzyme. Hội thảo 40 năm thành Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam 2015. Tạp chí hóa học (đã nhận đăng), 2015. 130 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt 1. Bùi Minh Lý, Thành Thị Thu Thủy, Trần Thị Thanh Vân, Bilan M.I. và Usov A.I (2012), Nghiên cứu cấu trúc của Fucoidan tách chiết từ tảo nâu Sargassum Polycystumn, Tạp chí Hóa học, T. 50 (4A), tr. 215 – 218. 2. Cao Thị Thúy Hằng, Bùi Minh Lý, Huỳnh Hoàng Như Khánh, Phan Thị Hoài Trinh và Nguyễn Duy Nhứt (2009), Phân lập và sàng lọc vi sinh vật biển phân cắt fuicodan từ rong nâu, Hội nghị khoa học toàn quốc về sinh học biển và phát triển bền vững, tr. 640-644. 3. Đàm Văn Tiến (2003), Thành phần loài và phân bố của rong biến miền Bắc Việt Nam, Hội thảo khoa học Đề tài hợp tác Việt Nam-Italia “Bảo tồn đa dạng sinh học dải ven biển Việt Nam”. 4. Đặng Ngọc Thanh (chủ biên) và nhiều tác giả (2003), Biển Đông Sinh vật và sinh thải Biển, Tập IV, Nhà xuất bản Đại học Quốc Gia Hà Nội. 5. Hoàng Minh Nam, (2009), “Nghiên cứu công nghệ sản xuất và thiết bị liên tục xử lý rơm xạ bằng hơi nước để lên men ethanol”, Báo cáo đề tài cấp Bộ, Trường Đại học Bách Khoa Thành Phố Hồ Chí Minh. 6. Lâm Ngọc Trâm, Đỗ Tuyết Nga, Nguyễn Phi Đính, Phạm Quốc Long và Ngô Đăng Nghĩa (1999), Các hợp chất tự nhiên trong sinh vật biển Việt Nam, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật. 7. Lê Như Hậu và công sự, (2000), Đề tài “Nghiên cứu và đề xuất giải pháp khai thác hợp lý và bền vững cho rong nguyên liệu sản xuất ethanol ở ven biển Nha Trang”. 8. Lê Như Hậu và cộng sự, (2010), “Tiềm năng rong biển làm nguyên liệu sản xuất ethanol nhiên liệu tại Việt Nam”, Báo cáo hội nghị Khoa học kỷ niệm 35 năm Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam – Hà Nội. 9. Lương Đức Phẩm, (2006), Nấm men công nghiệp, NXB Khoa học và Kỹ thuật. 10. Ngô Đăng Nghĩa (1999), Nghiên cứu tối ưu hóa quy trình công nghệ sản xuất alginate từ rong mơ Việt Nam và ứng dụng vào một số lĩnh vực sản xuất, Luận án tiến sĩ, Đại học Thủy Sản Nha Trang. 131 11. Nguyễn Duy Nhứt (2008), Nghiên cứu thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của polysacharide từ một sổ loài rong nâu ở tỉnh Khánh Hòa, Luận án tiến sĩ Hóa học. 12. Nguyễn Duy Nhứt, Bùi Minh Lý, Nguyễn Mạnh Cường, Trần Văn Sung (2007), Phân lập và đặc điếm của fucoidan từ 5 loài rong mơ Miền Trung, Tạp chí Hóa học, số 3, tập 45, tr. 339-345. 13. Nguyễn Duy Nhứt, Bùi Minh Lý, Nguyễn Mạnh Cường, Trần Văn Sung (2008), Fucoidan từ rong nâu Sargassum swartzii: phương pháp tách, hoạt tính gây độc tế bào ung thư và nghiên cứu cấu trúc, Tạp chí Hóa học, số 1, tập 46, tr. 52-56. 14. Nguyễn Duy Nhứt, Bùi Minh Lý, Thành Thị Thu Thủy, Nguyễn Mạnh Cường, Trân Văn Sung (2009), Nghiên cứu cấu trúc của fucoidan có hoạt tính gây độc tế bào tách từ rong nâu Sargassum swartzii bằng phương pháp phổ khối nhiều lần, Tạp chí Hóa học, số 3, tập 47, tr. 300-307. 15. Nguyễn Hữu Dinh, Huỳnh Quang Năng, Trần Ngọc Bút và Nguyễn Văn Tiến (1993), Rong biển Việt Nam phần phía Bắc, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật. 16. Nguyễn Kim Đức (1991), Biến động hàm lượng acid alginic và chất lượng natri alginate của loài rong mơ (Sargassum) vùng biển Hòn Chồng-Nha Trang, Tuyển tập Nghiên cứu biển, Viện Nghiên cứu biển, Tập VII, tr. 208-216. 17. Thành Thị Thu Thủy, Trần Thị Thanh Thủy, Trần Thị Thanh Vân, Nguyễn Tiến Tài, Đặng Vũ Lương, Chu Đình Kính (2012), Isolation and structure of alginate extracted from brown seaweed Sargassum swartzii collected at Nha Trang, Hội nghị khoa học và công nghệ biển toàn quốc lần thứ 5. 18. Trần Đình Toại, Châu Văn Minh (2004), Tiềm năng rong biển Việt Nam, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật. 19. Trần Đình Toại, Nguyễn Thị Vân Hải (2005), Động học các quá trình xúc tác sinh học, NXB Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội. 20. Trần Đình Toại, Nguyễn Văn Năm (2007), Fucoidan - polysaccharide chiết từ rong nâu, sản phẩm có hoạt tính sinh học cao, ứng dụng trong y học và nuôi trồng thủy sản, Tạp chí Khoa học và Công nghệ, Tập 45, số 1, tr. 39-46. 132 21. Trần Thị Luyến và Ngô Đăng Nghĩa (1999), Nghiên cứu sản xuất natri algỉnate theo phương pháp xử lý CaCl2 0,1%, Tập san KHCN - Trường Đại học Thủy sản Nha Trang. 22. Trần Thị Luyến, Đỗ Minh Phụng, Nguyễn Anh Tuấn, Ngô Đăng Nghĩa, (2004), Chế biến rong biển, NXB Nông nghiệp TP. Hồ Chí Minh. 23. Trần Văn Ân (1982), Góp phần nghiên cứu chất lượng rong mơ (Sargassum) và chiết alginate từ rong mơ ở Hòn Chồng-Nha Trang, Luận án tiến sĩ, Học viện quân y, Hà Nội. 24. Trần Vĩnh Thiện (2009), Điều chế khảo sát cấu trúc và tính chất của alginate và oligosaccarit tách từ rong biến khu vực Bắc Hải Vân và ứng dụng của chủng, Luận án Tiến sĩ Hóa học. Tiếng Anh 25. Abdel - Fattah, A.F., Hussein, M.M.D., and Fouad, S.T.(1978), “Carbohydrates of the brown seaweed Dictyota dichotoma”, Phytochemistry 17 741-743. 26. Aisa Y et al (2005) Fucoidan induces apoptosis of human HS-sultan cells accompanied by activation of caspase-3 and down-regulationc of ERK pathways. Am J Hematol 78:7–14. 27. Aizawa, M; Asaoka, K; Atsumi, M; Sakou, T (2007). Seaweed bioethanol production in Japan. Oceans 2007. 28. Alves A., Sousa R. A. and Reis R. L. (2012) In vitro cytotoxicity assessment of ulvan, a polysaccharide extracted from green algae. Phytotherapy Research, 10, p.4843. 29. Anastyuk S.D., Imbs T.I., Shevchenko N.M., Dmitrenok p.s. and Zvyagintseva T.N. (2012) ESIMS analysis of fucoidan preparations from Costaria costata, extracted from alga at different life-stages. Carbohydrẻ Polym.,90, pp. 993-1002. 30. Anastyuk S.D., Shevchenko N.M., Nazarenko E.L., Dmitrenok p.s. and Zvyagintseva T.N. (2009) Structural analysis of a fucoidan from the brown alga Fucus evanescens by MALDI-TOF and tandem ESI mass spectrometry. Carbohydr. Res., 344, pp. 779-787. 133 31. Anastyuk S.D., Shevchenko N.M., Nazarenko E.L., Imbs T.Iể, Dmitrenok p.s. and Zvyagintseva T.N. (2010) Structural analysis of a highly sulfateed fucan from the brown alga Laminaria cichorioides by tandem MALDI and ESI mass spectrometry. Carbohydr. Res., 345, pp. 2206-2212. 32. Anders S Carlsson, Jan B van Beilen, Ralf Moller and Divid Clayton, (2007). Micro – and macro – Algae: Utility for industrial applicaion. CPL Press, Tall Gables, The Sydings, Speen, Newbury, Berks RG14 1RZ, UK 33. Angulo Y, Lomonte B (2003) Inhibitory effect of fucoidan on the activities of crotaline snake venom myotoxic phospholipases A2.Biochem Pharmacol 66:1993–2000. 34. Awad N.E., Motawe H.M., Selim M.A. and Matloub A.A. (2009) Antitumourigenic polysaccharides isolated from the brown algaes Padina pavonia (L.) Gaill and Hydroclathrus clathratus (C.A) Howe. Medicinal and Aromatic Plant Science and Biotechnology, 3, pp. 6-11. 35. Balat M, Balat H. Recent trends in global production and utilization of bio - ethanol fuel. Appl Energ 2009; 86(11): 2273e82. 36. Balk M., Heilig H.G. H. J., van Eekert M .H. A., Stams A. J. M., Rijpstra I.C., Sinninghe-Damsté J.S., de Vos W.M., and Kengen S.W.M. (2009), “Isolation and characterization of a new CO-utilizing strain, Thermoanaerobacter thermohydrosulfuricus subsp. carboxydovorans, isolated from a geothermal spring in Turkey”, Extremophiles 13(6), Pages 885–894. 37. Benko Z., Andersson A., Szengyel Z., Gaspar M., Reczey K. and Stalbrand H.(2007), “Heat extraction of corn fiber hemicellulose”, Applied Biochemistry and Biotechnology, Volume 137-140, Numbers 1-12 / April. 38. Bilan M.I. and Usov A.I. (2008) Structural analysis of fucoidans. Nat. Prod. Commun., 3, pp. 1639-1648. 39. Bilan M.I., Grachev A.A., Shashkov A.S., Kelly M., Sanderson C.J., Nifantiev N.E. and Usov A.I. (2010) Further studies on the composition and structure of a fucoidan preparation from the brown alga Saccharina latissima. Carbohydr. Res., 345, pp. 2038-2047. 40. Bilan M.I., Grachev A.A., Ustuzhanina N.E., Shashkov A.S., Nifantiev N.E. 134 and Usov A.I. (2002) Structure of a fucoidan from brown seaweed Fucus evanesscens C.Ag. Carbohydrate Research, 337(8), pp. 719-730. 41. Bilan M.L, Vinogradova E.V., Tsvetkova E.A., Grachev A.A., Shashkov A.S., Nifantiev N.E. and Usov A.I. (2008) A sulfateed glucuronofucan containing both fucofuranose and fucopyranose residues from the brown alga Chordaria flagelliformis. Carbohydr. Res., 343, pp. 2605-2612. 42. Brock T.D., Brock K.M., Belly R.T., Weiss R.L. (1972), "Sulfolobus: a new genus of sulfur-oxidizing bacteria living at low pH and high temperature", Arch. Mikrobiol. 84 (1): 54–68. 43. Bui M.L., Nguyen D.N., Ngo Q.B. and Tran T.T.V (2005) Studies on fucoidan and its production from Vietnamese brown seaweeds. Asean Journal on Science and technology for Development, Vol 22, Isue 4, pp. 371-380. 44. Chevolot L., Foucault A., Chaubet F., Kervarec N., Sinquin C., Fisher A.M. and Boisson-Vidal C. (1999) Further data on the structure of brown seaweed fucans: relationships with anticoagulant activity. Carbohydrate Research, 319, pp. 154- 165. 45. Choosawad D., Leggat U., Dechsukhum C., Phonggdara A. and Chotigeat W. (2005) Anti-tumour activities of fucoidan from the aquatic plant Utricularia aurea lour. Songklanakarin J. Sci. Technol., 27 (3), pp. 799-807. 46. Churl Kim, Hyun Jin Ryu, Sang Hyoun Kim, Jeong – Jun Yoon, Hoon Sik Kim and Yong Jin Kim, (2010). Acidity Tunable Ionic Liquids as Catalysts for Conversion of Agar into Mixed Sugars. Bull. Korean Chem.Soc, Vol 31, No 2 511 47. Conchie J. and Percival E. (1950) Fucoidin part II The hydrolysis of a methylated fucoidin prepared from Fucus vesiculosus. J. Chem. Soc, pp. 827-833. 48. Cristina Chuck-Hernandez, Esther Perez-Carrillo, Sergio O. Serna- Saldivar, (2009). Production of bioethanol from steam-flaked sorghum and maize. Journal of Cereal Science, 50, 131-137. 49. Daniel R., Chevolot L., Carrascal M., Tissot B., Mourao P.A.S. and Abian J. 50. Daniel R.M., Peterson M.E., Danson M.J. (2010), "The molecular basis of the effect of temperature on enzyme activity", Biochem Journal, 425 (2): 353–60. 135 51. Das S., Paul S., Bag S.K., Dutta C. (2006), "Analysis of Nanoarchaeum equitans genome and proteome composition: indications for hyperthermophilic and parasitic adaptation", BMC Genomics 7: 186. 52. Del Campo I, Alegria I, Zazpe M, Echeverria M, Echeverria I. Diluted acid hydrolysis pretreatment of agri-food wates for bioethanol production. Ind Crop Prod 2006;24:214e21. 53. Demain A. L., Newcomb M., Wu J. H. D. (2005), Cellulase, Clostridia, and Ethanol, Microbiol. Mol. Biol. Rev. 69: 124-154. 54. Doi R. H. (2008), Cellulases of Mesophilic Microorganisms: Cellulosome and Noncellulosome Producers, Ann. N. Y. Acad. Sci. 1125: 267-279. 55. DuBok Choi, Heung Sun Sim, Yu Lan Piao, Wu Ying, Hoon Cho, (2009). Sugar production from raw seaweed using the enzyme method. Industrial and Engineering Chemistry, 15, 12-15. 56. Elifantz H., Malmstrom R. R., Cottrell M. T., Kirchman D. L. (2005), “Assimilation of Polysaccharides and Glucose by Major Bacterial Groups in the Delaware Estuary”, Appl. Environ. Microbiol. 71, Pages 7799-7805. 57. Fan L., Jiang L., Xu Y., Zhou Y., Shen Y., Xie W., Long Z. and Zhou J. (2011) Synthesis and anticoagulant activity of sodium alginate sulfatees. Carbohydrate Polymers, Vol. 83, Issue 4, pp. 1797-1803. 58. Fukamizo T., Hayashi K., Tamoi M., Fujimura Y., Kurotaki H., Kulminskaya A., Kitaoka M. (2008), “Enzymeatic hydrolysis of 1,3-1,4-β-glucosyl oligosaccarits by 1,3-1,4-β-glucanase from Synechocystis PCC6803: A comparison with assays using polymer and chromophoric oligosaccarit substrates”, Archives of Biochemistry and Biophysics, Volume 478, Issue 2, Pages 187-194. 59. Guo GL, Chen WH, Men LC, Hwang WS. Characterization of dilute acid pretreatment of slivergrass for ethanol production. Bioresour technol 2008;99:6046e53. 60. Guo Y., Wu G., Su X., Yang H. and Zhang J. (2009) Antiobesity action of a daidzein derivative on male obese mice induced by a high-fat diet. Nutrition Research, 29, pp. 656-663. 136 61. Henry Lyons, Yannick Lerat, Micheles Stanley, Michael Bo Rasmussen, (2009). A review of the potential of marine algae as a source of biofuel in Ireland. Sustanable energy Ireland (SEI). 62. Holtkamp A.D., Kelly S., Ulber R. and Lang S. (2009) Fucoidan and fucoidanases-focus on techniques for molecular structure elucidation and modification of marine polysaccharides. Appl Microbiol Biotechnol 82, pp. 1-11. 63. Huang Y., Krauss G., Cottaz S., Driguez H. and Lipps G.( 2005 ), “A highly acid-stable and thermostable endo-b-glucanase from the thermoacidophilic archaeon Sulfolobus solfataricus”, Biochem J. 385(Pt 2): 581–588. 64. Janson P.E., Kene H., Lidegren B. and Longren J. (1976) Structural analysis of carbohydrates. Chem. Comm. Univ. Stockholm 8. 65. Jones B.E., Grant W.D., Duckwrth A.W., Schumann P., Weiss N. and Stackebrandt E. (2005), “Cellulomonas bogoriensis sp. nov., an alkaliphilic cellulomonad”, Int. J. Syst. Evol. Microbiol 55, Pages 1711-1714. 66. Kazuhiko M., Hikaru W., Tômyuki N., Michio K., Hiroto C., Shigeharu F., Masashi K., Yoshio T. (2006), “Acceptor Specificity of Trehalose Phosphorylase from Thermoanaerobacter brockii: Production of Novel Nonreducing Trisaccarit, 6-O-.ALPHA.-D-Galactopyranosyl Trehalose”, Biosci Bioeng, Volume 101(5), Pages 385-390. 67. Kazunori Nakashima et al, (2011). Direct bioethanol product from cellulose by the combination of cellulase-displaying yeast and ionic liquid pretreatment. Green Chemistry, 13, 2948. 68. Klyosov A.A., Berezin I.V. (1981), “The Enzymeatic Conversion of Carbohydrate to Glucose: Kinetics and Mechanism of Action of the Cellulase Complex”, Cellulases of Microorganisms, Pages 73-82, Наука, Moscow. 69. Klyosov A.A., Churilova I.V. (1980), “Hydrolysis of Microcrystalline Carbohydrate by Multienzyme Cellulase Complexes of Various Origin”, Биохимия, 45, Pages 1685-1695. 70. Krish Purnawan Candra, Sarwono, Sarinah, (2011). Study on bioethanol production using red seaweed Eucheuma cottonii from BonTang sea water. Journal of Coastal Development, Vol 15, No 1, 45-50. 137 71. Kublanov I.V., Prokofeva M.I., Kostrinkina N.A., Kolganova T.V., Tourova T.P., Wiegel J. and Bonch-Osmolovskaya E.A. (2007), “Thermoanaerobacterium aciditolerans sp. nov., a moderate thermoacidophile from a Kamchatka hot spring”, Int. J. Syst. Evol. Microbiol, 57, 260-264. 72. Kumar A, Singh LK, Ghosh S. Bioconversion of lignocellulosic fraction of water - hyacinth (Eichornia crassipes) hemicellulose acid hydrolysate to ethanol by Pichia stipitis. Bioresour technol 2009; 100: 3293e. 73. Kusaykin M., Bakunina I., Sova V., Ermakova S., Kuznetsova T., Besednova N., Zaporozhets T. and Zvyagintseva T. (2008) Structure, biological activity, and enzymeatic transformation of fucoidans from the brown seaweeds. Biotechnol. J., 3 pp. 904-915 74. Kylin H. (1913) Biochemistry of sea algae. Phys. Chem., 83, pp. 171-197. 75. Lao P.J., Forsdyke D.R. (2000), "Hermophilic Bacteria Strictly Obey Szybalski's Transcription Direction Rule and Politely Purine-Load RNAs ith Boh Adenine and Guanine", Genome Res. 10 (10): 228–36. 76. Laurie-Eve Riouxa L. E., Turgeona S. L. and Beaulieub M. (2010) Structural characterization of laminaran and galactofucan extracted from the brown seaweed Saccharina longicruris. Phytochemistry, Volume 71, Issue 13, pp. 1586- 1595. 77. Leilei Ge, Peng Wang, Haijin Mou, (2011). Study on saccharification techniques of seaweed wastes for the transformation of ethanol. Renewable Energy, 36, 84-89. 78. Lenihan P., Orozco A., O’Neill E., Ahmad M.N.M., Rooney D.W. and Walker G.M. (2010), “Dilute acid hydrolysis of lignocellulosic biomass”, Chemical Engineering Journal, Volume 156, Issue 2, Pages 395-403 . 79. Lenihan P., Orozco A., O’Neill E., Ahmad M.N.M., Rooney D.W. and Walker G.M. (2010), “Dilute acid hydrolysis of lignocellulosic biomass”, Chemical Engineering Journal, Volume 156, Issue 2, Pages 395-403. 80. Lo Y-C., Bai M-D., Chen W-M., and Chang J-S. (2008), Cellulosic hydrogen production with a sequencing bacterial hydrolysis and dark fermentation strategy, Bioresources Technology 99, 8299-8303. 138 81. Makarenkova I.D., Deryabin P.G., Lvov D.K., Zvyagintseva T.N. and Besednova N.N. (2010) Antiviral activity of sulfateed polysaccharide from the brown algae Laminaria japónica against avian influenza A (H5N1) virus infection in the cultured cells. Probl. Virol.,55, pp. 41—45. 82. Manish Gulati, Karen Kohlmann, Michael R. Ladisch, Robert Hespell & Rodney J. Bothast, (1996). Assessment of ethanol production option for corn products, 58, 253-264.20. 83. Marais M.F. and Joseleau J.P. (2001) A fucoidan fraction from Ascophyllum nodosum. Carbohydrate Research, Volume 336, Issue 2, pp. 155-159. 84. Masahito Aizawa, Ken Asaoka, Masaya Atsumi, Toshitsugu Sakou, (2007). Seaweed Bioethanol Production in Japan–The Ocean Sumrise Project. 85. Miller G.L. (1959), “Use of dinitrosalicylic acid reagent for determination of reducing sugar”, Anal. Chem. 3, pp. 426-428. Phương pháp xác định glucose bằng acid dinitro salicylic (DNS) 86. Miller I.J. and Blunt J.W. (2002) Evaluation of the structure of the polysaccharides from Chondria macrocarpa and Ceramium rubrum as determined by 13C-NMR spectroscopy. Bot. Mar., 45, pp. 1-8. 61 87. Mitsunori Yanagisawa, Kanami Nakamura, Osamu Ariga, Kiyohiko Nakasaki, (2011). Production of high concentrations of bioethanol from seaweeds that contain easily hydrolyzable polysaccharides. Process Biochemistry, 46, 2111-2116. 88. Mori, H., Kamei, H., Nishide, E., and Nisizawa, K. (1982), “Sugar constituents of some sulfateed polysaccharides from the sporophylls of wakame (Undaria pinnatifida) and their biological activities”, In “Marinealgae in pharmaceutical science”, Walter de Gruyter, Berlin and New York,109-121. 89. Mori, H., Kamei, H., Nishide, E., and Nisizawa, K. (1982), “Sugar constituents of some sulfateed polysaccharides from the sporophylls of wakame (Undaria pinnatifida) and their biological activities”, In “Marine algae in pharmaceutical science”, Walter de Gruyter, Berlin and New York, 109-121. 139 90. Motabar O., Shi Z.D., Goldin E., Liu K., Southall N., Sidransky E., Austin C.P., Griffiths G.L., Zheng W. (2009), “A new resorufin-based alpha-glucosidase assay for high-throughput screening”, Anal Biochem. 390(1), 79-84. 91. Murata Y. (2006), "Genome-wide expression analysis of yeast response during exposure to 4C," Extremophiles 10, pp. 117–128. 92. Nagaoka, M., Shibata, H., Kimura-Takagi, I., Hashimoto, S.,Kimura, K., Makino, T., Aiyama, R., Ueyama, S., and Yokokura, T. (1999), “Structural study of fucoidan from Cladosiphon okamuranus Tokida”. Glycoconj. J., 16 (1) 19-26. 93. Nakajima K., Hirota K., Nodasaka Y., Yumoto I. (2005), "Alkalibacterium iburiense sp. nov., an obligate alkaliphile that reduces an indigo dye", Int J Syst Evol Microbiol. 55 (Pt 4): 1525–30. 94. Nowlan B., Dodia M.S., Singh S.P., Patel B.K. (2006), "Bacillus okhensis sp. nov., a halotolerant and alkalitolerant bacterium from an Indian saltpan", Int J Syst Evol Microbiol. 56 (Pt 5): 1073–7. 95. O’Neill A.N. (1954) Degradative studies on fucoidan. J. Amer. Amer. Chem. Soc., 76, pp. 5074-5076. 96. Ozdemir ED, Hardtlein M, Eltrop L. Land substitution effects of biofuel side products and implications on the land area requirement for EU 2020 biofuel targets. Energ Policy 2009; 37: 2986e96 97. Pason P., Kyu K. L., Ratanakhanokchai K. (2006), "Paenibacillus curdlanolyticus Strain B-6 Xylanolytic-Cellulolytic Enzyme System That Degrades Insoluble Polysaccharides”, Appl. Environ. Microbiol. 72: 2483-2490. 98. Pessoa A. J. R., Mancilha I.M., Sato S.(1997), ”Acid Hydrolysis of hemicarbohydrate from sugarcane bagasse ”, Braz. J. Chem. Eng. vol. 14 no. 3 . 99. Pomin V.H. (2009) An overview about the structure-function relationship of marine sulfateed homopolysaccharides with regular chemical structure. Publised online 4.2009, Wiley InterScience. 100. Rajoka M. I. (2005), “Double Mutants of Cellulomonas biazotea for Production of Cellulases and Hemicelluloses following Growth on Straw of a Perennial Grass”, World Journal of Microbiology and Biotechnology 21(6-7):1063. 140 101. Ren N.Q., Cao G.L., Guo W.Q., Wang A.J., Zhu Y.H., Liu B.F., and Xu J.F.(2010), “Biological hydrogen production from corn stover by moderately thermophile Thermoanaerobacterium thermosaccharolyticum W16”, International Journal of Hydrogen Energy, Volume 35, Issue 7, Pages 2708-2712. 102. Saha BC, Iten LB, Cotta MA, Wu YV. Dilute acid pretreatment, enzymeatic saccharification and fermentation of wheat straw to ethanol. Process Biochem 2005; 40:3693e700. 103. Sanaa A., Boulila A., Boussai M. and Fadhe N.B. (2013) Alginic acid and derivatives, new polymers from the endangered Pancratium maritimum L. Industrial Crops and Products, 44, pp. 290-293. 104. Sánchez ÓJ, Cardona CA. Trends in biotechnological production of fuel ethanol from different feedstocks. Bioresour Technol 2007;99:5270e95. 105. Schwarz W. H .(2001), “The cellulosome and carbohydrate degradation by anaerobic bacteria”, Applied Microbiology and Biotechnology, Volume 56, Numbers 5-6 , 634-649. 106. Sheehan K.B., Patterson D. J., Dicks B. L., and Henson J.M. (2006). The Microbes of Yellowstone. The Globe Pequot Press. 107. SJ Horn, IM Aasen and K Ostgaard, (2000). Ethanol product from seaweed extract. Industrial Microbiology & Biotechnology, 25, 249-254. 108. Skriptsova A.V., Shevchenko N.M., Zvyagintseva T.N. and Imbs T.I. (2010) Monthly changes in the content and monosaccharide composition of fucoidan from Undaria pinnatifida. J. Appl. Phycol., 22, pp. 79-86. 109. Sun J. X. and Sun R. C. (2004), “Isolation and characterization of cellulose from sugarcane bagasse”, Journal Polymer Degradation and Stability ,Volume 84, Issue 2, Pages 331-339. 110. Sung-Soo Jang, Yoshihito Shiral, Motoharu Uchida and Minato Wakissaka, (2012). Production of mono sugar from acid hydrolysis of seaweed. African Journal of Biotechnology Vol. 11(8),pp. 1953-1963. 25 111. Suurs RAA, Hekkert MP. Competition between first and second generation technologies: lessons from the formation of a biofuels innovation system in The Netherlands. Energy 2009;34:669e79. 141 112. Svei Jarle Horn, (2000). Bioenergy from brown seaweeds. Department of biotechnology Norwegian University of Science and Technology NTNU Trondheim Norway. 113. Taherzadeh M. J., Karimi K. (2007), Acid-based hydrolysis processes for ethanol from lignocellulosic materials, A review BioResources, 2(3), pp. 472-499. 114. Thanh T.T.T., Tran T.T.V., Yuguchi Y., Bui M.L. and Nguyen T.T. (2013) Structure of Fucoidan from Brown Seaweed Turbinaria ornata as Studied by Electrospray Ionization Mass Spectrometry (ESIMS) and Small Angle X-ray Scattering (SAXS) Techniques. Mar. Drugs, 11, pp. 2431-2443. 115. Thanh T.T.T., Yasunaga H., Takano R., Urakawa H. and Kajiwara K. (2001) Molecular characteristics and gelling properties of carrageenan family. 2: Tri- sulfateed and tetra-sulfateed carrageenans. Polymer Bulletin. Vol.47, ISSN: 1070- 0839, pp. 305-312. 116. Thanh T.T.T., Yuguchi Y., Mimura M., Yasunaga H., Takano R., Urakawa H. and Kajiwara K. (2002) Molecular characteristics and Gelling Properties of Carrageenan Family. 1: Preparation of novel carrageenan and dilute solution properties. Macromolecular Chemistry and Physic. Vol.203, ISSN: 0122- 1352, pp. 15-23. 117. The World Wildlife Fund (2007). "Natural Wonder of the World Transformed within Hours, says World Wildlife Fund", Earthtimes.org. 118. Tran T.H., Tran V.T. and Dinh Q.K. (2006) Composition and sequential structure of alginate from brown seaweeds in Thua Thien-Hue province. Journal of Chemistry and Application, 57(9), pp. 34-37. 119. Tran V.T., Chu D.K. Tran T.H. and Dinh Q.K. (2008) Characterization of alginate prepared from brown seaweeds in Thua Thien-Hue province of Vietnam. Asean Journal on Science and Technology for development, 25(2), pp. 427-433. 120. Tsai S-L., Oh J., Singh S., Chen R., and Chen W. Functional assembly of mini-cellulosomes on the yeast surface for carbohydrate hydrolysis and ethanol production. Appl. Environ. Microbiol. 1,538-09 2009. 142 121. Tsao G.T., Ladisch M. R., Bose A.(1979), Acid hydrolysis of carbohydrate to yield glucose, United States Patent 4174976 Publication. 122. Vauchel P., Kaas R., Arhaliass A., Baron R. and Legrand J. (2008) A new process for extracting alginates from Laminaria digitata, Reactive Extrusion. Food Bioprocess Technol 1, pp. 297-300. 123. Vergara-Fernández A, Vargas G, Alarcón N, Velasco A. Evaluation of marine laminaria japonica as a source of biogas in a two-stage anaerobic reactor system. Biomass Bioenerg 2007; 32:338e44 124. Volkov Y., Lunina N. A., Berezina O. V., Velikodvorskaya G. A. and Zverlov V.V.(2005), “Thermoanaerobacter ethanolicus Gene Cluster Containing the α- and β-Galactosidase Genes melA and lacA and Properties of Recombinant LacA”. 125. Weber S., Stubner S., Conrad R. (2001), Bacterial Populations Colonizing and Degrading Rice Straw in Anoxic Paddy Soil, Applied and Environmental Microbiology, 67(3) , pp. 1318-1327. 126. Yamamoto T., Mukai K., Yamashita H., Kubota M., Fukuda S., Kurimoto M., Tsujisaka Y. (2005), “Enhancement of Thermostability of Kojibiose Phosphorylase from Thermoanaerobacter brockii ATCC3225047 by Random Mutagenesis”. Journal of Bioscience and Bioengineering, 100(2), pp.212-215. 127. Zavarzina D.G., Kolganova T.V., Bulygina E.S., Kostrikina N.A., Turova T.P., Zavarzin G.A. (2006), Geoalkalibacter ferrihydriticus gen. nov., sp. nov., the first alkaliphilic representative of the family Geobacteraceae, isolated from a soda lake, Микробиология, 75(6), pp. 775–85. 128. Ziegelmann-Fjeld K. I., Musa M. M., Phillips R. S., Zeikus J. G. and Vieille C.(2007), A Thermoanaerobacter ethanolicus secondary alcohol dehydrogenase mutant derivative highly active and stereoselective on phenylacetone and benzylacetone, Protein Engineering Design and Selection, 20(2), pp. 47-55. 129. Коломиец Э. И., Лобанок А. Г. (2007), Микробные биотехнологии: Фундаментальные и прикладные аспекты. Минск. PHỤ LỤC PHỤ LỤC 1: RONG BIỂN PHỤ LỤC 2: CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH PHỤ LỤC 3: KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM