Đang tải... (xem toàn văn)
Quá trình sinh tổng hợp αamylase bởi Bacillus subtilis trong môi trường SSF có sử dụng vỏ chuối. Các yếu tố được khảo sát bao gồm: thời gian ủ, nồng độ cơ chất, pH của môi trường, nhiệt độ ủ, nồng độ peptone (nguồn nitơ) và các ion kim loại khác. Hoạt độ cao nhất của αamylase (9,06 IUmLphút) đạt được sau 24 giờ, ở pH 7, nhiệt độ 35oC trong môi trường có chứa 50 g vỏ chuối tươi cắt nhỏ, 0,2% peptone, 0,02% MgSO4.7H2O, 0,04% CaCl2.2H2O và 0,1% KH2PO4.
Nghiên cứu khả năng sinh enzyme α-amylase bởi chủng Bacillus subtilis bằng cách tận dụng vỏ chuối TÓM TẮT Quá trình sinh tổng hợp α-amylase bởi Bacillus subtilis trong môi trường SSF có sử dụng vỏ chuối. Các yếu tố được khảo sát bao gồm: thời gian ủ, nồng độ cơ chất, pH của môi trường, nhiệt độ ủ, nồng độ peptone (nguồn nitơ) và các ion kim loại khác. Hoạt độ cao nhất của α-amylase (9,06 IU/mL/phút) đạt được sau 24 giờ, ở pH 7, nhiệt độ 35 o C trong môi trường có chứa 50 g vỏ chuối tươi cắt nhỏ, 0,2% peptone, 0,02% MgSO 4 .7H 2 O, 0,04% CaCl 2 .2H 2 O và 0,1% KH 2 PO 4 . α-amylase là enzyme thủy phân tinh bột. Trong những năm gần đây, amylase đã được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp như: thực phẩm, dệt may, nướng bánh và chất tẩy rửa (Asghar và cộng sự, 2000). Nguồn thu amylase chủ yếu tập trung từ vi sinh vật do nhiều ưu thế: môi trường nuôi cấy rẻ tiền, dễ kiếm, dễ điều khiển trong sản xuất… GIỚI THIỆU Bên cạnh đó nó còn được sử dụng với mục đích đường hóa hoặc thủy phân từng phần tinh bột, để làm cong sợi vải, tăng đặc tính của bia hoặc các loại nước ép hoa quả và xử lý thức ăn chăn nuôi để cải thiện khả năng tiêu hóa (Hanes & Stedt, 1988). Một lĩnh vực mới nữa cũng ứng dụng α- amylase đó là trong giặt ủi và chất tẩy rửa (Van der Maarel và cộng sự, 2002). GIỚI THIỆU Châu Á là nơi có sản lượng chuối lớn nhất, ước tính hàng năm có khoảng 20.000 tấn vỏ chuối bị loại bỏ từ các nhà máy chế biến, đây cũng là vấn đề gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường. Tuy nhiên, trong vỏ chuối có chứa những loại đường có tiềm năng ứng dụng để nuôi cấy vi sinh vật. Một nghiên cứu của các loại đường trong vỏ chuối cho thấy trong vỏ có chứa 14,6% glucose và 56% sucrose (Goewert & Nicholas, 1980). GIỚI THIỆU - Vi khuẩn: Bacillus subtilis được bảo quản trong môi trường thạch nghiêng ở pH 7, nhiệt độ 35 0 C. - Chuẩn bị cơ chất: Vỏ chuối được thu mua từ các chợ trái cây ở Faisalabad và cắt thành miếng nhỏ khoảng 40mm. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP - Thành phần môi trường tăng sinh: 2% glucose, 0.3% cao nấm, 0.5% pepton, 1.5% NaCl; 1.1% Na 2 HPO 4 .2H 2 O; 0.61% NaH 2 PO 4 .2H 2 O; 0.3% KCl và 0.01% MgSO 4 .7H 2 O. - Bào tử của B.subtilis được cấy vào bình tam giác có chứa 100ml dịch môi trường rồi nuôi cấy có lắc (120 vòng/phút) ở 37 0 C trong 24h. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP - Môi trường bán rắn: Môi trường có chứa vỏ chuối cắt nhỏ (độ ẩm 86.27%) pH ban đầu là 7 và thanh trùng ở 120 o C trong 15 phút, sau đó làm nguội. - Cho 5ml dịch tăng sinh vào mỗi bình và đưa ủ ở 35 0 C trong 24h (môi trường này được lắc nhẹ trong 12h để trộn đều cơ chất và vi khuẩn). VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP - Tối ưu hóa các thông số lên men: • Thời gian nuôi cấy: môi trường nuôi cấy vi khuẩn có chứa 50g vỏ chuối, pH = 7 được ủ ở 35 o C. Thực hiện lấy mẫu ở các khoảng thời gian khác nhau (12-60 h) • Hàm lượng cơ chất: Thay đổi hàm lượng cơ chất khác nhau (20-60g) sau đó nuôi cấy trong 24 giờ theo chế độ trên (ở pH 7 và 35 o C) VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP • pH của môi trường: môi trường lên men được điều chỉnh với các giá trị pH khác nhau, 4, 5, 6, 7 và 8 trước khi cho dịch tăng sinh vào và ủ trong 24 h. • Nhiệt độ ủ: thay đổi nhiệt độ nuôi cấy ở các mức 25, 30, 35, 40 và 45 và ủ trong 24h. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP [...]... ứng là DNS Hoạt độ của α- amylase được xác định dựa vào số phân tử maltose được tạo thành từ 1ml enzyme trong 1 phút KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN -Đặc tính của cơ chất: •Với vỏ chuối được sấy khô nghiền thành dạng bột và vỏ chuối tươi được nghiền thì khả năng sinh trưởng của B .subtilis không khả quan •Trong khi đó, trong môi trường có chứa vỏ chuối tươi cắt nhỏ thì sự sinh tổng hợp α- amylase xảy ra tốt do đó... kiện sinh tổng hợp của chủng B .subtilis với cơ chất là thân chuối Với Tonkova và cộng sự (1993) thì sự sinh α- amylase từ chủng B licheniformis 44 MB 82-G đạt cực đại sau 96h với nguồn C là glucose KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN - Hàm lượng cơ chất: Môi trường lên men chứa 20, 30, 40, 50, 60g vỏ chuối đã được hấp và được ủ với điều kiện như trên để khảo sát nồng độ cơ chất thích hợp cho sự sinh tổng hợp amylase. .. ông nghiên cứu quá trình sản xuất α- amylase trên chủng B .subtilis Các vi sinh vật khác nhau đều có một khoảng pH tối thích khác nhau, chúng có thể tăng hoặc giảm hoạt động ngoài khoảng pH tối ưu (Lehninger, 1982) KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Nhiệt độ nuôi cấy: - Khả năng sinh trưởng và phát triển của B subtilis trong nghiên cứu này đạt cực đại tại 35oC sau 24h nuôi cấy (7.31IU/mL/phút) (hình 2) - Sự sinh. .. nuôi cấy có bổ sung 0.1% thì hoạt độ của enzyme thu được là cao nhất (9.06IU/mL/phút) -Đây cũng là kết quả mà Bajpai và cộng sự (1992) đã công bố, trong khi đó với Aspergillus niger thì chỉ với nồng độ 0.05% chủng này đã sinh α- amylase cực đại (Xiangi 1984) KẾT LUẬN Quá trình sinh tổng hợp α- amylase bởi Bacillus subtilis trong môi trường SSF có sử dụng vỏ chuối đạt tối ưu trong các điều kiện như sau:... 35oC sau 24h nuôi cấy (7.31IU/mL/phút) (hình 2) - Sự sinh tổng hợp α- amylase đạt cực đại tại 35oC cũng là kết quả nghiên cứu của Krishna and Chandrasekaran (1996) trên chủng B .subtilis với cơ chất là thân chuối KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Pepton: -Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nguồn N và nồng độ N trong nghiên cứu này cho thấy hoạt độ của α- amylase đạt được cao nhất (7.8IU/mL/phút) khi môi trường nuôi cấy... của vi khuẩn và sự sinh tổng hợp α- amylase tăng khi có bổ sung CaCl2.2H2O và với nồng độ 0.04% CaCl2.2H2O thì hoạt độ enzyme thu được là cao nhất (8.26IU/mL/phút) KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Các nguồn vô cơ: -CaCl2.2H2O: Việc bổ sung CaCl2.2H2O có tác dụng làm tăng khả năng sinh tổng hợp α- amylase cũng là kết luận của Asghar và cộng sự (2002) khi các ông nghiên cứu trên chủng Arachniotus với môi trường có... hoạt độ của enzyme - Kết quả này có khác biệt với Terui (1973) khi ông kết luận rằng hàm lượng pepton thích hợp nhất cho sự sinh tổng hợp amylase của chủng B .subtilis trên môi trường có tinh bột là 0.5% KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Các nguồn vô cơ: -MgSO4.7H2O: Khi nuôi cấy chủng B .subtilis trong môi trường có những thành phần đã được tối ưu ở trên có bổ sung 0.02% MgSO4.7H2O thì hoạt độ của α- amylase cao... α- amylase xảy ra tốt do đó đặc tính này của cơ chất sẽ được sử dụng để nuôi cấy B .subtilis trên môi trường bán rắn cho các nghiên cứu tiếp theo KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN - Thời gian nuôi cấy: Trong môi trường nuôi cấy có chứa 50g vỏ chuối tươi cắt nhỏ, nuôi cấy theo chế độ trên thì hoạt độ α- amylase thể hiện ở bảng 1 Thời gian nuôi cấy (h) Hoạt độ α- amylase (IU/mL/phút) 12 5.6 24 36 48 60 6.97 5.9 4.35 3.97... (g) Hoạt độ α- amylase (IU/mL/phút) 20 3.27 30 4.56 40 5.49 50 7.14 60 7.20 Krishna and Chandrasekaran (1996) đã kết luận rằng, quá trình sinh tổng hợp α- amylase của chủng B .subtilis xảy ra tốt nhất khi môi trường có chứa 10g thân chuối Như vậy, sự khác nhau về nồng độ cơ chất có thể là nguyên nhân gây nên sự khác biệt KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN pH môi trường: - Kết quả hình 1 cho thấy hoạt độ α- amylase đạt... PHÁP Quá trình thu nhận enzyme: Thu nhận amylase từ môi trường bán rắn bằng đệm sodium phosphate pH 6.9 Hỗn hợp này được lắc (150 vòng/phút) trong 30 phút Lọc hỗn hợp qua giấy lọc Whatman No.1 Dịch lọc được li tâm lạnh ở -10oC (1000 vòng/10 phút) để thu dịch enzyme thô VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP Hoạt độ enzyme được xác định bằng phương pháp Bernfeld Hỗn hợp phản ứng chứa enzyme thô và cơ chất là . Nghiên cứu khả năng sinh enzyme α-amylase bởi chủng Bacillus subtilis bằng cách tận dụng vỏ chuối TÓM TẮT Quá trình sinh tổng hợp α-amylase bởi Bacillus subtilis trong môi. dạng bột và vỏ chuối tươi được nghiền thì khả năng sinh trưởng của B .subtilis không khả quan. • Trong khi đó, trong môi trường có chứa vỏ chuối tươi cắt nhỏ thì sự sinh tổng hợp α-amylase xảy. vỏ chuối có chứa những loại đường có tiềm năng ứng dụng để nuôi cấy vi sinh vật. Một nghiên cứu của các loại đường trong vỏ chuối cho thấy trong vỏ có chứa 14,6% glucose và 56% sucrose (Goewert