Bước đầu nghiên cứu việc sử dụng nấm mốc để xử lý sinh khối rơm thành các đường dùng để sản xuất Ethanol

101 452 1
Bước đầu nghiên cứu việc sử dụng nấm mốc để xử lý sinh khối rơm thành các đường dùng để sản xuất Ethanol

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

Sự thay đổi khí hậu, khai thác nguồn tài nguyên thiên nhiên có giới hạn và nhu cầu sử dụng năng lượng toàn cầu tăng là một vấn đề cần quan tâm cấp thiết. Nhu cầu năng lượng toàn cầu tăng 50% vào năm 2025 và sự tăng trưởng kinh tế một cách nhanh chóng của các quốc gia thuộc Châu Á như Ấn độ, Trung Quốc. Để đáp ứng lại sự tăng trưởng kinh tế vào thế kỷ 21, chúng ta cần cố gắng hơn nữa việc nghiên cứu và sản xuất năng lượng sinh học từ nguồn nguyên liệu tái tạo, chi phí thấp và nguyên liệu có sẵn tại địa phương như chất thải sinh học và các phần còn lại từ nông nghiệp. Sự nỗ lực này không những làm giảm sự ô nhiễm môi trường, mà còn giảm việc khai thác nguồn tài nguyên thiên nhiên đang dần cạn kiệt. Phương pháp ứng dụng công nghệ sinh học hiện nay có giá thành rất cao, tuy nhiên, vì mục đích bảo vệ môi trường và phát triển bền vững nên sử dụng nhiên liệu sinh học. Công nghệ sinh học về lên men là một trong những kỹ thuật mà có thể ứng dụng để sản xuất nhiên liệu sinh học từ sinh khối lignocellulosic, sẽ giúp chúng ta đạt được mục tiêu giữ được môi trường và nguồn năng lượng sử dụng. Đứng trước những nguy cơ thiếu hụt về nguồn nhiên liệu hóa thạch như dầu mỏ, than đá và cũng là mối quan tâm hàng đầu hiện nay, vì vậy nội dung và phạm vi của đề tài là “Bước đầu nghiên cứu việc sử dụng nấm mốc để xử lý sinh khối rơm thành các đường để sản xuất ethanol” sẽ góp phần vào việc nghiên cứu sử dụng nguồn nguyên liệu tái tạo được để sản xuất ethanol sinh học phục vụ cuộc sống bền vững Đề tài được thực hiện qua những nội dung như sau: A. Giai đoạn 1: Sử dụng nấm mốc để thủy phân rơm rạ thành đường. 1. Khảo sát ảnh hưởng của yếu tố thời gian đến hàm lượng đường khử tạo ra trong quá trình thủy phân rơm. 2. Khảo sát ảnh hưởng của mật độ bào tử mốc đến hàm lượng đường khử tạo ra trong quá trình thủy phân rơm.

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN PHẠM THỊ THANH THÚY BƯỚC ĐẦU NGHIÊN CỨU VIỆC SỬ DỤNG NẤM MỐC ĐỂ XỬ LÝ SINH KHỐI RƠM THÀNH CÁC ĐƯỜNG DÙNG ĐỂ SẢN XUẤT ETHANOL Chuyên ngành: Hóa Sinh Mã số: 60.42.30 LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. HOÀNG QUỐC KHÁNH LỜI CẢM ƠN Khi bắt đầu để viết Luận văn, đặt biệt là Lời cảm ơn Em vô cùng xúc động và xin gửi lòng cảm ơn sâu sắc nhất đến Thầy Hoàng Quốc Khánh, trưởng Phòng Vi Sinh Ứng Dụng, Viện Sinh Học Nhiệt Đới, Viện Khoa Học và Công Nghệ Việt Nam. Thầy là người đã đưa ra ý tưởng về đề tài và luôn quan tâm, hướng dẫn, động viên, khuyến khích, tạo mọi điều kiện thuận lợi giúp em hoàn thành tốt luận văn này. Em xin tỏ lòng kính trọng và biết ơn quý thầy cô Bộ môn Sinh hóa cũng như quí thầy cô Khoa Sinh, trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên Thành phố Hồ Chí Minh, đã tận tâm truyền đạt cho em những kiến thức quý báu trong suốt khóa học này. Tôi xin cảm ơn anh Ngô Đức Duy, em Đào Thị Thu Hiền, cán bộ nghiên cứu Phòng Vi Sinh Ứng Dụng, Viện Sinh Học Nhiệt Đới, đã quan tâm, giúp đỡ, động viên tôi trong suốt thời gian làm luận văn. Cảm ơn tất cả những người bạn thân thiết lớp cao học Hóa Sinh K15, chúng ta đã cùng nhau vượt qua khó khăn và động viên nhau trong học tập. Cuối cùng, với tất cả lòng kính trọng và lòng biết ơn, con xin chân thành cảm ơn ông bà, cha mẹ đã luôn hết lòng yêu thương, chăm sóc, dạy dỗ con. Gia đình là điểm tựa, là niềm tin để con vươn lên. Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 01 tháng 08 năm 2010. Chân thành cảm ơn Phạm Thị Thanh Thúy  Mục lục   ./01############################################################################################################## E 23&45,'1671 4#4#889:;<=>?@>A9>B#######################################################C EEE))AUT;_i N EEK))O6:7;_i S 4#D#&!?@>A@>&$E@@@$9E########################################################################### F EKE1&0 J EKK?&0 \ EKN ^ 4#C#3<=;!@############################################################################################# 4G 4#H#I9>J(>E@@@$9E=%K=$@#######################################################44 4#F#/L M>NO8 =*>O9> @PQ%9>R <E Saccharomyces cerevisiae############################################################################################################ 44 4#S#/LM>NO8=*>O9>@PQ%9>R<EPichia stipitis 4D 4#T#/LM>NO8=*>O9>@PQ%9>R<9U>Trichoderma reesei####4C 4#T#4#V=9(ML=WAEX!EE@@@9EQ%;!@9E=ITrichoderma reesei 13 4#T#D#V=9(!Y=( :2Z&MYJ:&9>EX!EE@@@9EQ% EX!E;!@9E=I<Trichoderma reesei 16 EZKE7&f( EJ EZKK7&fH EZ EZKN1QI#$(_M EZ EZKS,?;:#$ E\ EZKW+`'9 E\ EZKJA(<RE^ 4#[# *!Y=( :2Z&MY\*=]8=^!_`]3]aZ>EX!E E@@@9EQ%;!@9E=I<(Trichoderma reesei 19  ! "#$%&'()*  Mục lục E\EjOGQ&k&A:&E^ E\KjOG:#$ E^ E\NjOG,? K] E\SH<lHQ;CK] E\WjOG<Q'_m K] 4#b#!NR9>B=IE@@@$9E=%E=$@#####################################DG E^E60;",[GKE E^KA KE 4#4G#!NR9>B=I;!@$9E=%E=$@Q%*!Y=(:2Z& MY\*=]8@?EE=$@##########################################################################DD 4#44#)Y=\:&>?c&$%>2d############################################################## DH 4#4D#)Y=\:&>?c=]$&2d############################################################## DT 23&De71fgh, D#4#=@>A######################################################################################################## Db KEE7&A;":& K^ KEEEnH K^ KEEK60;" K^ KEK?FQ;  N] KEKE?FQ N] KEKK IF;&Q;0;" NE D#D*_23&_*_9ijk&######################################################################### CD D#D#4#23&_*_\9*=8=*>Trichoderma reesei 32 KKEEo&0<#I=NK KKEKo&0<;= NK D#D#D#23&_*_\9*=8=*>=Ya%$<E Pichia stipitis và Saccharomyces cerevisae 33 D#D#C23&_*_;*M=MVa%$=i<9U>Q%=Ya%$<Eal& am&MYm&n######################################################################################### CC D#D#H#23&_*_M@2U&M2o&Ji################################################## CH  ! "#$%&'()*  Mục lục KKSE7&AR NS KKSKp[3# &P NS KKSN.H,<,#V&9: NS KKSS9'U%&D NS D#D#F#23&_*_;*M$==WEX!EE@@@9EQ%EX!E;!@9E ############################################################################################################################ CF KKWE7&AR NW KKWKp[3# &P/&0Xp05<#YI9CNW KKWN.H,<,#V&9: NJ KKWS9'U%&DI9C&0;50NZ D#C#23&_*_&>?c#########################################################################C[ KNED0<DOGU& #U# ' %&<)G,[HNZ KNKD0<DOG"#$(#U# ' %&<)G,[HNZ KNND0<DOGU&,?(#8&#U# ' %&<)G,[HN\ KNSD0<# 'I'0`;'0` &Y#:7-%&<)G,[HN\ KNWD0<DOGQI#$(_MA%&<)G,[ H N^ KNJG,[HI()A;T<#_&': d"#$ d,?;QI#$(_M#mBO<9:N^ KNZA#_&':&Q,5;T2#$'<& ;TGSaccharomyces cerevisiae và Pichia stipitis S] 23&C)'1+f"71e C#4#):$9*=:2Z&^!Y=(=o>&>MY%@2U&M2o&Ji =$]=]$&\*=]8=^!_`]3###########################################################HD NEEq03#a,?%&<)G,[SK  ! "#$%&'()*  Mục lục NEK?# '  SN NEN?I9C&0 SW NES?I9C50 SJ NEW?:&0&QG%&<)G,[HS\ C#D#):$9*=:2Z&^=MVa%$=i(MY%@2U&M2o& Ji=]$&\*=]8=^!_`]3##############################################################FG NKE?# '<'=&"#$(W] NKK?I9C&0;50WE NKN?:&0&QG%&<)G,[HWK C#C#):$9*=:2Z&^!Y=(_aMnMY%@2U&M2o& Ji=]$&\*=]8=^!_`]3##############################################################FD NNE?# 'WK NNK?I9C&0 WK NNN?I9C50WS NNS?:&0&QG%&<)G,[HWW C#H#):$9*=%@2U&M2o&Ji=$]J>9ijk&Q%Jp&9ijk& j&jMAE==E=]$&\*=]8=^!_`]3########################FS NSE?# 'WJ NSK?I9C&0;50WZ NSN?:&0&Q,D2G,[H W\ C#F#):$9*=:2Z&^<=$=MV&aqL=@?\*=]8=^! _`]3########################################################################################################## F[ NWE?# 'W\ NWK?I9C&0;50W^ NWN?:&0&Q,D2G,[H JE C#S#^!_`]3]=]$&a8@?EQd>*M>qJ>A=o>&>O= MVa%$=i(O_Q%<=$=MV&aqL=MrBZ*=W&>A =]?#################################################################################################################### S4 NJE?# 'JK NJK?I9&0;50JK  ! "#$%&'()*  Mục lục C#T#?EE=$@=]$&M>qJ>A&<_$;>Qd>>cMVJ* Qd>^&Saccharomyces cerevisiae và Pichia stipitis 63 23&H)1e6/s,t SEU&" JJ SKL_Y JJ 671)+u  .``E`U(Y;`` .``K.H,<,,[9 .``NU%&D5g'A  ! "#$%&'()* Luận Văn Thạc Sĩ Mục lục DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT  -   -   -   -    - ! "#$%& - ! "#$%&" - ! "#$%&' - ! &()"*&()' - ++ +&+&, - ++ / +&+&,  ,00 - 1  -  23 - 4. 405.,00 - .67 ",#8&'96:7 - 77;.777:,;,<= - 10 1(-(&0 - . (->> 0 - +?@ +,?00@ - 1 (1;0 - ++@ +&&0+>@ - ?.1 ?-,>%&, - . .50 - 11 1(5&0 - 7? 7& - 7+? 7A:&0B - . >.C HVTH: Phạm Thị Thanh Thúy CBHD: TS. Hoàng Quốc Khánh Luận Văn Thạc Sĩ Mục lục DANH MỤC CÁC BẢNG  DEE,8FBGHIJ DEKLM90FGC500*Trichoderma reesei EJ DEN1# ;"&=50O$;;'&P;QKK DKEFR%&<)3# &P&0NS DKK1<(TU#V&9: NW DKNFR%&<)3# &P&0X50NJ DKS1<(TG%&<)5<#YI9&0;50NJ DKW99:ASE DNE?# ' SN DNK?I9C&0 SW DNN?I9C50 SZ DNS?:&0&QG%&<)G,[HIS\ DNW?# '#I"#$(W] DNJ?I9C&0;50 WE DNZ?:&0&QG%&<)G,[HIWK DN\?# 'IH2;T<<Y,?(#8& '<&%&<)G,[HWN DN^?I9C&0WN DNE]?I9C50 WW DNEE?:&0&QG,[HO<#_&':,?'<&WW DNEK?# 'I'0`;'0`& Y#:7- WJ DNEN?I9C&0;50I'0`;' 0`&Y#:7- WZ DNES?:&0&QG%&<)G,[HIW\ DNEW?# ' I'(a0&;'(a0& b-\]c]dEe W^ HVTH: Phạm Thị Thanh Thúy CBHD: TS. Hoàng Quốc Khánh Luận Văn Thạc Sĩ Mục lục DNEJ?I9C&0;50I'(a0&;' (a0&b\]c]dEeW^ DNEZ?:&0&QG%&<)G,[HJE DNE\?# ' JK DNE^?I9C&0;50JN DNK]U%&Df#$ JS HVTH: Phạm Thị Thanh Thúy CBHD: TS. Hoàng Quốc Khánh [...]... là Bước đầu nghiên cứu việc sử dụng nấm mốc để xử lý sinh khối rơm thành các đường để sản xuất ethanol sẽ góp phần vào việc nghiên cứu sử dụng nguồn nguyên liệu tái tạo được để sản xuất ethanol sinh học phục vụ cuộc sống bền vững Đề tài được thực hiện qua những nội dung như sau: A Giai đoạn 1: Sử dụng nấm mốc để thủy phân rơm rạ thành đường 1 Khảo sát ảnh hưởng của yếu tố thời gian đến hàm lượng đường. .. khí, ethanol rất thấp hoặc không được sản xuất Pichia stipitis chỉ cho sản lượng ethanol cao trong điều kiện vi hiếu khí [11] Việc nghiên cứu các chủng nấm men tự nhiên mà có thể chuyển đổi hexoses và pentoses để sản xuất ethanol, các nhà nghiên cứu đang cố gắng tối ưu hóa các điều kiện cho sự tăng trưởng tế bào và quá trình lên men, bao gồm các thành phần thủy phân, pH và nồng độ acetate Các nghiên cứu. .. vi khuẩn và nấm sinh tổng hợp 1.4 Từ sinh khối cellulose thành Ethanol Việc chuyển đổi cellulose thành nhiên liệu sinh học ethanol có ba bước cụ thể là tiền xử lý, thủy phân và lên men Các nguyên liệu trở nên dễ tiếp cận hơn với các enzym sau khi tiền xử lý Cellulose phân cắt tạo thành đường khử mà đó là cơ chất cho quá trình lên men Cellulose là thành phần quan tâm chính và có thể xử lý bằng phương... và kết quả nghiên cứu của đề tài làm cơ sở cho việc ứng dụng công nghệ lên men trong quá trình lên men sinh khối lignocellulosic Từ những kết quả nghiên cứu của đề tài với qui mô phòng thí nghiệm sẽ phát triển thành kỹ thuật ứng dụng cho các mô hình sản xuất ethanol từ sinh khối lignocellulosic qui mô lớn hơn, đáp ứng việc sản xuất nguồn nhiên liệu sinh học từ nguồn nguyên liệu tái tạo để phục vụ đời... lactose, tuy nhiên, ở nhiệt độ cao thì việc sản xuất xylanase tốt hơn, nhưng trái lại việc sản xuất enzyme cellulase thì giảm [41] 1.7.2.5 Sục khí Khi sử dụng bình lên men để nuôi cấy nấm cho việc sản xuất enzyme, vận tốc lắc và mức độ cung cấp khí ảnh hưởng đến sự tăng trưởng của nấm và sự tiết enzyme Vận tốc lắc quá mạnh sẽ ảnh hưởng đến việc sản xuất enzyme xylanase Sản xuất enzyme bởi T reesei QM 9414... 1.9.1 Vi sinh vật phân hủy Trong tiền xử lý sinh học, vi sinh vật, chủ yếu là nấm, được sử dụng để phân hủy lignin và hemicellulose trong các vật liệu phế thải Pleurotus ostreatus và Pycnoporus cinnabarinus được dùng cho tiền xử lý sinh học vì hiệu quả cao làm giảm hoặc thay đổi hàm lượng lignin trong sinh khối chứa lignocellulosic [37] Bên cạnh đó, một số cải tiến đã được thực hiện để trồng nấm nhằm... Chuyển hóa sinh học từ cellulose thành ethanol Tiền xử lý sinh học để loại bỏ lignin hoặc hemixenluloza từ thành tế bào thực vật So với các quá trình vật lý, hóa học, thì sinh học xử lý sơ bộ bao gồm HVTH: Phạm Thị Thanh Thúy CBHD: TS Hoàng Quốc Khánh Luận Văn Thạc Sĩ 21 Tổng quan tài liệu các phản ứng phức tạp hơn và tốn nhiều thời gian hơn, tuy nhiên, sẽ ít tốn chi phí về việc đầu tư các trang thiết... dụ, tạo các đột biến nấm với khả năng sản xuất cellulase yếu hơn đã được thử nghiệm sẽ được áp dụng; hạn chế sự sẵn có của một số chất dinh dưỡng cần thiết cho sự trao đổi chất bình thường của nấm cũng là một cách tiếp cận hiệu quả dẫn đến việc sản xuất các enzyme phân hủy lignolytic hữu ích trong lignin 1.9.2 Lên men ethanol Quá trình lên men ethanol là quá trình lên men bắt đầu với con đường đường... toàn cầu Các chương trình ở Mỹ, châu Á và châu Âu dự kiến tổng nhu cầu nhiên liệu ethanol sinh học có thể phát triển hơn 125 tỷ lít vào năm 2020 [45] Hoa Kỳ là nước sản xuất lớn nhất thế giới về nhiên liệu ethanol sinh học, chiếm gần 47% ethanol sinh học toàn cầu trong năm 2005 và 2006 EU cũng gia tăng sự phát triển năng lượng từ sinh khối gỗ, chất thải và cây trồng nông nghiệp, sản xuất ethanol sinh học... Thạc Sĩ 3 Tổng quan tài liệu CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tình hình sản xuất nhiên liệu sinh học 1.1.1 Tình hình trên thế giới và tiềm năng Ngày nay, một số quốc gia sản xuất nhiên liệu sinh học (NLSH) như khí sinh học, ethanol sinh học và dầu diesel sinh học từ nguồn nguyên liệu tái tạo ngày càng gia tăng Toàn cầu sản xuất ethanol sinh học tăng từ 17,25 tỷ lít trong năm 2000 đến hơn 46 tỷ lít trong . nghiên cứu việc sử dụng nấm mốc để xử lý sinh khối rơm thành các đường để sản xuất ethanol sẽ góp phần vào việc nghiên cứu sử dụng nguồn nguyên liệu tái tạo được để sản xuất ethanol sinh học. QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN PHẠM THỊ THANH THÚY BƯỚC ĐẦU NGHIÊN CỨU VIỆC SỬ DỤNG NẤM MỐC ĐỂ XỬ LÝ SINH KHỐI RƠM THÀNH CÁC ĐƯỜNG DÙNG ĐỂ SẢN XUẤT ETHANOL Chuyên. lên men sinh khối lignocellulosic. Từ những kết quả nghiên cứu của đề tài với qui mô phòng thí nghiệm sẽ phát triển thành kỹ thuật ứng dụng cho các mô hình sản xuất ethanol từ sinh khối lignocellulosic

Ngày đăng: 04/02/2015, 12:45

Từ khóa liên quan

Tài liệu cùng người dùng

Tài liệu liên quan