Đề tài Nghiên cứu cố định nấm men saccharomyces cerevisiae trên bã mía để sản xuất rượu dâu tằm

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC BỘ MÔN CÔNG NGHỆ SINH HỌC —– ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHUYÊN NGÀNH NGHIÊN CỨU CỐ ĐỊNH NẤM MEN Saccharomyces cerevisiae TRÊN Bà MÍA ĐỂ SẢN XUẤT RƯỢU DÂU TẰM SVTH : PHAN NGỌC MỸ HÒA MSSV : 60600821 CBHD: PGS. TS NGUYỄN ĐỨC LƯỢNG Tp.HCM, tháng 6 năm 2010 LỜI CẢM ƠN Với tất cả sự thành kính, tôi xin gởi lời cảm ơn chân thành đến: PGS. TS. Nguyễn Đức Lượng – Bộ môn Công Nghệ Sinh Học, Trường Đại Học Bách Khoa TpHCM – đã gợi ý đề tài và hướng dẫn tận tình, động viên và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện đồ án này. Các thầy cô trong bộ môn Công Nghệ Sinh Học đã truyền đạt cho tôi những kiến thức quý báu có liên quan đến đề tài. Các bạn sinh viên lớp HC06BSH – Trường Đại Học Bách Khoa TpHCM – đã cùng học tập, trao đổi kinh nghiệm và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình làm việc. MỤC LỤC: DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1. Phân loại chất mang 12 Bảng 2.2. So sánh ưu nhược điểm của các phương pháp cố định tế bào 15 Bảng2. 3.: Thành phần hóa học của bã mía 17 Bảng 2.4. Thành phần hóa học của dâu tằm 26 Bảng 2.5. Hàm lượng vitamin có trong dâu tằm 27 DANH MỤC HÌNH Hình 2.1. Cấu tạo tế bào nấm men.(a) Mô hình mặt cắt tế bào, (b) Hình mô phỏng các thành phần của tế bào 5 Hình 2.2. Vỏ tế bào nấm men 6 Hình 2.3. Cấu trúc màng sinh chất (Theo sách của Prescott, Harley và Klein) 6 Hình 2.4. Chức năng của chất dinh dưỡng 8 Hình 2.5. Chu kỳ sinh sản của nấm men Saccharomyces 9 Hình 2.6. Đồ thị sinh trưởng và thành phần dinh dưỡng trong lên men vi sinh 10 Hình 2.7. Sản lượng và năng suất mía 16 Hình 2.8. Cấu trúc của lignocellulose. Lớp S1 vàS3 chứa hemicellulose và cellulose vô định hình nhiều hơn. Lớp S2 chứa các vùng cellulose kết tinh. 17 Hình 2.9. Cấu tạo cellulose 18 Hình 2.10. Cấu trúc Hemicellulose 19 Hình 2.11. Cấu tạo Lignin. 20 Hình 2.12. Cấu trúc của chất mang bã mía.(a) Hình sợi bã mía ,(b) Hình nấm men bên trong bã mía, (c) Hình nấm men bám vào nhu mô bã mía 22 Hình 2.13.a. Quá trình đường phân 24 Hình 2.13.b. Quá trình chuyển hóa acid pyruvic thành ethanol 25 Hình 2.14. Cây dâu tằm Đà Lạt 26 Hình 2.15. Dâu tằm đen Đà Lạt 26 Hình 3.1. Đồ thị cho thấy sự giảm khối lượng bã mía theo thời gian 36 Hình 3.2. Đánh giá các thông số của quá trình lên men rượu liên tục trên thân cây mía với các nồng độ pha loãng. 38 Hình 3.3. Cố định và duy trì hiệu quả tế bào cố định theo thời gian 40 Hình 3.4. Tốc độ tăng trưởng theo thời gian của tế bào cố định 40 Hình 3.5. Sự thay đổi của pH theo thời gian 41 CHƯƠNG 1: LỜI MỞ ĐẦU TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI: Khác với rượu trắng và các loại rượu pha chế, rựơu vang là loại đồ uống lên men trực tiếp từ nước quả. Khi quá trình lên men kết thúc, người ta không chưng cất mà để lắng trong tự nhiên, gạn lọc và hoàn thành sản phẩm. Rượu vang vốn có nguồn gốc từ quả nho, nên có tên gọi là “Vin” hoặc “Wine”, ngày nay người ta mở rộng ý nghĩa của rượu vang là rượu không chưng cất từ các loại nước quả. Sản xuất rượu trái cây dựa trên cơ sở các quá trình hóa sinh xảy ra trong quá trình lên men các loại nước quả dưới tác dụng của hệ enzyme nấm men. Nấm men sử dụng nguồn cơ chất từ nước quả ( nho, mơ, dứa, dâu tằm, … ) có chứa đường glucose, fructose, các chất peptin, các axit hữu cơ ( axit tactaric, malic, sucsinic) và muối của những axit này, các hợp chất màu, hợp chất hương, vitamin, muối khoáng, …vừa để tăng sinh khối, vừa tạo ra sản phẩm rượu, CO2 , glyxerin, axit acetic, axit lactic, … Hiện nay, có hai phương pháp lên men rượu vang: lên men tự nhiên và lên men nhờ các chủng nấm men thuần khiết. Phương pháp sản xuất rượu vang từ chủng thuần khiết có rất nhiều ưu điểm: thời gian lên men nhanh, sử dụng triệt để nguồn cơ chất, nồng độ cồn thu được cao hơn lên men tự nhiên là 0,1 – 1o , vang sáng màu nhanh hơn, có hương vị thanh khiết hơn. Trong quá trình sản xuất rượu nấm men thường bị loại bỏ sau khi kết thúc quá trình lên men. Nấm men sau khi loại bỏ không thể tái sử dụng gây lãng phí. Hơn thế nữa, nấm men phân tán trong dung dịch, nên không thể lọc bỏ hết triệt để, trong quá trình bảo quản phần nấm men còn sót lại sẽ lắng xuống đáy, ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm về chỉ tiêu cảm quan. Để giải quyết những vấn đề này, các nhà khoa học đã đề ra biện pháp: sử dụng nấm men cố định vào lên men rượu . Phương pháp này mục tiêu là giữ các tế bào nấm men trên một chất mang, nhằm tăng hệu suất thu hồi và giảm chi phí tinh sạch. Trên thế giới hiện nay có rất nhiều phương pháp cố định đã được áp dụng. Đối với sản xuất qui mô công nghiệp, người ta lên kế hoạch sản xuất dựa trên chi phí nguyên liệu, và chi phí sản xuất. Vì thế nên xu hướng hiện nay là tận dụng nguyên liệu rẻ tiền hoặc phế phẩm. Điều này đã dẫn đến nhiều cuộc nghiên cứu, nhằm tìm kiếm, những nguyên liệu rẽ tiền thường bị lãng quên, hay cách tận dụng nguồn phế phẩm. Ở nước ta, nghề trồng dâu tằm đã có từ rất lâu. Tuy nhiên, lại có truyền thống là “trồng dâu nuôi tằm”, lấy lá mà không lấy trái. Trái dâu được làm mứt, bánh kẹo, như một nguồn kinh tế phụ. Có thể nói, trái dâu ở nước ta bị xem như là nguồn sản phẩm thứ cấp của ngành nông nghiệp. Vì hàm lượng đường trong dâu tằm khá cao ( 10%), màu trái dâu rất đậm và có đặc điểm rất riêng để tạo ra vang đỏ. Thế nên, việc ứng dụng dâu trong sản xuất rượu vang mang lại tiềm năng kinh tế rất lớn mà ta không thể bỏ qua. Như đã nói ở trên, cố định tế bào nấm men là một phương pháp mới, đi đôi với nó là vấn đề chất mang. Tiêu chí kinh tế đặt ra là chất mang càng rẻ, càng dễ tìm, càng tốt. Dựa vào lý thuyết về yêu cầu chất mang, cũng như nguyên tắc của phương pháp, thì các vật liệu lignocellulose là một chất mang sinh học đã được khám phá, và bã mía đã được áp dụng. Bã mía là nguồn phế phẩm của ngành công nghiệp sản xuất đường, thường được làm nguyên liệu cho ngành sản xuất thức ăn gia súc và làm nguồn nguyên liệu cho nhà máy. Tuy nhiên, nguồn phế phẩm này rất lớn, và tiềm năng không nhỏ,nên ngày nay đã có nhiều hướng nghiên cứu ứng dụng bã mía. Một trong số đó là nghiên cứu cố định vi sinh vật trên bã mía. MỤC TIÊU ĐỀ TÀI: Mục tiêu của nghiên cứu này là nghiên cứu phương pháp cố định nấm men trên bã mía, và khả năng ứng dụng của nó vào sản xuất rựơu vang. NỘI DUNG NGIÊN CỨU: Để giải quyết những vấn đề trên, ta tiến hành các bước: Khảo sát các yếu tố ành hưởng của quá trình cố định nấm men Khả năng ứng dụng nấm men cố định trên bã mía vào sản xuất. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN NẤM MEN Saccharomyces cerevisiae: Giống Saccharomyces quan trong nhất là loài Saccharomyces cerevisiae, được dùng nhiều trong công nghiệp thực phẩm. Một số chủng nấm men dùng trong công nghiệp sản xuất bánh mì, một số khác dùng trong công nghiệp rượu, bia, rựơu vang, sản xuất glycerol hoặc enzyme invertase. 2.1.1. Đặc điểm hình thái và cấu tạo của nấm men: 2.1.1.1. Hình thái: Tế bào hình cầu, hình ovan, elip, hình quả chanh, hình trụ, hình chùy, hoặc đôi khi là hình sợi. Nấm men có thể thay đổi hình dáng và kích thước trong các giai đoạn phát triển và diều kiện môi trường xung quanh. Tế bào nấm men có kích thước tương đối lớn, đường kính khoảng 1 µm, chiều dài 8 µm. Trọng lượng riêng của nấm men (1,055 – 1,060 KDa) không khác mấy so với vi khuẩn (1,050 – 1,142 KDa) [5]. 2.1.1.2.Cấu tạo: Nấm men là sinh vật đơn bào, tế bào cơ bản giống thực vật. So với vi khuẩn tế bào nấm men tiến hóa hơn về mặt cấu trúc. b (a) (b) Hình 2.1. Cấu tạo tế bào nấm men.(a) Mô hình mặt cắt tế bào[16], (b) Hình mô phỏng các thành phần của tế bào[15 ] Vỏ tế bào: Bao quanh nấm men. Cấu tạo bởi protein, polysaccharide, phosphate và lipid. Trong thành phần poly saccharide có chứa glucan (chủ yếu) và manan ( chiếm 90% chất khô của vỏ). Hình 2.2. Vỏ tế bào nấm men [16] Glucan là thành phần chính của vỏ, là một polyme của glucoza. Nằm phía trong tiếp giáp màng tế bào chất. Nếu lớp glucan bị phá hỏng thì toàn bộ tế bào bị phá hủy. Manan có thể kết hợp với protein tạo thành lớp manoprotein rất khó phá hủy [5]. Màng tế bào chất: Là lớp màng mỏng, dày 0,1 nm dính chặt với tế bào chất. Chức năng của màng tế bào chất: + Bảo vệ, hàng rào thẩm thấu + Điều chỉnh chất dinh dưỡng từ ngoài vào trong và ngược lại. + Thực hiện tổng hợp thành phần của vỏ tế bào + Nơi khu trú của một số enzym và bào quan (ribosome) Vận chuyển vật chất qua màng liên quan đến tính thẩm thấu chọn lọc màng tế bào. Đặc tính này phụ thuộc enzyme phospholipase và lipase [5]. Hình 2.3. Cấu trúc màng sinh chất (Theo sách của Prescott, Harley và Klein)[14] Tế bào chất: Ở thể keo, được cấu tạo từ protein, lipid, khoáng, nước (90%) và các hợp chất khác. Có độ nhớt cao, chứa các bào quan. Cấu trúc thay đổi tùy theo tuổi của nấm men [5]. Ti thể: Dạng hạt nhỏ hoặc hình que, dạng sợi. Hình dáng thay đổi trong quá trình nuôi cấy, hình que, hình sợi đơn hoặc kết chuỗi. Số lượng ti thể dao động mạnh từ 1 – 50. Trong môi trường có nồng độ glucozse thấp tế bào nấm men có tới 100 – 200 ti thể, nhưng ở nồng độ cao chỉ thấy 30 – 40. Hầu hết các phản ứng năng lượng đều xảy ra ở đây. Cấu trúc của ti thể biến đổi khi nấm men chuyển từ điều kiện kỵ khí sang hiếu khí. Ở môi trường kỵ khí với không có lipid thì ti thể rất đơn giản gồm: hai lớp màng, nhưng không có nếp gấp. Nếu thêm lipid sẽ tạo nếp gấp [5]. Nhân: Cấu tử bất biến, nhân thật chứa DNA và RNA. Kích thước nhân không đồng nhất ở các chủng nấm men và ngay cả cùng một chủng [5]. Các bào quan khác: không bào, ribosome, mạng lứơi nội chất,thể gogi…Có cấu tạo giống như tế bào thực vật [5]. 2.1.2.Đặc điểm sinh lý của nấm men: 2.1.2.1.Thành phần hóa học của tế bào nấm men: Nước chiếm 75% khối lượng. Thành phần sinh khối khô là: Chất vô cơ 5 – 10 Cacbon 25 – 50 Nitơ 4,8 – 12 Protein (N x 5,25) 30 – 75 Lipit 2 – 5 Chất khô của tế bào nấm men gồm 23 – 28% là chất hữu cơ và 5 – 7% chất tro. [5] 2.1.2.2.Dinh dưỡng nấm men: Cacbon: Nấm men có thể sử dụng đường làm nguồn cacbon, không sử dụng trực tiếp tinh bột, cellulose, hemicellulose. Nấm men Saccharomyces sử dụng glucose, fructose, maltose, saccharose, galactose, không sử dụng được pentose, lactose, melibiose. Trong quá trình nuôi cấy glucose và fructose được sử dụng trước, kế tiếp là axit béo tùy thuộc vào thành phần của các axit này. Trong đó axit acetic và glucose được sử dụng đồng thời. Nấm men sẽ sử dụng nguồn dinh dưỡng có lợi trước. Ngày nay người ta đang nghiên cứu vai trò của CO2 trong trao đổi chất của nấm men, vì CO2 là chất hoạt động sinh học. Những dạng liên kết với CO2 đều cần thiết cho nấm men, như axit pyruvic, axit cacbonic, và hàng loạt acid hữu cơ khác[5]. Nitơ: Nguồn nitơ cần thiết cho việc tổng hợp các cấu tử trong tế bào, là những hợp chất hữu cơ hoặc vô cơ. Tuy nhiên nấm men không sử dụng được nitrat, nguồn nitơ chính là muối amoni: amoni sulfat, phosphat, muối axetat, lactat, malat,... Trong môi trường chứa muối amoni, đặc biệt là sulfat thì nấm men sẽ sử dụng gốc amoni trước, gốc axit sử dụng sau hoặc làm axit hóa môi trường. Môi trường lỏng ammoniac (NH4+), là môi trường lý tưởng cho nấm men chỉ sau axit amin. Nấm men sử dụng cả ure và pepton. Nấm men tiêu hóa tốt acid amin tự nhiên, các nucleotide purin, pyrimidin, protein, một số amin, còn pepton kém hớnvà không sử dụng protein. Các acid amin đóng vai trò là nguồn dinh dưỡng nitơ và cacbon. Nấm men chỉ sử dụng axit amin dạng tự nhiên. Hàm lượng nitơ phụ thuộc vào điều kiện môi trường, điều kiện hiếu khí, chủng loại nấm men.[5] Chất vô cơ: Các nguyên tố vô cơ là rất quan trọng. Trong đó nhu cầu phospho là được quan tâm trước hết, sau đó là kali, magie, lưu huỳnh, … Hình 2.4. Chức năng của chất dinh dưỡng [14] Phospho chứa trong nhiều hợp chất quan trong của tế bào. Nấm men sử dụng tốt nguồn phosphor vô cơ là ortophosphat. Thiếu phosphor trong môi trường dẫn đến sự thay đổi đáng kể sự trao đổi chất, phá hỏng nhu cầu và sự hấp thu cacbon, nitơ. Lưu huỳnh có trong protein và coenzyme A, nếu thiếu lưu huỳnh sẽ phá hỏng sự trao đổi chất và tổng hợp enzyme, protein. Trong điều kiện kỵ khí, S bị khử thành H2S. Nguyên tố vi lượng cũng cần thiết cho quá trình sinh lý tế bào như: mangan, đồng, sắt, kẽm, …[5] 2.1.2.3. Đặc tính sinh sản của nấm men: Nghiên cứu đặc tính di truyền của nấm men tại Đan Mạch (1935), ông Carlsberg phát hiện: các loài thuộc giống Saccharomyces có thể biến đổi giữa 2 dạng đơn bội và nhị bội. Tế bào nấm men có hai giới tính α và a. Các tế bào đơn bội sinh ra α và a được hình thành qua nguyên phân bằng cách nảy chồi. Chúng kết hợp với nhau thành bào tử lưỡng bội aα. Khi gặp điều kiện dinh dưỡng kém, chúng giảm phân tạo nang chứa 4 bào tử: 2α và 2a. Sau đó, tế bào sinh sản theo kiểu vô tính hoặc hữu tính. Hình 2.5. Chu kỳ sinh sản của nấm men Saccharomyces [13] (1): Quá trình sinh sản vô tính ( nảy chồi ) (2): Quá trình sinh sản hữu tính ( giao hợp ) (3): Quá trình tạo nang chứa 4 bào tử. Quá trình sinh sản của nấm men liên quan chặt chẽ đến sự nảy chồi. Chồi tách khỏi tế bào mẹ khi có kích thước bằng tế bào mẹ và bắt đầu sinh sản. Thời gian thế hệ là chu kỳ sinh sản được tính là khoảng thời gian giữa hai lần phân chia. Thời gian thế hệ của nấm men Saccharomyces cerevisiae là 2h. Quá trình nảy chồi diễn ra đồng thời với bắt đầu tổng hợp AND. Quá trình này liên quan đến hiện tượng làm mềm vỏ tế bào bằng enzyme lytic, enzyme này tác dụng lên polysaccarit của thành vỏ tế bào. Từ chồi mới hình thành các vật liệu mới của tế bào lớn dần lên, hình thành vách ngăn chitin, mannan, glucan. Chồi tách ra và để lại sẹo. [5] 2.1.2.4. Sinh trưởng của nấm men: Hình 2.6. Đồ thị sinh trưởng và thành phần dinh dưỡng trong lên men vi sinh [14] Quá trình sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật trong lên men, gồm 4 pha: pha thích nghi, pha tăng trưởng, pha cân bằng, pha suy vong. Pha thích nghi: ( pha lag ) nấm men mới cấy vào môi trường, đang thích nghi với môi trường mới. Vận tốc sinh trưởng coi như bằng không, nồng độ chất dinh dưỡng còn rất nhiều. Đây là thời kỳ tiềm phát của nấm men, trong đó một số tế bào bị ức chế, thậm chí có thể chết. Số lượng tế bào nấm men trong giai đoạn này không tăng hoặc tăng không đáng kể, nhưng sự trao đổi chất diễn ra mạnh mẽ. Kích thước tế bào tăng, hàm lượng protein, axit nucleic tăng lên. Trong môi trường đầy đủ chất dinh dưỡng, nấm men cấy vào càng trẻ khỏe và pha lag càng ngắn. Pha tăng trưởng: ( pha log ) tăng sinh khối, tế bào phát triển ồ ạt theo cấp số nhân: 20 à 21 à 22 à 23 à 24 à … à2n với tốc độ tăng trưởng là cực đại. Kích thước tế bào nấm men ở pha này nhìn chung là nhỏ nhất, vì chúng cón phải sinh sản. Đối với tế bào trong pha này chúng có hoạt tính sinh lý, sinh hóa rất đặc trưng và rất nhạy cảm với những nhân tố bất lợi của môi trường. Trong pha này, chất dinh dưỡng giảm mạnh và bắt đầu xuất hiện sản phẩm trao đổi chất không cần thiết đối với giống và quá trình chuyển sang pha ổn định. Nếu là quá trình thu sinh khối ta nên thu vào cuối giai đoạn này. Pha cân bằng: quần thể tế bào ổn định, tỉ lệ sinh ra bằng tỷ lệ mất đi. Sản phẩm trao đổi chất tích tụ nhiều, chất dinh dữơng cạn kiệt. Thu sản phẩm trao đổi chất trong pha này. Pha suy vong: tế bào chết, dinh dưỡng cạn kiệt và tế bào chất tăng dần. Tế bào nấm men có khả năng tự phân do enzyme proteaza nội bào. Các tế bào sống trở nên già đi, kích thước nhỏ lại, biến dạng và tế bào chất xuất hiện dạng hạt. Tế bào chất bị tự phân trở nên trống rỗng và bên trong còn lại những hạt cầu béo nhỏ. [5] 2.2. PHƯƠNG PHÁP CỐ ĐỊNH VI SINH VẬT: 2.2.1. Ưu & nhược điểm của nấm men cố định: Ưu điểm: Có thể tái sử dụng nhiều lần. Sản phẩm sạch, giảm chi phí tinh sạch. Bền với môi trường nhờ sự bảo vệ của chất mang. Điều chỉnh hình dạng kích thước để phù hợp với thiết bị. Hạn chế sự rửa trôi của tế bào trong quá trình sản xuất liên tục. Giảm chi phí, giá thành. Nhược điểm: Hoạt lực tế bào thấp hơn tế bào tự do, vì tế bào tiếp xúc với cơ chất phải thông qua chất mang, nên việc trao đổi chất diễn ra khó khăn hơn. Cơ chất và sản phẩm phải thông qua chất mang để trao đổi, nên vận tốc phản ứng chậm. Có thể xảy ra hiện tượng cạnh tranh giữa chất mang và cơ chất. 2.2.2. Chất mang trong kỹ thuật cố định tế bào: 2.2.2.1 .Yêu cầu chất mang: Có tính trơ cao ( bền hóa học), không bị hòa tan, không tác dụng với những sản phẩm thứ cấp sinh ra trong dịch. Bền sinh học ( không bị vi sinh vật phá hùy). Tính chất cơ lý bền vững, ổn định, để chịu được tác động của môi trường. Có độ xốp, để quá trình trao đổi chất được thực hiện dễ dàng. Không gây ức chế hay làm mất hoạt tính enzyme của vi sinh vật. Có khả năng bám dính tốt dễ gắn vi sinh vật vào. An toàn với môi trường. Không cạnh tranh với cơ chất. Phù hợp hình dạng thiết bị. Rẻ tiền, dễ tìm[2][3]. 2.2.2.2. Phân loại chất mang: Có hai loại chất mang: Chất mang tự nhiên: Tinh bột, cellulose, agar, alginate, BC ( bacterial cellulose), .. Chất mang nhân tạo: polyme từ mủ cao su, poly striren, poly acetate... Bảng 2.1. Phân loại chất mang [3]. Phân loại Tên chất mang Hữu cơ Tự nhiên Agarose, cellulose, alginate, BC (bacterial cellulose), … Nhân tạo Polyacrylamide, poly striren, poly vinyl Vô cơ Tự nhiên Seolit, silicate, … Nhân tạo Allumimium oxide ( Al2O) Các chất mang hay sử dụng: Cellulose: giá rẻ, tính cơ lý khá tốt, nhưng không đồng nhất và ổn định nên chỉ sử dụng dạng sợi và vi hạt. Agarose: ổn định, đồng nhất, dễ tạo hạt, tuy nhiên giá đắt nên khônng sử dụng trong sản xuất mà chỉ dùng trong nghiên cứu, y học. Alginate: tạo gel trong môi trường có CaCl2, để nhốt enzym và tế bào, nhưng tính chất không ổn định trong môi trường có phosphat. Dù vậy, đây là vật liệu dễ tìm, rẻ ( acid alginic có trong rong biển), có khả năng tạo gel, tạo hạt. Nên ứng dụng nhiều trong công nghiệp, cố định tế bào và enzym. Poly acrilamide: có nhiều đặc tính quý báo: bền, tính trơ cao, độ trương tốt, độ đồng nhất cao, kích thước lỗ gel có khả năng điều chỉnh, diện tích tiếp xúc lớn. Tuy nhiên giá hơi cao. Seolite: Men/2 O. Al2O3.xSiO2. yH2O. Là các tinh thể alluminosilicat, có cấu trúc không gian ba chiều, mang các lỗ xốp kích thước cỡ phân tử. Được dùng nhiều trong cố định nấm men. 2.2.3. Kỹ thuật cố định tế bào: 2.2.3.1. Phương pháp cố định vi sinh vật trên bề mặt chất mang: Phương pháp gắn tế bào lên bề mặt chất mang: Vật liệu: Thủy tinh xốp, cellulose, than, các oxit kim loại, đất hiếm, cao lanh, … Nguyên tắc thực hiện: Thông qua các liên kết cộng hóa trị( giữa nhóm amin và nhóm cacboxyl), liên kết tĩnh điện giữa những bề mặt mang điện tích, lực Vandewalls. Các phương pháp gắn này cụ thể dựa trên, những nguyên tắc sau: + Gắn tế bào bằng liên kết ion: dựa vào sự tích điện trái dấu giữa tế bào và chất mang. + Gắn tế bào bằng liên kết cộng hóa trị: có thể xảy ra 2 trường hợp: Trường hợp 1: Chất mang có chứa các nhóm có thể tham gia trực tiếp với nhóm amin của protein vi sinh vật. Trường hợp 2: Phải hoạt hóa chất mang bằng cách gắn lên chất mang những chất có khả năng phản ứng . Tiếp theo đó, là tạo liên kết giữa các nhóm trên chất mang với tế bào vi sinhvật. Ưu & nhược diểm của phương pháp: Phương pháp này có thể tạo được những liên kết hóa học mạnh giữa tế bào và chất mang. Tuy nhiên, để tạo ra các mối nối đồng hóa trị này thường tốn công và mắc tiền [2][3]. Phương pháp hấp phụ: Vật liệu: Sử dụng các chất có hoạt tính bề mặt mạnh như: cellulose, agarose, polyacrylamide, chitin, nylon, thủy tinh, … Nguyên tắc thực hiện: Dựa vào cơ chế hấp phụ. Có thể xảy ra các trường hợp sau: + Thứ nhất là, chất mang có nhiều lỗ xốp, tế bào vi sinh vật bám vào các lỗ xốp và toàn bộ bề mặt chất mang. + Thứ hai, đối với chất mang không có lỗ xốp (thủy tinh) tế bào sẽ bám trên bề mặt chất mang. + Thứ ba, khi chất mang tích điện (nhựa trao dổi ion) chúng sẽ tạo liên kết ion. Phương pháp thực hiện: tế bào vi sinh vật được phối trộn với chất mang trong môi trường lỏng, khuấy trộn trong điều kiện thích hợp, sau đó rửa bã để loại bỏ phần tế bào vi sinh vật dư. Ưu & nhược điểm: Ưu điểm của phương pháp là dễ thực hiện, đơn gản. Tuy nhiên, có nhược điểm là liên kết vật lý này rất yếu nên vi sinh vật dễ tuột khỏ