BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC ------***------ KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP Đề tài: Hà Nội-6/2010 “Nghiên cứu nâng cao khả năng tổng hợp chất màu và hoạt chất Monacolin từ chủng nấm mốc đỏ Monascus purpureus 5085” VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP K13-2010 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC ------***------ KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP Đề tài: NGƯỜI HƯỚNG DẪN : PGS.TS NGUYỄN THỊ HOÀI TRÂM SINH VIÊN THỰC HIỆN : NGÔ THỊ ANH LỚP : KS-CNSH 06-01 Hà Nội-6/2010 Ngô Thị Anh KSCNSH 0601 1 “Nghiên cứu nâng cao khả năng tổng hợp chất màu và hoạt chất Monacolin từ chủng nấm mốc đỏ Monascus purpureus 5085” VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP K13-2010 LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành khóa luận tốt nghiệp này. Với lòng biết ơn chân thành nhất tôi xin bày tỏ lời cảm ơn sâu sắc nhất đến PGS.TS. Nguyễn Thị Hoài Trâm đã tận tình hướng dẫn, quan tâm động viên và giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện khóa luận một cách tốt nhất. Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn đến các anh chị cán bộ Bộ môn Công nghệ Enzim và Protein (Viện CNTP) đã nhiệt tình giúp đỡ, chỉ bảo và chia sẻ với tôi trong thời gian tôi thực tập tại viện Công nghiệp thực phẩm. Qua đây tôi cũng muốn gửi lời cảm ơn đến các thầy, cô trong khoa Công nghệ sinh học- Viện Đại học Mở Hà Nội đã tận tình truyền đạt kiến thức cho tôi trong suốt quá trình học tập. Và cuối cùng xin gửi đến gia đình, và bạn bè đã động viên chia sẻ, hết lòng quan tâm giúp đỡ tôi trong suốt thời gian thực hiện khóa luận lời cảm ơn chân thành nhất. Hà Nội, ngày 20 tháng 05 năm 2010 Sinh viên Ngô Thị Anh Ngô Thị Anh KSCNSH 0601 2 VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP K13-2010 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan các số liệu được sử dụng trong luận văn này là trung thực và chưa được sử dụng. Tôi xin cam đoan mọi sự giúp đỡ trong luận văn này đã được cám ơn và các thông tin được trích dẫn trong luận văn này đã được ghi rõ nguồn gốc. Nếu có bất cứ sự sai sót nào tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm. Hà Nội, ngày 20 tháng 05 năm 2010 Người viết cam đoan Ngô Thị Anh Ngô Thị Anh KSCNSH 0601 3 VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP K13-2010 MỤC LỤC MỞ ĐẦU .1 PHẦN I: TỔNG QUAN 4 1. NẤM SỢI MONASCUS .4 1.1. Đặc điểm hình thái .4 1.2. Khả năng tổng hợp chất màu và các hoạt chất trao đổi chất thứ cấp khác nhau của Monascus 4 1.2.1. Các sắc tố được tổng hợp từ Monascus .4 1.2.2. Các hoạt chất trao đổi thứ cấp khác được tổng hợp từ Monascus .7 1.2.2.1. Monacolin và các chất đồng phân 7 1.2.2.2. Gama-aminobutyric axit (GABA) và axetylcholin 8 1.2.2.3. Các chất flavonoids 8 1.2.2.4. Citrinin 9 2. CÁC PHƯƠNG PHÁP NUÔI CẤY NẤM SỢI MONASCUS ĐỂ THU NHẬN CHẤT MÀU VÀ MONACOLIN 10 2.1. Phương pháp nuôi cấy bề mặt 10 2.2. Các yếu tố ảnh hưởng trong phương pháp nuôi cấy bề mặt .11 2.3. Nuôi cấy chìm 11 2.4. Các yếu tố ảnh hưởng trong phương pháp nuôi cấy chìm 12 2.4.1. Ảnh hưởng của nguồn cacbon .12 2.4.2. Ảnh hưởng của nguồn nitơ 13 2.4.3. Ảnh hưởng của các nguyên tố khoáng 13 2.4.4. Ảnh hưởng của pH môi trường .14 2.4.5. Ảnh hưởng của nhiệt độ 14 2.4.6. Ảnh hưởng của chế độ cấp khí 14 2.4.7. Ảnh hưởng của tỷ lệ tiếp giống .15 2.4.8. Ảnh hưởng thời gian lên men 15 Ngô Thị Anh KSCNSH 0601 4 VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP K13-2010 3. ỨNG DỤNG CỦA MONASCUS .16 3.1. Ứng dụng trong công nghiệp thực phẩm 16 3.2. Ứng dụng trong y học .17 4.TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU, SẢN XUẤT VÀ ỨNG DỤNG MONASCUS .20 4.1. Trên thế giới .20 4.2. Ở Việt Nam 23 PHẦN II. NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP 25 2.1. Nguyên liệu 25 2.1.1. Vi sinh vật, môi trường giữ giống, nhân giống, lên men 25 2.1.2. Hóa chất .26 2.1.3. Thiết bị 26 2.2. Phương pháp .27 2.2.1. Nuôi cấy theo phương pháp bề mặt .27 2.2.2. Nuôi cấy theo phương pháp chìm 29 2.2.3. Phương pháp phân tích 29 2.2.3.1. Tách chiết chất màu và Monacolin từ các sinh khối lên men 29 2.2.3.2. Phân tích chất màu của Monascus bằng phương pháp quang phổ .30 2.2.3.3. Phân tích chất màu và Monacolin bằng phương pháp sắc kí bản mỏng (TLC) .30 PHẦN ІІІ. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 33 3.1. Sự phát triển của hệ sợi, bào tử chủng Monascus purpureus 5085 .33 3.2. Nghiên cứu sự phát triển của chủng Monascus trên môi trường khác nhau 34 3.3. Nghiên cứu nâng cao khả năng tổng hợp chất mầu và Monacolin của chủng Monascus purpureus 5085 theo phương pháp lên men chìm .37 3.3.1. Lựa chọn thành phần môi trường nuôi cấy thích hợp .37 3.3.1.1. Nguồn dinh dưỡng cacbon .37 Ngô Thị Anh KSCNSH 0601 5 VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP K13-2010 3.3.1.2. Nguồn dinh dưỡng nitơ 39 3.3.2. Lựa chọn điều kiện nuôi cấy tổng hợp chất màu từ nấm mốc M. purpureus 5085 .39 3.3.2.1. Lựa chọn pH lên men .44 3.3.3. Điều kiện tách chiết chất màu và Monacolin 45 3.3.3.1. Lựa chọn nồng độ cồn 46 3.3.3.2. Lựa chọn chế độ tách chiết .47 3.3.3.3. Lựa chọn tỷ lệ tách chiết 48 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ .50 TÀI LIỆU THAM KHẢO .52 Ngô Thị Anh KSCNSH 0601 6 VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP K13-2010 DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT M Monascus GABA Gama- aminobutyric axit MS Mass Spectrometer NMR Nuclear magnetic resonance NO Nitric oxide Wp/ FRM Water period fermentation rice monascus TLC Thin layer chromgraphy MS Khối phổ NMR Cộng hưởng từ hạt nhân ADP Adenosine diphosphate ATP Adenosine triphosphate Ngô Thị Anh KSCNSH 0601 7 VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP K13-2010 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1: Cấu trúc hóa học của 6 sắc tố được tổng hợp từ Monascus Hình 2: Cấu trúc thành phần sắc tố đỏ Hình 3: Công thức hóa học của Citrinin Hình 4: Sơ đồ tổng quát quá trình lên men bề mặt Hình 5: Hình thái của M. purpureus phát triển trên môi trường PDA Hình 6: Ảnh chạy dải màu của lên men bề mặt và lên men chìm trên máy đo quang UV-VIS Hình 7: Kết quả chạy TLC Ngô Thị Anh KSCNSH 0601 8 VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP K13-2010 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1: Quá trình phát triển của chủng Monascus purpureus 5085 trên môi trường lên men bề mặt và lên men chìm Bảng 2: Ảnh hưởng của nguồn cacbon đến khả năng tổng hợp chất màu của chủng M. purpureus 5085 Bảng 3: Ảnh hưởng của nồng độ tinh bột đến sự tổng hợp chất màu của M. purpureus 5085 Bảng 4: Nghiên cứu ảnh hưởng của nguồn nitơ đến khả năng tổng hợp chất màu của M. purpureus 5085 Bảng 5: Ảnh hưởng của nồng độ cao nấm men đến sự tổng hợp chất màu của M. purpureus 5085 Bảng 6: Ảnh hưởng của một số vi chất đến sự tổng hợp chất màu của M. purpureus 5085 Bảng 7: Ảnh hưởng của hàm lượng vi chất L- Methionine đến sự tổng hợp chất màu của M. purpureus 5085 Bảng 8: Ảnh hưởng của pH đến quá trình tổng hợp chất màu của nấm mốc M. purpureus 5085 Bảng 9: Ảnh hưởng của nồng độ cồn đến quá trình tách chiết chất màu sinh khối chủng nấm mốc M. purpureus 5085 Bảng 10: Ảnh hưởng của chế độ chiết đến quá trình tổng hợp chất màu của nấm mốc M. purpureus 5085 Ngô Thị Anh KSCNSH 0601 9 . Thị Anh KSCNSH 0601 1 Nghiên cứu nâng cao khả năng tổng hợp chất màu và hoạt chất Monacolin từ chủng nấm mốc đỏ Monascus purpureus 5085 VIỆN ĐẠI HỌC MỞ. Luận văn tốt nghiệp: Nghiên cứu nâng cao khả năng tổng hợp chất màu và hoạt chất Monacolin từ chủng nấm mốc đỏ Monascus purpureus 5085 là một phần trong