Nghiên cứu Khoa học Giảng Viên

Đề tài cấp trường đã nghiệm thu tháng 11/2018.

Chủ nhiệm đề tài: ThS. Nguyễn Minh Hải – Giảng viên STU 
Các thành viên:

• Nguyễn Minh Nhựt - Sinh viên STU
• Nguyễn Minh Mẫn – Sinh viên STU
• Trần Tuấn Anh – Sinh viên STU
• Đoàn Thị Hồng Cẩm – Sinh viên STU
• Trương Quý Đông – Sinh viên STU
• Nguyễn Hoàng Dũng – Sinh viên

 Đơn vị chủ trì: Trường Đại học Công nghệ Sài Gòn (STU)

1. Giới thiệu
Ethanol (rượu ethanol) là một sản phẩm truyền thống có từ rất lâu đời ở Việt Nam và nhiều nước trên thế giới. Tùy thuộc vào nồng độ ethanol và độ tinh sạch, sản phẩm ethanol sẽ có những mục đích sử dụng khác nhau. Ethanol được sử dụng trong ngành thực phẩm, công nghiệp hóa học, y tế và sản xuất nhiên liệu sinh học…

Các quy trình sản xuất ethanol mang lại hiệu quả kinh tế cao hiện nay đều sử dụng nguyên liệu là ngũ cốc hoặc các loại củ giàu tinh bột. Tại Việt Nam, ethanolcũng được sản xuất từ nguyên liệu ngũ cốc (gạo) và củ (sắn-khoai mì). Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển kinh tế, nhu cầu sử dụng ethanol cũng gia tăng. Sản xuất ethanol từ gạo và sắn ảnh hưởng lớn đến nguồn lương thực trong nước, đặc biệt là việc xuất khẩu lương thực. Điều này cần được quan tâm trong bối cảnh biến đổi khí hậu và nước biển dâng, diện tích đất nông nghiệp Việt Nam sẽ mất đi khoảng 10% (Hội nghị biến đổi khí hậu Copenhagen -15). Để đảm bảo nhu cầu ngày càng gia tăng của ethanol và cân bằng lương thực cho con người, các nhà khoa học trên thế giới đã và đang tìm kiếm nguồn nguyên liệu mới để sản xuất ethanol sinh học.

Lignocellulose được xem là nguồn nguyên liệu duy nhất có thể được cung cấp với một số lượng lớn nhằm đáp ứng mục tiêu sản xuất ethanol thế hệ thứ hai. Tuy nhiên, từ góc độ môi trường, việc sản xuất ethanol từ sinh khối lignocellulose (của thực vật trên cạn) có thể làm tăng biến đổi khí hậu khi tác động đến thảm thực vật. Fargione và cộng sự (2008), Dominguez-Faus và cộng sự (2009) báo cáo rằng đất được sử dụng trực tiếp và gián tiếp để trồng các loại cây cung cấp sinh khối lignocellulose sẽ gây ra sự thiếu hụt carbon trong chu trình C tự nhiên và việc sử dụng nhiều nước sẽ ảnh hưởng đến nguồn nước trên trái đất.

Gần đây, rong biển được xem là nguồn nguyên liệu từ sinh vật thủy sinh đã và đang được thế giới chú ý đến như là nguồn nguyên liệu sản xuất nhiên liệu sinh học thế hệ thứ 3 sau tinh bột và lignocellulose. Rong biển có sinh khối lớn, không cạnh tranh với cây lương thực, không chiếm diện tích đất canh tác nên được xem là nguồn nguyên liệu phù hợp để sản xuất ethanol. Dù rong có nhiều giá trị về môi trường và kinh tế, vẫn còn nhiều thách thức tồn tại như rong có thành phần carbohydrate đặc biệt, khác hẳn với các dạng sinh khối làm nguyên liệu khác.

Giống rong biển Chaetomorpha sp. di chuyển theo nước biển xâm nhập và thích nghi với nước lợ của đồng bằng sông Cửu Long. Chúng có mặt tự nhiên với số lượng lớn trong khắp các ao hồ nuôi tôm quảng canh nước lợ tại các tỉnh Tây Nam Bộ. Sau khi thu hoạch, loài rong này thường bị bỏ phí và gây ô nhiễm môi trường. Việc nghiên cứu thu nhận các sản phẩm có giá trị từ loài rong trên sẽ tận dụng nguyên liệu sẵn có để tạo ra các sản phẩm có giá trị gia tăng. Với thế mạnh tăng sinh khối nhanh và khả năng tận dụng diện tích mặt nước để nuôi kết hợp với tôm, rong nước lợ được xem là sự lựa chọn chiến lược cho việc sản xuất ethanol sinh học. Rong chứa ít hoặc không có lignin, do đó qui trình sản xuất ethanol từ rong biển sẽ đơn giản và thuận lợi hơn so với từ sinh khối lignocellulose.

Với các tiền đề và yêu cầu thực tiễn nêu trên, chúng tôi đã tiến hành nghiên cứu sử dụng sinh khối rong nước lợ Chaetomorpha sp. làm nguyên liệu để sản xuất ethanol sinh học.

2. Kết quả của đề tài
2.1. Kết quả nghiên cứu

• Khảo sát được thành phần hóa học cơ bản của rong Chaetomorpha sp.
• Xây dựng được phương pháp tiền xử lý nguyên liệu rong phù hợp để loại bỏ một phần cấu trúc tinh thể
• Chọn lựa được chủng nấm men thích hợp cho quá trình lên men rong
• Thử nghiệm hai phương pháp lên men (SHF và SSF)
• Cải tiến quá trình bằng cách loại bỏ bớt một số thành phần không không cần thiết trong rong (protein, khoáng) để làm gia tăng hàm lượng polysaccharide của nguyên liệu, từ đó làm tăng hàm lượng ethanol thu nhận được.

2.2. Số lượng bài báo đã công bố

• Nghiên cứu khả năng sử dụng sinh khối rong Chaetomorpha sp. để sản xuất ethanol sinh học- Kỷ yếu hội nghị hóa học toàn quốc về phát triển bền vững- Đà Nẵng 2017
• Chọn lựa chủng nấm men thích hợp cho quá trình sản xuất ethanol sinh học từ sinh khối rong nươc lợ Chaetomorpha sp - Kỷ yếu hội nghị hóa học toàn quốc về phát triển bền vững - Đà Nẵng 2017

2.3. Ứng dụng vào chương trình đào tạo

• Tham gia đào tạo 6 kỹ sư
• Làm tiền đề cho 1 đề tài nghiên cứu khoa học của sinh viên.
• Bổ sung kiến thức cho môn học: Vi sinh Thực phẩm, Công nghệ Sinh học Thực phẩm.