Vo Van Song Toan * , Ho Quang Do , Tran Nhan Dung , Bui Thi Ngoc Han and Nguyen Le Bao Tran

* Corresponding author (vvstoan@ctu.edu.vn)

Abstract

With the aim of using by-product from sugar industry, the study ?Isolation and selection of yeast for alcoholic fermentation from sugarcane bagasse? was carried out. Eighteen strains of yeast were isolated from different types of yeast starter powders. Ten of them named as H5, H6, H7, H9, H10, H12, H13, H15, H16, H18 were illustrated exoglucanase activity on a solid medium with sugarcane bagasse powder used as a substrate. In a process of alcohol fermentation by Durham bottles, all four strains of yeast (H6, H9, H10, H13) showed a strong capacity of alcoholic fermentation with D-glucose, D-mannose and D-galactose by creating highest CO2 columns in Durham bottles except D-xylose as a substrate for alcohol fermentation. Besides, for the evaluation of combinations, each strain of H6, H9, H10, H13 was tested with a mix of three bacteria strains BM13 (Achromobacter xylosoidans strain BL6), BM21 (Bacillus subtilis strain S2O), and BM49 (Bacillus subtilis strain FS321) in the process of alcoholic fermentation using sugarcane bagasse as a substrate, the results showed that a complex of microorganism including of the yeast strain H13 and three bacteria strains were the most suitable for making bio-alcohol with good parameters including of the highest volume of carbon dioxide (44 mL), ethanol (2.23 g/L) and reducing sugar (0.483 g/L). The most reduced rate of dry matter (DM) was 9.62% and crude fiber (CF) was27.57%.
Keywords: Alcoholic fermentation, exoglucanase, isolation, sugarcane bagasse, yeast strain H13

Tóm tắt

Nhằm tận dụng nguồn phụ phẩm bã mía chế biến thành sản phẩm có giá trị, đề tài ?Phân lập và tuyển chọn nấm men để lên men cồn bằng nguồn bã mía? đã được thực hiện. Kết quả đã phân lâ?p va? tách ròng được 18 dòng nấm men từ các viên men rượu khác nhau. Trong tổng số 18 dòng nấm men phân lập được chỉ có 10 dòng (H5, H6, H7, H9, H10, H12, H13, H15, H16, H18) có hoạt tính exoglucanase. Kết quả lên men trong ống Durham cho thấy bốn dòng nấm men H6, H9, H10, H13 đều có khả năng lên men với D-Glucose, D-Mannose và D-Galactose, nhưng không có khả năng lên men với cơ chất D-xylose. Bên cạnh đó, để đánh giá khả năng phối hợp giữa nấm men và vi khuẩn trong quá trình sử dụng cơ chất bã mía để lên men cồn, lần lượt các dòng nấm men H6, H9, H10, H13 được phối hợp với tổ hợp ba dòng vi khuẩn BM13 (Achromobacter xylosoxidans BL6), BM21 (Bacillus subtilis S2O) và BM49 (Bacillus subtilis FS321), kết quả cho thấy tổ hợp cu?a 3 dòng vi khuẩn và dòng H13 lên men cồn tốt nhất từ nguồn cơ chất bã mía với một số thông số về lượng khí CO2 sinh ra la? 44 ml, hàm lượng ethanol 2,23 g/L, đường khử 0,483g/L, va? phần trăm vâ?t châ?t khô (DM) và sơ?i thô (CF) được phân giải lần lượt là 9,62% và 27,57%.
Từ khóa: Bã mía, exoglucanase, lên men cô?n, nấm men H13, phân lâ?p

Article Details

References

AOAC. 1993. Methods of analysis for nutrition labeling. Arlindton, USA.

Krishna, S.H., G.V. Chowdary, S.D. Reddy and C. Ayyanna, 1999. Simultaneous saccharification and fermentation of pretreated Antigonum leptopus (Linn)leaves to ethanol. Joural of Chemical Technology and Biotechnology 74, pp. 1055-1060.

Kurtzman,Cletus P. and Jure Piškur. 2006. Taxanomy and phylogenetic diversity among the yeast. Topics in Curent Genetics.15:29-46.

Lê Thanh Mai, Nguyễn Thị Hiền, Phạm Thu Thủy, Nguyễn Thanh Hằng và Lê Thị Lan Chi, 2007. Các phương pháp phân tích ngành công nghệ lên men. Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật Hà Nội, trang 136-138.

Li-Jung, Hsin-Hung and Zheng-Rong. 2010. Purification and characterization of a cellulase from Bacillus subtilisYJ1. JournalofMarineScience and Technology.18(3):466-471.

Machado, N.R.C.F., V. Calsavara, N.G.C. Astrath, C.K. Matsuda, A.P. Junior and M.L. Baesso, 2005. Obtaining hydrocarbons from etanol over iron-modified ZSM-5 zeolites. Fuel, (In press).

Nelson, N. 1944. A photometric adaptation of the Somogyi method for the determination of glucose. J. Biol Chem, 153: 375–380.

Nguyễn Đức Lượng. 2004. Công nghệ enzyme. NXB Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh. 534 trang.

Nguyễn Đức Lượng. Phan Thị Hiền và Nguyễn Thị Ánh Tuyết. 2003. Thí nghiệm Công nghệ vi sinh vật tập 2. Thí nghiệm vi sinh vật học. NXB Đại học Quốc gia TP.HCM. 462 trang.

Nguyễn Lân Dũng . 2003. Vi sinh vật học. NXB Giáo dục, Hà Nội. 520 trang.

Nguyễn Xuân Cự. 2010. Nghiên cứu khả năng thủy phân bằng axít loãng và bước đầu đánh giá hiệu quả sản xuất ethanol sinh học từ thân cây ngô. Tạp chí khoa học, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ. Số 26: 211-216.

Ryckeboer,J., Mergaert, J., Coosemans, J., Deprins, K., Swings, J. 2003. Microbiological aspects of biowaste during composting in a monitored compost bin.Journal ofApplied Microbiology.94:127-137.

Van Soest, P.J. and J.B. Robertson, 1979. Systems of analysis evaluating fibrous feeds. Comell University. Ithaca. N.Y, pp.233-251.

Võ Văn Song Toàn, Đỗ Thị Cẩm Hường, Hồ Quảng Đồ, Trần Nhân Dũng. 2013. Phân lập, tuyển chọn và định danh vi khuẩn dạ cỏ bò để phân giải bã mía trong điều kiện in vitro. Trương Nam Hải (chủ biên). Hội nghị Khoa học Công nghệ Toàn quốc, 27/9/2013, Trung tâm Hội nghị Quốc gia-Hà Nội. NXB Khoa học Tự nhiên và Công nghệ. Hà Nội. Quyển 2: 602-606.

Wang Zheng-Xiang, Jian Zhugea, Huiying Fanga, Bernard A. Prior. 2001. Glycerol production by microbial fermentation. Advanc. Biotechnol 19: 201-223.