luận văn công nghệ sinh học Phân lập và đánh giá khả năng lên men của một số chủng nấm men có hoạt lực cao trong sản xuất cồn từ cây men lá tỉnh Lào Cai



Nhiên liệu là vật chất được sử dụng để giải phóng năng lượng khi cấu
trúc vật lý hoặc hóa học bị thay đổi. Năng lượng có thể được giải phóng khi
cần thiết và sự giải phóng năng lượng được kiểm soát để phục vụ mục đích
của con người. Mọi dạng sự sống trên Trái đất, từ những cấu trúc vi sinh
vật cho đến động vật và con người, đều phụ thuộc và sử dụng nhiên liệu là
nguồn cung cấp năng lượng. Các tế bào trong cơ thể sống tham gia quá trình
biến đổi hóa học mà qua đó năng lượng trong thức ăn hoặc ánh sáng Mặt
trời được chuyển hóa thành những dạng năng lượng có thể duy trì sự sống.
Con người sử dụng nhiều cách thức nhằm biến đổi năng lượng ở nhiều hình
thức thành những dạng phù hợp mới mục đích sử dụng phục vụ cuộc sống và
các quá trình xã hội. Ứng dụng giải phóng năng lượng từ nhiên liệu rất đa
dạng trong cuộc sống như đốt cháy khí tự nhiên để đun nấu, kích nổ xăng
dầu để chạy động cơ, biến năng lượng hạt nhân thành điện năng,…. Các dạng
nhiên liệu phổ biến được dùng là dầu hỏa, xăng dầu, than đá, chất phóng xạ,
…. Hiện tại, trên hầu hết các quốc gia trên thế giới, than đá vẫn là nguồn
nguyên liệu chính cung cấp điện năng cho nhu cầu trong nước. Một vấn đề
đang được quan tâm là nguồn năng lượng hóa thạch này ngày nay đang dần
khan hiếm và khó có thể tái tạo được.
Những năm gần đây, dư luận nói đến nhiều về nguồn năng lượng mới,
gọi là năng lượng lựa chọn, năng lượng thay thế hay năng lượng xanh. Ưu
điểm của nguồn năng lượng này là sạch, có sẵn trong thiên nhiên, khụng gõy
ô nhiễm, không bị cạn kiệt và là giải pháp tốt nhất nhằm tiết kiệm năng lượng
hóa thạch cho tương lai. Đẩy mạnh sử dụng cồn nhiên liệu là một trong những
lựa chọn chiến lược bảo vệ an toàn tài nguyên quốc gia và phát triển nguồn
năng lượng tái sinh sạch. Việc này không chỉ có thể ứng phó với sự thiếu hụt
năng lượng dầu mỏ của thế giới trong tương lai, mà còn có thể bảo vệ, duy trì
nguồn năng lượng quốc gia và bảo vệ môi trường. Để đối phó với những cuộc
khủng hoảng dầu mỏ của thế giới những năm 70 và giảm bớt sự phụ thuộc
vào việc nhập khẩu xăng dầu, Braxin bắt đầu phát triển nhiên liệu cồn để tận

dụng triệt để nguồn tài nguyên nông nghiệp quốc gia, đặc biệt là ưu thế của
1
cây mía, họ đã coi cây mía là nguồn nguyên liệu chính của kế hoạch phát triển
cồn nhiên liệu.
Việt Nam có nhiều tiềm năng về năng lượng sinh học có thể làm nhiên
liệu thay thế cho xăng dầu có nguồn gốc dầu mỏ. Nhiều loại cây như sắn, ngụ,
mớa, có thể sản xuất cồn sinh học mà ở Việt Nam lại có nhiều vùng đất rất
thích hợp với các loại cây trồng này. Sản lượng sắn cả nước năm 2007 là hơn
7 triệu tấn, mía đường hơn 14 triệu tấn và ngô gần 4 triệu tấn. Với sản lượng
này có thể đáp ứng được cho nhu cầu sản xuất cồn sinh học ở quy mô vừa và
nhỏ. Ước tính Việt Nam có thể sản xuất 5 triệu lít cồn sinh học mỗi năm nếu
như có sự điều chỉnh về sản lượng và diện tích cây trồng. Điều kiện đất đai và
khí hậu Việt Nam cho phép hình thành những vùng nguyên liệu tập trung để
phát triển nguồn nhiên liệu sạch này. Vì vậy, chúng tôi đã thực hiện nghiên
cứu đề tài “ !"#$%
&'(") '"*'#+,%"-"./"01'2 3.
45657",/,8,9,

Từ các mẫu thu thập được trên địa bàn tỉnh Cao Bằng

Lào Cai

, tiến
hành phân lập, tuyển chọn chủng nấm men có hoạt lực cao trong quá trình
lên men rượu. Khảo sát những điều kiện môi trường thích hợp nhất cho
chủng nấm men phát triển nhằm cung cấp giống cho quá trình sản xuất
rượu đặc sản trên quy mô lớn.

• Phân lập được các chủng nấm men trờn cỏc mẫu men lỏ đó được thu
thập.

• Tuyển chọn ra chủng có năng lực lên men cao nhất từ các chủng phân
lập được.
• Khảo sát môi trường thích hợp nhất cho chủng nấm men phân lập được.
45:5;<  ="

• Sơ bộ đánh giá được trong mẫu men lỏ cú những loại vi sinh vật nào,
ý nghĩa của chúng trong bánh men truyền thống, làm cơ sở cho các nghiên
cứu liên quan tiếp theo.
2
• Biết được trong mẫu men lỏ cú những chủng nấm men nào và chủng
nào có năng lực lên men tốt nhất.

• Sau quá trình nghiên cứu, tuyển chọn được các chủng nấm men có
hoạt lực cao trong sản xuất cồnrượu.
• Nắm được điều kiện nuôi cấy thích hợp nhất cho chủng nấm men phát
triển. Từ đó, tăng sinh chúng để lấy số lượng lớn giống cung cấp cho sản xuất
rượu trên quy mô công nghiệp.
3
6
>?@AB>C1D
6545E,#F
 !
Cồn sinh học (Bioethanol) là một loại nhiên liệu lỏng, trong đó có sử
dụng ethanol như là một loại phụ gia nhiên liệu pha trộn vào xăng thay phụ
gia chì. Ethanol được chế biến thông qua quá trình lên men các sản phẩm hữu
cơ như tinh bột, cellulose, lignocellulose. Ethanol được pha chế với tỷ lệ thích
hợp với xăng tạo thành Bioethanol có thể thay thế hoàn toàn cho loại xăng sử
dụng phụ gia chì truyền thống.
"#$%&
"#$

Ethanol đã được con người sử dụng từ thời tiền sử như là một thành
phần gây cảm giác say trong đồ uống chứa cồn. Các cặn bã khô trong các
bình gốm 9000 năm tuổi tìm thấy ở miền bắc Trung Quốc đã gián tiếp cho
thấy việc sử dụng các đồ uống chứa cồn trong số những người sống ở thời
kỳ đồ đá mới. Việc chiết nó ra dưới dạng tương đối nguyên chất đã được thực
hiện lần đầu tiên bởi các nhà giả kim thuật Hồi giáo và họ là những người đã
phát triển ra nghệ thuậtchưng cất rượu trong thời kỳ của chế độ khalip (vua
chúa Hồi giáo) thời kỳ Abbasid. Các ghi chép của Jabir Ibn Hayyan (Geber)
(721-815) đã đề cập tới hơi dễ cháy của rượu được đun sôi. Al-Kindī (801-
873) cũng đã miêu tả rõ ràng quá trình chưng cất rượu. Việc chưng cất ờtanol
ra khỏi nước có thể tạo ra các sản phẩm chứa tới 96% ờtanol. Êtanol nguyên
chất lần đầu tiên đã thu được vào năm 1796 bởi Johann Tobias Lowitz, bằng
cách lọc ờtanol chưng cất qua than củi.
Antoine Lavoisier đã mô tả êthanol ethanol như là một hợp chất của
cacbLCon, hiđrụ và ụxy, và năm 1808,Nicolas-Théodore de Saussure đã xác
định được công thức hóa học của nó. Năm 1858,Archibald Scott Couper đã
công bố công thức cấu trúc của eêtanol: điều này làm cho êethanol trở thành
một trong các hợp chất hóa học đầu tiên có sự xác định cấu trúc hóa học.
4
Etanol lần đầu tiên được tổng hợp nhân tạo vào năm 1826, thông qua
các cố gắng độc lập của Henry Hennel ở Anh và S.G. Sộrullas ở Pháp.
Michael Faraday đã điều chế eêtanol bằng phản ứng hyđrat hóa êetylen với
xúc tác axớt năm 1828, theo một công nghệ tương tự như công nghệ tổng hợp
êetanol công nghiệp ngày nay.
'()*+,-
Ethanol được sử dụng như là nguyên liệu công nghiệp và thông thường
nó được sản xuất từ các nguyên liệu, chủ yếu là thông qua phương pháp
hyđrat hóa êetylen bằng xúc tác axớt, được trình bày theo phản ứng hóa
học sau. Cho etilen hợp nước ở 300 độ C, áp suất 70-80 atm với chất xúc tác
là acid wolframic hoặc acid phosphoric:

Chất xúc tác thông thường là axít phốtphoric, được hút bám trong
các chất có độ xốp cao chẳng hạn như điatomit (đất chứa tảo cát) hay than
củi; chất xúc tác này đã lần đầu tiên được công ty dầu mỏ Shell sử dụng để
sản xuất Etanol ở mức độ công nghiệp năm 1947. Các chất xúc tác rắn, chủ
yếu là các loại ụxớt kim loại khác nhau, cũng được đề cập tới trong các
sách vở hóa học.
Trong công nghệ cũ, lần đầu tiên được tiến hành ở mức độ công nghiệp
vào năm 1930 bởi Union Carbide, nhưng ngày nay gần như đã bị loại bỏ thì
Etylen đầu tiên được hyđrat hóa gián tiếp bằng phản ứng của nó với axít
sulfuric đậm đặc để tạo ra Ethyl sulfat, sau đó chất này đượcthủy phân để tạo
thành Etanol và tái tạo axớt sulfuric:
Etanol để sử dụng công nghiệp thông thường là không phù hợp với
mục đích làm đồ uống cho con người ("biến tính") do nú cú chứa một
lượng nhỏ các chất có thể là độc hại (chẳng hạnmêthanol) hay khó chịu
(chẳng hạn denatonium- C
21
H
29
N
2
O•C
7
H
5
O
2
-là một chất rất đắng, gây tê).
Ethanol biến tính có số UN là UN 1987 và Ethanol biến tính độc hại có số
là UN 1986.
'()*.

Ethanol để sử dụng trong đồ uống chứa cồn cũng như phần lớn ờtanol
sử dụng làm nhiên liệu, được sản xuất bằng cách lên men: khi một số loài
5
men rượu nhất định (quan trọng nhất là Saccharomyces cerevisiae) chuyển
hóa đường trong điều kiện không có ụxy (gọi là yếm khí), chúng sản xuất ra
ờtanol và cacbLCon điụxớt CO
2
. Phản ứng hóa học tổng quát có thể viết như
sau:
C
6
H
12
O
6
→ 2 CH
3
CH
2
OH + 2 CO
2
Quá trình nuôi cấy men rượu theo các điều kiện để sản xuất rượu được
gọi là ủ rượu. Men rượu có thể phát triển trong sự hiện diện của khoảng 20%
rượu, nhưng nồng độ của rượu trong các sản phẩm cuối cùng có thể tăng lên
nhờ chưng cất.
Để sản xuất Etanol từ các nguyên liệu chứa tinh bột như hạt ngũ cốc thì
tinh bột đầu tiên phải được chuyển hóa thành đường. Trong việc ủ men bia,
theo truyền thống nó được tạo ra bằng cách cho hạt nảy mầm hay ủ mạch nha.
Trong quá trình nảy mầm, hạt tạo ra các enzym có chức năng phá vỡ tinh bột
để tạo ra đường. Để sản xuất ờtanol làm nhiên liệu, quá trình thủy phân này

của tinh bột thành glucoza được thực hiện nhanh chóng hơn bằng cách xử lý
hạt với axớt sulfuric loãng, enzym nấm amylas, hay là tổ hợp của cả hai
phương pháp.
Về tiềm năng, glucoza để lên men thành ờtanol có thể thu được
từ xenluloza. Việc thực hiện công nghệ này có thể giúp chuyển hóa một loại
các phế thải và phụ phẩm nông nghiệp chứa nhiều xenluloza, chẳng hạn lừi
ngô, rơm rạ hay mùn cưa thành các nguồn năng lượng tái sinh. Cho đến gần
đây thì giá thành của các enzym cellulas có thể thủy phân xenluloza là rất cao.
Hãng Iogen ở Canada đã đưa vào vận hành xí nghiệp sản xuất Etanol trên cơ
sở xenluloza đầu tiên vào năm 2004.
Phản ứng thủy phân cellulose gồm các bước.
Bước 1, thủy phân xenluloza thành mantoza dưới tác dụng của
men amylaza.
Bước 2, thủy phân tiếp mantoza thành glucoza hoặc fructoza dưới tác
dụng của men mantaza.
Bước 3, phản ứng lên men rượu có xúc tác là men zima.
6
Với giá dầu mỏ tương tự như các mức giá của những năm thập niên
1990 thì công nghệ hyđrat húa ờtylen là kinh tế một cách đáng kể hơn so với
công nghệ lên men để sản xuất ờtanol tinh khiết. Sự tăng cao của giá dầu mỏ
trong thời gian gần đây, cùng với sự không ổn định trong giá cả nông phẩm
theo từng năm đã làm cho việc dự báo giá thành sản xuất tương đối của công
nghệ lên men và công nghệ hóa dầu là rất khó.
/%%$01,.234!
Theo thông tin của EU tháng1/2007 tiêu thụ năng lượng toàn cầu đã
tăng lên gấp đôi từ 10 tỷ tấn qui ra dầu/năm tăng lên 22 tỷ tấn qui dầu/năm
vào năm 2050.
Giáo sư Nghê Duy Đấu, Viện sĩ công trình Đại học Thanh Hoa (Bắc
Kinh) cho biết theo Bộ Năng lượng Mỹ và Uỷ ban năng lượng thế giới dự báo
nguồn năng lượng hoá thạch không còn nhiều: dầu mỏ còn 39 năm, khí thiên

nhiên 60 năm, than đá111 năm. Theo Bộ Năng lượng Mỹ nhu cầu dầu mỏ thế
giới ngày càng tăng.
Theo Trung tâm năng lượng ASEAN nhu cầu tiêu thụ năng lượng của
khu vực này năm 2002 là 280 triệu tấn và tăng lên 583 triệu tấn vào năm 2020
. Indonesia là nước có nguồn năng lương hoá thạch lớn nhất trong các nước
ASEAN, tuy nhiên hiện nay dầu mỏ dự trữ của họ chỉ còn trong 25 năm, khí
đốt 60 năm và than đá 150 năm.
Trong những tháng gần đây giá dầu thế giới đạt ngưỡng 70 USD/thựng
và với nhu cầu tiêu thụ khỏang 82,5triệu thựng/ngày trong lúc đó số lượng
dầu thừa chỉ 1-2 triệu thựng/ngày, vì vậy theo Uỷ ban quốc gia các chính sách
năng lượng của Mỹ nếu chỉ 4% năng lượng thế giới bị ngừng trệ bởi thiên tai
thì giá dầu thô có thể lên đến 160USD/thựng.
Mặt khác, theo dự báo của các chuyên gia thì sắp tới ô tô sẽ là phương
tiện giao thông được ưa chuộng hơn cả mà nhiên liệu cho ô tô là xăng và dầu
diesel. Ở Mỹ đã quảng cáo bán trả góp ô tô không phải trả lãi năm đầu. Hiện
nay tỷ lệ sử dụng ô tô trên thế giới là 8/1000 người và dự báo là sẽ tăng lên
đáng kể trong 2 thập kỷ tới, điều đó đòi hỏi một khối lượng nhiên liệu xăng
dầu lớn.
7
Ngày nay do thế giới phụ thuộc quá nhiều vào dầu mỏ và giá dầu biến
động liên tục theo chiều tăng và sự cạn kiệt dần nguồn năng lượng hoá thạch
và khí đốt nên việc tìm kiếm các nguồn năng lượng thay thế là việc làm có
tính sống còn trong những thập kỷ tới, trong đó có năng lượng sinh học.
Năng lượng sinh học bao gồm các nguồn năng lượng được sản xuất từ
nhiều loại sản phẩm nông nghiệp khác nhau như thân, cành, vỏ, quả cõy, cỏc
sản phẩm dư thừa khi chế biến nông, lâm sản, gỗ củi, phân gia súc, nước thải
và bã phế thải hửu cơ công nghiệp, rỏc thải….Vỡ vậy, năng lượng sinh học là
nguồn năng lượng thay thế có thể tồn tại, tái sinh và điều chỉnh theo ý muốn
của con người.
Hiện có 2 dạng năng lượng sinh học chủ yếu là ethanol sinh học và

diesel sinh học. Với nguyên liệu là tinh bột và đường, nhờ quá trình phân giải
của vi sinh vật có thể sản xuất ra ethanol, sau đó tách nước bổ sung các chất
phụ gia thành ethanol biến tính, gọi là ethanol nhiên liệu biến tính hay cồn
nhiên liệu. Diesel sinh học nói riêng hay nhiên liệu sinh học nói chung là một
loại năng lượng tái tạo.
Mới đây tại Hội nghị năng lượng sinh học Trường đại học Georgia
(Mỹ), giáo sư vật lý đã nghỉ hưu 70 tuổi - hiện là lóo lóo nụng – Zimmy Grine
đã giới thiệu một loại ethanol nhiên liệu được chưng cất từ lúa mì và lạc.
Theo tính toán về nhiệt lượng thì 1,5 lít ethanol có thể thay thế 1 lít xăng. Nếu
pha ethanol với xăng thì tuỳ theo độ tinh khiết của chúng có thể giảm lượng
xăng từ 10 đến 15% mà công suất và hiệu suất mài mòn động cơ không đổi.
Ấn Độ dự kiến số ô tô của quốc gia này vào năm 2007 là 10 triệu chiếc và
hàng năm nhu cầu nhập dầu mỏ của họ tăng khoảng 10%. Năm 2004 trong tổng
số 114 triệu tấn dầu của quốc gia này có đến 75 % là nhập từ nước ngoài với số
tiền là 26 tỷ USD. Trong báo cáo năm 2003 của Uỷ ban phát triển nhiên liệu sinh
học của Ấn Độ cho rằng khả năng sản xuất 29 triệu lít cồn ethanol của họ đủ tạo
ra hỗn hợp nhiên liệu 5% cồn cho đến kế hoạch lần thứ 12.
Braxin sản xuất 14 tỷ lít cồn (tương đương 20 vạn thùng) từ cây mía.
Luật pháp nước này qui định tất cả các loại xe phải sử dụng xăng pha với
22% cồn ethanol và nước này đó cú 20% số lượng xe chỉ dựmg cồn ethanol.
Chương trình sản xuất cồn này của họ tạo việc làm cho 1 triệu người và tiết
8
kiệm được 60 tỷ USD tiền nhập dầu trong 3 thập kỷ qua. Số tiền này lớn gấp
10 lần chi cho chương trình trên và gấp 50 lần số tiền trợ cấp ban đầu.Từ sau
1985 sản lượng ethanol nhiên liệu đạt bình quân 10 triệu tấn/năm, thay thế luỹ
kế 200 tấn dầu mỏ. Hiện nay toàn bộ xăng chạy ô tô của Braxin đều pha 20-
25% ethanol sinh học và đó cú loại ô tô chạy hoàn toàn bằng ethanol sinh học.
Năm 2005 có 70% số ụtụ đó sử dụng nhiên liệu sinh học. Lượng tiêu thụ
ethnol sinh học ở quốc gia này đạt 12 triệu tấn năm 2005, thay thế 45% lượng
tiêu thụ xăng và chiểm 1/3 tổng lượng tiêu thụ nhiên liệu cho các loại xe, tạo

công ăn việc làm cho 700.000 người. Braxin có thể sản xuất được lượng
ethanol thay thế 10% nhu cầu xăng dầu của thế giới trong vòng 20 năm tới
với lượng xuất khẩu khoảng 200 tỷ lít, so với mức 3 tỷ lít hiện nay.
Ở Trung Quốc các tỉnh Hà Nam, An Huy, Cỏt Lõm, Hắc Long Giang…
đó sản xuất ethanol từ lương thực tồn kho với sản lượng hàng năm đạt 1,02
triệu tấn. Hắc Long Giang đã sản xuất thử ethanol đạt khối lượng 5000
tấn/năm. Nước này đang nghiên cứu công nghệ sản xuất ethanol từ xenlulose
và hiện đã có cơ sở đạt 600 tấn/năm. Theo kế hoach đến 2010 sản lượng nhiên
liệu sinh học của Trung Quốc khoảng 6 triệu tấn. Đến năm 2020 là 19 triệu
tấn, trong đó ethanol 10 triệu tấn và diesel 9 triệu tấn.
Malaysia hiện có 3 nhà máy sản xuất nhiên liệu sinh học với công suất
276.000 tấn /năm. Chính phủ nước này đặt chỉ tiêu sản xuất 1 triệu tấn dầu
diesel sinh học xuất khẩu vào năm 2007-2008. Hiện nay Malaysia đã trồng
được 10 ngàn cây Jatropha.
Thái Lan đã xây dựng chương trình phát triển năng lượng thay thế các
nguồn nhiên liệu hoá thạch.
Năm 2001, Nhật đó dựng tế bào Rhizopus oryzae cố định để sản suất
diesel sinh học với tỷ lệ chuyển hoá đạt 80%. Với công nghệ nêu trên tỷ lệ
chuyển hoá có thể đạt trên 95%, cao hơn phương pháp hoá học, giá thành
giảm từ 15-20%.
'()*1,56,78
Gây trồng cây cung cấp nguyên liệu, sản xuất và sử dụng nhiên liệu
sinh học là một vấn đề mới đối với Việt Nam. Vừa qua Bộ Công nghiệp đã
9
xây dựng đề án Phát triển nhiên liệu sinh học đến năm 2015, tầm nhìn 2020,
với mục tiêu sản xuất xăng E10 và dầu sinh học nhằm thay thế một phần
nhiên liệu truyền thống hiện nay. Theo đề án, trong giai đoạn 2006-2010, Việt
Nam sẽ tiếp cận công nghệ sản xuất nhiên liệu sinh học, xây dựng mạng
lưới thí điểm phân phối nhiên liệu sinh học tại một số tỉnh, thành, quy hoạch
vùng trồng cây nguyên liệu cho năng suất cao, đào tạo cán bộ chuyờn sõu vờ

kỹ thuật.
Giai đoạn 2011-2015, sẽ phát triển mạnh sản xuất và sử dụng nhiên
liệu sinh học thay thế một phần nhiên liệu truyền thống, mở rộng quy mô
sản xuất và mạng lưới phân phối phục vụ cho giao thông và các ngành sản
xuất công nghiệp khác, đa dạng hóa nguồn nguyên liệu. Đến năm 2020,
công nghệ sản xuất nhiên liệu sinh học ở Việt Nam sẽ đạt trình độ tiên tiến
trên thế giới, với sản lượng đạt khoảng 5 tỷ lít xăng E10 và 500 triệu lít dầu
diesel sinh học B10/năm.Theo các chuyên gia, xăng E10 là xăng pha cồn
với hàm lượng cồn tối đa là 10%, đáp ứng hoàn toàn mọi hoạt động binh
thường của ô tô, xe máy.
Bộ Công nghiệp đang triển khai công nghệ sản xuất các loại hoá chất,
phụ gia cần thiết để pha chế nhiên liệu sinh học với xăng. Các đơn vị thuộc
Bộ sẽ ứng dụng và làm chủ công nghệ sản xuất các chất phụ gia, chất xúc tác
để pha chế xăng với ethanol và diesel sinh học và diesel khoáng, triển khai
sản xuất cỏc hoỏ chất, phụ gia cung cấp cho các cơ sở pha chế. Dự kiến năm
2007 làm chủ công nghệ này và sản xuất với qui mô nhỏ. Năm 2011-2015 mở
rộng cơ sở sản xuất phụ gia và bảo đảm cho nhu cầu trộn xăng E5/E10, dầu
B5/B10.
91&:;<1=8,-*-;1,()*
1,
Các loài cây sau đây đang được sử dụng để cung cấp nguyên liệu sản
xuất nhiên liệu sinh học.
Với ưu thế về diện tích canh tác, Mỹ sử dụng ngô để sản
xuất ethanol.
10
Từ năm 1975 Braxin đã có kế hoạch dựng mớa làm nguyên liệu sản
xuất cồn thay thế xăng và khuyến khích sử dụng nhiên liệu sinh học bằng
các biện pháp như: sử dụng xăng để chạy xe phải pha một tỷ lệ ethanol
nhiên liệu, đầu tư trồng và cải tạo giống mía để sản xuất nhiên liệu sinh
học, cải tiến công nghệ sản xuất ethanol, nghiên cứu sản xuất ô tô chạy

bằng ethanol, miễn giảm thuế sản xuất và tiêu thụ ethanol.
Các nước EU sử dụng đậu tương, hạt cải dầu (Brassica napus) và dầu
mỡ phế thải từ động, thực vật để sản xuất nhiên liệu sinh học.
Thụy Điển dự kiến sau 2020 ethanol sinh học từ xenlulose sẽ thay
thế toàn bộ nhiên liệu hoá thạch nhằm chấm dứt phụ thuộc vào dầu mỏ.
Tại Indonesia, người ta trồng cây Jatropha để làm nguyên liệu sản
xuất nhiên liệu sinh học. Uỷ ban Quốc gia về nghiên cứu phát triển nhiên
liệu sinh học của nước này đó trỡnh Chính phủ dành 5 triệu ha đồi trọc để
trồng Jatropha, mía và sắn để sản xuất nhiên liệu sinh học. Hiện nay nước
này đã trồng được 20 ngàn ha cây Jatropha.
Trung Quốc đang triển khai sản xuất dầu ethanol sinh học từ cây
Jatropha, Hũang liờn mộc (Pistaciachinensis Bunge), Văn quan
(Xanthoceras sorbifolia Bunge). Hiện nay quốc gia này đó cú 9 tỉnh có
trạm xăng ethanol và đã trồng được 40 ngàn ha cây Jatropha.
Bộ Nông nghiệp và hợp tác Thỏi đó cú chính sách khuyến khích
nông dân trồng sắn để sản xuất năng lượng mới. Dự án trồng sắn để sản
xuất ethanol đã được ký giữa 3 tập đoàn kinh tế lớn với nông dân. Dự kiến
quý 1/2008 có khoảng 2 triệu tấn sắn nguyên liệu phục vụ các nhà máy.
Như vậy, hiện nay trên thế giới cũng như trong khu vực các loài cây
mía, sắn thường được dùng để sản xuất ethanol sinh học.
7*88>!?!
Nấm men thường có hình cầu hoặc hình bầu dục, một số loại có hình
que và một số hình dạng khác. Kích thước trung bình của nấm men là 3 - 5 x
5 - 10mm. Một số loài nấm men sau khi phân cắt bằng phương pháp
11
nảy chồi, tế bào con không rời khỏi tế bào mẹ và lại tiếp tục mọc chồi. Bởi
vậy nó có hình thái giống như cây xương rồng khi quan sát dưới kính hiển vi.
G4%H  *'/#2*#
*@2A&
Khác với vi khuẩn và xạ khuẩn, nấm men có cấu tạo tế bào khá phức

tạp, gần giống như tế bào thực vật. Có đầy đủ các cấu tạo thành tế bào, màng
tế bào chất, tế bào chất, ty thể, riboxom, nhân, không bào và các hạt dự trữ.
- Thành tế bào
Thành tế bào nấm men được cấu tạo bởi hai lớp phân tử bao gồm 90%
là hợp chất glucan và mannan, phần còn lại là protein, lipit và glucozamin.
Glucan là hợp chất cao phân tử của D - Glucoza, mannan là hợp chất cao
phân tử của D - Manoza.
Trên thành tế bào có nhiều lỗ, qua đó các chất dinh dưỡng được hấp thu
và các sản phẩm của quá trình trao đổi chất được thải ra.
- Màng nguyên sinh chất
Màng nguyên sinh chất của tế bào nấm men dày khoảng 8 nm có
cấu tạo tương tự như màng nguyên sinh chất của vi khuẩn.
12
Tế bào chất của nấm men cũng tương tự như tế bào chất của vi khuẩn,
độ nhớt của tế bào chất cao hơn của nước 800 lần.
Nhân tế bào nấm men là nhân điển hình, có màng nhân, bên trong là
chất dịch nhân có chứa hạch nhân. Cũng như nhân tế bào của vi sinh vật bậc
cao, nhân tế bào nấm men ngoài AND còn có protein và nhiều loại men. Hạch
nhân của tế bào nấm men không phải chỉ gồm một phân tử AND như ở vi
khuẩn mà đó cú cấu tạo nhiễm sắc thể điển hình và cú quỏ trỡnh phõn
bào nguyên nhiễm còn gọi là giỏn phõn. Quỏ trỡnh giỏn phõn gồm 4
giai đoạn như ở vi sinh vật bậc cao. Số lượng nhiễm sắc thể trong tế bào
nấm men khác nhau tuỳ loại nấm men. ỞSaccharomyces serevisiaelà nhóm
nấm men phân bố rộng rãi nhất, thể đơn bội của nó có n = 17 nhiễm sắc thể,
thể lưỡng bội có 2n = 34. Ngoài nhiễm sắc thể ra, trong nhân tế bàoS.
serevisiaecũn có từ 50 đến 100 plasmic có cấu tạo là 1 phân tử AND hình
vòng kớn cú kích thước 2 mm, có khả năng sao chép độc lập, mang thông tin
di truyền.
- Ty thể:
Khác với vi khuẩn, nấm men đó cú ty thể giống như ở tế bào bậc cao,

đó là cơ quan sinh năng lượng của tế bào. Ty thể nấm men có hình bầu dục,
được bao bọc bởi hai lớp màng, màng trong gấp khúc thành nhiều tấm răng
lược hợc nhiều ống nhỏ làm cho diện tích bề mặt của màng trong tăng lên.
Cấu trúc của hai lớp màng ty thể giống cấu trúc của màng nguyên sinh chất.
Trên bề mặt của màng trong cú dớnh vô số các hạt nhỏ hình cầu. Các hạt này
có chức năng sinh năng lượng và giải phóng năng lượng của ty thể. Trong ty
thể cũn cú một phân tử AND có cấu trúc hình vòng, có khả năng tự sao chép.
Những đột biến tạo ra tế bào nấm men không có AND ty thể làm cho tế bào
nấm men phát triển rất yếu, khuẩn lạc nhỏ bé. Trong ty thể cũn cú cả các
thành phần cần cho quá trình tổng hợp protein như riboxom, các loại ARN và
các loại enzym cần thiết cho sự tổng hợp protein. Các thành phẩn này
không giống với các thành phần tương tự của tế bào nấm men nhưng lại rất
giống của vi khuẩn. AND của ty thể rất nhỏ nên chỉ có thể mang mật mã tổng
hợp cho một số protein của ty thể, số còn lại do tế bào tổng hợp rồi đưa vào ty
13
thể. Người ta đã chứng minh được quá trình tự tổng hợp protein của ty thể.
Quá trình này bị kìm hãm bởi cloramfenicol giống như ở vi khuẩn, trong khi
đó chất kháng sinh này không kìm hãm được quá trình tổng hợp protein ở tế
bào nấm men.
- Riboxom của tế bào nấm men có hai loại : loại 80S gồm 2 tiểu thể
60S và 40S nằm trong tế bào chất, một số khác gắn với màng tế bào chất. Một
số nghiên cứu đã chứng minh rằng: các riboxom gắn với màng tế bào chất có
hoạt tính tổng hợp protein cao hơn. loại 70S là loại riboxom có trong ti thể.
Ngoài các cơ quan trên, nấm men còn có không bào và các hạt dự trữ
như hạt Volutin, hạt này không những mang vai trò chất dự trữ mà còn dùng
làm nguồn năng lượng cho nhiều quá trình sinh hoá học của tế bào. Ngoài hạt
Volutin trong tế bào cũn cú cỏc hạt dự trữ khác như glycogen và lipit. Một số
nấm men có khả năng hình thành một lượng lớn lipit.
- Bào tử: Nhiều nấm men có khả năng hình thành bào tử, đó là một
hình thức sinh sản của nấm men. Có 2 loại bào tử: bào tử bắn và bào

tử túi. Bào tử túi là những bào tử được hình thành trong một túi nhỏ
còn gọi là nang. Trong nang thường chứa từ 1-8 bào tử, đôi khi đến 12 bào
tử. Phương thức hình thành túi phụ thuộc vào hình thức sinh sản của nấm
men. Bào tử bắn là những bào tử ỳau khi hình thành nhờ năng lượng của tế
bào bắn mạnh về phía đối diện. Đó là một hình thức phát tán bào tử. Có thể
quan sát bào tử bắn bằng cách nuôi cấy nấm men trên đĩa petri, vài ngày sau
thấy xuất hiện trên nắp hộp phía đối diện thành một lớp mờ mờ. Đem nắp hộp
soi dưới kính hiển vi sẽ thấy rõ các bào tử.
'(
Ở 3 nấm men có 3 hình thức sinh sản
- Sinh sản sinh dưỡng : là hình thức sinh sản đơn giản nhất của nấm
men. Có 2 hình thức sinh sản sinh dưỡng: nảy chồi và hình thức ngang
phân đôi tế bào như vi khuẩn. Ở hình thức nảy chồi, từ một cực của tế bào
mẹ nảy chồi thành một tế bào con, sau đó hình thành vách ngăn ngang giữa
hai tế bào. Tế bào còn có thể tách khỏi tế bào mẹ hoặc có thể dính với tế
14
bào mẹ và lại tiếp tục nảy chồi làm cho nấm men giống như hình dạng cây
xương rồng tai nhỏ.
- Sinh sản đơn tính: bằng hai hình thức bào tử túi và bào tử bắn như đã
nói ở phần bào tử.
- Sinh sản hữu tính: do hai tế bào nấm men kết hợp với nhau hình thành
hợp tử. Hợp tử phân chia thành các bào tử nằm trong nang, nang chín bào tử
được phát tán ra ngoài. Nếu 2 tế bào nấm men có hình thái kích thước giống
nhau tiếp hợp với nhau thì được gọi là tiếp hợp đẳng giao. Nếu 2 tế bào nấm
men khác nhau thì gọi là tiếp hợp dị giao.
Trong chu trình sống của nhiều loài nấm men, có sự kết hợp các hình
thức sinh sản khác nhau. Sau đây là quá trình sinh sản của S. serevisiae - một
loài nấm men phân bố rộng rãi trong thiên nhiên. Chu trình sống của nấm
men này có 2 giai đoạn đơn bội và lưỡng bội. Đầu tiên tế bào sinh dưỡng đon
bội (n) sinh sôi nảy nở theo lối nảy chồi. Sau đó 2 tế bào đơn bội kết hợp với

nhau, có sự trao đổi của tế bào chất và nhân hình thành tế bào lưỡng bội (2n).
Tế bào lưỡng bội lại nảy chồi (sinh sản sinh dưỡng) thành nhiều tế bào lưỡng
bội khác, cuối cùng hình thành hợp tử. Nhân của hợp tử phân chia giảm
nhiễm thành 4 nhân đơn bội. Mỗi nhân đơn bội được bao bọc nguyên sinh
chất, hình thành màng, tạo thành 4 bào tử nằm trong một túi gọi là bào tử túi.
Khi túi vỡ, bào tử ra ngoài phát triển thành tế bào dinh dưỡng và lại phân chia
theo lối này rồi tiếp tục chu trình sống.
Ngoài hình thức sinh sản như ở S. serevisiae, một số loài nấm men
khỏc cú những hình thức sinh sản về cơ bản cũng giống như trên nhưng có
một số sai khác.
Ví dụ như là Schizosaccharomyces octosporus hợp tử lưỡng bội phân
chia 3 lần, lầnđầu giảm nhiễm sinh ra 8 bào tử nằm trong nang.
Yêu cầu đối với nấm men dùng trong sản xuất rượu là phải có khả năng
lên men đường nhanh và càng triệt để càng tốt. Các chủng nấm men được
phát triển trong men rượu có ảnh hưởng quyết định đến hiệu suất lên men,
thường gặp là các nấm men Saccharomyces. Với môi trường và điều kiện làm
men thì đây là loài nấm men phổ biến và phát triển khá mạnh do có điều kiện
15
thuận lợi. Trong sản xuất bánh men theo phương pháp truyền thống thì hệ
nấm men và nấm mốc là không ổn định, phụ thuộc khá nhiều vào môi trường
làm men nên ngoài chủng nêu trên còn nhiều chủng khác có năng lực lên men
khác nhau, tạo ra những sản phẩm phụ với lượng khác nhau nên có nhiều loại
men khác nhau.
Sử dụng loài nấm men Saccharomyces cerevisiae. Đây là loài nấm men
lên men nổi, kỵ khí không bắt buộc, sinh sản theo kiểu nảy chồi, phân đôi bào
tử, có khả năng lên men nhiều loại đường khác nhau như glucoza, saccaroza,
fructoza, galactoza,… Nhiệt độ phát triển tối ưu của loài nấm men này là 25 –
30
0
C, nhiệt độ tối thiểu là 2 – 3

0
C, ở 40
0
C thì ngừng phát triển và men bị chết.

G65%
7*88B!
Nấm mốc trong men rượu thường là Asppergillus và Mucor. Những
chủng nấm mốc có hoạt khả năng đường hóa cao hay xuất hiện trong men
rượu là Asp.usamii, Asp.niger, Asp.awamori, Asp.oryzae. Nếu chủng nấm
mốc hình thành trong men rượu không có khả năng đường hóa cao thì chất
lượng men sẽ kém, khả năng lên men kém.
Sử dụng nấm mốc Aspergillus niger. Đây là một trong những loài nấm
mốc phổ biến nhất của Aspergillus. Khi mới phát triển sợi nấm màu trắng, sau
đó sẫm lại nhưng không hoàn toàn đen. Bào tử của chúng có màu đen tuyền.
16
Từ một sợi đầu tiên, chúng phân nhánh tạo ra 2-4 nhánh sợi nhỏ. Từ cỏc
nhỏnh này sẽ phát triển thành những đỉnh bào tử và từ đó sẽ phát triển thành
những bào tử màu đen. Aspergillus niger là chủng nấm mốc có khả năng phát
triển ở nhiệt độ tối ưu là 28 – 32
0
C, có khả năng đường hóa tốt. Loại nấm này
có khả năng sinh enzyme rất mạnh, trong đó chủ yếu là các loại enzyme
amylase, protease, maltase,…

G:I%$
7;1,
"9=;
Các mẫu lá được lấy từ các loại cây mà người dân bản địa sử dụng làm
men trưng cất rượu.

Các loại lá cây này được người dân bản địa lấy về và ủ trực tiếp hoặc
sản xuất thành bánh men để ủ với gạo, ngô, khoai hoặc sắn để trưng cất rượu.
CB8D19
• 2/JK
Cây men, Lá men, Kinh giới núi - Mosla dianthera (Buch: - Ham.)
Maxim, thuộc họ Hoa môi - Lamiaceae.
L"I Cây thảo cao 25-50cm, mọc đứng, mảnh, phân nhánh, có lông
mịn hay dạng bột. Lá mọc đối, hình trứng nhọn hay xoan, dài 1,5-3cm, rộng
17
1-1,5cm, có răng cưa nhỏ, có điểm tuyến ở mặt dưới; cuống lá ngắn. Hoa nhỏ,
trắng hay hồng, họp thành bông ở ngọn hay ở nách lá, dài 5-10cm, mang
những vòng 2 hoa, cách quãng nhau, mỗi hoa có 2 nhị sinh sản. Quả bế màu
nâu đen, có mạng, dài 1,7mm.
Mùa hoa quả tháng 5-11.
GM52N/JK
Bộ phận dùng: Toàn cây - Herba Moslae Diantherae.
Nơi sống và thu hái: Cây mọc hoang ở nhiều nơi từ Cao BằngLào Cai ,
Lạng Sơn, Lào Cai, Ninh Bình tới Thừa Thiờn-Huế và được trồng làm cây gia
vị và làm thuốc. Trồng bằng hạt vào mùa xuân. Thu hái toàn cây vào lúc đang
có hoa, rửa sạch phơi khô trong râm.
• 2/ "'I
Mô tả
Cam thảo lâu năm cao từ 0,5-1m, nhẵn, mọc đứng khỏe, có gốc hóa mộc, có
thân bò kéo dài, lá kép lông chim gồm 4-8 đôi lá chét hình bầu dục hoặc
thuụn, nguyờn hơi dính ở mặt dưới, lá kèm rất nhỏ. Hoa màu xanh lơ hoặc
tím, hơi nhỏ, nhiều, thành chùm dạng bông hình trụ, trên những cuống ở nách
18
chỉ bằng nửa của lá. Đài có lông tuyến, hình ống, gự lờn ở gốc, có hai môi
chia 5 răng hơi không đều, hình mũi mác dài hơn ống, cánh cờ dựng lên,
thuôn, dài hơn cỏc cỏnh bờn. Nhị hai bó (9+1). Bầu không cuống, 2 đến nhiều

noãn, đầu nhụy nghiêng. Quả cong rất dẹt, mặt quả có nhiều lông. Hạt 2-4,
hình lăng kính.
GO52N/ "'%"
• 2/-I
Câyđại hồi, hayđại hồi hươnghoặcbát giác hồi hươnghoặc đơn giản chỉ là
câyhồi, danh pháp khoa họcIllicium verum, (tiếng Trung: 八角,pinyin:bājiǎo,
cú nghĩa là "tỏm cỏnh") là một loài câygia vịcó mùi thơm tương tự như
câytiểu hồi, thu được từvỏ quảhình sao củaIllicium verum, một loại cây xanh
quanh năm có nguồn gốc ởTrung Quốcvà đông bắcViệt Nam. Các quả hình
sao được thu hoạch ngay trước khi chớn. Nú được sử dụng rộng rãi trongẩm
thực Trung Hoavà ở mức độ ít hơn ở vùngĐông Nam ÁvàIndonesia. Đại hồi
là một thành phần củangũ vị hươngtruyền thống trong cách nấu ăn của người
Trung Quốc. Nó cũng là một thành phần được sử dụng trong nấu nước dùng
cho mónphởcủa ngườiViệt Nam.
Đại hồi chứaanethol(C
10
H
12
O), cùng thành phần tương tự để tạo ra mùi vị
như câytiểu hồi vốn không có quan hệ họ hàng gì. Gần đây, đại hồi được
19
ngườiphương Tâysử dụng như là chất thay thế rẻ tiền hơn cho tiểu hồi trong
việc nướng bánh cũng như trong sản xuấtrượu mùi.
Đại hồi cũng được sử dụng trongtrànhư là liệu pháp chữađau bụngvàthấp
khớp, và các hạt của nó đôi khi cũng được nhai sau bữa ăn để giúp tiêu hóa.
GP52N/-
20
:
QR>1DQCST@U@V2W
:545$"XY(9,

EBFG
Nấm men có trong cây men lá ở tỉnh Lào Cai.
H@8I
Phòng thí nghiệm vi sinh Khoa Công nghệ sinh học và Công nghệ thực
phẩm Trường Đại học Nông Lâm Thỏi Nguyờn.
JK*I&8+.FL
- Thạch agar - MgSO
4
.7H
20
- Pepton - KH
2
PO
4
- Acid HCl - Nước cất
- Glucose
+.FL
Môi trường phân lập chủng nấm men có nồng độ chất khô là 6.5 Bx và
pH = 5,6 - 6,0. Môi trường sử dụng trong quá trình này là môi trường Hansen.
Z45L"*X[\$%] #^
H>
>
>8
XY
_`a
b,%"+9
1 Glucose 20 Việt Nam
2 Pepton 10 Trung Quốc
3 KH2PO4 3 Trung Quốc
4 MgSO4.7H2O 3 Trung Quốc

5 Agar 20 Việt Nam
6 Nước cất 1 Việt Nam
21
Z6IL"*X[\$%IL"*X[/&-
!%"LIP5OZ+cOdP5
H>> >8L"*X[ XY_a
1 Pepton 10
2 KH
2
PO
4
3 – 5
3 MgSO
4
.7H
2
O 3 – 5
4 Glucose 50
5 Nước cất 1000 ml
Z:5>8 4"L"*X[ '%e"'e
,'#5
H>> >8 XY_`a b,%"#9
1 Cao nấm men 5 Trung Quốc
2 Pepton 10 Trung Quốc
3 Glucose 20 Việt Nam
4 Nước cất 1 Việt Nam
Môi trường thử khả năng lên men của nấm men.
Sử dụng dung dịch đường 10% được hấp thanh trùng ở 121
0
C trong

20 phút.
M/2A#N
• Thiết bị vô trùng: tủ sấy; nồi thanh trùng HIRAYAMA HV-
25/50/85/110- Nhật Bản
• Thiết bị nuôi cấy và giữ giống: Tủ cấy, tủ nuôi (Nhật Bản); tủ lạnh
22
• tủ lạnh sâu (Sanyo ultra low, Nhật Bản).
• Thiết bị nghiên cứu đặc điểm hỡnh thỏi tế bào: Kính hiển vi
quang học
• OLYMPUS, modelCHS, Nhật Bản.
• Các thiết bị khỏc: Cõn điện tử SARORIUS (Nhật); máy đo pH (320
pH meter),
• METTLER TOLEDO, Thụy Sĩ; pipetman; máy đo quang Model 80
• Anh; máy khuấy từ; lò vi sóng; máy ly tâm, máy sấy chõn khụng,…
:565Xf9,
HF-9--=1O-*88>I&2
Dùng cối chày sứ nghiền nhỏ các mẫu lá, cân lấy 1g cho vào bình tam
giác đựng 100ml nước cất (được dung dịch 1%). Sau đó pha loãng đến 10
-4
,
10
-5
, 10
-6
…. Từ các độ pha loãng này dùng pipet vô trùng lấy chính xác 0,1 ml
dịch nhỏ vào đĩa peptri có chứa môi trường phân lập đã điều chỉnh ph= 5,6 để
hạn chế sự phát triển của vi khuẩn. Dùng que gạt thuỷ tinh cụ trựng gạt đều
dịch chứa vi sinh vật trên khắp mặt đĩa, mỗi độ pha loãng cấy từ 3 đến 4 đĩa.
Đặt ngược các đĩa thạch đã cấy vào tủ ấm 30
o

C. Sau 48h khi các khuẩn lạc đã
xuất hiện, nhận dạng sơ bộ và đếm khuẩn lạc trên đĩa thạch sau đó dùng que
cấy tách những khuẩn lạc khác nhau về hình dạng cấy ra từng môi trường cấy
riêng biệt và đặt kí hiệu cho từng chủng.
23

24
Thu nhập lá cây men lá
Lấy 1g mẫu nghiền nhỏ
Hòa 1g mẫu vào 9ml nước
cất vô trùng
Hút 1000 mẫu dung dịch
hòa loãng
Pha loãng theo dãy thập
phân đến 10
-5
Đổ 1/3 đĩa peptri
Bật UV trong 15 phút
Hấp thanh trùng ở 120
0
C
Pha môi trường hansen
Đạy nắp hộp thạch
Nuôi cấy trong phòng thí nghiệm ở 30
0
C
trong thời gian 24-48h
Cấy trên môi trường thạch với các nồng độ
khác nhau
Chọn khuẩn lạc cấy sang môi trường lỏng

Nuôi ở 30
0
C trong 24h
Cấy sang môi trường đặc <hansen>
Cấy sang môi trường thạch nghiêng nuôi
24h ở 30
o
C
Kiểm tra độ thuần khiết
P(Q(I&RB
P(Q(.@S
Các khuẩn lạc sau khi được phân lập và xác định là vi khuẩn laticnấm
men, được chuyển sang các ống môi trường Hansen thạch đứng, nuôi 24h
trong tủ ấm 37
0
C và giữ trong tủ lạnh 4
0
C cho các nghiên cứu tiếp theo

P(Q(.00#?T1)>.
Những chủng lactic đã thuần khiết được nuôi trong môi trường Hansen
dịch thể ở 37
0
C. Sau 18 giờ nuôi cấy hút lấy 500 àl dịch hòa đều trong 500àl
dung dịch 30% glixerin vô trùng và giữ ở -20
0
C trong các ống giống vô trùng.
Phương pháp này cho phép bảo quản chủng giống trong khoảng thời
gian từ 1 đến 3 năm
25

Pha môi trường hansen đặc
Rót 10ml môi trường vào ống nghiệm
Để môi trường nằm nghiêng đến khi đông
đặc
Nuôi ở 30
0
C
̣
̣
̣
trong 24-48h
Pha môi trường hansen đặc
Bảo quản ở 4
0
C trong tủ lạnh
Thanh trùng ở 120
0
C trong 15 phút
Tiến hành cấy theo đường ziczac