nghiên cứu sử dụng bã mía trong sản xuất chất béo từ nấm men yarrowia lipolytica po1g

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA CÔNG NGHỆ
------------

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG BÃ MÍA TRONG
SẢN XUẤT CHẤT BÉO TỪ NẤM MEN
YARROWIA LIPOLYTICA PO1G

CÁN BỘ HƢỚNG DẪN

SINH VIÊN THỰC HIỆN

TS. Hồ Quốc Phong

Võ Trƣờng Giang
MSSV: 2092127
Ngành: Công Nghệ Hóa Học - Khóa 35

Tháng 5/2013


TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA CÔNG NGHỆ

CỘNG HÕA XÃ HỘI CHỦ NGHĨAVIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
Cần Thơ, ngày…tháng…năm 2013

PHIẾU ĐỀ NGHỊ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP CHO SINH VIÊN
NĂM HỌC: 2012-2013
1. Họ và tên cán bộ hƣớng dẫn: TS. Hồ Quốc Phong
2. Tên đề tài: Nghiên cứu khả năng sử dụng bã mía trong sản xuất chất béo từ
nấm men Yarrowia lipolytica Po1g
3. Địa điểm thực hiện:
- Phòng thí nghiệm Công nghệ Hoá học, Khoa Công nghệ, Trƣờng Đại Học
Cần Thơ.
- Phòng thí nghiệm Hóa Kỹ thuật Môi trƣờng, Khoa Môi trƣờng và Tài
nguyên Thiên nhiên, Trƣờng Đại Học Cần Thơ.
4. Sinh viên thực hiện: Võ Trƣờng Giang
MSSV: 2092127
5. Mục đích của đề tài :
Khảo sát khả năng sử dụng bã mía trong quá trình nuôi cấy Y. lipolytica để sản
xuất chất béo phục vụ cho việc sản xuất nhiên liệu sinh học.
6. Nội dung chính
Phần I: Khảo sát các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình thủy phân bã mía (nồng
độ, tỉ lệ, thời gian, nhiệt độ)
Phần II: Nuôi cấy nấm men Yarrowia lipolytica Po1g
+ Khảo sát ảnh hƣởng của thời gian lên sự phát triển của sinh khối nấm men
+ Khảo sát ảnh hƣởng của nguồn carbon đến sự phát triển của nấm men
+ Khảo sát ảnh hƣởng của nguồn nitrogen đến sự phát triển và hàm lƣợng
lipid của nấm men
+ Phân tích thành phần acid béo từ lipid thu đƣợc
7. Các yêu cầu hỗ trợ: kinh phí, hoá chất và dụng cụ thí nghiệm.
8. Kinh phí dự trù thực hiện đề tài (dự trù chi tiết đính kèm): 1.000.000 đồng.
DUYỆT CỦA BỘ MÔN

CÁN BỘ RA ĐỀ TÀI

DUYỆT CỦA HỘI ĐỒNG THI & XÉT TỐT NGHIỆP


TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

CỘNG HÕA XÃ HỘI CHỦ NGHĨAVIỆT NAM

KHOA CÔNG NGHỆ

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
Cần Thơ, ngày 09 tháng 05 năm 2013

NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ HƢỚNG DẪN
1. Cán bộ hƣớng dẫn: TS. Hồ Quốc Phong
2. Đề tài: Nghiên cứu khả năng sử dụng bã mía trong sản xuất chất béo từ nấm men
Yarrowia lipolytica Po1g
3. Sinh viên thực hiện: Võ Trƣờng Giang
4. Lớp: Công nghệ hóa học K35
5. Nội dung nhận xét:
a. Nhận xét về hình thức:
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
b. Nhận xét về nội dung của luận văn (Đề nghị ghi chi tiết và đầy đủ)
* Các nội dung và công việc đã đạt đƣợc (so với đề cƣơng luận văn):
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................

*. Những vấn đề còn hạn chế:
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................

c. Nhận xét đối với từng sinh viên thực hiện đề tài:
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................


............................................................................................................................................

d Kết luận và đề nghị:
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................

6. Điểm đánh giá: 10
Cần Thơ, ngày 09 tháng 05 năm 2013
Cán bộ hƣớng dẫn

TS. HỒ QUỐC PHONG


TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

CỘNG HÕA XÃ HỘI CHỦ NGHĨAVIỆT NAM

KHOA CÔNG NGHỆ

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
Cần Thơ, ngày…tháng…năm 2013

NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN
1. Cán bộ phản biện: Huỳnh Thu Hạnh
2. Đề tài: Nghiên cứu khả năng sử dụng bã mía trong sản xuất chất béo từ nấm men
Yarrowia lipolytica Po1g
3. Sinh viên thực hiện: Võ Trƣờng Giang
4. Lớp: Công nghệ hóa học K35
5. Nội dung nhận xét:
a. Nhận xét về hình thức:
..................................................................................................................................
b. Nhận xét về nội dung của luận văn (Đề nghị ghi chi tiết và đầy đủ)
* Các nội dung và công việc đã đạt đƣợc (so với đề cƣơng luận văn):
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................

*. Những vấn đề còn hạn chế:
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................

c. Nhận xét đối với từng sinh viên thực hiện đề tài:
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................

............................................................................................................................................

d Kết luận và đề nghị:
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................

6. Điểm đánh giá: 9.0
Cần Thơ, ngày 09 tháng 05 năm 2013
Cán bộ phản biện

ThS. HUỲNH THU HẠNH


LỜI CẢM ƠN
-----------

Trong suốt quá trình thực hiện luận văn tốt nghiệp, tôi đã gặp phải không ít
khó khăn. Tuy nhiên, với sự hƣớng dẫn, giúp đỡ của quý thầy cô, gia đình, bạn bè
cùng với sự nỗ lực của bản thân, tôi đã hoàn thành đề tài luận văn của mình.
Tôi xin gửi lời tri ân sâu sắc đến TS. Hồ Quốc Phong, Phó Trƣởng Bộ môn
Công nghệ Hóa học, Khoa Công nghệ, Đại học Cần Thơ. Thầy đã gợi ý hƣớng
nghiên cứu và cho tôi cơ hội cùng tham gia nghiên cứu khoa học. Đồng thời, thầy
cũng là ngƣời tận tình chỉ bảo, truyền đạt kiến thức, kinh nghiệm và tạo mọi điều
kiện thuận lợi để tôi có thể hoàn thành tốt luận văn.
Xin chân thành cám ơn TS. Huỳnh Liên Hƣơng, Trƣởng PTN Công nghệ
Hóa học, Bộ môn Công nghệ hóa học đã nhiệt tình giúp đỡ cả về kiến thức chuyên
môn lẫn thực nghiệm trong suốt thời gian nghiên cứu.
Xin cám ơn ThS. Nguyễn Thị Vân, Trƣởng PTN Sinh Kỹ thuật môi trƣờng,

Khoa Môi trƣờng và Tài nguyên thiên nhiên, đã tận tình hƣớng dẫn, hỗ trợ thiết bị
và hóa chất vi sinh.
Để hoàn thành luận văn này, tôi xin gửi lời cám ơn đến tất cả các bạn trong
nhóm nghiên cứu khoa học tại PTN Công nghệ Hóa học, bộ môn Công nghệ hóa
học: sinh viên Nguyễn Thanh Lăm, Ngô Tƣờng Vi, Huỳnh Diệp Hải Đăng, học viên
cao học Lê Trang Nguyên Thƣ, Trƣơng Thị Cẩm Tú đã hỗ trợ tôi trong suốt quá
trình thực hiện đề tài. Đặc biệt là sự giúp đỡ nhiệt tình của bạn Lê Nhơn Đức, Đại
học Khoa Học Tự Nhiên thành phố Hồ Chí Minh trong quá trình tìm và tải các tạp
chí uy tín của quốc tế.
Cuối cùng, tôi xin cảm ơn gia đình, bạn bè, những ngƣời đã quan tâm giúp
đỡ và động viên, khuyến khích tôi trong suốt thời gian qua để tôi hoàn thành luận
văn đƣợc tốt hơn.
Cần Thơ, ngày 17 tháng 04 năm 2013
SV. Võ Trƣờng Giang

SVTH: Võ Trƣờng Giang

ii


TÓM TẮT
Nghiên cứu này nhằm khảo sát khả năng sử dụng sản phẩm thủy phân bã mía
nhƣ nguồn carbon thay thế cho quá trình sản xuất chất béo từ nấm men Yarrowia
lipolytica Po1g. Sau khi đƣợc xử lí sơ bộ, bã mía đƣợc chuyển hóa thành đƣờng
bằng phƣơng pháp thủy phân với H2SO4 loãng ở nồng độ (1-4%, w/w), nhiệt độ
(60-120 °C), và thời gian (2-8 giờ). Điều kiện tối ƣu cho quá trình thủy phân bã mía
đƣợc xác định là H2SO4 3% ở 90 oC trong 6 giờ và với tỉ lệ bã mía và dung dịch
acid là 1/20 g/mL.
Bƣớc đầu quá trình nuôi cấy nấm men Y. lipolytica Po1g cho thấy rằng, so với
một số môi trƣờng nuôi cấy khác, sản phẩm thủy phân bã mía đã khử độc kết quả

tăng trƣởng sinh khối là cao nhất (khoảng 10.51 g/L) với thời gian nuôi cấy tối ƣu là
4 ngày. Hàm lƣợng chất béo cao nhất (37.15%) thu đƣợc khi nấm men đƣợc nuôi
cấy trong môi trƣờng không bổ sung nguồn nitrogen. Sự bổ sung peptone không
ảnh hƣởng đáng kể đến nồng độ sinh khối của nấm men nhƣng làm giảm rõ rệt hàm
lƣợng lipid tích lũy (chỉ 26.16%).
Kết quả phân tích sắc ký khí cho thấy lipid trung tính từ sinh khối Y. lipolytica
Po1g chứa hơn 82% acid béo tự do, 8% monoglyceride, còn lại là diglyceride và
triglyceride. Các acid béo bão hòa và không bão hòa đơn có chiều dài mạch carbon
từ C16 và C18 chiếm 83.19%. Chính vì thế, lipid từ Y. lipolytica Po1g có thể sử
dụng nhƣ là nguyên liệu cho quá trình tổng hợp biodiesel.

SVTH: Võ Trƣờng Giang

iii


ABTRACT
This study is to investigate the possibility of utilizing the hydrolysate of
sugarcane bagasse as an alternative carbon source for lipid production from
Yarrowia lipolytica Po1g. After pretreatment, bagasse was converted into sugars by
hydrolysis with dilute sulfuric acid at various concentrations (1-4%, w/w),
temperature (60-120 °C), and reaction time (2-8 hours). The optimal conditions for
bagasse hydrolysis were determined to be 3% sulfuric acid at 90 °C for 6 hours and
bagasse loading ratio was 1/20 g/mL.
Initially, the process of culturing Y. lipolytica Po1g showed that, compared
with some other media, detoxified sugarcane bagasse hydrolysate results in the
highest biomass (about 10.51 g/L) with the optimal incubation time was 4 days.
Highest lipid content (37.15%) obtained when yeast grown in medium without
nitrogen source. The addition of peptone did not significantly affect to biomass
concentration but reduced lipid accumulation markedly (only 26.16%).

The gas chromatography analysis showed that neutral lipid extracted from Y.
lipolytica Po1g biomass contains over 82% free fatty acid, 8% monoglyceride, the
remaining compose of di-, triglyceride and others. The saturated fatty acids and
monounsaturated with carbon chain lengths from C16 and C18 accounted for
83.19%. Therefore, lipid from Y. lipolytica Po1g can be used as raw material for
biodiesel synthesis.

SVTH: Võ Trƣờng Giang

iv


MỤC LỤC

MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ......................................................................................................... ii
TÓM TẮT ..............................................................................................................iii
ABTRACT ............................................................................................................. iv
MỤC LỤC .............................................................................................................. v
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU ......................................................................... viii
DANH MỤC HÌNH ẢNH VÀ SƠ ĐỒ ................................................................... ix
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ..................................................................... xi
CHƢƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG ........................................................................ 1
1.1 Đặt vấn đề...................................................................................................... 1
1.2 Mục tiêu và phạm vi nghiên cứu .................................................................... 2
CHƢƠNG 2 LƢỢC KHẢO TÀI LIỆU ................................................................... 4
2.1 Dầu đơn bào .................................................................................................. 4
2.2 Vi sinh vật cho dầu ........................................................................................ 5
2.2.1 Giới thiệu........................................................................................................ 5
2.2.2 Nấm men cho dầu ........................................................................................... 7

2.3 Nấm men Yarrowia lipolytica ........................................................................ 9
2.3.1 Giới thiệu........................................................................................................ 9
2.3.2 Ứng dụng ...................................................................................................... 11
2.3.3 Tổng hợp và tích lũy lipid bởi Y. lipolytica................................................... 11
2.3.4 Giới thiệu chủng Yarrowia lipolytica Po1g ................................................... 12
2.4 Sinh khối lignocellulose .............................................................................. 13
2.4.1 Cấu trúc lignocellulose ................................................................................. 13
2.4.2 Sản xuất SCO từ sinh khối lignocellulose ..................................................... 15
2.5 Bã mía ......................................................................................................... 16
2.5.1 Giới thiệu...................................................................................................... 16
2.5.2 Thành phần của bã mía ................................................................................. 18

SVTH: Võ Trƣờng Giang

v


MỤC LỤC

2.6 Chuyển hóa lignocellulose thành đƣờng ....................................................... 18
2.6.1 Thủy phân bằng acid đậm đặc ....................................................................... 18
2.6.2 Thủy phân bằng acid loãng ........................................................................... 19
2.6.3 Thủy phân bằng enzyme ............................................................................... 20
2.7 Chất ức chế .................................................................................................. 21
2.7.1 Hợp chất phenolic ......................................................................................... 21
2.7.2 Acid yếu ....................................................................................................... 22
2.7.3 Furan aldehyde ............................................................................................. 22
2.8 Phƣơng pháp khử độc .................................................................................. 23
2.8.1 Vôi hóa ......................................................................................................... 23
2.8.2 Than hoạt tính ............................................................................................... 24

2.8.3 Trao đổi ion .................................................................................................. 24
2.8.4 Enzyme......................................................................................................... 25
2.9 Phƣơng pháp trích ly chất béo ...................................................................... 25
2.9.1 Trích ly bằng dung môi đơn thuần ................................................................ 25
2.9.2 Trích ly bằng Soxhlet .................................................................................... 25
CHƢƠNG 3 PHƢƠNG TIỆN VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................... 27
3.1 Phƣơng tiện nghiên cứu ............................................................................... 27
3.1.1 Hóa chất ....................................................................................................... 27
3.1.2 Dụng cụ ........................................................................................................ 27
3.2 Phƣơng pháp nghiên cứu.............................................................................. 28
3.2.1 Chuẩn bị nguyên liệu thô và xử lí sơ bộ ........................................................ 28
3.2.2 Thủy phân bã mía bằng acid H2SO4 loãng..................................................... 29
3.2.3 Khử độc tính của sản phẩm thủy phân bã mía ............................................... 29
3.2.4 Nuôi cấy sơ bộ nấm men Y. lipolytica Po1g ................................................. 30
3.2.5 Quá trình lên men Y. lipolytica Po1g ............................................................ 30
3.2.6 Trích ly chất béo ........................................................................................... 31
3.5.7 Khử sáp và nhựa ........................................................................................... 31

SVTH: Võ Trƣờng Giang

vi


MỤC LỤC

3.3 Phƣơng pháp phân tích ................................................................................ 31
3.3.1 Xác định nồng lƣợng đƣờng tổng .................................................................. 31
3.3.2 Xác định hàm lƣợng nấm men ...................................................................... 32
3.3.3 Xác định hàm lƣợng và thành phần acid béo ................................................. 32
3.3.4 Phân tích thành phần mạch carbon cấu trúc nên chất béo .............................. 32

3.3.5 Phƣơng pháp xử lý số liệu............................................................................. 33
CHƢƠNG 4 KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM VÀ BÀN LUẬN ................................. 34
4.1 Ảnh hƣởng của nồng độ acid lên nồng độ đƣờng tổng ................................. 34
4.2 Ảnh hƣởng của tỉ lệ bã mía/ dung dịch acid đến nồng độ đƣờng tổng .......... 35
4.3 Ảnh hƣởng thời gian thủy phân đến nồng độ đƣờng tổng ............................. 37
4.4 Ảnh hƣởng của nhiệt độ đến nồng độ đƣờng tổng ........................................ 38
4.5 Ảnh hƣởng của quá trình khử độc đến nồng độ đƣờng tổng ......................... 40
4.6 Ảnh hƣởng của nguồn carbon đến sự sinh trƣởng của Y. lipolytica .............. 41
4.7 Ảnh hƣởng của nguồn nitrogen đến sự sinh trƣởng của Y. lipolytica ............ 43
4.8 Thành phần lipid tích lũy bởi Y. lipolytica.................................................... 44
4.9 So sánh hàm lƣợng lipid của Y. lipolytica trong các nguồn carbon ............... 47
CHƢƠNG 5 KẾT LUẬN-KIẾN NGHỊ ................................................................. 49
5.1 Kết luận ....................................................................................................... 49
5.2 Hạn chế........................................................................................................ 49
5.3 Kiến nghị ..................................................................................................... 50
TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................... 51

SVTH: Võ Trƣờng Giang

vii


MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 2.1: Vi sinh vật cho dầu điển hình .................................................................. 5
Bảng 2.2: Hàm lƣợng lipid của một số nấm men cho dầu ........................................ 7
Bảng 2.3: Thành phần acid béo của lipid từ vi sinh vật cho dầu và một số loại dầu
thực vật .................................................................................................. 8
Bảng 2.4: Một số sinh khối lignocellulose phổ biến .............................................. 16

Bảng 2.5: Thành phần hóa học của bã mía ............................................................ 18
Bảng 2.6: So sánh hiệu quả loại bỏ chất ức chế của một số biện pháp khử độc ...... 24
Bảng 4.1: Thành phần cơ bản của lipid trích ly từ nấm men Yarrowia lipolytica
Po1g nuôi cấy trong môi trƣờng bã mía thủy phân. ............................... 46
Bảng 4.2: Thành phần mạch carbon cấu trúc nên chất béo của nấm men. .............. 47
Bảng 4.3: So sánh hàm lƣợng lipid của Y. lipolytica sinh trƣởng trong các nguồn
carbon khác nhau .................................................................................. 48

SVTH: Võ Trƣờng Giang

viii


MỤC LỤC

DANH MỤC HÌNH ẢNH VÀ SƠ ĐỒ
Hình 2.1: Ảnh TEM hạt lipid của một số vi sinh vật cho dầu .................................. 6
Hình 2.2: Hình thái tế bào của Yarrowia lipolytica ................................................ 9
Hình 2.3: Bề mặt tế bào Yarrowia lipolytica sinh trƣởng trong hexadecane ......... 10
Hình 2.4: Cấu trúc lignocellulose ......................................................................... 13
Hình 2.5: Cấu trúc phân tử cellulose .................................................................... 14
Hình 2.6: Cấu trúc mạch hemicellulose ................................................................. 14
Hình 2.7: Cấu trúc của lignin ................................................................................ 15
Hình 2.8: Bã mía-nguồn nguyên liệu lignocellulose tiềm năng .............................. 17
Hình 2.9: Sự tƣơng tác của enzyme trên cấu trúc cellulose ................................... 20
Hình 2.10: Một số chất ức chế phổ biến ................................................................ 21
Hình 2.11: Sự hình thành chất ức chế từ quá trình thủy phân lignocellulose .......... 22
Hình 3.1: Bã mía nguyên liệu ở dạng thô .............................................................. 29
Hình 3.2: Phản ứng tạo phức giữa thuốc thử DNS và đƣờng khử .......................... 32
Hình 4.1: Mẫu sản phẩm thủy phân bã mía với các nồng độ acid khác nhau ......... 34

Hình 4.2: Ảnh hƣởng của nồng độ acid đến nồng độ đƣờng tổng .......................... 35
Hình 4.3: Sản phẩm thủy phân bã mía ở các tỷ lệ khác nhau ................................. 35
Hình 4.4: Ảnh hƣởng của tỉ lệ dung dịch acid/bã mía đến nồng độ đƣờng tổng ..... 36
Hình 4.5: Ảnh hƣởng của tỉ lệ dung dịch acid/bã mía đến độ chuyển hóa .............. 36
Hình 4.6: Mẫu sản phẩm thủy phân với thời gian khác nhau ................................. 37
Hình 4.7: Ảnh hƣởng của thời gian đến nồng độ đƣờng tổng ................................ 38
Hình 4.8: Ảnh hƣởng của nhiệt độ đến nồng độ đƣờng tổng ................................. 38
Hình 4.9: Sản phẩm thủy phân bã mía bị phân hủy ở nhiệt độ cao......................... 39
Hình 4.10: Sản phẩm thủy phân bã mía điều kiện tối ƣu (Trƣớc và sau khi lọc) .... 39
Hình 4.11: Sản phẩm thủy phân trƣớc và sau khi khử độc ..................................... 40
Hình 4.12: Ảnh hƣởng của quá trình khử độc đến nồng độ đƣờng tổng ................. 40
Hình 4.13: Phản ứng tạo phức giữa đƣờng khử với Ca2+ ....................................... 41
SVTH: Võ Trƣờng Giang

ix


MỤC LỤC

Hình 4.14: Ảnh hƣởng của nguồn carbon đến sự sinh trƣởng của Y. lipolytica ..... 42
Hình 4.15: Nồng độ sinh khối và sự tiêu thụ đƣờng của Y. lipolytica sinh trƣởng
trong bã mía thủy phân ......................................................................... 42
Hình 4.16: Ảnh hƣởng của nguồn cung cấp nitrogen đến sự sinh trƣởng và hàm
lƣợng lipid của Y. lipolytica Po1g ......................................................... 43
Hình 4.17: Mẫu lipid thu đƣợc từ sinh khối Y. lipolytica ....................................... 44
Hình 4.18: Sắc ký đồ của lipid đã loại wax và gum từ Y. lipolytica đƣợc nuôi cấy
trong môi trƣờng bã mía thủy phân. ...................................................... 45
Hình 4.19: Sắc ký đồ thể hiện thành phần acid béo cấu trúc nên chất béo trích ly từ
nấm men Y. lipolytica đƣợc nuôi cấy trong môi trƣờng bã mía thủy phân. ............. 46

Sơ đồ
Sơ đồ 3.1: Tóm tắt quá trình sản xuất lipid từ Y. lipolytica Po1g ........................... 28
Sơ đồ 3.2: Quá trình khử độc sản phẩm thủy phân bã mía ..................................... 29

SVTH: Võ Trƣờng Giang

x


MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
ARA .................... arachidonic acid
CFU ..................... colony-forming unit
DHA ................... docosahexaenoic acid
DNS .................... 3,5-dinitrosalicylic acid
EPA .................... eicosapentaenoic acid
FAME ................. fatty acid methyl ester
FDA ..................... Food and Drug Administrator
FID....................... Flame Ionization Detector (Đầu dò ion hóa ngọn lửa)
GC ....................... Gas chromatography (sắc ký khí)
GLA .................... γ-linolenic acid
GRAS .................. Generally regarded as safe
HMF .................... hydroxymethyl furfural
HS ....................... hydrophobic substrate (chất nền kị nƣớc)
LP ........................ lipid particle (hạt lipid)
NĐĐT .................. Nồng độ đƣờng tổng
PHA ..................... Polyhydroxyalkagnoate
SCO ..................... single cell oil (dầu đơn bào)
SCP ...................... single cell protein (protein đơn bào)

SPTPBM .............. sản phẩm thủy phân bã mía
STE ..................... steryl ester
TAG .................... triacylglycderide
TEM .................... transmission electron microscopy (hiển vi điện tử truyền qua)
UV-Vis................. Ultraviolet-visible (cực tím-khả kiến)
w/w ...................... weight/weight (Khối lƣợng/ khối lƣợng)
YPD .................... Yeast Peptone Dextrose
YPDA .................. Yeast Peptone Dextrose Agar

SVTH: Võ Trƣờng Giang

xi


CHƢƠNG 1
GIỚI THIỆU CHUNG
1.1 Đặt vấn đề
Ngày nay, trữ lƣợng dầu mỏ đang dần cạn kiệt, giá dầu liên tục biến động,
trong khi nhu cầu sử dụng ngày càng tăng cao dẫn đến nguy cơ khủng cơ khủng
hoảng năng lƣợng trầm trọng đối với toàn thế giới. Bên cạnh đó, việc sử dụng quá
mức nhiên liệu hóa thạch là một trong những nguyên nhân chính dẫn đến sự biến
đổi khí hậu, hiệu ứng nhà kính và các vấn đề môi trƣờng khác. Do đó, việc tìm kiếm
nguồn năng lƣợng thay thế bền vững, có thể tái tạo, hiệu quả, và thân thiện với môi
trƣờng là quan tâm hàng đầu của các quốc gia tiên tiến. Trong đó, nghiên cứu phát
triển dầu sinh học hay biodiesel từ thực vật, vi tảo và vi sinh vật là hƣớng đi đang
đƣợc quan tâm mạnh mẽ.
Dầu sinh học hay biodiesel đƣợc biết đến nhƣ là nhiên liệu có khả năng phân
huỷ sinh học, phát sinh ít chất thải, có thể hòa trộn với petrodiesel và tƣơng thích tốt
với các động cơ hiện tại (Knothe, 2008). Hiện nay, biodiesel thƣơng mại chủ yếu
đƣợc tổng hợp từ phản ứng chuyển vị ester giữa methanol và các loại dầu thực vật

ăn đƣợc nhƣ dầu đậu nành ở Mỹ, dầu hạt hƣớng dƣơng và dầu hạt cải ở Châu Âu,
dầu cọ ở Đông Nam Á và dầu dừa ở Philippines (Murugesan et al., 2009). Tuy
nhiên, giá của các sản phẩm biodiesel thƣơng mại sản xuất theo phƣơng pháp này
vẫn còn rất cao so với diesel truyền thống do chi phí cao của nguyên liệu thô, ƣớc
tính chiếm 70-88% (Chen et al., 2009; Haas et al., 2006) giá thành của biodiesel.
Hơn thế nữa, việc sử dụng các loại dầu thực vật cho quá trình sản xuất biodiesel quy
mô công nghiệp làm giảm diện tích đất canh tác của các cây nông nghiệp truyền
thống, ảnh hƣởng đáng kể đến vấn đề an ninh lƣơng thực, giá thực phẩm tăng cao
và nguy cơ thiếu các loại dầu ăn đƣợc. Sử dụng mỡ động vật, dầu đã qua sử dụng và
dầu từ các loại thực vật không ăn đƣợc có thể làm giảm giá thành của biodiesel. Tuy
nhiên, nguồn cung cấp các loại dầu này không đáp ứng đủ nhu cầu sản xuất nhiên
liệu sinh học (Huang et al., 2013). Để đảm bảo sự phát triển bền vững của biodiesel,
các công nghệ khác để sản xuất chất béo đang đƣợc nghiên cứu và phát triển. Trong
đó, chất béo từ vi sinh vật (microbial lipid) còn đƣợc gọi là dầu đơn bào (single cell
oil, SCO) đƣợc quan tâm nhƣ là một nguồn nguyên liệu đầy hứa hẹn cho việc sản
xuất dầu biodiesel. So với dầu thực vật, việc sử dụng các vi sinh vật có lợi thế nhƣ

SVTH: Võ Trƣờng Giang

1


Chƣơng 1 GIỚI THIỆU CHUNG

thời gian sinh trƣởng ngắn, yêu cầu công lao động và tài nguyên đất thấp hơn, dễ
dàng mở rộng quy mô, và ít bị ảnh hƣởng bởi thời tiết hay khí hậu (Li et al., 2008).
Một số vi sinh vật trong tự nhiên (vi khuẩn, nấm và vi tảo) có thể chuyển đổi
carbohydrate từ quá trình trao đổi chất thành lipid và tích lũy chúng dƣới dạng
triacylglyceride với hàm lƣợng lên đến 70% khối lƣợng tế bào. Trong đó, nấm men
Yarrowia lipolytica có khả năng tích lũy hàm lƣợng chất béo cao, thƣờng đƣợc tìm

thấy trong môi trƣờng giàu các chất nền kỵ nƣớc (hydrophobic substrate, HS). Y.
lipolytica đã phát triển các cơ chế phức tạp để sử dụng hiệu quả những chất nền
khác nhau nhƣ ankane, acid béo, dầu nhƣ nguồn carbon cho quá trình tích lũy lipid.
Chất béo trung tính thu đƣợc từ Y. lipolytica là nguồn nguyên liệu tiềm năng để
chuyển hóa thành biodiesel vì chúng chứa một lƣợng lớn các acid béo tự do. Tuy
nhiên, ngƣời ta cũng nhấn mạnh rằng, chất béo từ nấm men cho dầu chỉ có thể cạnh
tranh với các nguồn chất béo thƣơng mại khác nếu đƣợc sản xuất từ nguyên liệu rẻ
hơn nguồn truyền thống. Đƣờng từ quá trình thủy phân sinh khối lignocellulose có
thể là một nguồn dinh dƣỡng lý tƣởng cho việc nuôi cấy sản xuất chất béo từ vi sinh
vật.
Bã mía là một phụ phẩm nông nghiệp chứa lignocellulose phổ biến ở hầu hết
các nƣớc nhiệt đới, trong đó có Việt Nam. Theo Tổng cục Thống kê Việt Nam, từ
2005-2007, trung bình mỗi năm nƣớc ta sản xuất hơn 15 triệu tấn mía. Chính vì thế
lƣợng bã mía thải ra là rất lớn. Tuy nhiên trong thời gian qua, các ứng dụng của bã
mía chƣa đƣợc khai thác triệt để, chỉ dừng lại ở việc dùng làm nhiên liệu đốt lò hoặc
làm bột giấy, và ván ép dùng trong xây dựng, v.v… Trong khi bã mía là nguồn
lignocellulose tiềm năng cho quá trình sản xuất nhiên liệu sinh học từ vi sinh vật do
có hàm lƣợng carbonhydrate cao, hàm lƣợng chất ức chế thấp, và là phế phẩm tại
các nhà máy đƣờng. Chính vì vậy, đề tài “Nghiên cứu sử dụng bã mía trong sản
xuất chất béo từ nấm men Yarrowia lipolytica Po1g” đƣợc đề xuất nhằm bƣớc đầu
đánh giá khả năng ứng dụng bã mía trong quá trình nuôi cấy Y. lipolytica Po1g để
sản xuất chất béo phục vụ cho việc sản xuất nhiên liệu sinh học.

1.2 Mục tiêu và phạm vi nghiên cứu
Mục tiêu của đề tài này là khảo sát khả năng sử dụng sản phẩm thủy phân bã
mía để sản xuất chất béo từ nấm men Yarrowia lipolytica Po1g. Qua đó đề xuất
nguyên liệu thô rẻ tiền cho quá trình sản chất béo có quy mô công nghiệp. Hơn thế
nữa, thông qua đề tài này, bã mía đƣợc chứng minh là nguồn nguyên liệu rẻ tiền,
thích hợp và cạnh tranh với nguyên liệu sản xuất lipid truyền thống, nâng cao giá trị
của cây mía, đồng thời giải quyết một phần ô nhiễm môi trƣờng.

SVTH: Võ Trƣờng Giang

2


Chƣơng 1 GIỚI THIỆU CHUNG

Nội dung đề tài đƣợc chia ra thành hai phần: (i) khảo sát quá trình thủy phân
bã mía bằng H2SO4 loãng nhằm tìm ra điều kiện phản ứng tối ƣu để thu đƣợc dung
dịch bã mía thủy phân có nồng độ đƣờng cao nhất; (ii) Khảo sát các khả năng sử
dụng bã mía thủy phân của Y. lipolytica Po1g và các yếu tố chính ảnh hƣởng đến
quá trình nuôi cấy.
Cụ thể, trong quá trình thủy phân bã mía các yếu tố quan trọng ảnh hƣởng đến
quá trình thủy phân đều đƣợc khảo sát nhƣ:
-

Nồng độ acid (1-4%)

-

Thời gian (2-8 giờ)

-

Nhiệt độ (60-120 ºC)

-

Tỉ lệ giữa bã mía và dung dịch acid (1/15-1/30 g/mL)

-

Ảnh hƣởng của sự loại bỏ chất độc đến thành phần sản phẩm thủy phân.

Các yếu tố quan trọng trong quá trình nuôi cấy ảnh đến sự sinh trƣởng và tích
lũy chất béo của nấm men sẽ đƣợc khảo sát nhƣ:
-

Ảnh hƣởng thời gian nuôi cấy.

-

Ảnh hƣởng của môi trƣờng nuôi cấy.

SVTH: Võ Trƣờng Giang

3


CHƢƠNG 2
LƢỢC KHẢO TÀI LIỆU
2.1 Dầu đơn bào
Để đáp ứng nhu cầu sản xuất biodiesel ngày càng tăng, việc tìm kiếm công
nghệ khác để sản xuất chất béo là rất quan trọng. Gần đây, quá trình sản xuất dầu
đơn bào từ các vi sinh vật dị dƣỡng cho dầu đang đƣợc quan tâm mạnh mẽ của các
nhóm nghiên cứu trên thế giới.
Dầu đơn bào (single cell oil, SCO) có thể đƣợc định nghĩa là một loại dầu ăn
thu đƣợc từ vi sinh vật với thành phần tƣơng tự nhƣ dầu và mỡ từ động, thực vật
(Beopoulos et al., 2010). Các acid béo chính hiện diện trong SCO là: acid oleic,

acid palmitoleic, acid arachidonic, acid palmitic và acid stearic (Christophe et al.,
2012). Tuy nhiên, hàm lƣợng lipid và thành phần acid béo của SCO khác nhau tùy
thuộc vào các yếu tố môi trƣờng nhƣ nguồn carbon, nitrogen và tùy từng chủng vi
sinh vật.
Việc tìm ra những chủng vi sinh vật và phƣơng pháp nuôi cấy nhằm thu đƣợc
chất béo tốt nhất đã đƣợc thực hiện từ nữa đầu thế kỷ 20 khi các nhà khoa học, đặc
biệt là ở Đức, bắt đầu khám phá SCO nhƣ là một sự thay thế cho các loại dầu thực
vật trong hai cuộc chiến tranh thế giới thứ I và thứ II (Wynn & Ratledge, 2005). Khi
ngày càng nhiều bằng chứng cho thấy khả năng ứng dụng SCO trong lĩnh vực y
học, đặc biệt là các acid béo không bão hòa quan trọng nhƣ γ-linolenic acid (GLA),
arachidonic acid (ARA), docosahexaenoic acid (DHA) and eicosapentaenoic acid
(EPA), quá trình sản xuất SCO càng đƣợc quan tâm mạnh mẽ. Hơn nữa, do giá
thành của chất béo để sản xuất biodiesel vẫn còn quá cao, ngày càng nhiều nghiên
cứu đƣợc tiến hành với mục đích tìm ra nguồn chất béo thay thế trong quá trình sản
xuất dầu sinh học hiện tại (Huang et al., 2013). Rõ ràng, SCO sẽ đóng vai trò quyết
định trong tƣơng lai và là chìa khóa trong công nghiệp sản xuất biodiesel, góp phần
giải quyết khủng hoảng năng lƣợng của thế giới hiện nay.
Để có thể cạnh tranh với các nguồn chất béo thƣơng mại khác, cần thiết phải
kiểm soát giá dầu vi sinh vật để giá của nó có thể cạnh tranh với xăng và diesel. Chi
phí của biodiesel từ SCO bao gồm chi phí cho quá trình lên men và chuyển vị este
sau đó. Do chi phí quá trình chuyển vị este tƣơng đối ổn định, chi phí lên men sẽ
quyết định khả năng công nghiệp hóa của SCO. Trong đó, chất nền lên men giữ vai
trò rất quan trọng. Chi phí của các chất nền phải đủ thấp đồng thời phải không ảnh

SVTH: Võ Trƣờng Giang

4


Chƣơng 2 LƢỢC KHẢO TÀI LIỆU

hƣởng đến chất lƣợng dầu của vi sinh vật, đặc biệt là hàm lƣợng và thành phần lipid
phải thích hợp để sản xuất biodiesel (Huang et al., 2013). Vì vậy, nhiều nghiên cứu
đã đƣợc thực hiện nhằm tìm kiếm những chủng vi sinh vật mới có khả năng sử dụng
chất dinh dƣỡng từ các phụ phẩm công-nông nghiệp nhƣ vỏ trấu, rơm rạ, cám gạo,..
để sản xuất lipid.

2.2 Vi sinh vật cho dầu
2.2.1 Giới thiệu
Nấm men là vi sinh vật đầu tiên đƣợc công nhận là có khả năng tích lũy lipid
cách đây hơn một thế kỷ. Sau đó, các loài tích lũy lipid khác lần lƣợt đƣợc xác định
bao gồm vi khuẩn, tảo và nấm mốc (Leman, 1997). Tất cả vi sinh vật đều tổng hợp
lipid để hình thành nên màng tế bào chất của chúng. Tuy nhiên, một số vi sinh vật
có thể tích lũy lipid lớn hơn 20% khối lƣợng tế bào khô và đƣợc xem là vi sinh vật
cho dầu (Beopoulos et al., 2009). Theo ƣớc tính của Ratledge (1991), khoảng 125
loài nấm men và nấm mốc đƣợc xem là vi sinh vật cho dầu (Palmqvist et al., 1999).
Chúng có khả năng tích lũy lipid nội bào từ quá trình trao đổi chất trên các nguồn
carbon khác nhau. Một số vi sinh vật có thể tích lũy lipid đến 40% sinh khối đƣợc
thể hiện ở Bảng 2.1.
Bảng 2.1: Vi sinh vật cho dầu điển hình (Leman, 1997)
Nấm mốc
Entomophthora conica
Cunninghamella elegans
Mortierella isabelina
M. pusilla
Vi tảo
Botryococcus braunii M. vinacea
Dunaliella salina
Mucor circinelloides
Nannochloris sp.

M. mucedo
Monalanthus salina
M. plumbeus
Chlorella pyrenoidosa Aspergillus fischeri
A. oryzae
Penicillium lilacinum
Oidium lactis
Vi khuẩn
Arthrobacter sp.

Nấm men
Cryptococcus curvatus
C. terricolus
Candida NCYC 911
Lipomyces lipofer
L. starkey
L. tetrasporus
Rhodospiridium toruloides
Rhotodorula glutinis
Trichosporon cutaneum
Endomycopsis vernalis

Dù một số loài có thể tích lũy dầu với hàm lƣợng khá cao nhƣ Arthrobacter
(80%), Mycobacterium, Corynebacterium (30-40%), nhƣng ngày nay vi khuẩn hầu

SVTH: Võ Trƣờng Giang

5

Chƣơng 2 LƢỢC KHẢO TÀI LIỆU

nhƣ không đƣợc sử dụng để sản xuất dầu, nhất là dầu nguyên liệu cho biodiesel. Do
vi khuẩn chỉ tổng hợp một số loại lipid đặc biệt và khó trích ly, chẳng hạn nhƣ PHA
hoặc wax ester. Các thành phần lipid này không thích hợp cho quá trình sản xuất
biodiesel ở quy mô công nghiệp. Vi tảo thƣờng tích lũy dầu với hàm lƣợng từ 2040%. Lipid đƣợc sản xuất từ vi tảo chủ yếu là các chất béo không bão hòa và dễ bị
oxi hóa trong quá trình lƣu trữ do chứa số liên kết đôi lớn. Điều này làm giảm khả
năng ứng dụng của chúng trong tổng hợp biodiesel. Hơn nữa, quá trình nuôi cấy các
loại vi tảo đòi hỏi có điều kiện nuôi cấy đặc biệt nhƣ diện tích nuôi cấy lớn, bắt
buộc phải chiếu sáng nhân tạo và thời gian lên men dài làm tăng các vấn đề về kinh
tế và kỹ thuật. Trong khi, nấm men chứa dầu có tốc độ sinh trƣởng nhanh, hàm
lƣợng lipid cao, triacylglycerol (TAG) tích lũy có thành phần tƣơng tự dầu thực vật
và có thể sinh trƣởng trong nhiều nguồn carbon khác nhau nhƣ glucose, xylose,
arabinose, mannose, glycerol, và các phế phẩm nông nghiệp hoặc công nghiệp khác.
Từ thực tế đó, các nhà khoa học nhận thấy vi sinh vật phù hợp nhất để sản xuất lipid
cho quá trình tổng hợp biodiesel chính là nấm men chứa dầu (Leman, 1997; Meng
et al., 2009).
Các vi sinh vật tích lũy lipid, chủ yếu dƣới dạng triacylglycerol (TAG) và các
steryl ester (STE) trong các hạt lipid (lipid particle, LP) tùy thuộc vào điều kiện môi
trƣờng. Cấu trúc hạt lipid của một số loại vi sinh vật cho dầu đƣợc thể hiện ở Hình
2.1.

Hình 2.1: Ảnh TEM hạt lipid của một số vi sinh vật cho dầu (Chen et al., 2009)
(a) Mortierella isabellina, (b) Cunninghamella blakeleana, (c) Lipomyces starkeyi
(d) Rhodosporidium toruloides, (e) Yarrowia lipolytica CGMCC 2.1398

SVTH: Võ Trƣờng Giang

6

Chƣơng 2 LƢỢC KHẢO TÀI LIỆU

Ở vi sinh vật, mức độ tích lũy lipid phụ thuộc vào cấu trúc gen. Hàm lƣợng
lipid tối đa đạt đƣợc có thể khác nhau đáng kể giữa các loài khác nhau, thậm chí
giữa các chủng khác nhau trong cùng một loài. Tùy thuộc vào những vi sinh vật
khác nhau và điều kiện nuôi cấy khác nhau mà hàm lƣợng cũng nhƣ thành phần
lipid khác nhau (Papanikolaou et al., 2002).
2.2.2 Nấm men cho dầu
Khả năng tích lũy chất béo của nấm men đã đƣợc biết đến từ những năm 70
của thế kỷ 20, nhƣng chỉ trong những năm gần đây, các nhóm nghiên cứu mới tập
trung vào khai thác SCO từ nấm men để sản xuất biodiesel. Cho đến nay có khoảng
1500 loài nấm men thuộc hơn 100 chi đã đƣợc mô tả, nhƣng chỉ có khoảng 30 loài
là có thể tích lũy lipid hơn 25% khối lƣợng sinh khối (Rossi et al., 2011). Một số
loài có thể tổng hợp và tích lũy TAG lên đến 70% khối lƣợng sinh khối. Hàm lƣợng
lipid tích lũy của một số loại nấm men cho dầu phổ biến đƣợc trình bày ở Bảng 2.2.
Bảng 2.2: Hàm lƣợng lipid của một số nấm men cho dầu (Palmqvist et al., 1999)
Nấm men

Hàm lƣợng lipid tối đa
(% khối lƣợng)

Cryptococcus curvatus
Candida tropicalis
Candida sp. 107
Cryptococcus albidus
Cryptococcus neoformis
Lipomyces lipofer
Lipomyces starkeyi
Lipomyces tetraporus

Rhodotorula glutinis
Rhodotorula graminis
Rhodotorula mucilaginosa
Trichosporon pullulans
Schwannimyces occidentalis
Yarrowia lippolytica

58
23
42
65
22
64
63
67
72
36
28
65
23
36

Trong số 30 chủng nấm men cho dầu, các chủng Lypomyces, Yarrowia,
Cryptococcus, Rhodosporidium (hoặc Rhodotorula) đƣợc sử dụng rộng rãi nhất với

SVTH: Võ Trƣờng Giang

7

Chƣơng 2 LƢỢC KHẢO TÀI LIỆU

khả năng tích lũy lipid trung bình khoảng 40-70% sinh khối (Ageitos et al., 2011;
Li et al., 2008). Các acid béo chính trong thành phần của hầu hết lipid từ nấm men
là acid oleic, palmitic, linolenic và acid stearic. Thành phần cấu trúc acid béo của
lipid thu đƣợc từ nấm men khá tƣơng đồng với thành phần của các loại dầu thực vật
nhƣ đƣợc trình bày ở Bảng 2.2. Điều này chứng tỏ, chúng có thể đƣợc sử dụng nhƣ
là nguyên liệu thay thế hấp dẫn cho lipid truyền thống trong quá trình tổng hợp dầu
sinh học.
Bảng 2.3: Thành phần acid béo của lipid từ vi sinh vật cho dầu và một số loại dầu
thực vật (Beopoulos et al., 2009; Christophe et al., 2012; Ratledge & Wynn, 2002)

Nguồn gốc chất béo
Cryptococcus curvatus
Cryptococcus albidus
Candida sp. 107
Lipomyces starkeyi
Rhodotorula glutinis
Rhodotorula graminis
Rhizopus arrhizus
Trichosporon pullulans
Yarrowia lipolytica
Dầu cọ
Dầu hạt cải
Dầu đậu nành
Dầu hạt bông
Bơ ca cao

Thành phần acid béo chính
C16:0 C16:1 C18:0 C18:1

25
0
10
57
12
1
3
73
44
5
8
31
34
6
5
51
37
1
3
47
30
2
12
36
18
0
6
22
15
0

2
57
11
6
1
28
32-59 1-8
27-52
3-14 0.9-2 56-64
11
4
22
27-28 0.9-2 13-18
28
35
35

C18:2
7
12
9
3
8
15
10
24
51
5-14
22-26
53

51-57
2

C18:3
0
0
1
0
0
4
12
1
1
8-10
8
-

Điều kiện chính để thu đƣợc hàm lƣợng lipid cao là môi trƣờng phải có nguồn
carbon thừa trong khi các nguồn dinh dƣỡng khác, chủ yếu là nitrogen, bị hạn chế.
Chính vì thế, sản xuất lipid từ nấm men phụ thuộc chủ yếu vào tỉ lệ C/N, sự hiếu
khí, muối vô cơ, pH và nhiệt độ (Subramaniam et al., 2010). Mặc dù vậy, hàm
lƣợng và thành phần lipid khác nhau giữa các loài. Chẳng hạn, C. curvatus tích lũy
một lƣợng lớn acid palmitic trong khi acid oleic là thành phần acid béo chính đƣợc
tích lũy trong C. albidus. Y. lipolytica tích lũy lipid ở mức độ thấp hơn so với các
chủng nấm men khác tuy nhiên nó là chủng nấm men duy nhất có khả năng tích lũy

SVTH: Võ Trƣờng Giang

8

Chƣơng 2 LƢỢC KHẢO TÀI LIỆU

acid linoleic với tỉ lệ hơn 50% nhƣ thể hiện ở Bảng 2.2. Đồng thời, Y. lipolytica
cũng là nấm men duy nhất đã đƣợc hoàn thành bộ gen cùng với các công cụ di
truyền hiệu quả đã đƣợc phát triển trên nấm men này (Nicaud, 2012).

2.3 Nấm men Yarrowia lipolytica
2.3.1 Giới thiệu
Yarrowia lipolytica trƣớc đây đƣợc biết đến với tên gọi Candida lipolytica.
Sau khi hình thái hoàn chỉnh đƣợc xác định, loại nấm này đƣợc phân loại và đặt tên
lại là Endomycopsis lipolytica, Saccharomycopsis lipolytica và cuối cùng là
Yarrowia lipolytica (Bankar et al., 2009). Tên chi Yarrowia đƣợc đề xuất bởi van
der Walt và von Arx từ năm 1980 trên cơ sở trên cơ sở những phát hiện của Yarrow
(1972) (Nicaud, 2012). Trong khi đó, tên loài là “lipolytica” xuất phát từ khả năng
thủy phân các chất béo của chúng khi môi trƣờng sống tự nhiên của nấm men này là
các môi trƣờng ô nhiễm dầu và thực phẩm giàu lipid (Nicaud, 2012; Papanikolaou
& Aggelis, 2010)
Y. lipolytica là nấm đa hình. Nó có thể phát triển dƣới dạng tế bào đơn, giả sợi
hoặc thậm chí là dạng sợi có vách ngăn (Hình 2.2) tùy thuộc vào các điều kiện dinh
dƣỡng và môi trƣờng khác nhau (Papanikolaou & Aggelis, 2010). Tuy nhiên dạng
thƣờng gặp là dạng sợi có vách ngăn có chiều dày từ 3-5 µm. Những tế bào ở phần
chồi thƣờng khoảng 100 µm, trong khi mỗi đoạn dài từ 50-70 µm. Trong mỗi đoạn
chỉ có một nhân tế bào (Barth & Gaillardin, 1997; Barth & Gaillardin, 1996).

Hình 2.2: Hình thái tế bào của Yarrowia lipolytica (Nicaud, 2012)
Y. lipolytica là một loại nấm men hiếu khí bắt buộc và không thể sinh trƣởng ở
nhiệt độ cao hơn 32 ºC. Do vậy, không giống nhƣ Candida albicans và Candida
tropicalis, loại nấm men này đƣợc xem là không có khả năng gây bệnh và đƣợc xếp

SVTH: Võ Trƣờng Giang

9