1. 1
TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ
Đề tài: Nghiên cứ ế ử ụ
u ch độ x lí bã mía cho m c tiêu lên men bioethanol.
Tác giả luận văn: Lê Duy Khương. Khóa: 2009.
Người hướng dẫn: PGS.TS. TÔ KIM ANH.
Nội dung tóm tắt:
a. Lý do chọn đề tài:
Năm 2007, chính phủ đã phê duyệt “Đề án phát triển nhiên liệu sinh học đến năm
2015, tầm nhìn 2025” nhằm tạo ra dạ ă
ng n ng lượng tái tạo được thay cho nhiên liệu hóa
thạch, góp phần bảo đảm an ninh năng lượng và bảo vệ môi trường: đến năm 2015 sản
lượng ethanol và dầu thực vật đạt 250 nghìn tấn (pha được 5 triệu tấn E5 và B5), đáp ứng
1% nhu cầu xă ầ
ng d u cả nước và đến 2025 sẽ ệ ấ đ ứ
đạt 1,8 tri u t n, áp ng 5% nhu cầ ă
u x ng
dầu.
Trong các nguyên liệu lignocellulose, bã mía là một trong nhữ ồ
ng ngu n
lignocellulose tập trung nhất. Nếu lượng sinh khối này được chuyển hóa thành đường lên
men được, bã mía sẽ là một trong các nguồn nguyên liệu quan trọng cho mục tiêu sản
xu u
ất cồn nhiên liệ ở nước ta nói riêng và trên thế giới nói chung.
b. Mụ đ ứ ủ ậ ă ạ ứ
c ích nghiên c u c a lu n v n, đối tượng, ph m vi nghiên c u
Để tài sẽ tậ ự ọ ế
p trung l a ch n ch độ xử ồ ề ử ủ
lý bã mía bao g m ti n x lí bã mía, th y
phân b n d
ằng hệ enzym cellulase và nghiên cứu thu nhậ ị ể
ch đường có th lên men được.
Hiện nay việc thủy phân hemicellulose cũ ư
ng nh tạ ủ ừ đ
o các ch ng lên men t đường 5C ã
có những thành công bước đầu nhưng chưa thực sự sẵn sàng áp dụng, do đó hệ cellulase
đượ để
c sử ụ
d ng thủy phân bã mía thành glucose cho mục tiêu lên men.
c.Tóm tắt cô đọng các nội dung chính và đóng góp mới của tác giả
o Khả ự ọ ề ử
o sát để l a ch n phương án ti n x lí bã mía.
o Khả ả ă ụ ế ợ ớ ề ử
o sát kh n ng áp d ng laccase trong k t h p v i ti n x lí hóa-lý.
o Đ ự ọ
ã l a ch n chế độ sử dụ ử ị ề ử ă
ng laccase cho x lí d ch sau ti n x lí, làm t ng
hiệu suất thu hồi ethanol.
o Lựa chọn tỷ lệ các enzym cellulase thủy phân bã mía.

2. 2
d. Phương pháp nghiên cứu:
Lự ọ ệ ứ
a ch n nguyên li u lignocellulose cho nghiên c u.
Khảo sát các chế độ tiền xử lí nguyên liệu bằng tác nhân hóa nhiệt bao gồm axít-
nhi m-nhi
ệt, kiề ệ ế ợ ệ ề ớ ệ ả ề ử đ
t và k t h p nhi t ki m v i laccase. Hi u qu ti n x lí được ánh giá
thông qua hiệ ả
u qu thủy phân bã mía và mức giảm hàm lượng lignin trong bã mía trước
và sau tiền xử lí.
Nghiên c ng laccase, nh
ứu loại phenol trong dịch sau tiền xử lí bằ ằm gi m s
ả ự ức
ch c
ế tế bào nấm men. Hiệ ả
u qu loại phenol đượ đánh giá thông qua hiệu suất thu hồi
ethanol và lượng phenol trước và sau xử lí.
Nghiên cứu t u t
ố ư
i ỷ lệ bổ ệ ờ ủ
sung enzym trong h cellulase và th i gian th y phân
bã mía, các thí nghiệm được được đưa ra theo phần mềm Design Expert 7 (DX-7).
Phương án tối ưu được kiểm tra bằng thực nghiệm.
e. K t lu
ế ận
1 i
. Đã khảo sát đ ều kiện tiề ử ự ọ ế ề ử ư
n x lí l a ch n được ch độ ti n x lí bã mía nh sau:
+ Bã mía sấ ở
y 45o
C, bổ sung kiềm với 0,1g NaOH/g bã mía, quá trình thực hiệ ở
n
nhiệt độ 121o
C trong thờ ệ ả
i gian 60 phút, cho hi u qu thủy phân bã mía cao hơn so với
axít, vôi.
+ Phối hợp laccase (40÷70) U/g bã mía trong tiền xử lí làm tăng hiệu quả thủy
phân bã mía lên 284,15±4,6 mg đường khử ă ớ ố ợ
/g bã mía (t ng 8,2% so v i không ph i h p
laccse), làm giảm hàm lượng lignin tới 72% (tăng 3,1% so với không phối hợp laccase).
2. Bã mía đã xử lí với chế độ lự ọ ể ủ
a ch n có th được th y phân hiệu quả với
31,5/53,61/20,47 (CMCase/FPU/CBU)/g bã mía, thời gian thủy phân 40,5 giờ, đạt 435 mg
đường khử/g bã mía.
3.Laccase có thể sử dụ ạ ử ị ủ
ng lo i phenol kh độc trong d ch th y phân, làm tăng hiệu
suất thu hồ ớ
i ethanol t i 76,27±4,67% (tăng 68% so với không khử độc).

3. L
L
L
L
Lu
u
u
u
ua
a
a
a
an
n
n
n
n V
V
V
V
Van
an
an
an
anT
T
T
T
Tot
ot
ot
ot
otN
N
N
N
Ng
g
g
g
ghiep
hiep
hiep
hiep
hiep
L
L
L
L
Le
e
e
e
e Duy K
Duy K
Duy K
Duy K
Duy Khu
hu
hu
hu
huo
o
o
o
on
n
n
n
ng
g
g
g
g Vi
Vi
Vi
Vi
Viee
e
een
n
n
n
n C
C
C
C
Co
o
o
o
on
n
n
n
ng
g
g
g
g n
n
n
n
ng
g
g
g
gh
h
h
h
hee
e
ee S
S
S
S
Siiiiin
n
n
n
nh
h
h
h
h h
h
h
h
ho
o
o
o
occ
c
cc &
&
&
&
& C
C
C
C
Co
o
o
o
on
n
n
n
ng
g
g
g
g n
n
n
n
ng
g
g
g
gh
h
h
h
hee
e
ee u
u
u
u
ucc
c
cc p
p
p
p
ph
h
h
h
ha
a
a
a
am
m
m
m
m
Th
Th
Th
Th
Th
1

M C L C 1
  .....................................................................................................................
LI C...............................................................................................................4
L.........................................................................................................5
DANH M C CÁC CH T T T
  VI  ........................................................................6
DANH M C CÁC B 7
 NG..........................................................................................
DANH M C CÁC HÌNH V
   
TH .............................................................8
M U
 .......................................................................................................................9
 .....................................................................................11
1.1. Nhiên li u sinh h
 c ........................................................................................11
1.2. Bã mía, nguyên li u t p trung cho s n xu t bioethanol
    ............................13
1.2.1. Cellulose ...............................................................................................14
1.2.2. Hemicellulose ......................................................................................15
1.2.3. Lignin....................................................................................................18
1.3. Ti n x lí nguyên li u lignocellulose
   ..........................................................19
1.3.1. Ti n x lí nguyên li u lignocellulose b
   y lý ..20
1.3.2. Ti n x lí lignicellulose b c
   ......................20
1.3.3. Ti n x lí lignocellulose b
  ........................24
1.4. Ti n x lí lignocellulose b
  c...............................25
1.4.1. Peroxidase.............................................................................................25
 phân h y lignin
 ......................................................27
1.5. Thy phân cellulose.......................................................................................31
1.5.1. Thy phân lignocellulose bhóa hc ...................31
1.5.2. Th y phân lignocellulose s d
  ng enzym........................................31
1.6. Lên men ethanol d ch th
 y phân ..................................................................34
 
T LI U ......................37
2.1. Vt li u
 ............................................................................................................37
2.1.1. Bã mía ...................................................................................................37
2.1.2. Enzym và hóa ch t
 ..............................................................................37

4. L
L
L
L
Lu
u
u
u
ua
a
a
a
an
n
n
n
n V
V
V
V
Van
an
an
an
an T
T
T
T
To
o
o
o
ott
t
tt N
N
N
N
Ng
g
g
g
gh
h
h
h
hiep
iep
iep
iep
iep
L
L
L
L
Le
e
e
e
e D
D
D
D
Duy K
uy K
uy K
uy K
uy Kh
h
h
h
hu
u
u
u
uo
o
o
o
on
n
n
n
ng
g
g
g
g Vi
Vi
Vi
Vi
Viee
e
een
n
n
n
n C
C
C
C
Co
o
o
o
on
n
n
n
ng
g
g
g
g n
n
n
n
ng
g
g
g
gh
h
h
h
hee
e
ee S
S
S
S
Siiiiin
n
n
n
nh
h
h
h
h h
h
h
h
ho
o
o
o
occ
c
cc &
&
&
&
& C
C
C
C
Co
o
o
o
on
n
n
n
ng
g
g
g
g n
n
n
n
ng
g
g
g
gh
h
h
h
hee
e
ee u
u
u
u
ucc
c
cc p
p
p
p
ph
h
h
h
ha
a
a
a
am
m
m
m
m
Th
Th
Th
Th
Th
2
2.1.3. Ch ng vi sinh v
 t.................................................................................37
2.1.4. D ng c
  và thi t b
  ..............................................................................38
 ..........................................................................38
 m bã mía b    
n tr ng
i................................................................................................................38
ng cellulos.........38
  n tính ca
Komarov .................................................................................................................39
ng kh trong dung d
 ch ...........................41
nh ho enzym
 .....................................................................42
ng phenol t ng s trong dung d
   
ch b ng p
pháp Folin Ciocalteau ...........................................................................................46
u...............................................................................47
2.3.1. ng c a nhi s y bã mía
   ..................................................47
2.3.2. Nghiên c u l a ch
  n tác nhân ti n x
  lí hóa-nhi t bã mía
 .............48
2.3.3. Kho sát vai trò c a laccase trong ti n x
   lí ....................................49
2.3.4. ng c a th i gian x
   lí hóa- t
nhi ..........................................49
2.3.5. T l các enzym h cellulase
  ..................................................49
2.3.6. Kho sát vai trò kh c d
  ch thy phân lignocellulose ca laccase
..................................................................................................................................49
T QU VÀ BÀN LU N
  ..........................................................52
3.1. L a ch
 n nguyên li u lignocellulose s d ng trong nghiên c u
    .............52
3.2. ng c a nhi s
  n hi u qu trình th y phân
   ..........52
3.3. Ti n x lí bã mía v i H
   2SO4 .........................................................................53
3.4. Ti n x
   
ng ki m Ca(OH)2 và NaOH...............................54
3.5. Ti n x lí hóa nhi t k
    
t h p vi laccase .....................................................58
3.6.  ng ca th i gian x
  lí NaOH- n hi u qu
nhi   thy phân bã
mía...........................................................................................................................60
3.7.  ng c a t l enzym trong h
    n hi u qu
  thy phân
bã mía......................................................................................................................60
3.8. Nghiên c u k
  
thu t kh phenol c a d
   
ch ti n x lí bng laccase ..........66
3.8.1. ng c a nhi t i kh
     
phenol c a laccase......67

5. L
L
L
L
Lu
u
u
u
ua
a
a
a
an
n
n
n
n V
V
V
V
Van
an
an
an
an T
T
T
T
To
o
o
o
ott
t
tt N
N
N
N
Ng
g
g
g
gh
h
h
h
hiep
iep
iep
iep
iep
L
L
L
L
Le
e
e
e
e D
D
D
D
Duy K
uy K
uy K
uy K
uy Kh
h
h
h
hu
u
u
u
uo
o
o
o
on
n
n
n
ng
g
g
g
g Vi
Vi
Vi
Vi
Viee
e
een
n
n
n
n C
C
C
C
Co
o
o
o
on
n
n
n
ng
g
g
g
g n
n
n
n
ng
g
g
g
gh
h
h
h
hee
e
ee S
S
S
S
Siiiiin
n
n
n
nh
h
h
h
h h
h
h
h
ho
o
o
o
occ
c
cc &
&
&
&
& C
C
C
C
Co
o
o
o
on
n
n
n
ng
g
g
g
g n
n
n
n
ng
g
g
g
gh
h
h
h
hee
e
ee u
u
u
u
ucc
c
cc p
p
p
p
ph
h
h
h
ha
a
a
a
am
m
m
m
m
Th
Th
Th
Th
Th
3
3.8.2. ng c a th i gian t i kh
     phenol c a laccase
 ....69
3.8.3.  ng c a n
  laccase t i kh
  n i phenol trong
dch ..........................................................................................................................69
K T LU N
  .................................................................................................................72
KI 
N NGH ................................................................................................................73
TÀI LI THAM KH O
U  .........................................................................................74
PH 
L C....................................................................................................................80

6. L
L
L
L
Lu
u
u
u
ua
a
a
a
an
n
n
n
n V
V
V
V
Van
an
an
an
an T
T
T
T
To
o
o
o
ott
t
tt N
N
N
N
Ng
g
g
g
gh
h
h
h
hiep
iep
iep
iep
iep
L
L
L
L
Le
e
e
e
e D
D
D
D
Duy K
uy K
uy K
uy K
uy Kh
h
h
h
hu
u
u
u
uo
o
o
o
on
n
n
n
ng
g
g
g
g Vi
Vi
Vi
Vi
Viee
e
een
n
n
n
n C
C
C
C
Co
o
o
o
on
n
n
n
ng
g
g
g
g n
n
n
n
ng
g
g
g
gh
h
h
h
hee
e
ee S
S
S
S
Siiiiin
n
n
n
nh
h
h
h
h h
h
h
h
ho
o
o
o
occ
c
cc &
&
&
&
& C
C
C
C
Co
o
o
o
on
n
n
n
ng
g
g
g
g n
n
n
n
ng
g
g
g
gh
h
h
h
hee
e
ee u
u
u
u
ucc
c
cc p
p
p
p
ph
h
h
h
ha
a
a
a
am
m
m
m
m
Th
Th
Th
Th
Th
4

hoàn thành lu
 n  này cn có m t th i gian dài làm vi t p trung,
  c 
, v 
i s  và h  
tr c a các thn bè.
c tiên, tôi n nói l c
mu i sâu s c t
 i     
nh ng h tr , s
khuyn khích  ng viên tôi trong th i gian
 th 
c hi n lu  . Tôi mun
c  c bi t i PGS.TS Tô Kim Anh, Vi CN sinh h c và CN c ph
t  n  Th m,
    và cho tôi l i khuyên, n th
 ki c v nghiên c u c
 a tôi trong
thi gian th 
c hi n lu .
Tôi xin c  các thy trong Vi n Công ngh
cô   Sinh hc và Th c ph
 m,
 i h c Bách khoa Hà N i vì nh ng kinh nghi m và n th
    ki c mà các thy
cho em trong quá trình h c và làm nghiên c u.
 
Xin chân thành c  Ths. Phùng Th y, KS Lê Tuân, KS Nguy
 Th n Th
Huyn, t
 u ki thu
n n l tôi hoàn thành lu
i .
i cùng, tôi xin c
Cu       
n i h ni h c Bách

Khoa - Hà N i
 u ki n cho tôi hoàn thành các th
  trong trong quá trình
hc và bo v lu
Hà N i, ngày 20 tháng
ộ 05 năm 2011
Tác gi


7. L
L
L
L
Lu
u
u
u
ua
a
a
a
an
n
n
n
n V
V
V
V
Van
an
an
an
an T
T
T
T
To
o
o
o
ott
t
tt N
N
N
N
Ng
g
g
g
gh
h
h
h
hiep
iep
iep
iep
iep
L
L
L
L
Le
e
e
e
e D
D
D
D
Duy K
uy K
uy K
uy K
uy Kh
h
h
h
hu
u
u
u
uo
o
o
o
on
n
n
n
ng
g
g
g
g Vi
Vi
Vi
Vi
Viee
e
een
n
n
n
n C
C
C
C
Co
o
o
o
on
n
n
n
ng
g
g
g
g n
n
n
n
ng
g
g
g
gh
h
h
h
hee
e
ee S
S
S
S
Siiiiin
n
n
n
nh
h
h
h
h h
h
h
h
ho
o
o
o
occ
c
cc &
&
&
&
& C
C
C
C
Co
o
o
o
on
n
n
n
ng
g
g
g
g n
n
n
n
ng
g
g
g
gh
h
h
h
hee
e
ee u
u
u
u
ucc
c
cc p
p
p
p
ph
h
h
h
ha
a
a
a
am
m
m
m
m
Th
Th
Th
Th
Th
5

Tô
      
.



8. L
L
L
L
Lu
u
u
u
ua
a
a
a
an
n
n
n
n V
V
V
V
Van
an
an
an
an T
T
T
T
To
o
o
o
ott
t
tt N
N
N
N
Ng
g
g
g
gh
h
h
h
hiep
iep
iep
iep
iep
L
L
L
L
Le
e
e
e
e D
D
D
D
Duy K
uy K
uy K
uy K
uy Kh
h
h
h
hu
u
u
u
uo
o
o
o
on
n
n
n
ng
g
g
g
g Vi
Vi
Vi
Vi
Viee
e
een
n
n
n
n C
C
C
C
Co
o
o
o
on
n
n
n
ng
g
g
g
g n
n
n
n
ng
g
g
g
gh
h
h
h
hee
e
ee S
S
S
S
Siiiiin
n
n
n
nh
h
h
h
h h
h
h
h
ho
o
o
o
occ
c
cc &
&
&
&
& C
C
C
C
Co
o
o
o
on
n
n
n
ng
g
g
g
g n
n
n
n
ng
g
g
g
gh
h
h
h
hee
e
ee u
u
u
u
ucc
c
cc p
p
p
p
ph
h
h
h
ha
a
a
a
am
m
m
m
m
Th
Th
Th
Th
Th
6

- ABTS: 2,2' -azinobis-3-ethylbenzthiazoline-6-sulfonate
- AFEX- Ammonia filber explosive
- CBU: Celobiase unit
- CFU: Colony forming unit
- CMC: Carboxyl-methyl cellulose
- DNS: Dinitro salicylic
- DX: Design expert
- FAO: Food and agriculture organization
- FC: Folin ciocalteau
- FPU: Filter paper unit
- : Gigajoule
GJ
- HBT: 1-Hydroxybenzotriazole
- HMF: Hydroxy methyl furfural
- Lac: Laccase
- LiP: Lignin peroxidase
- MnP: Manganese peroxidase
- OPEC: Organization of the PetroleumExporting Countries
- SHF: Separate hydrolysis and fermentation
(thy phân và lên men riêng r )

- SSF: Simultaneous saccharification and fermentation
(th ng thi)
- VA: Veratryl alcohol

9. L
L
L
L
Lu
u
u
u
ua
a
a
a
an
n
n
n
n V
V
V
V
Van
an
an
an
an T
T
T
T
To
o
o
o
ott
t
tt N
N
N
N
Ng
g
g
g
gh
h
h
h
hiep
iep
iep
iep
iep
L
L
L
L
Le
e
e
e
e D
D
D
D
Duy K
uy K
uy K
uy K
uy Kh
h
h
h
hu
u
u
u
uo
o
o
o
on
n
n
n
ng
g
g
g
g Vi
Vi
Vi
Vi
Viee
e
een
n
n
n
n C
C
C
C
Co
o
o
o
on
n
n
n
ng
g
g
g
g n
n
n
n
ng
g
g
g
gh
h
h
h
hee
e
ee S
S
S
S
Siiiiin
n
n
n
nh
h
h
h
h h
h
h
h
ho
o
o
o
occ
c
cc &
&
&
&
& C
C
C
C
Co
o
o
o
on
n
n
n
ng
g
g
g
g n
n
n
n
ng
g
g
g
gh
h
h
h
hee
e
ee u
u
u
u
ucc
c
cc p
p
p
p
ph
h
h
h
ha
a
a
a
am
m
m
m
m
Th
Th
Th
Th
Th
7

B ng 1: Thành ph n c a m t s i nguyên li u lignocellulose
     lo  ........................13
B ng 3.1 : Các y u t u vào và kho
    ng bi i
 ................................................61
Bng 3.2 : Các ch  thc nghi m và k
 t qu u qu
hi  thy phân bã mía thit
k theo DX-7......................................................................................................................61
B ng 3.3 : K t qu
   a mô hình..........................................62
B ng 3.4: Các ch và k t qu
      
hi u qu thy phân bã mía theo DX-7............65
B ng 3.5 : So sánh hi u qu
   c a các ch y phân bã mía
   th ............................70

10. L
L
L
L
Lu
u
u
u
ua
a
a
a
an
n
n
n
n V
V
V
V
Van
an
an
an
an T
T
T
T
To
o
o
o
ott
t
tt N
N
N
N
Ng
g
g
g
gh
h
h
h
hiep
iep
iep
iep
iep
L
L
L
L
Le
e
e
e
e D
D
D
D
Duy K
uy K
uy K
uy K
uy Kh
h
h
h
hu
u
u
u
uo
o
o
o
on
n
n
n
ng
g
g
g
g Vi
Vi
Vi
Vi
Viee
e
een
n
n
n
n C
C
C
C
Co
o
o
o
on
n
n
n
ng
g
g
g
g n
n
n
n
ng
g
g
g
gh
h
h
h
hee
e
ee S
S
S
S
Siiiiin
n
n
n
nh
h
h
h
h h
h
h
h
ho
o
o
o
occ
c
cc &
&
&
&
& C
C
C
C
Co
o
o
o
on
n
n
n
ng
g
g
g
g n
n
n
n
ng
g
g
g
gh
h
h
h
hee
e
ee u
u
u
u
ucc
c
cc p
p
p
p
ph
h
h
h
ha
a
a
a
am
m
m
m
m
Th
Th
Th
Th
Th
8

Hình 1.1: Mô ph ng c u trúc c a nguyên li u bã mía
    ...........................................14
Hình 1.2: C u trúc c
 a lignocellulose......................................................................15
Hình 1.3. Mch acetyl-4-O-methylglucuronoxylan...............................................16
Hình 1.4: M ch glucomannan
 ...................................................................................17
Hình 1.5: M ch galactoglucomannan
 ......................................................................17
Hình 1.6: M ch arabinoglucuronoxylan .
 ................................................................ 18
Hình 1.7: C u trúc c
 a m ng lignin
 .........................................................................18
Hình 1.8: Mô ph ng c
 c và sau ti n x
  lí....................19
Hình 1.9: Quá trình phân c t m
 i liên k t C
 -C...................................................26
 xúc tác c a peroxidase
 ..............................................................27
 n lignin ......................................................28
H 
phân h y lignin và các d ng bi i c a laccase
   .................30
 quá trình th y phân cellulose b i h
   enzym cellulase ..........33
Hình 1.14: S   
c ch t bào n m men b i các ch
  t c ch sinh ra......................35
Hình 3.1 : Thành ph n bã mía nghiên c u
  ..............................................................52
Hình 3.2: ng c a nhi s y t i hi u qu
      th ..............53
Hình 3.3: K t qu n x
  ti  lí bng axít H2 SO4 .........................................................54
Hình 3.4 : K t qu
  tin x ng ki m
 ................................55
Hình 3.5 : So sánh k t qu
  tin x lí bã mía ...........................................................57
 lí bã mía ............................59
Hình 3.7: Hi u qu
  thy phân bã mía theo th i gian hóa nhi t
  ...........................60
Hình 3.8: K t qu b
   
m t ng c a hi u su
  t th y phân bã mía
 .....................63
Hình 3.9: K t qu
  
kh o sát vai trò laccase trong kh c d
  ch ti n x
  lí bng
laccase.................................................................................................................................69

11. L
L
L
L
Lu
u
u
u
ua
a
a
a
an
n
n
n
n V
V
V
V
Van
an
an
an
an T
T
T
T
To
o
o
o
ott
t
tt N
N
N
N
Ng
g
g
g
gh
h
h
h
hiep
iep
iep
iep
iep
L
L
L
L
Le
e
e
e
e D
D
D
D
Duy K
uy K
uy K
uy K
uy Kh
h
h
h
hu
u
u
u
uo
o
o
o
on
n
n
n
ng
g
g
g
g Vi
Vi
Vi
Vi
Viee
e
een
n
n
n
n C
C
C
C
Co
o
o
o
on
n
n
n
ng
g
g
g
g n
n
n
n
ng
g
g
g
gh
h
h
h
hee
e
ee S
S
S
S
Siiiiin
n
n
n
nh
h
h
h
h h
h
h
h
ho
o
o
o
occ
c
cc &
&
&
&
& C
C
C
C
Co
o
o
o
on
n
n
n
ng
g
g
g
g n
n
n
n
ng
g
g
g
gh
h
h
h
hee
e
ee u
u
u
u
ucc
c
cc p
p
p
p
ph
h
h
h
ha
a
a
a
am
m
m
m
m
Th
Th
Th
Th
Th
9

V       
i s u trên th i do c n ki t d
 gi   u m,
các qu 
tìm ki m mt ngun nhiên li u tái t
 o có th thay th nhiên li
  u
hóa th   n. Trong s các gi
 i pháp có th c n nhiên li u
,   c
sn xut t các ngu n sinh kh
  i khác nhau hit trong nhng gii pháp
c quan tâm. n nay ethanol s
Hi n xu 
t t các ngun nguyên li u liên quan

n tinh bt (ngô, sn) ho  
ng (c c i, mía) là gii pháp duy nht hi n nay thay

th u và gi vai trò quan tr
   ng tái to, giúp ct gim phát thi
CO2m b  ng, nâng cao thu nh  i làm nông nghi p.

  
i m t v    c và hn ch t tr làm vi c s n xu
ng   t
ethanol t loi nguyên liu thc phm g  là gi  
c m t.
Sinh kh lignocellulose là nguyên li u ti
i       
ng cellulose và hemicellulose cao, s ng l n và
    
t o nhanh
    
u hóa th ch  n ki t. Bã mía là m t trong nh
  ng ngun
lignocellulose t p trung nh
 t. N ng sinh kh
    c chuy n hóa thành

 c, thì bã mía s là m
 t trong các nguyên li quan tr
ngun u ng
cho mc tiêu s n xu
  
t c n nhiên li u
  
 c ta nói riêng và trên th i nói chung.
 gi
c tính 1 cellulose có th
kg    
c x p x 0,56 kg ethanol [15]. Tuy
nhiên, công ngh s
 n xut bioethanol t bã mía nói riêng và lignocellulose nói

  i hóa. Nguyên nhân do quá trình chuy n hóa cellulose

  c hi n chi m chi phí giá thành s
  n phm cao, công ngh
tin x  
i lo i nguyên li u, giá thành enzym cao làm cho chi phí

ca quá trình thy phân chi m t ng l
  tr n.
V   
i l i th c có khí hu nhi i, Vi t Nam s h
   u m t ngu
 n nguyên
liu mong c so v
 c có khí hi. Trong nh
vic nghiên c u phát tri n c n nhiên li t Nam b
   u  Vi c quan tâm, m ra

m t th i k
   mc d báo là r t h
 p dn và không ít nhng thách thc.

12. L
L
L
L
Lu
u
u
u
ua
a
a
a
an
n
n
n
n V
V
V
V
Van
an
an
an
an T
T
T
T
To
o
o
o
ott
t
tt N
N
N
N
Ng
g
g
g
gh
h
h
h
hiep
iep
iep
iep
iep
L
L
L
L
Le
e
e
e
e D
D
D
D
Duy K
uy K
uy K
uy K
uy Kh
h
h
h
hu
u
u
u
uo
o
o
o
on
n
n
n
ng
g
g
g
g Vi
Vi
Vi
Vi
Viee
e
een
n
n
n
n C
C
C
C
Co
o
o
o
on
n
n
n
ng
g
g
g
g n
n
n
n
ng
g
g
g
gh
h
h
h
hee
e
ee S
S
S
S
Siiiiin
n
n
n
nh
h
h
h
h h
h
h
h
ho
o
o
o
occ
c
cc &
&
&
&
& C
C
C
C
Co
o
o
o
on
n
n
n
ng
g
g
g
g n
n
n
n
ng
g
g
g
gh
h
h
h
hee
e
ee u
u
u
u
ucc
c
cc p
p
p
p
ph
h
h
h
ha
a
a
a
am
m
m
m
m
Th
Th
Th
Th
Th
10
 góp phn vào quá trình nghiên c u nâng cao hi u qu
   x lí lignocellulose
chung, tài c tôi
 a chn là Nghiên cứu ch x bã mía cho m c tiêu lên men
ế độ ử lí ụ
bioethanol
N i dung c a v
   nghiên c u bao g m
  :
o Kh 
l a ch n x lí bã mía.
o Kho sát kh n laccase trong k t h
g  p v 
i ti n x lí hóa-lý.
o Kho sát kh  c d 
ch ti n x lí b
 ng enzym laccase.
o L a ch n t
   l các enzym cellulase th
 y phân bã mía.
o     
x lí bã mía thu nhn d ch th
 y phân có th lên men

c.

13. L
L
L
L
Lu
u
u
u
ua
a
a
a
an
n
n
n
n V
V
V
V
Van
an
an
an
an T
T
T
T
To
o
o
o
ott
t
tt N
N
N
N
Ng
g
g
g
gh
h
h
h
hiep
iep
iep
iep
iep
L
L
L
L
Le
e
e
e
e D
D
D
D
Duy K
uy K
uy K
uy K
uy Kh
h
h
h
hu
u
u
u
uo
o
o
o
on
n
n
n
ng
g
g
g
g Vi
Vi
Vi
Vi
Viee
e
een
n
n
n
n C
C
C
C
Co
o
o
o
on
n
n
n
ng
g
g
g
g n
n
n
n
ng
g
g
g
gh
h
h
h
hee
e
ee S
S
S
S
Siiiiin
n
n
n
nh
h
h
h
h h
h
h
h
ho
o
o
o
occ
c
cc &
&
&
&
& C
C
C
C
Co
o
o
o
on
n
n
n
ng
g
g
g
g n
n
n
n
ng
g
g
g
gh
h
h
h
hee
e
ee u
u
u
u
ucc
c
cc p
p
p
p
ph
h
h
h
ha
a
a
a
am
m
m
m
m
Th
Th
Th
Th
Th
11
 IQUAN
1.1. 
 
  .
n nay, m t trong các nhi m v
Hi    tr 
m c a qu c gia là phát tri n các
 
nhiên li u thay
 th các nhiên li u hóa th
 ch, d n s
ki  gi
cn ki Vi giá du t k 
l c nhiên li u sinh h
,  c làm t
cây trng c quan tâm trên toàn th i S
 gi . n xut nhiên li u sinh h c toàn c u
   
 p ba l n t 4,8 t gal
   on    
kho ng 16,0 t   .
Kho ng 90 % nhiên li u sinh h
   
c s n xut tp trung Hoa K
 , Brazil & Liên
minh Châu Âu [16]. Ngày nay, ethanol t ngung có kh
  
m c 5 ÷ 10% mà không ph 
i c u trúc và v 
t li u ch
to  . Brazil  y s s d
  ng ethanol t i h
 u h t các
 trm u và
sn xut xe ô tô nhiên li u linh ho t (có kh
    
s dng  nguyên cht E25).
,
M  ngh lut pháp cung cp    
m r ng phâ
E85 n ph i và s
 n xu 
t nhi u
xe E85 [16].
  
           
              
   a
                 
            
&
Lan là        
  
- [43].     
              
         
           
            
          

14. L
L
L
L
Lu
u
u
u
ua
a
a
a
an
n
n
n
n V
V
V
V
Van
an
an
an
an T
T
T
T
To
o
o
o
ott
t
tt N
N
N
N
Ng
g
g
g
gh
h
h
h
hiep
iep
iep
iep
iep
L
L
L
L
Le
e
e
e
e D
D
D
D
Duy K
uy K
uy K
uy K
uy Kh
h
h
h
hu
u
u
u
uo
o
o
o
on
n
n
n
ng
g
g
g
g Vi
Vi
Vi
Vi
Viee
e
een
n
n
n
n C
C
C
C
Co
o
o
o
on
n
n
n
ng
g
g
g
g n
n
n
n
ng
g
g
g
gh
h
h
h
hee
e
ee S
S
S
S
Siiiiin
n
n
n
nh
h
h
h
h h
h
h
h
ho
o
o
o
occ
c
cc &
&
&
&
& C
C
C
C
Co
o
o
o
on
n
n
n
ng
g
g
g
g n
n
n
n
ng
g
g
g
gh
h
h
h
hee
e
ee u
u
u
u
ucc
c
cc p
p
p
p
ph
h
h
h
ha
a
a
a
am
m
m
m
m
Th
Th
Th
Th
Th
12
            -ethanol) là cây

              
 .
Bioethanol    là ethanol     
    
:
    T
          ng
              
 . 
có . .
963 000 000         
      duy trì        
   [16].     
              
            
       
B     
 . S        
x
 . H    
.
lên 16. kg (2010)
 
  .
             
              

 
 

          
  [8].

15. L
L
L
L
Lu
u
u
u
ua
a
a
a
an
n
n
n
n V
V
V
V
Van
an
an
an
an T
T
T
T
To
o
o
o
ott
t
tt N
N
N
N
Ng
g
g
g
gh
h
h
h
hiep
iep
iep
iep
iep
L
L
L
L
Le
e
e
e
e D
D
D
D
Duy K
uy K
uy K
uy K
uy Kh
h
h
h
hu
u
u
u
uo
o
o
o
on
n
n
n
ng
g
g
g
g Vi
Vi
Vi
Vi
Viee
e
een
n
n
n
n C
C
C
C
Co
o
o
o
on
n
n
n
ng
g
g
g
g n
n
n
n
ng
g
g
g
gh
h
h
h
hee
e
ee S
S
S
S
Siiiiin
n
n
n
nh
h
h
h
h h
h
h
h
ho
o
o
o
occ
c
cc &
&
&
&
& C
C
C
C
Co
o
o
o
on
n
n
n
ng
g
g
g
g n
n
n
n
ng
g
g
g
gh
h
h
h
hee
e
ee u
u
u
u
ucc
c
cc p
p
p
p
ph
h
h
h
ha
a
a
a
am
m
m
m
m
Th
Th
Th
Th
Th
13
        
,
 
c
 [19].
        
           

 
    bã mía           
              
               
công ngh
1.2. 
Bã mía là m t lignocellulose t
  ph m c a công nghi
ph   ng. 
Vit Nam, bã mía ch y c s d
   t ngu n ch
     
t t i m t s vùng
nông thôn và t i chính các nhà máy.

   
: lignocellulose [ ]
46
Là nguyên li u ch
 a lignocellulose, bã mía có thành phn ch yu là 3 loi
polyme: cellulose, hemicellulose lignin
và c liên k 
t ch t ch v
 i nhau bi các
liên k ng hóa tr
t phi   ng hóa tr . T
 i Vi t Nam, bã mía có thành ph
 n gm
46,53% cellulose 29,11% hemicellulose 21,36% lignin [4 v
, , ],   ng
cellulose cao bã mía có th chn là m t ngu
 n nguyên li u cho s n xu
  t bioethanol.
Cellulose Hemicellulose Lignin
G c
 ng 40 55%
÷ 24 40%
÷ 18 25%
÷
G m m
  45 50%
÷ 25 35%
÷ 25 35%
÷
 30 43%
÷ 22 35%
÷ 15 23%
÷
Bã mía 40 55%
÷ 25 40%
÷ 5÷25%
C 25 40%
÷ 35 50%
÷ 10 30%
÷

16. L
L
L
L
Lu
u
u
u
ua
a
a
a
an
n
n
n
n V
V
V
V
Van
an
an
an
an T
T
T
T
To
o
o
o
ott
t
tt N
N
N
N
Ng
g
g
g
gh
h
h
h
hiep
iep
iep
iep
iep
L
L
L
L
Le
e
e
e
e D
D
D
D
Duy K
uy K
uy K
uy K
uy Kh
h
h
h
hu
u
u
u
uo
o
o
o
on
n
n
n
ng
g
g
g
g Vi
Vi
Vi
Vi
Viee
e
een
n
n
n
n C
C
C
C
Co
o
o
o
on
n
n
n
ng
g
g
g
g n
n
n
n
ng
g
g
g
gh
h
h
h
hee
e
ee S
S
S
S
Siiiiin
n
n
n
nh
h
h
h
h h
h
h
h
ho
o
o
o
occ
c
cc &
&
&
&
& C
C
C
C
Co
o
o
o
on
n
n
n
ng
g
g
g
g n
n
n
n
ng
g
g
g
gh
h
h
h
hee
e
ee u
u
u
u
ucc
c
cc p
p
p
p
ph
h
h
h
ha
a
a
a
am
m
m
m
m
Th
Th
Th
Th
Th
14
Hình 1.1: trúc c bã mía
1.2.1. Cellulose
Cellulose là thành phn polyme n nh
ph bi t trong t nhiên, chi m 50%
 
ng sinh khi thc vt. Cu trúc c a cellulose là polysaccharit ng th m
   ch
thng c u t
 o b i các u
 ti  glucose liên k t v
 i nhau b i các liên k t lo
  i O -

(1,4)-glycozit. Các m  ng và có m u kh v
   i nhóm chc
hydroxyl v
  trí C1 t u còn lu không kh , nhóm ch c hydroxyl v
   
trí C1 b bao vây trong m t liên k t O glycozit. Các m
   ch cellulose c nhóm li
v 
i d ng vi s i b
 n b i các liên k t hydro n
  i và ngoi phân t [
 39].

17. L
L
L
L
Lu
u
u
u
ua
a
a
a
an
n
n
n
n V
V
V
V
Van
an
an
an
an T
T
T
T
To
o
o
o
ott
t
tt N
N
N
N
Ng
g
g
g
gh
h
h
h
hiep
iep
iep
iep
iep
L
L
L
L
Le
e
e
e
e D
D
D
D
Duy K
uy K
uy K
uy K
uy Kh
h
h
h
hu
u
u
u
uo
o
o
o
on
n
n
n
ng
g
g
g
g Vi
Vi
Vi
Vi
Viee
e
een
n
n
n
n C
C
C
C
Co
o
o
o
on
n
n
n
ng
g
g
g
g n
n
n
n
ng
g
g
g
gh
h
h
h
hee
e
ee S
S
S
S
Siiiiin
n
n
n
nh
h
h
h
h h
h
h
h
ho
o
o
o
occ
c
cc &
&
&
&
& C
C
C
C
Co
o
o
o
on
n
n
n
ng
g
g
g
g n
n
n
n
ng
g
g
g
gh
h
h
h
hee
e
ee u
u
u
u
ucc
c
cc p
p
p
p
ph
h
h
h
ha
a
a
a
am
m
m
m
m
Th
Th
Th
Th
Th
15

Cellulose g  
m t 1.400÷10.000 g -D-glucose liên k t v
 i nhau bng liên
k  
-1,4 glucozit to thành dng chu 
i. C u trúc micell ca cellulose bao gm
ng th i vùng k t tinh
    nh hình. Vùng kt tinh có cu trúc trt t
rt cao, c u trúc s
  c và cht ch    
, chi m khong ¾ cu trúc
cellulose [41].T l vùng k t tinh v
     nh hình tùy thuc vào ngu n g
 c
xut x 
c a nguyên li u. S
  k t tinh c
 a cellulose m t ph
 n là nh 
các liên k t
hydro gi a các m
 ch cellulose. T 
t c nh hình là
u hp th v   
c giúp cho cellulase t n công d
  dàng. Trong khi
ch vài s ít các nhóm hydroxyl OH trong vùng k
    
i  c,
u king cellulase ch có th
  ng lên b 
m t s i cellulose. Tuy nhiên,

vic thy phân cellulose ch có th
  dii các thành
phn cùng cu t o nên thành t bào th
  c v 
c th y phân ra
t c lên men ethanol nh n
   m men.
1.2.2. Hemicellulose
Hemicellulose là m t polysaccharit chi m t l l n trên th i sau
      gi
cellulose, là các polysaccharit d th, phân nhánh, liên k t v
 i cellulose to nên

18. L
L
L
L
Lu
u
u
u
ua
a
a
a
an
n
n
n
n V
V
V
V
Van
an
an
an
an T
T
T
T
To
o
o
o
ott
t
tt N
N
N
N
Ng
g
g
g
gh
h
h
h
hiep
iep
iep
iep
iep
L
L
L
L
Le
e
e
e
e D
D
D
D
Duy K
uy K
uy K
uy K
uy Kh
h
h
h
hu
u
u
u
uo
o
o
o
on
n
n
n
ng
g
g
g
g Vi
Vi
Vi
Vi
Viee
e
een
n
n
n
n C
C
C
C
Co
o
o
o
on
n
n
n
ng
g
g
g
g n
n
n
n
ng
g
g
g
gh
h
h
h
hee
e
ee S
S
S
S
Siiiiin
n
n
n
nh
h
h
h
h h
h
h
h
ho
o
o
o
occ
c
cc &
&
&
&
& C
C
C
C
Co
o
o
o
on
n
n
n
ng
g
g
g
g n
n
n
n
ng
g
g
g
gh
h
h
h
hee
e
ee u
u
u
u
ucc
c
cc p
p
p
p
ph
h
h
h
ha
a
a
a
am
m
m
m
m
Th
Th
Th
Th
Th
16
thành t bào th c v
  t Hemicellulose ch a c
.   ng 6 cacbon g m glucose,

mannose và galactose và ng 5 gm xylose và arabinose. Tùy thuc vào t l c
  a
các thành ph    c gi là mannan (ch a mannose),

xylan (ch a xylose) hay galactan (ch a galactose). Liên k
  t gi a hemicellulose v
 i
  
c th c hi n b
 i các liên k t m
 ch ngn. Do vy,
hemicellulose luôn luôn t n t
  i dnh hình và r t d dàng b
   thy phân
[25].
ch chính c 
c c u to t liên k
  
t -(1,4).
n quan tr ng nh
 t.
  
ph bi n nht là nhóm acetyl O liên k
 t vi v trí 2 ho c 3.

 ch nhánh cu t o t
       ng là disaccharit
hoc trisaccharit. S liên k
  
t c a hemicellulose vi các polysaccharit khác và vi
lignin là nh   
các m ch nhánh nên t n

t d
i  nh hình và vì th d
  b thy phân.
Các phân t  
c liên k t vi nhau b   
i liên k - - -1,6-
 ng b acetyl hóa, t
 o thành keo dính các phân t cellulose và lignin
 .
G c ng, g
   mm và nguyên li u phi g
  m hemicellulose khác nhau:
- Acetyl-4-O-methylglucuronoxylan, là m t lo
 i polyme có mch chính
g-D-xylopyranose liên k t v
 i nhau bng liên k -
t  
nhóm - v
OH   trí C2 và C3 b acetyl hóa, 10% các nhóm v
  trí C2 liên k t v
 i
acid 4- O-methyl-D-glucuronic. G c ng còn ch a glucomannan, polyme này ch
   a
m t t l b
    -D-glu -D-mannopyranose [12].
Hình 1.3. cetyl-4-O-methylglucuronoxylan

19. L
L
L
L
Lu
u
u
u
ua
a
a
a
an
n
n
n
n V
V
V
V
Van
an
an
an
an T
T
T
T
To
o
o
o
ott
t
tt N
N
N
N
Ng
g
g
g
gh
h
h
h
hiep
iep
iep
iep
iep
L
L
L
L
Le
e
e
e
e D
D
D
D
Duy K
uy K
uy K
uy K
uy Kh
h
h
h
hu
u
u
u
uo
o
o
o
on
n
n
n
ng
g
g
g
g Vi
Vi
Vi
Vi
Viee
e
een
n
n
n
n C
C
C
C
Co
o
o
o
on
n
n
n
ng
g
g
g
g n
n
n
n
ng
g
g
g
gh
h
h
h
hee
e
ee S
S
S
S
Siiiiin
n
n
n
nh
h
h
h
h h
h
h
h
ho
o
o
o
occ
c
cc &
&
&
&
& C
C
C
C
Co
o
o
o
on
n
n
n
ng
g
g
g
g n
n
n
n
ng
g
g
g
gh
h
h
h
hee
e
ee u
u
u
u
ucc
c
cc p
p
p
p
ph
h
h
h
ha
a
a
a
am
m
m
m
m
Th
Th
Th
Th
Th
17
Hình 1.4: lucomannan
- Loi th hai có m-D-galactopyranose, phân nhánh. Loi
hemicellulose này to liên k  
t O t i nhóm - v
OH   trí C6 v 
-L- -D-
galactose ho-D-glucoronic [12].
- Galactoglucomannanpolyme c u thành t các phân t D-
  
mannopyranose liên k t v
 i D-glucopyranose bng liên k-(1,4) v  
i t l hai
monome ng là 3:1. Tuy nhiên, t l
   i tùy theo lo i g
  [12].
Hình 1.5: alactoglucomannan
- Arabino-4-O-methylglucuronoxylan, c u t
 o t các D-xylopyranose, các

monome này b th  v trí 2 bng acid 4-O-methyl-glucuronic, v
  trí 3 b -
L-arabinofuranose [12].
i vi bã mía, 20 ÷ 40% hemicellulose là xylose. Polysaccharide này cu
t o t các D-xylopyranose, OH C2 b
    th 
b i acid 4-O-methylglucuronic. -OH 
v trí C3 s t
 o mch nhánh v-L-arabinofuranose [12].

20. L
L
L
L
Lu
u
u
u
ua
a
a
a
an
n
n
n
n V
V
V
V
Van
an
an
an
an T
T
T
T
To
o
o
o
ott
t
tt N
N
N
N
Ng
g
g
g
gh
h
h
h
hiep
iep
iep
iep
iep
L
L
L
L
Le
e
e
e
e D
D
D
D
Duy K
uy K
uy K
uy K
uy Kh
h
h
h
hu
u
u
u
uo
o
o
o
on
n
n
n
ng
g
g
g
g Vi
Vi
Vi
Vi
Viee
e
een
n
n
n
n C
C
C
C
Co
o
o
o
on
n
n
n
ng
g
g
g
g n
n
n
n
ng
g
g
g
gh
h
h
h
hee
e
ee S
S
S
S
Siiiiin
n
n
n
nh
h
h
h
h h
h
h
h
ho
o
o
o
occ
c
cc &
&
&
&
& C
C
C
C
Co
o
o
o
on
n
n
n
ng
g
g
g
g n
n
n
n
ng
g
g
g
gh
h
h
h
hee
e
ee u
u
u
u
ucc
c
cc p
p
p
p
ph
h
h
h
ha
a
a
a
am
m
m
m
m
Th
Th
Th
Th
Th
18
Hình 1.6: rabinoglucuronoxylan
Cu to ph 
c t p c a hemicellolose t
 o nên nhi u tính ch
 t hóa sinh và lý sinh
cho cây.
1.2.3. Lignin
Lignin là thành phn liên k t gi a hemicellulose cellulose t
  và o nên c u n
 i
vt lý có tác dt rào chn c a màng t bào th
  c vt. Nó giúp dng lên cu
trúc màng t bào, t
 o kh   m và kh  ng chc nhng tn
công c a vi sinh v
 t, enzym hay các tác nhân oxy hóa. Lignin là tên g i chung c
 a
m t t
 p h p các polyphenol có kh ng phân t l n, có thành ph
    n và c
dng,  c.
Hình 1 :
.7  lignin [ ]
45

21. L
L
L
L
Lu
u
u
u
ua
a
a
a
an
n
n
n
n V
V
V
V
Van
an
an
an
an T
T
T
T
To
o
o
o
ott
t
tt N
N
N
N
Ng
g
g
g
gh
h
h
h
hiep
iep
iep
iep
iep
L
L
L
L
Le
e
e
e
e D
D
D
D
Duy K
uy K
uy K
uy K
uy Kh
h
h
h
hu
u
u
u
uo
o
o
o
on
n
n
n
ng
g
g
g
g Vi
Vi
Vi
Vi
Viee
e
een
n
n
n
n C
C
C
C
Co
o
o
o
on
n
n
n
ng
g
g
g
g n
n
n
n
ng
g
g
g
gh
h
h
h
hee
e
ee S
S
S
S
Siiiiin
n
n
n
nh
h
h
h
h h
h
h
h
ho
o
o
o
occ
c
cc &
&
&
&
& C
C
C
C
Co
o
o
o
on
n
n
n
ng
g
g
g
g n
n
n
n
ng
g
g
g
gh
h
h
h
hee
e
ee u
u
u
u
ucc
c
cc p
p
p
p
ph
h
h
h
ha
a
a
a
am
m
m
m
m
Th
Th
Th
Th
Th
19
Lignin  
c c u thành b      u phenol: Alcohol
coniferylic, Alcohol p-coumarylic, Alcohol sinapylic. Các co-polyme c a lignin

 n parahydroxylphenyl, guaiacyle và syringyle [10].
  phân hy lignin s t
 u ki n cho
 thy phân  
hi u qu, các
nghiên c    
t l thun gi a m lignin b phân h
   y và m thy phân
 [24].
1.3. Ti 
c khi thy phân, nguyên li u c
   
c ti n x lí v 
i m c tiêu gim hàm
ng lignin hemicellulose trong v
và t li  ma tr lignocellulose
n
    
c l trong s i lignocellulose làm gi
 , m m  kt tinh c a

cellulose  n tích b 
m t gia enzym t. Có r t nhi u các
 
  
ti n x   
lí vt lý, hóa h c, sinh h c
  hoc phi kt
h           
i lo i nguyên li u. Thông

ng quá trình làm mt mát cht khô hay s phân h
 y các loi ng sinh ra và
t o thành các ch
 t  
c ch vi sinh vt. Yêu c u quá trình n x
 ti  c n ph
lí   
i hi u qu,
các thi t b dùng cho quá trình n x
  ti  
c
lí n phn và ít t n kém, chi phí x
 
lí c n ph
  c gi m thi u t
  ng và hóa cht.
Hình 1.8lignocellulose t

22. L
L
L
L
Lu
u
u
u
ua
a
a
a
an
n
n
n
n V
V
V
V
Van
an
an
an
an T
T
T
T
To
o
o
o
ott
t
tt N
N
N
N
Ng
g
g
g
gh
h
h
h
hiep
iep
iep
iep
iep
L
L
L
L
Le
e
e
e
e D
D
D
D
Duy K
uy K
uy K
uy K
uy Kh
h
h
h
hu
u
u
u
uo
o
o
o
on
n
n
n
ng
g
g
g
g Vi
Vi
Vi
Vi
Viee
e
een
n
n
n
n C
C
C
C
Co
o
o
o
on
n
n
n
ng
g
g
g
g n
n
n
n
ng
g
g
g
gh
h
h
h
hee
e
ee S
S
S
S
Siiiiin
n
n
n
nh
h
h
h
h h
h
h
h
ho
o
o
o
occ
c
cc &
&
&
&
& C
C
C
C
Co
o
o
o
on
n
n
n
ng
g
g
g
g n
n
n
n
ng
g
g
g
gh
h
h
h
hee
e
ee u
u
u
u
ucc
c
cc p
p
p
p
ph
h
h
h
ha
a
a
a
am
m
m
m
m
Th
Th
Th
Th
Th
20
1.3.1. T   
1.3.1.1. ng pháp  h
Nguyên tc c mt ti p xúc
 git vi
các enzym, t u ki n thu
 n l i cho quá trình th
 y phân bng enzym P
. 
pháp này làm gim m trùng h p c a cellulose, lignin và m
     kt tinh ca
cellulose.   t lý bao g m: nghi
 n  nghi  c nano,
x 
b
lí c x ng cao, x lí thy nhi t và n
    
m c a c
pháp thu c nhóm này là không s d
  ng hóa cht trong quá trình x líiêu
  
ng l n. Tuy nhiên v     
có th s d
này quy mô l n [
  39].
1.3.1.2.   
-
Quá trình  
ng nguyên li u tron
   i áp sut cao  nhi 
200o
C÷230o
C có th làm hòa tan t 80÷90% hemicellulose và m m
   ch cellulose,
quá trình thy phân cellulose nh  t 90%. i gian
Th 
ng t 15÷60 phút. Các nghiên c     
c ti u ki n phòng thí
nghi        
ra r     
hemicellulose và m   lignin  c
các l c a ma tr
  n lignocellulose và làm gim m k
 t tinh ca cellulose 
t u ki n thu
   n l i cho quá trình th
 y phân bng enzym sau này. 
này mc dù có khá nhiu  
m: M hòa tan pentose và t sau ti n x
  lí
hp th enzym t t, không c
 n s d
 ng hóa cht, ít to thành cht c ch, ít gây tht
thoát cht khô có th x
và   lí c vi n t cao (trên 20 bar) [34].
c áp dng trên quy mô l n ch
  yi thc
hi n nhi
   và áp sut cao.
1.3.2. T   
1.3.2.1. T trong môi axít loãng
X v
 lí i axít loãng là m t trong nh
 n và d áp dng
nht trong tt c các phòng thí nghi m mà không c n b
   t k m t thi t b chuyên
  
dng nào. Ion H+
t cao có kh
 nhi   t các liên k t glucozit và phâ
 n
hy hemicellulose m m kt tinh ca cellulose [33].

23. L
L
L
L
Lu
u
u
u
ua
a
a
a
an
n
n
n
n V
V
V
V
Van
an
an
an
an T
T
T
T
To
o
o
o
ott
t
tt N
N
N
N
Ng
g
g
g
gh
h
h
h
hiep
iep
iep
iep
iep
L
L
L
L
Le
e
e
e
e D
D
D
D
Duy K
uy K
uy K
uy K
uy Kh
h
h
h
hu
u
u
u
uo
o
o
o
on
n
n
n
ng
g
g
g
g Vi
Vi
Vi
Vi
Viee
e
een
n
n
n
n C
C
C
C
Co
o
o
o
on
n
n
n
ng
g
g
g
g n
n
n
n
ng
g
g
g
gh
h
h
h
hee
e
ee S
S
S
S
Siiiiin
n
n
n
nh
h
h
h
h h
h
h
h
ho
o
o
o
occ
c
cc &
&
&
&
& C
C
C
C
Co
o
o
o
on
n
n
n
ng
g
g
g
g n
n
n
n
ng
g
g
g
gh
h
h
h
hee
e
ee u
u
u
u
ucc
c
cc p
p
p
p
ph
h
h
h
ha
a
a
a
am
m
m
m
m
Th
Th
Th
Th
Th
21
Trong quá trình n x
ti  v
lí i axít, hemicellulose d dàng b phân h
vi cellulose hay lignin. Vì th , các h p ph
  n cellulose lignin trong pha r
và n hu
  i và có th p t
 ti c x v
lí  sau [33]u
ki n
 ti 
n x , pha l ng c a d
lí    
ch th y phân s bao g
 là xylose,
glucose hay arabinose, các sn phm c a s phân h
  y hemicellulose (các
oligosaccharit t polysaccharit axít etic t s
 , ac   thy phân nhóm ac yl liên k t v
et  i
ng) và/ho c các s
 n phm c a s phân h
  y monosacchrit (furfural-sn phn ca
s c
 kh  ng pentose, 5-hydroxymethylfurfural (HMF) - s n ph
 m ca s
kh 
 c ng hexose) [34]. Các s n ph
 u là nhng ch 
t c ch  
n s
phát tri n c
 a vi sinh vt, do vy  
c ch quá trình lên men sau này.
n x v
Ti  lí i axít sulfuric
Pattra và c ng s [
  37], u quá trình n x
ti  bã mía s d
lí  ng axít
sulfuric các n
  khác nhau 0,25÷7% (w/v), thi gia x
n  lí  
i t 15÷240
phút  121o
C, áp sut 1,5 kg/cm2
 u ki n t
    c là 0,5% (w/v)
H2SO4 trong 60 phút u qu
, hi  thy phân  h  
c s d 
giá hi u qu
  n x
ti  nguyên li u v
lí  i kt qu    
c ,5
24 ng t s
ng .
c là 11g/l glucose xylose 11,29g
; /l; arabinose 2,22g/l; axít acetic
2,48g/l và furfural 0,12g/l. Vi    H2SO4 t 0,5% lên 1% không làm
    ng glucose sinh ra trong d ch th
 y phân bã mía. Khi nng
 H2SO4  ng glucose thm chí còn gim. Xylose c
ng chính c khi n x
ti  lí lignocellulose bng axít [38].
Ti 
n x v
lí i axít clohydric
Axít clohydric (HCl)  
c s d 
x các lignocellulose khác nha
lí u 
 
c a cây lúa mi n, bã mía
 .... Tuy nhiên, s t ng và tính
  ng i  
ch ng hn ch c
 a S dng HCl ti n x
  bã mía
lí
     
c d ch th y phân sau này v      
i hi u su i các loi
nguyên li lignocellulose khác,
u ng kh  c 37,21% theo kh ng bã
 
mía [23].
n x v
Ti  lí i axít phosphoric

24. L
L
L
L
Lu
u
u
u
ua
a
a
a
an
n
n
n
n V
V
V
V
Van
an
an
an
an T
T
T
T
To
o
o
o
ott
t
tt N
N
N
N
Ng
g
g
g
gh
h
h
h
hiep
iep
iep
iep
iep
L
L
L
L
Le
e
e
e
e D
D
D
D
Duy K
uy K
uy K
uy K
uy Kh
h
h
h
hu
u
u
u
uo
o
o
o
on
n
n
n
ng
g
g
g
g Vi
Vi
Vi
Vi
Viee
e
een
n
n
n
n C
C
C
C
Co
o
o
o
on
n
n
n
ng
g
g
g
g n
n
n
n
ng
g
g
g
gh
h
h
h
hee
e
ee S
S
S
S
Siiiiin
n
n
n
nh
h
h
h
h h
h
h
h
ho
o
o
o
occ
c
cc &
&
&
&
& C
C
C
C
Co
o
o
o
on
n
n
n
ng
g
g
g
g n
n
n
n
ng
g
g
g
gh
h
h
h
hee
e
ee u
u
u
u
ucc
c
cc p
p
p
p
ph
h
h
h
ha
a
a
a
am
m
m
m
m
Th
Th
Th
Th
Th
22
L i th c
  a vi c s d
  ng axít phosphoric (H3PO4) là sau quá trình trung hòa
dch n x
ti  b
lí ng NaOH, mu i t
 o thành natri phosphat trong dung dch có th
  
c s d t ngu n ch
 ng cho các vi sinh vt [35]. Vì vy, quá
trình l tách bã là không c
c n thi t. Vi c gi
  m b  
c n l c làm cho

             ng tích c n môi
 
t ng (không sinh ra các ch
 t thi là mui). Gámez và c s [
ng  34], u
tin x lí bã mía vi H3PO4 1% trong 1gi  145o
C. Bã mía n x
ti  c trung
hòa bng NaOH, b sung enzym Biocellulase c
 a Kerry Bioscience 50FPU/g bã
   c 424 mg ng kh/g bã mía khô Novozym 188 c a Sigma
và 
Aldrich 0,5FPU/g bã mía thu
khô, c 198 mg ng kh/g bã mía khô.
n x v
Ti  lí i axít nitric
Rodriguez-Chong và c ng s [5
    so sánh k t qu
  
ti n x lí bã mía bng
axít nitric (HNO3) vi x b
lí ng H2SO4 và H3PO4 cho thy HNO3 
   .
1.3.2.2. T lignocellulose 
Ti n x
  lí ng ki là quá trình s d
m  ng dung d ch ki
 m  nhit
 và áp sut th  so v   thy- t cho phép hòa tan g
nhi , n
   lignin và mt phn hemicellulose    các s i

cellulose và làm cho chúng d b
  th   i enzym [6]. M trùng hp
và ch s k
  t tinh ca cellulose c h thu ki n x
n ti  v
lí i 0,8÷1,2
g Ca(OH)2 cho 10g bã mía khô, nhi  90÷120
o
C và th i gian x
  
lí kho ng 60
phút, kt qu thu phân s d
 ng enzym thu     
c 659 ng kh t ng s /g bã

mía khô [44]. Theo Ymashita và c ng s [ ], v
  48 u ki n ti n x
   lí 0,1g NaOH/g
tre cho u qu
hi  thy phân enzym 568
nh ng kh 
t ng s / tre.
 g
1.3.2.3. Tlignocellulose b
  t dung môi da vào vi c hòa tan và chi t lignin
   
hemicellulose trong m t dung môi h
 2SO4
c thêm vào khi nhi phn t 185o
C, dung môi h
c tách ra bc tái s d
   
ti n x này
lí
cho phép thu h i g
    ng lignin và có th    
c s d c l p.

25. L
L
L
L
Lu
u
u
u
ua
a
a
a
an
n
n
n
n V
V
V
V
Van
an
an
an
an T
T
T
T
To
o
o
o
ott
t
tt N
N
N
N
Ng
g
g
g
gh
h
h
h
hiep
iep
iep
iep
iep
L
L
L
L
Le
e
e
e
e D
D
D
D
Duy K
uy K
uy K
uy K
uy Kh
h
h
h
hu
u
u
u
uo
o
o
o
on
n
n
n
ng
g
g
g
g Vi
Vi
Vi
Vi
Viee
e
een
n
n
n
n C
C
C
C
Co
o
o
o
on
n
n
n
ng
g
g
g
g n
n
n
n
ng
g
g
g
gh
h
h
h
hee
e
ee S
S
S
S
Siiiiin
n
n
n
nh
h
h
h
h h
h
h
h
ho
o
o
o
occ
c
cc &
&
&
&
& C
C
C
C
Co
o
o
o
on
n
n
n
ng
g
g
g
g n
n
n
n
ng
g
g
g
gh
h
h
h
hee
e
ee u
u
u
u
ucc
c
cc p
p
p
p
ph
h
h
h
ha
a
a
a
am
m
m
m
m
Th
Th
Th
Th
Th
23
Glycerol, ph m c a quá trình s
ph  n xut biodiesel có th  
c s d  
dung môi cho t dung môi ng minh r ng glycerol

có th  hemicellulose  lignin, 
pháp n  hemicellulose và 10% lignin b phân h
 y) [41]. Axít formic, mt
dung môi h    
c th n x
nghim  ti  lignocelulose áp su
lí  t khí
quyn. S lignin trong lignocellulose di n ra trong dung d ch 90% axít formic
kh  
g    sau khong 80 phút. Chu trình này k 
t h p vi c s d
  ng mt
ng nh dung môi h
 u ki n cho vi c thu h i lignin b
   ng cách gim
áp su dng bt [31]. Tuy v   
1.3.2.4. Tlignocellulose oxi hóa
Trong quá trình này,  c ozone hóa hoc oxy hóa lignin n m
 t
m th 
k t qu kho sát cho thng lignin gim 40 50
- %. Ozone
 
c th m oxy hóa các
nghi  t  , lúa mì, bã mía ho c thông, k
 t
qu làm  
kh  p cn c a các enzym trong quá trình th
 y phân
lignocellulose thành t u su
 ng   hi t thy phân cellulose 74,9 b
% ng
cách x lí   
t i 195°C, 15 phút và pH ki m. c kh
Vi  lignin bp
oxy hóa rt hi u qu
  v 
i s hn ch c
 a các h 
p ch t  
c ch nm men.
Martin c s [
và ng  27]    u ki n oxy hóa khác nhau thông

     
kh thy phân cellulose trong bã mía bng h cellulase.
Các n nghiên c
bi  c xác lp là pH, nhi  và thi gian phn ng, trong
u ki n áp su
 t bar,
12  
u ch nh bng cách thêm H2SO4 hoc Na2CO3.
K t qu
  nghiên cu  c 161mg ng kh/g bã mía, x lí nguyên liu 
185°C trong 5 , axít Các phân tích thành
phút pH . phn cht rn còn li sau ti n x
  lí
cho thy có s hòa tan c a hemicellulose
    
ng kh trong phn cht lng
là rt thp, các sn phm sau ti n x
  phát hi n trong d
lí  ch ch yu là các
oligosaccharit c a hemicellulose [
 27]. Phn ng xy
 o hóa lignin trong bã mía N-
nh
methyl-N-oxit C trong 1 gi v
 130°   
c kh ion cho thy 95% cellulose c
chuy n thành glucose sau th
 y phân [13]. Hn ch c
    chi phí
hóa cht l n, làm quá trình có chi phí cao.


26. L
L
L
L
Lu
u
u
u
ua
a
a
a
an
n
n
n
n V
V
V
V
Van
an
an
an
an T
T
T
T
To
o
o
o
ott
t
tt N
N
N
N
Ng
g
g
g
gh
h
h
h
hiep
iep
iep
iep
iep
L
L
L
L
Le
e
e
e
e D
D
D
D
Duy K
uy K
uy K
uy K
uy Kh
h
h
h
hu
u
u
u
uo
o
o
o
on
n
n
n
ng
g
g
g
g Vi
Vi
Vi
Vi
Viee
e
een
n
n
n
n C
C
C
C
Co
o
o
o
on
n
n
n
ng
g
g
g
g n
n
n
n
ng
g
g
g
gh
h
h
h
hee
e
ee S
S
S
S
Siiiiin
n
n
n
nh
h
h
h
h h
h
h
h
ho
o
o
o
occ
c
cc &
&
&
&
& C
C
C
C
Co
o
o
o
on
n
n
n
ng
g
g
g
g n
n
n
n
ng
g
g
g
gh
h
h
h
hee
e
ee u
u
u
u
ucc
c
cc p
p
p
p
ph
h
h
h
ha
a
a
a
am
m
m
m
m
Th
Th
Th
Th
Th
24
1.3.3. T lignocellulos  hóa lý
1.3.3.1.  
N    thc hic ho axít loãng. Khi n
c  
c, nhi c n c
  p lên t i 230 ÷250°C áp su
 °C  t cao có th
phi t i 40bar
 ,  
nhi t trong khong thi gian t n vài phút
    áp sut khí quyn. V  
i u ki n này hi
 u sut thy phân lên ti
  quá trình to ra các cht c ch nm men sau này do phân hng.
Các thông s c
 n ki m soát c
 a quá trình bao g m nhi , th i gian x
    t
lí nhi ,
n 
ng chu kiu c a v
 t li u.
 y
phân m t ph
 n hemicellulose   n hóa lignin và phá v 
c u trúc ca
ma trn no
lig cellulose Ngoài ra, n
.   
còn gi m ch 
s kt tinh ca cellulose. S
n   
c ti n hành bng cách k t h p ho
  c nhi cao và th i gian ph
t   n ng

ngn (270o
C, 1 phút) hoc   
nhi th  i gian phn 
(190o
C, 10 phút). Tuy nhiên, v hòa tan hemicellulose không
t ci và dn vic oligosaccharit có m trùng h
 p thp.
Khi kt h  
p vi H2SO4 hay SO2, quá trình n có th
    
c ti n
hành  nhi th÷200o
C so vi 250o
C khi không dùng cht xúc tác. Vi
s c i ti n này, n có th hòa tan và th
      y phân hoàn toàn hemicellulose, ci
thi n hi u su
  t  phân cellulose sau này và gim thi u s t o thành các ch
   t c
ch. Carasco và c ng s [9] n hành n
      
nhi 190o
C trong 5
phút v 
i ch t xúc tác 2% H2 SO4. Bã mía sau n c b sung h enzym thy
phân cellula là FPU Celluclast 1.5L/g và 17 -glucosidase/g, th
se 65 CBU  y phân
trong 72h, 2% cht khô, pH 4,8 cho phép thu h i 87% lucose và 57% pentose
 cel
[9]. S   ch  ng do nguyên nhân bay m áp
(10%, ch yu là furrfural và axít acetic). N   
i s có m t c a khí SO
 2 cho
phép các cht xúc tác xâm nhp t    n lignocellulose Tuy v
. y,
 dn tht thoát cht xúc tác, t o ra các ch
  
c h
  ng dng thp trong công nghi p do SO
 2 d 
Khi nghiên c n
u  [4], n hành cao (200
ti  nh o
C÷220o
C) v  
i t l
ch     
c c glucose cao nht 42, 
hi u qu

27. L
L
L
L
Lu
u
u
u
ua
a
a
a
an
n
n
n
n V
V
V
V
Van
an
an
an
an T
T
T
T
To
o
o
o
ott
t
tt N
N
N
N
Ng
g
g
g
gh
h
h
h
hiep
iep
iep
iep
iep
L
L
L
L
Le
e
e
e
e D
D
D
D
Duy K
uy K
uy K
uy K
uy Kh
h
h
h
hu
u
u
u
uo
o
o
o
on
n
n
n
ng
g
g
g
g Vi
Vi
Vi
Vi
Viee
e
een
n
n
n
n C
C
C
C
Co
o
o
o
on
n
n
n
ng
g
g
g
g n
n
n
n
ng
g
g
g
gh
h
h
h
hee
e
ee S
S
S
S
Siiiiin
n
n
n
nh
h
h
h
h h
h
h
h
ho
o
o
o
occ
c
cc &
&
&
&
& C
C
C
C
Co
o
o
o
on
n
n
n
ng
g
g
g
g n
n
n
n
ng
g
g
g
gh
h
h
h
hee
e
ee u
u
u
u
ucc
c
cc p
p
p
p
ph
h
h
h
ha
a
a
a
am
m
m
m
m
Th
Th
Th
Th
Th
25
thy phân cellulose t 81% khi n  210o
C [4].  
ti n x 
b
lí ng n
 i hiu qu thy phân c bing axít, ngoài ra nó
còn có các li nhing, ít sinh các cht thi,
d   áp dng vào trình
quy n, tiêu th ít cht xúc tác hóa h c và có

th phù h  
x lí c nguyên li 
c l n. Tuy nhiên, yêu cu thi t b
 
l i quá ph c t p, mang tính chuyên d
   ng cao.
1.4. T lignocellulose   
Bn cht c a quá trình phân h
 y sinh hc vt li u lignocellulose là do các

enzym ngo   n ca các nm m c bao g m Lignin peroxidase (LiP),
 
Manganese peroxidase (MnP) và Laccase (Lac) t n công oxy hóa m
 và nh mng
i lignin.      
m c n x lí sinh h c là tiêu th
   ng
thp, g     t, không gp các v . Lignocellulose có
kh  phân hy chm bi các vi sinh vt trong t nhiên. n nay n
 Hi m mc
trng  c nghiên c u nhi
 u c bi t là
 Phanerochaet chryzosporium,
Trametes versicolor, Pleurotus ostreatus, Phanerochaete sordida, Trametes
hirsutus và Fusarium culmorum, do có kh ng hp ph các enzym phân hy
lignin [20]. N  
m l n c a ti n x
   lí sinh h 
c hi n nay là th i gian c
 a quá
trình phân hy sinh h c dài, khó áp d
 ng trong s d
 ng công nghi Vì v
p. y, ngoài
vi 
c s dng tr c ti p các ch
  ng vi sinh vt nói trên, mng ti p c
 n là s
dng các enzym này cho m c tiêu phân h
 y lignin.
1.4.1. Peroxidase
Lignin peroxidase (EC 1.11.1.14), l    
c tìm th y trong môi
ng nuôi cy P. chryzosporium. Hi n nay có th tìm th
  y enzym này trong mt
s loài n
 m làm mc g   Phlebia radiate, Phlebia tremellose, Trametes
versicolor và x khun Streptomyces viritosporus Thermomonospora fusca
, .
Enzym xúc tác các quá trình oxi hóa c h
ph p lignin t m
, c i liên k t C
 -C c a nhánh

bên lignin, thc hi n oxi hóa và các c
 VA  
t o thành andehyt và ceton,
phân ct m i liên k t intradiol c
  a c u trúc phenylglycol và hydro hóa nhóm benzylic

metylen [18].

28. L
L
L
L
Lu
u
u
u
ua
a
a
a
an
n
n
n
n V
V
V
V
Van
an
an
an
an T
T
T
T
To
o
o
o
ott
t
tt N
N
N
N
Ng
g
g
g
gh
h
h
h
hiep
iep
iep
iep
iep
L
L
L
L
Le
e
e
e
e D
D
D
D
Duy K
uy K
uy K
uy K
uy Kh
h
h
h
hu
u
u
u
uo
o
o
o
on
n
n
n
ng
g
g
g
g Vi
Vi
Vi
Vi
Viee
e
een
n
n
n
n C
C
C
C
Co
o
o
o
on
n
n
n
ng
g
g
g
g n
n
n
n
ng
g
g
g
gh
h
h
h
hee
e
ee S
S
S
S
Siiiiin
n
n
n
nh
h
h
h
h h
h
h
h
ho
o
o
o
occ
c
cc &
&
&
&
& C
C
C
C
Co
o
o
o
on
n
n
n
ng
g
g
g
g n
n
n
n
ng
g
g
g
gh
h
h
h
hee
e
ee u
u
u
u
ucc
c
cc p
p
p
p
ph
h
h
h
ha
a
a
a
am
m
m
m
m
Th
Th
Th
Th
Th
26
Hình 1.9: Q 



-C




nganese peroxidase ( 1.11.1.13),
Ma EC  
c tìm th ng nuôi
cy P. chryzosporium và trong các nm mc T. versicolor, P. radiata, Ceriporiopsis
cubvermis, Agarious bisporus, Nematoloma frowadic [ ]
20 . Enzym này ho ng
  t phenol bng cách s d
 ng Mn
3+
/Mn
2+
làm cp
oxy hoá kh trung gian. Nhi m v
  chính ca enzym này là tham gia vào phn ng

oxy hoá h p ch
    u trúc phenol ca lignin (có -OH phenol t
do). MnP tn công tr c ti p vào c
   lignin, chuyn hóa thành nhng
gc oxy hóa có trng phân t thng oxy hóa kh .
Mn
A

29. L
L
L
L
Lu
u
u
u
ua
a
a
a
an
n
n
n
n V
V
V
V
Van
an
an
an
an T
T
T
T
To
o
o
o
ott
t
tt N
N
N
N
Ng
g
g
g
gh
h
h
h
hiep
iep
iep
iep
iep
L
L
L
L
Le
e
e
e
e D
D
D
D
Duy K
uy K
uy K
uy K
uy Kh
h
h
h
hu
u
u
u
uo
o
o
o
on
n
n
n
ng
g
g
g
g Vi
Vi
Vi
Vi
Viee
e
een
n
n
n
n C
C
C
C
Co
o
o
o
on
n
n
n
ng
g
g
g
g n
n
n
n
ng
g
g
g
gh
h
h
h
hee
e
ee S
S
S
S
Siiiiin
n
n
n
nh
h
h
h
h h
h
h
h
ho
o
o
o
occ
c
cc &
&
&
&
& C
C
C
C
Co
o
o
o
on
n
n
n
ng
g
g
g
g n
n
n
n
ng
g
g
g
gh
h
h
h
hee
e
ee u
u
u
u
ucc
c
cc p
p
p
p
ph
h
h
h
ha
a
a
a
am
m
m
m
m
Th
Th
Th
Th
Th
27
B
Hình 1.10peroxidase
A.LiP; - B. MnP.
  oxy hóa kh c LiP và MnP g
 a , gm nn oxy
hóa kh c nhi u nhà sinh h
 c nghiên c u và mô t
  thành chu trình hong
xúc tác.  tiên, ion Fe3+
trong enzym t u tiên b oxy hóa b i H
  2O2
chuy n thành h
 p ch    n ng kh chuyn dn t n ra gi
 di a
h 
p ch u veratrylic (VA) ho c H
 2O2 th 
hi n vai trò oxy hóa, dn t i hình

thành h p ch
 t II. Phn ng hp cht II chuyn d ch m n t l
   i di n ra v
 u
   
l i tr ng thái t
     c này, chu trình
xúc tác LiP và MnP c duy trì (hình 1.10) .
MnP có th polyme hóa và/ho
 c phân hy clo-lignin phân t ng l n. MnP

xut hi n s
  y P. chrysosporium và có nhi u nghiên c u cho
 
r     enzym phân hy lignin. MnP có th oxy hóa các

phn c u trúc phenol
 y n  
u ki n thun l i MnP ph i h
  p vi LiP hình
thành h enzym ho
 t tính cao, có th phân h
 y v 
t li u g và phi g giàu lignin [30].
1.4.2 lignin
Laccase (EC 1.10.3.2), ch 
a 4 ion ng trong trung tâm xúc tác, phân b  3
v 
trí liên k t khác nhau   c g     ng.
Laccase có kh    n ng chuyn hóa h p ch
 t phenol thành các gc
          
n ng oxy hóa gn li n v
  
i s

30. L
L
L
L
Lu
u
u
u
ua
a
a
a
an
n
n
n
n V
V
V
V
Van
an
an
an
an T
T
T
T
To
o
o
o
ott
t
tt N
N
N
N
Ng
g
g
g
gh
h
h
h
hiep
iep
iep
iep
iep
L
L
L
L
Le
e
e
e
e D
D
D
D
Duy K
uy K
uy K
uy K
uy Kh
h
h
h
hu
u
u
u
uo
o
o
o
on
n
n
n
ng
g
g
g
g Vi
Vi
Vi
Vi
Viee
e
een
n
n
n
n C
C
C
C
Co
o
o
o
on
n
n
n
ng
g
g
g
g n
n
n
n
ng
g
g
g
gh
h
h
h
hee
e
ee S
S
S
S
Siiiiin
n
n
n
nh
h
h
h
h h
h
h
h
ho
o
o
o
occ
c
cc &
&
&
&
& C
C
C
C
Co
o
o
o
on
n
n
n
ng
g
g
g
g n
n
n
n
ng
g
g
g
gh
h
h
h
hee
e
ee u
u
u
u
ucc
c
cc p
p
p
p
ph
h
h
h
ha
a
a
a
am
m
m
m
m
Th
Th
Th
Th
Th
28
kh phân t oxy t
   c. Kh   hóa h 
p ch t phenol ca laccase
c phát tri n c a ngành công ngh
   enzym [29].
         
            axít (His-Cys-
His)                 (hình
1.11A)

A
B
Hình 1.11: 

31. L
L
L
L
Lu
u
u
u
ua
a
a
a
an
n
n
n
n V
V
V
V
Van
an
an
an
an T
T
T
T
To
o
o
o
ott
t
tt N
N
N
N
Ng
g
g
g
gh
h
h
h
hiep
iep
iep
iep
iep
L
L
L
L
Le
e
e
e
e D
D
D
D
Duy K
uy K
uy K
uy K
uy Kh
h
h
h
hu
u
u
u
uo
o
o
o
on
n
n
n
ng
g
g
g
g Vi
Vi
Vi
Vi
Viee
e
een
n
n
n
n C
C
C
C
Co
o
o
o
on
n
n
n
ng
g
g
g
g n
n
n
n
ng
g
g
g
gh
h
h
h
hee
e
ee S
S
S
S
Siiiiin
n
n
n
nh
h
h
h
h h
h
h
h
ho
o
o
o
occ
c
cc &
&
&
&
& C
C
C
C
Co
o
o
o
on
n
n
n
ng
g
g
g
g n
n
n
n
ng
g
g
g
gh
h
h
h
hee
e
ee u
u
u
u
ucc
c
cc p
p
p
p
ph
h
h
h
ha
a
a
a
am
m
m
m
m
Th
Th
Th
Th
Th
29
A. Phân h y các h p ch t hydroxyl t i các g c phenol;
ủ ợ ấ ớ ố
B. Cơ chế oxy hóa các ti u ph n phenol c
ể ầ ủ ở
a lignin b i laccase [ ].
32
Laccase là enzym oxy hóa,   c hi u cao v
  
i các h p cht hydroxyl
     i các g c phenol và g c amino t do. Laccase
   
oxy hóa cu trúc phenol-lignin thành các g c phenol t do b
  ng cách tách mn
t , hình thành g c t , d
   do i các cht quinon. S i này dn ti
vic phân tách b khung C-C ho
 c C-O bên trong các ti lignin phenyl-
propan. K t qu
  là hai chu phân hc
phn ng quan tr ng cho quá trình chuy n hóa, phân h
  y các h 
p ch t lignin. Trong
quá trình xúc tác này, laccase k t h
 p v     
i m t s se oxydase,
LiPth 
c hi n phân ct các m i liên k t C-C, C-O trong c u trúc lignin và d
   n
xut c a nó
  
Laccase ch tác dng vào ti u ph
 n phenol c a lignin d
  
n s oxy hóa ca
C , c t liên k t C -C và liên k t aryl-alkyl. Laccase có
      kh  
m t phân t
oxy to thành hai phân t c trong khi th c hi n s oxy hóa các h
     p cht 
  
ph c h p methoxyl [32]. Quá trình oxy hóa mt
 
n t này dn vi c hình thành g c t do v
     trí oxy trung tâm, sap tc
c chuy 
i s xúc tác c laccase. Quinon và các g c t do
a  
có th p t
 ti c quá trình polyme hóa (hình 1.11B).
laccase m i ch
  c bi n v
 i vai trò phân gii các hp
cht phenol ca lignin   
i n nay các nhà khoa hn thy dt
ca laccase có th  
m r i vi các ti u ph
 n khác không có bn cht phenol ca
lignin (non-phenol) khi có mt cht trung gian (mediator) thích h p (hình
 1.12A,
1.12B).
 xúc tác ca h thng laccas - mediator b
e u bng vi c laccase oxy

các mediator, bi n mediator v
  dc oxy hóa
tip tc thc hi n ph
  
n ng oxy hóa kh vt (hình 1.12C). Hi
        
c tìm th (1-hydroxybenzotriazole),
   
c s d ng r ng rãi nh
 t.

32. L
L
L
L
Lu
u
u
u
ua
a
a
a
an
n
n
n
n V
V
V
V
Van
an
an
an
an T
T
T
T
To
o
o
o
ott
t
tt N
N
N
N
Ng
g
g
g
gh
h
h
h
hiep
iep
iep
iep
iep
L
L
L
L
Le
e
e
e
e D
D
D
D
Duy K
uy K
uy K
uy K
uy Kh
h
h
h
hu
u
u
u
uo
o
o
o
on
n
n
n
ng
g
g
g
g Vi
Vi
Vi
Vi
Viee
e
een
n
n
n
n C
C
C
C
Co
o
o
o
on
n
n
n
ng
g
g
g
g n
n
n
n
ng
g
g
g
gh
h
h
h
hee
e
ee S
S
S
S
Siiiiin
n
n
n
nh
h
h
h
h h
h
h
h
ho
o
o
o
occ
c
cc &
&
&
&
& C
C
C
C
Co
o
o
o
on
n
n
n
ng
g
g
g
g n
n
n
n
ng
g
g
g
gh
h
h
h
hee
e
ee u
u
u
u
ucc
c
cc p
p
p
p
ph
h
h
h
ha
a
a
a
am
m
m
m
m
Th
Th
Th
Th
Th
30
Vi 
c s d           thuc vào
H2O2, hi n nay các nghiên c u v
     
c ti p t c ti làm sáng t vai

trò ca laccase trong quá trình phân hy lignin.
A
B
C
Hình 1.12:   
A. (ABTS) h laccase oxy hóa ti u ph n phi phenol c a lignin;
ỗ trợ ể ầ ủ
B. Cơ chế oxy hóa các h p ch t phi phenol thông qua mediator;
ợ ấ
C. Các dang laccse  t [32].