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.
155 trang |
Chia sẻ: toanphat99 | Lượt xem: 2561 | Lượt tải: 5
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Luận án Nghiên cứu chuyển hóa rong biển, phế thải nông nghiệp chứa carbohydrate thành ethanol sử dụng xúc tác sinh học, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
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
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- do_trung_sy_0474.pdf