Sản xuất nguyên liệu bao bì sinh học từ vi sinh vật

Sản xuất nguyên liệu bao bì sinh
học

Nhóm 6


Lý do chọn đề tài

 Hành tinh chúng ta đang bị quá tải về các loại rác thải không phân hủy, trong đó các loại bao bì nilon
chiếm một tỉ trọng đáng kể.

 Xu hướng tạo ra một nhu cầu rất lớn đối với các loại túi thay thế làm bằng vật liệu có khả năng tái
sinh giúp bảo vệ môi trường, bao gồm các loại túi có thể tái sử dụng và túi dễ phân huỷ.

 Một vấn đề lớn cần được quan tâm nữa là ở nước ta tình trạng ô nhiễm môi trường ở các làng nghề

chế biến nông sản ngô khoai sắn đang rất bức thiết. các làng nghề thường mang tính tự phát , quy mô
nhỏ hẹp…ý thức bảo vệ môi trường của các chủ cơ sở sản xuất kinh doanh ở đó chưa cao, nước thải
từ các làng nghề chế biến nông sản lại chứa hàm lượng tinh bột cao gây khó khăn trong việc xử lý.



 Enzyme amylase có nhiều ưu điểm hơn khi sử dụng acid để thuỷ phân tinh bột: Năng lượng xúc tác

thấp, không yêu cầu cao về thiết bị sử dụng. Trong thiên nhiên, enzyme amylase có ở hầu hết mọi vi
sinh vật, thực vật và động vật

 enzym amylase có thể tìm thấy ở nhiều nguồn khác nhau như amylase từ thực vật, động vật và vsv
 Ngày nay do có ưu thế về nhiều mặt, vi sinh vật trở thành nguồn thu enzyme chủ đạo. amylase được


tách chiết từ VSV có khả năng chịu nhiệt cao mà không bị mất hoạt tính. Hơn nữa enzyme amylase
được tổng hợp từ aspergillus aryzae có hiệu lực cao hơn so với một số chủng nấm mốc và vi khuẩn
khác.
Nhờ hoạt tính amylase của Aspergillus để phân hủy phế thải lương thực tạo vật liệu sản xuất
bao bì dễ phân hủy sinh học


Tổng quan
 Trên thế giới hiện nay, các loại bao bì an toàn và thân thiện với môi trường được phát

triển mạnh mẽ. Các nghiên cứu nhằm tạo ra các loại bao bì có khả năng phân hủy sinh
học và thân thiện với môi trường đang thu hút sự quan tâm của nhiều nhóm nghiên
cứu. Các loại vật liệu phân hủy sinh học như polylactic axit (PLA), polyhydroxybutyrat
(PHB) được xem là các ứng cử viên cho hướng phát triển này do có khả năng phân hủy
trong tự nhiên, không gây ô nhiễm môi trường



 Trong đó có một số nghiên cứu tiêu biểu :
1. Nghiên cứu chế tạo và ứng dụng vật liệu polyme phân hủy sinh học của tác giả: PGS.
2.
3.

TS. Phạm Thế Trinh - Viện Hóa học Công nghiệp Việt Nam

Công trình nghiên cứu và sản xuất loại polymer sinh học mới được làm từ bột khoai mì
của PGS.TS. Trương Vĩnh, Trưởng Bộ môn Công nghệ hóa học Trường ĐH Nông Lâm
TPHCM
Công trình nghiên cứu và sản xuất loại polymer sinh học trên cơ sở tinh bột ngô của
Th.S Trương Phước Nghĩa - Đại học Khoa học tự nhiên, TPHCM

II.PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN

 2.1.Phương pháp tiếp cận
 Từ những bất cập từ các vấn đề có liên quan đến phế thải lương thực chứa nhiều tinh



bột và sự thủy phân tinh bột của enzyme amylase của một số chủng vi sinh vật có thể
thì biện pháp khả thi nhất là sử dụng các vi sinh vật này sử dụng nguồn tinh bột phế
thải là nguyên liệu để tạo ra sản phẩm mới thân thiện với môi trường 

 2.2.Phương pháp nghiên cứu
 Phương pháp pháp phân lập chủng vi sinh vật
 Phương pháp lên men
 Phương pháp nghiên cứu và thử nghiệm sản xuất giống
 Phương pháp nghiên cứu sản xuất axit lactic bằng cách lên men vi sinh vật
 Phương pháp nghiên cứu tổng hợp PLA từ axit lactic


III.KẾ HOẠCH THỰC HIỆN

 Mục đích: bảo vệ môi trường



Sản xuất nguyên liệu bao bì dễ phân hủy sinh học từ phế thải lương thực nhờ vi sinh
vật

 Kết quả đầu ra: sản xuất được bao túi sinh học dễ phân hủy, tận dụng được
lượng phế thải bỏ đi

 Hoạt động:

3.1.Xác định đối tượng ( đặc tính, ứng dụng )
3.1.1.phế thải lương thực (tinh bột)
Nghiên cứu về tinh bột bao gồm cả nghiên cứu về khả năng hấp thụ nước của nó,
biến tính phân tử bằng phương pháp hóa học, đặc tính của nó lúc khuấy ở nhiệt độ
cao và độ bền của nó đối với biến dạng trượt cơ nhiệt.
3.1.2 Nấm aspergillus
Tìm hiểu đặc tính của nấm và khả năng tiết enzyme oryaze


Cách thực hiện

 Phương pháp phân lập nấm mốc Aspergillus oryzae
Nghiền mẫu đối với mẫu khoai tây



Lấy 10g mẫu đất hoặc mẫu khoai tây cho vào 900ml nước cất vô trùng sau đó đào
trộn mẫu
Dùng pipet hút 10ml từ dung dịch mẫu ban đầu chuyển sang 1 ống nghiệm khác có
chứa 90ml nước cất vô trùng
Tiếp tục pha loãng mẫu ở nồng độ10

-3
-4 ở
, 10

những ống nghiệm tiếp theo

Hút 0,1 ml cho vào đĩa petri có chứa môi trường dinh dưỡng chọn lọc cho nấm mốc
pahts triển , môi trường PDA
Dùng que trải , trải đều phần dinh dưỡng trên bề mặt môi trường đem ủ ở nhiệt độ
phòng trong vòng 3 ngày




Nấm mốc sẽ sử dụng nguồn tinh bột làm cơ chất nên những chỗ này sẽ xuất hiện những
quầng sáng xung quanh khuẩn lạc
Nhận biết bằng cách bổ sung Iodine vào trong môi trường khi cấy. có tác dụng là chất chỉ thị
cho tinh bột
Cấy truyền nấm mốc đặc trưng cho môi trường PDA trong ống thach nghiêng với 1%tinh bột
cho phép nấm mốc phát triển trong 72 giờ sau đó có thể dự trữ trong máy làm đông
Nhân giống vi sinh vật ở bình tam giác (quy mô nhỏ)
Đổ 10ml H20 cất vô trùng vào ống thạch nghiêng có chứa bào tử nấm cho vào bình ta giác có
chứa môi trường sinh trưởng của nấm


Phương pháp lên men và sản xuất nguyên liệu

Nguồn nguyên liệu sinh khối



Đường hóa bằng emzyme

SSF

Cacbonhydro cho quá trình lên men

Lên men vi khuẩn

Dịch lên men

Thu hồi và tinh chế

Lactic tinh khiết

Sơ đồ sản xuất lactic bằng lên men vi sinh vật


Quá trình tổng hợp PLA từ axit lactic


 Tổng hợp Polylactic axit được thực hiện bằng phản ứng trùng hợp mở vòng


i.
ii.

Lactide (ROP).

Lactide (3,6-dimethyl 1,4-dioxane 2,5-dione) là một dime vòng với monome là
axit lactic.
Phản ứng tạo Lactide trải qua 2 giai đoạn:
Đầu tiên, monome axit lactic được trùng ngưng để tạo thành oligome.
Oligome trải qua quá trình đề polyme hóa đồng thời vòng hóa tạo thành
lactide.Quá trình tạo thành lactide là một trong những giai đoạn quan trọng

nhất bởi độ tinh khiết quang học của lactide có ảnh hưởng đến sản phẩm
polyme nhận được


IV.DỰ KIẾN SẢN PHẨM


Ưu điểm:

 Bao bì dễ phân hủy sinh học trên cơ sở tinh bột có thể có hàm lượng tinh bột từ

10% đến hơn 90%.Không gây ô nhiễm môi trường và sau khi sử dụng sẽ tự phân
hủy trong môi trường tự nhiên. Nếu chôn xuống đất có độ ẩm cao thì thời gian
phân hủy khoảng 6 tháng.bảo vệ môi trường sống

 tận dụng các nguồn tinh bột thải từ các làng nghề
 có khả năng tự phân hủy cao trong môi trường tự nhiên
 Giảm bớt chi phí tái chế bao bì
 an toàn với thực phẩm và sức khỏe con người


Nhược điểm:

 Ở nước ta việc sử dụng các loại sản phẩm bao bì dễ phân hủy sinh học vẫn chưa

thật phổ biến, một phần do chưa tạo được thói quen sử dụng loại sản phẩm này
cho người dân. Mặt khác, vẫn chưa có nhiều sản phẩm nhựa dễ phân hủy sinh
học được đưa ra thị trường, việc sản xuất loại sản phẩm này mới đang mang tính
chất thử nghiệm và công nghệ sản xuất chưa được phổ biến rộng rãi và chưa có
những bằng chứng tin cậy, thuyết phục nên vẫn còn gây ra nhiều hoài nghi cho

người dùng, liệu đó có phải nhựa dễ phân hủy sinh học hay không? thời gian lưu
trữ của những sản phẩm này ngắn bởi nhựa sinh học dễ bị nước thẩm thấu. Điều
này làm cho sản phẩm bị mất hay thất thoát đồng thời cũng làm cho chúng bị
biến dạng từ từ.



 +chưa được phổ biến rộng rãi
 +khả năng in ấn không được rõ nét
 +độ bề dẻo không tốt bằng các sản phẩm bao bì plastic


V. KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG CỦA SẢN PHẨM


 Điểm mới của sản phẩm này là hoàn toàn thay thế được các sản phẩm chế từ
nhựa nhiệt dẻo thông dụng, sau khi sử dụng sản phẩm tự phân hủy thành dạng
bột, không gây ô nhiễm môi trường.Trong khi sản phẩm bao bì túi đựng thông
thường không tự phân hủy được nên gây ô nhiễm môi trường nặng nề.