Nghiên cứu ứng dụng một số chế phẩm enzyme thủy phân dịch bột sắn để cung cấp cho giai đoạn đường hóa và lên men đồng thời SSF (Simultaneous Saccharification and Fermentation)

Trần Thế Hiển và cs Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 62(13): 71 - 77 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 71 NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG MỘT SỐ CHẾ PHẨM ENZYME THỦY PHÂN DỊCH BỘT SẮN ĐỂ CUNG CẤP CHO GIAI ĐOẠN ĐƯỜNG HÓA VÀ LÊN MEN ĐỒNG THỜI SSF (SIMULTANEOUS SACCHARIFICATION AND FERMENTATION) Trần Thế Hiển, Lương Hùng Tiến*, Nguyễn Viết Hưng, Nguyễn Thế Hùng Trường Đại học Nông Lâm - ĐH Thái Nguyên TÓM TẮT Nghiên cứu sản xuất bioethanol theo phƣơng pháp SSF (Simultaneous Saccharification and Fermentation) giữ một vai trò quan trọng, đặc biệt trong lĩnh vƣc chất đốt ở việt nam. Trong nghiên cứu này, các thí nghiệm đƣợc tiến hành trên những dung dịch phù hợp, thích hợp để cung cấp cho giai đoạn đƣờng hóa và lên men đồng thời. Phần đầu tiên đề cập đến giai đoạn dịch hóa trong điểu kiện gia nhiệt hạn chế. Nghiên cứu đƣợc thực hiện trên các chế phẩm enzyme (Spezyme Extra, Stargen 001, Termamyl), nhiệt độ và thời gian dịch hóa đề chọn lựa những điều kiện công nghệ phù hợp. Những điều kiện tối ƣu là dịch hóa từ dung dịch sắn (bột sắn 100 g : 400 ml nƣớc) với Spezyme (0,3 kg/tấn chất khô), ở 70 oC trong 60 phút. Phần thứ 2 đề cập đến gíai đoạn đƣờng hóa. Ba yếu tố đƣợc lựa chọn nghiên cứu: nhiệt độ, thời gian và chế độ làm mát dịch đã đƣờng hóa tới nhiệt độ lên men. Các kết quả nhận đƣợc cho phép chúng tôi chọn lựa quá trình đƣờng hóa: sau dịch hóa, dịch đƣợc làm lanh tới 500 C, sau đó đƣợc điều chỉnh pH tới 4,2 và thêm Stargen 001 (2,0 kg/tấn chất khô). Sau đó dịch đƣợc làm lạnh lập tức tới nhiệt độ lên men (30oC) trong 45 phút. Với giai đoạn có các yếu tố công nghệ đã chọn lựa, nhóm nghiên cứu nhận đƣợc dịch đƣờng khử có DE đạt khoảng 14. Dịch này cho sự khởi động lên men tố từ 12-36h. Dịch đƣợc đánh giá là đáp ứng yêu cầu của giai đoạn SSF. Từ khóa : Đường hóa và lên men đồng thời (SSF); Khởi động lên men; gia nhiệt hạn chế; Mức độ thủy phân; cồn sinh học; Stargen; Tinh bột sắn.  ĐẶT VẤN ĐỀ Trong những năm qua, việc sản xuất cồn trên thế giới phát triển mạnh và theo dự tính trong tƣơng lai nhu cầu về cồn ngày càng tăng do xu hƣớng sử dụng cồn sinh học đƣợc sản xuất từ sinh khối tự nhiên nhƣ từ rỉ đƣờng, củ cải đƣờng, từ ngũ cốc (ngô, lúa mì) hay từ chất thải thực vật nhƣ mùn cƣa, rơm rạ nhƣ một nguồn nhiên liệu sạch, thân thiện với môi trƣờng, có thể tái tạo làm nhiên liệu để thay thế xăng sử dụng cho các phƣơng tiện vận chuyển để giảm hiện tƣợng nhà kính cũng nhƣ làm giảm sự phụ thuộc của thế giới vào các quốc gia dầu lửa [8,9,10,11]. Cùng với các nguồn năng lƣợng khác nhƣ năng lƣợng địa hóa học, năng lƣợng giónăng lƣợng từ nhiên liệu sinh học đƣợc coi năng lƣợng của tƣơng lai, là một giải pháp tối ƣu phục vụ cho  Tel: 0988 060 060 các phƣơng tiện vận chuyển khi mà các nguồn nguyên liệu hóa thạch nhƣ than, dầu lửađang ngày càng cạn kiệt. Trên thế giới, hai quá trình sản xuất cồn sinh học đi từ sinh khối là quá trình truyền thống và quá trình SSF. Quá trình truyền thống đã đƣợc nghiên cứu và ứng dụng sản xuất từ rất lâu với việc sử dụng 4 giai đoạn tách rời nhau : dịch hóa (90 – 100 0C, 80 phút), đƣờng hóa (60 0 C, 30 phút), lên men (30 0C, 80 giờ) trong đó theo nghiên cứu của Duan Gang, năng lƣợng sử dụng cho quá trình dịch hóa chiếm 10-15 % năng lƣợng tổng của quá trình sản xuất [1,2]. Ngƣợc với quá trình truyền thống, trong quá trình sản xuất cồn theo phƣơng pháp SSF, giai đoạn dịch hóa đƣợc tiến hành ở nhiệt độ thấp hơn (70-75 0C), và đặc biệt giai đoạn đƣờng hóa và lên men đƣợc tiến hành đồng thời ở 30 0C [7,11]. Phƣơng pháp này giúp tiết kiệm năng lƣợng sử dụng Trần Thế Hiển và cs Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 62(13): 71 - 77 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 72 trong giai đoạn dịch hóa và làm giảm thiểu các nguy cơ bị nhiễm tạp và đặc biệt có thể tránh đƣợc hiện tƣợng nấm men bị ức chế do hàm lƣợng đƣờng trong dịch lên men cao nhƣ trong quá trình truyền thống [7,11]. Ở Việt Nam, việc sản xuất cồn hiện nay theo phƣơng pháp truyền thống chủ yếu đi từ nguyên liệu rỉ đƣờng, gạo và sắn. Phƣơng pháp SSF đang đƣợc nghiên cứu và dần hòan thiện để đƣa vào sản xuất. Với hàm lƣợng đƣờng sẵn có cao trong nguyên liệu rỉ đƣờng và do vấn đề an ninh lƣơng thực, nên rỉ đƣờng và gạo không phải là giải pháp tốt để sử dụng trong sản xuất cồn theo phƣơng pháp SSF. Với khả năng thích ứng cao, dễ trồng, có thể trồng trên cả đất bạc mầu, cho năng suất thu hoạch cao 15-30 (tấn/ ha), với giá một tấn sắn thấp chỉ khoảng từ 20-60 $/ tấn và đặc biệt với khả năng cho lƣợng sản lƣợng cồn lớn 160–180 lít/ tấn nên sắn là nguyên liệu thích hợp nhất để sản suất cồn theo phƣơng pháp SSF ở Việt Nam [2]. Căn cứ vào các luận điểm trên, nhóm nghiên cứu đã quyết định tiến hành các nghiên cứu thực nghiệm trong phòng thí nghiệm với đề tài ”Nghiên cứu chuẩn bị dịch đủ để khởi động quá trình đƣờng hóa và lên men đồng thời” với mục tiêu chính là nghiên cứu một số điều kiện dịch hóa ở nhiệt độ hạn chế (loại chế phẩm enzyme dịch hóa sử dụng, nhiệt độ, thời gian) và đƣờng hóa (thời gian, nhiệt độ, chế độ làm mát) dựa trên nguyên liệu là bột sắn, trƣớc tiên nhằm tận dụng hơi nóng của giai đoạn chƣng cất, từ đó tiết kiệm năng lƣợng tiêu tốn cho giai đoạn dịch hóa, sau đó tạo ra dịch sử dụng cho giai đoạn đƣờng hóa và lên men đồng thời, đủ để khởi động sự lên men và lƣợng đƣờng trong dịch không tạo ra ảnh hƣởng ức chế tới nấm men. NGUYÊN LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP Nguyên liệu - Sắn có nguồn gốc từ vùng Hà Tây, ở dạng lát khô đƣợc nghiền nhỏ thành bột (hàm lƣợng tinh bột 72±2 %, độ ẩm: 12,7±0.2 % ). - Loại nấm men sử dụng: Men khô hãng Mauripan do công ty men thực phẩm Mauri La Ngà, Việt Nam sản xuất. Thành phần men khô: Saccharomyces cerevisiae, Emulsifier (491), Vegetable gum (414), nƣớc. - Chế phẩm enzyme: + Spezyme Extra: chứa enzyme -amylase chịu nhiệt đƣợc sinh tổng hợp từ Bacillus lichenniformi; pH :5,0–6,7; nhiệt độ tối ƣu: 70 – 85 0C; chế phẩm dạng lỏng. + Stargen 001: chứa enzyme α – amylase giống với enzym α – amylaza từ Aspergillus kawachi nhƣng thu đƣợc trên Tricoderma reesei và glucoamylaza từ Aspergillus niger; pH tối ƣu khoảng 4,0 – 4,5; nhiệt độ tối ƣu: 20 – 40oC, chế phẩm dạng lỏng. + Termamyl : chứa enzyme α – amylase đƣợc sinh tổng hợp từ Bacillus licheniformis, chịu đƣợc nhiệt, ở 105 0C vẫn giữ hoạt tính; pH : 6,0 – 6,5; nhiệt độ tối ƣu : 90-950C. Phương pháp Phương pháp phân tích - Xác định hàm lƣợng tinh bột bởi HCL 2%[6]; - Xác định đƣờng khử bởi phƣơng pháp DNS (Acide dinitro salicylique) [6]; - Xác định độ nhớt bởi nhớt kế [6]; - Xác định sự khởi động lên men bằng lƣợng CO2 thoát ra theo thời gian [6]. Phương pháp nghiên cứu Nghiên cứu giai đoạn dịch hóa Ba yếu tố đƣợc lựa chọn trong nghiên cứu: loại chế phẩm enzyme (Termamyl, Spezyme Extra, Stargen 001), nhiệt độ ; thời gian dịch hóa. Các thực nghiệm đã đƣợc tiến hành 3 lần lặp lại theo các sơ đồ sau. Sơ đô 1. Nghiên cứu chế phẩm enzyme và nhiệt độ dịch hóa [1,2,3,4,5,6,11] Trần Thế Hiển và cs Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 62(13): 71 - 77 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 73 Nhiệt độ và một chế phẩm enzyme đƣợc lựa chọn dựa vào DE lớn nhất Nghiên cứu thời gian dịch hóa Sơ đô 2. Nghiên cứu thời gian dịch hóa [1,3,4,6,11] Thời gian dịch hóa đƣợc chọn dựa vào sự chênh lệch lớn nhất giữa DE1 (DE của dịch sau dịch hóa) và DE2 (DE của dịch sau đƣờng hóa). Nghiên cứu giai đoạn đường hóa Nghiên cứu sự đƣờng hóa với chế phẩm enzyme glucoamylase Stargen 001 (liều lƣợng: 2,0 kg/ tấn chất khô) theo 3 yếu tố: nhiệt độ, thời gian và chế độ làm nguội dịch tới nhiệt độ lên men theo các sơ đồ 3, 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Nghiên cứu giai đoạn dịch hóa Nghiên cứu chế phẩm enzyme dịch hóa và nhiệt độ dịch hóa Trong phần này với mục đích dịch hoá trong điều kiện gia nhiệt hạn chế, khoảng nhiệt độ nghiên cứu đƣợc lựa chọn: 50 oC – 70 oC, nghiên cứu thực nghiệm đƣợc tiến hành theo sơ đồ 1,2 (phần phƣơng pháp). Kết quả nhận đƣợc về sự biến đổi nồng độ đƣờng khử trong quá trình thủy phân dƣới tác dụng của 3 enzyme đƣợc giới thiệu trong biểu đồ 1a-c và độ nhớt của dịch thủy phân ở 70 0C trên biểu đồ 2. Nghiên cứu nhiệt độ và thời gian đường hóa Sơ đồ 3. Nghiên cứu nhiệt độ và thời gian đƣờng hóa [2,3,4,8,11] Nghiên cứu chế độ làm mát Trần Thế Hiển và cs Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 62(13): 71 - 77 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 74 Sơ đồ 4. Nghiên cứu chế độ làm mát [2,10,11,14,15] Biểu đồ 1. Sự biến đổi nồng độ đƣờng khử trong quá trình thủy phân ; (a) 700C (b) 600C (c) 500C ; Termamyl Stargen 001 Spezyme Extra Biểu đồ 2. Sự biến đổi độ nhớt trong quá trình thủy phân ở 70 0C; Termamyl Stargen 001 Spezyme Extra Với các kết quả nhận đƣợc, có thể nhận thấy khi tăng nhiệt độ thủy phân, mức độ thủy phân tăng lên rõ rệt thể hiện qua hàm lƣợng đƣờng khử đƣợc tạo thành khi sử dụng chế phẩm Spezyme Extra và đạt cực đại ở nhiệt độ 70 oC (162,21 g/l). Trong khi đó với hai chế phẩm còn lại, lƣợng đƣờng khử tăng không đáng kể (từ 22,57 g/l tới 114,18 g/l với Stargen 001 và từ 21,27 g/l tới 89,39 g/l với Termamyl). Hàm lƣợng đƣờng khử lớn nhất nhận đƣợc với chế phẩm Spezyme Extra tao hơn 1,5- 2 lần so với 2 chế phẩm còn lại (162,21 g/l của Spezyme Extra so với 114,18 g/l của Stargen 001 và so với 89,39 g/l của Termamyl). Kết quả này phù hợp với đặc tính của các chế phẩm enzyme, khoảng nhiệt độ nghiên cứu (50 – 70 oC) thấp hơn đáng kể so với nhiệt độ tối ƣu của chế phẩm Termamyl (95 – 100 oC) [5] ; cao hơn nhiệt độ tối ƣu của chế phẩm Stargen 001 (20 – 40 0C) [3]; và nằm gần khoảng nhiệt độ tối ƣu của Spezyme Extra (70 – 85 0C) [4]. Những kết quả nhận đƣợc ở 70oC cho thấy mức độ thuỷ phân tinh bột bởi enzyme đạt cao ngay từ 30 phút đầu, sau đó tăng chậm lại ở 90 phút tiếp theo (hàm lƣợng đƣờng khử : 162,21 g/l so với 118,4 g/l). Điều này chứng tỏ enzyme α-amilase có tính đặc hiệu với các polysacharit phân tử lƣợng lớn. Kết quả cho thấy việc kéo dài thời gian thuỷ phân chƣa hắn đã mang lại hiệu quả kinh tế, mặt khác mực độ thuỷ phân của tinh bột cũng có ảnh hƣởng đáng kể tới hiệu quả xúc tác của enzyme đƣờng hoá ở giai đoạn sau. Do vậy cần tiến hành tiếp các nghiên cứu lựa chọn thời gian dịch hoá thích hợp trong nghiên cứu quá trình dƣờng hoá [1,12,13]. Về độ nhớt, dựa trên các kết quả thu nhận đƣợc, độ nhớt có xu hƣớng giảm theo thời gian thuỷ phân thể hiện mức độ thuỷ phân tăng tƣơng tự nhƣ hàm lƣợng đƣờng khử. Nhƣng sự biến đổi của hàm lƣợng đƣờng khử và độ nhớt giữa hai chế phẩm Stargen 001 và Termamyl không đồng nhất: Lƣợng đƣờng Trần Thế Hiển và cs Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 62(13): 71 - 77 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 75 khử của chế phẩm Stargen 001 nhận đƣợc cao hơn chế phẩm Termamyl, nhƣng độ nhớt của dịch thuỷ phân cũng cao hơn. Điều này có thể đƣợc giải thích chế phẩm Stargen chứa cả enzyme α-amilase và glucoamilase, do đó mức độ thuỷ phân nhận đƣợc ở đây không tuyến tính với lƣợng dextrine tạo thành (đƣợc biểu thị bằng sự giảm độ nhớt). Dựa trên các kết quả nghiên cứu, chế phẩm Spezyme Extra và nhiệt độ thuỷ phân 70oC đƣợc lựa chọn cho những nghiên cứu tiếp theo. Xác định thời gian dịch hóa Tiến hành dịch hoá dịch bột sắn ở 70oC với chế phẩm Spezyme Extra và kết thúc quá trình dịch hoá sau: 30; 60; 90 phút. Sau đó tiến hành quá trình đƣờng hoá tất cả các mẫu ở cùng điều kiện. Kết quả xác định mức độ thuỷ phân sau khi dịch hoá và sau đƣờng hoá đƣợc thể hiện trong biểu đồ 3. 0 5 10 15 20 25 D E s a u g ia i đ o ạ n đ ư ờ n g h ó a 30 60 90 thời gian dịch hóa (phút) Biểu đồ 3. Ảnh hƣởng của thời gian đƣờng hóa tới hoạt động của enzyme đƣờng hóa (DE sau giai đoạn dịch hóa) Kết quả nhận đƣợc cho thấy, mức độ thuỷ phân sau thời gian 60 phút dịch hoá cho ta mức độ thuỷ phân sau đƣờng hoá cao nhất. Nhận xét này đã đƣợc nhiều tác giả đề cập tới về tính đặc hiệu cơ chất của glucoamylase [1,12,13]. Enzyme glucoamylase là enzyme ngoại mạch chúng cắt tuần tự từng gốc glucose ra khỏi đầu không khử của chuỗi mạch, do đó enzyme đặc hiệu với các đoạn oligosacchride có chiều dài nhất định. Với mục tiêu chỉ lựa chọn hiệu quả đƣờng hóa cao nhất, chúng tôi lựa chọn thời gian dịch hóa là 60 phút trong những nghiên cứu tiếp theo. Tóm lại, qua 02 phần nghiên cứu, nhóm nghiên cứu chọn dịch hóa dịch bột sắn với chế độ gia nhiệt hạn chế nhƣ sau: - Chế phẩm enzyme sử dụng : Spezyme Extra - Nhiệt độ: 70 0C - Thời gian dịch hóa: 60 phút Nghiên cứu giai đoạn đường hóa Nghiên cứu nhiệt độ và thời gian đường hóa Tiến hành dịch hóa theo điều kiện đã lựa chọn, sau đó nghiên cứu giai đoạn đƣờng hóa dƣới tác dụng của enzyme Stargen 001 ở 3 nhiệt độ 40 oC,50 oC, 60 oC theo sơ đồ 3. - Thời gian đƣờng hóa 0 phút: Sau khi bổ xung enzyme, dịch đƣợc làm nguội ngay lập tức tới nhiệt độ lên men (30OC), thời gian làm mát 45 phút. - Thời gian đƣờng hóa 15 phút: Sau khi bổ xung enzyme, dịch đƣợc giữ ở nhiệt độ này trong 15 phút, sau đó đƣợc làm mát tới nhiệt độ lên men (30 0C), thời gian làm mát 45 phút Cuối cùng, các dịch đƣợc lên men trong cùng điều kiện. Sự khởi động lên men đƣợc theo dõi qua lƣợng CO2 thoát ra. Kết quả đƣợc thể hiện trên biểu đồ 4. M400 M500 M600 M4015 M5015 M6015 Biểu đồ 4. Ảnh hƣởng của nhiệt độ và thời gian đƣờng hóa tới sự khởi động lên men (a) thời gian đƣờng hóa: 0 phút (b) thời gian đƣờng hóa: 15 phút Trần Thế Hiển và cs Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 62(13): 71 - 77 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 76 Kết quả chỉ ra rằng, hàm lƣợng đƣờng khử của các mẫu đƣợc giữ ở nhiệt độ đƣờng hóa trong 15 phút cao hơn. Mức độ thủy phân ở 40 OC gần bằng ở 50 OC, và mức độ thủy phân này cao hơn so với ở 60 OC. Những kết quả này phù hợp với vùng nhiệt độ tối ƣu (20 O C - 40 OC) của chế phẩm Stargen 001 [3]. Vì vậy, nhóm nghiên cứu lựa chọn bổ xung Stargen 001 vào dung dịch đã dịch hóa và làm mát ở 50 OC để tránh việc thoái hóa tinh bột do sự giảm nhanh nhiệt độ. Nhìn nhận ảnh hƣởng của nồng độ đƣờng khử trong dịch cho giai đoạn lên men tới khả năng khởi động lên men , cho thấy: sự khởi động lên men diễn ra tốt ở tất cả các mẫu đƣợc nghiên cứu có DE từ 13, tới 15,3. Sau 12h lên men, lƣợng CO2 thoát ra cao hơn hoặc bằng 3,84 g/ 200 ml dịch lên men. Đặc biệt, với mức độ thủy phân có DE sấp xỉ 14, sự khởi động lên men là tốt hơn (4,38 g/ 200 ml dịch lên men). Điều này chỉ ra rằng, khoảng hàm lƣợng đƣờng khử này của tất cả các mẫu chƣa thể hiện sự kìm hãm sinh trƣởng và phát triển của nấm men bởi áp suất thẩm thấu trên tế bào [1,13]. Vì thế, việc làm mát đƣợc thực hiện ngay sau khi bổ xung enzyme để giảm thời gian sản xuất. Nghiên cứu chế độ làm mát Trong phần này, nghiên cứu ảnh hƣởng của chế độ làm mát tới sự khởi động lên men đƣợc tiến hành với ba vận tốc: làm mát trong 10 phút, 25 phút, 45 phút. Các thực nghiệm đã đƣợc tiến hành theo sơ đồ 4. Lƣợng CO2 giải phóng trong 36 giờ đƣợc giới thiệu trong biểu đồ 5. Biểu đồ 5. Ảnh hƣởng của tốc độ làm mát dịch tới sự khởi động lên men Làm mát trong 45 phút; Làm mát trong 25 phút; Làm mát trong 10 phút. Các kết quả nhận đƣợc cho thấy: trong quá trình làm nguội dịch đã đƣợc đƣờng hóa tới nhiệt độ lên men (từ 50 OC tới 30 OC), sự đƣờng hóa vẫn tiếp diễn. Thời gian làm mát dịch đƣờng càng kéo dài, lƣợng đƣờng khử càng cao (làm mát: trong 10 phút DE = 13,0; trong 20 phút DE = 13,5; trong 45 phút DE = 14,3). Kết quả này phù hợp với tính chất của chế phẩm enzyme, vì sự làm mát dung dịch đã đƣợc đƣờng hóa cũng chính là sự giảm nhiệt độ của dịch tới vùng nhiệt độ tối ƣu của chế phẩm enzyme [3]. Kết quả các thực nghiệm này một lần nữa cho thấy mức độ thủy phân DE = 14 cho phép khởi động quá trình lên men nhanh hơn. Việc lựa chọn thời gian làm nguội dịch đƣờng ngắn cho phép ta giảm thiểu nguy cơ nhiễm tạp VSV trƣớc khi lên men, nhƣng cần xem xét tới chi phí sản xuất do sử dụng phƣơng pháp làm nguội cƣỡng bức. Chính vì lý do này, chúng tôi chọn thời gian làm nguội dịch đƣờng trong khoảng 45 phút. KẾT LUẬN Dựa trên các kết quả thí nghiệm, nhóm nghiên cứu đƣa ra một số kết luận về quá trình chuẩn bị dịch đƣờng từ bột sắn khô với chế độ gia nhiệt hạn chế có sử dụng các chế phẩm enzyme phục vụ cho giai đoạn SSF. Từ dung dịch chứa bột sắn và nƣớc theo tỷ lệ 100 g bột sắn: 400 ml nƣớc, quá trình thủy phân đƣợc thực hiện qua 02 giai đoạn: - Giai đoạn 1: Dịch hóa dịch bột sắn khô với chế độ gia nhiệt hạn chế nhằm tận dụng lƣợng nhiệt từ xƣởng chƣng cất cồn. Chế phẩm đƣợc lựa chọn là Spezyme Extra, (α-amilase ; Topt = 70 – 85 0 C ; pHopt = 5,0 – 6,7) với liều lƣợng 0,3 kg /tấn chất khô. Dung dịch đƣợc dịch hóa ở 70 0C trong 60 phút. - Giai đoạn 2: Đƣờng hóa và làm mát dịch đã đƣợc đƣờng hóa tới nhiệt độ lên men (30 0C). Dung dịch bột sắn đã dịch hóa đƣợc làm nguội tới 50 0C, và đƣợc điều chỉnh pH = 4,2, sau đó chế phẩm enzyme Stargen 001 đƣợc bổ xung (enzyme chính: glucoamylase; enzyme phụ: α-amylase; Topt =20 – 40 0 C ; pHopt = 3,0 – 4,5) với liều lƣợng 2,0 kg/ tấn chất khô. Cuối cùng, dung dịch này đƣợc làm Trần Thế Hiển và cs Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 62(13): 71 - 77 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 77 mát tới nhiệt độ lên men (30 0C) trong 45 phút. Với quá trình đã chọn lựa, nhóm nghiên cứu nhận đƣợc dịch cho giai đoạn SSF có DE khoảng 14,0. Khởi động lên men từ 12-36 giờ. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. Nguyễn Đình Thƣởng, Nguyễn Thanh Hằng, 2007. Công nghệ sản xuất và kiểm tra cồn etylic. Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật, Hà Nội. [2]. Duan Gang, Sophia Xu, John Zhou, Soo Kiang Tok, Jay Shetty, 2007. Non-Conventional Process for Ethanol Production. Starch Update, Thai Land. [3]. Genencor International, 2005. Stargen 001 Granular Starch Hydrolyzing Enzyme for Ethanol Production. [4]. Genencor International, 2006. Spezyme Xtra High Performance Alpha-Amylase for Starch Hydrolysis. [5]. Novozymes, 2007. Product data sheet Termamyl SC. [6]. Lê Thanh Mai, Nguyễn Thị Hiền, Phạm Thu Thủy, Nguyễn Thanh Hằng, Lê Thị Lan Chi, 2005. Các phương pháp phân tích ngành công nghệ lên men. Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội. [7]. Rasmus Devantier . Sven Pedersen . Lisbeth Olsson, 2005. Characterization of very high gravity ethanol fermentation of corn mash. Effect of glucoamylase dosage, pre-saccharification and yeast strain. Microbiol Biotechnol 68: 622–629. [8]. Dr. Christoph Berg, F.O. Licht, 2004. World Fuel Ethanol Analysis and Outlook. [9]. Michael Quinn, 2004. Ethanol – The Fuel of the future. [10]. Stéphane His, 2007. La controverse sur le bilan énergie fossile et effet de serre des biocarburants actuel. Les Cahiers de Global Chance n°23. [11]. Ma Xiaojian, Chang Chun, 2008. Application in fuel ethanol production by simultaneous saccharification and fermentation coupled with separation. Chemical Engineering Department Zheng Zhou University. [12]. Stéphane BOUQUELET, 2008. Polysaccharides alimentaires. Université des Sciences et Technologies de Lille. [13]. Nguyễn Đức Lƣợng, 1996. Công nghệ vi sinh vật. Trƣờng Đại học Bách Khoa thành phố Hồ Chí Minh. [14]. Animesh Dutta, 2007. Conversion Technologies for Conversion technologies for Biofuel. School of Environment, Resources and Development Asian Institute of Technology. [15]. Praveen Sarojam, 2009. Quality control of Biofuels using an Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectrophometer (ICP-OES) for Metals Determination. Application Note. SUMMARY APPLIED RESEARCH ENZYMES PRODUCT FOR HYDROLYSIS CASSAVA STARCH TO PROVIDE FOR SIMULTANEOUS SACCHARIFICATION AND FERMENTATION PHASE (SSF) Tran The Hien, Luong Hung Tien  , Nguyen Viet Hung, Nguyen The Hung College of Agriculture and Forestry – Thai Nguyen University Research bioethanol production method SSF (Simultaneous Saccharification and Fermentation) play a key role, especially in the field of fuel in Vietnam. In this study, we study the solution suitable to provide simultaneous saccharification and fermentation phase. Part 1, we refer to liquidizing phase in limited heating. We study some enzyme preparations (Spezyme Extra, Stargen 001, Termamyl), temperature and liquidized time to choose conditions appropriate technologies. The optimal condition is liquidized cassava (manioc flour 100 g: 400 ml water) with Spezyme (0.3 kg / ton), at 70 0 C for 60 minutes. Part 2, we refers to the saccharification phase. We study three factors such as temperature, time and liquidized saccharification cooler to fermentation temperature. The results received allow us to choose saccharification processes: Liquidized material is cooling to 50 0 C, then adjusted to pH 4.2 and add Stargen 001 (2.0 kg / tonne de Seche matiere), then solution immediately cooled to fermentation temperature (30 0 C) for 45 minutes. As a result, DE of inverted sugar solution is approximately 14. This solve for good start fermentation from 12-36H, is considerately satisfied the requirements of SSF phase. Keywords: SSF , Start fermentation, limited heating, Hydrolysis level, bioethanol, Stargen, Cassava starch.  Tel: 0988 060 060