intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Chọn lựa điều kiện nuôi cấy tối ưu vi khuẩn Bacillus licheniformis (chủng BCRP) để sinh tổng hợp α - amylase chịu nhiệt

Chia sẻ: Sunshine_3 Sunshine_3 | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:7

Thêm vào BST
Báo xấu
215
lượt xem 21
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tham khảo bài viết 'chọn lựa điều kiện nuôi cấy tối ưu vi khuẩn bacillus licheniformis (chủng bcrp) để sinh tổng hợp α - amylase chịu nhiệt', luận văn - báo cáo, báo cáo khoa học phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Chọn lựa điều kiện nuôi cấy tối ưu vi khuẩn Bacillus licheniformis (chủng BCRP) để sinh tổng hợp α - amylase chịu nhiệt

  1. Tạp chí Khoa học và Phát triển 2008: Tập VI, Số 5: 460-466 ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI CHäN LùA §IÒU KIÖN NU¤I CÊY TèI ¦U VI KHUÈN BACILLUS LICHENIFORMIS (CHñNG BCRP) §Ó SINH TæNG HîP α - AMYLASE CHÞU NHIÖT Selection of Optimal Conditions for Bacillus licheniformis (strain BCRP) Culture to Synthesize Thermostable α - amylase Ngô Xuân Mạnh, Nguyễn Thị Lâm Đoàn, Võ Nhân Hậu, Ngô Xuân Dũng Khoa Công nghệ thực phẩm, Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội TÓM TẮT Bài báo này trình bày các kết quả nghiên cứu thu được về chọn lựa các điều kiện nuôi cấy tối ưu vi khuẩn Bacillus licheniformis (chủng BCRP) để sinh tổng hợp enzym α - amylase chịu nhiệt. Các điều kiện nuôi cấy tối ưu cho B. licheniformis (chủng BCRP) (môi trường, tỷ lệ tiếp giống, pH môi trường, nhiệt độ nuôi cấy, thời gian nuôi) được chọn theo phương pháp thực nghiệm. Hoạt tính enzym α- amylase được xác định bằng phương pháp quang phổ. Nồng độ protein được xác định bằng phương pháp nhuộm màu Bradford. Các điều kiện nuôi cấy tối ưu vi khuẩn B.licheniformis (chủng BCRP0 đã được chọn lựa: Môi trường nuôi cấy với 3% bột gạo thay thế tinh bột, pH môi trường 7,5, nhiệt độ 37oC, thời gian nuôi cấy 42 h. Trên cơ sở các kết quả thu được, các tác giả đã đề xuất sơ đồ nuôi cấy B.licheniformis (chủng BCRP) để sinh tổng hợp enzym α-amylase. Từ khóa: Điều kiện nuôi cấy, enzym α - amylase, vi khuẩn Bacillus licheniformis. SUMMARY In this paper, the results on the selection of optimal culture conditions for Bacillus licheniformis (strain BCRP) to synthesize thermostable α – amylase were presented. The selection of optimal culture conditions (medium, inoculation ratio, culture temperature, pH, culture time…) was performed experimentally. α - amylsase activity was determined by spectrophotometer. Protein concentration was determined by Bradford method. Culture medium with 3% rice powder instead of soluble starch, inoculation ratio of 3%, medium pH of 7.5, culture at 37oC and culture time of 42 hours were selected for culturing B.licheniformis (strain BCRP). The culture schema for B.licheniformis (strain BCRP) was presented. Key words: B.licheniformis, culture conditions, thermostable α - amylase. 1. §ÆT VÊN ®Ò Víi kh¶ n¨ng øng dông réng r·i nh− vËy Enzym α- amylase (α.D1,4 – glucan – nªn nhu cÇu vÒ c¸c chÕ phÈm cña enzym glucohydrolase) (EC: 3.2.1.1) lμ enzym nμy lμ rÊt lín (§Æng ThÞ Thu, 2004). thuéc nhãm amylase - mét nhãm enzym cã Enzym α- amylase cã thÓ ®−îc thu kh¶ n¨ng thuû ph©n c¸c liªn kÕt 1,4 - nhËn tõ nhiÒu nguån kh¸c nhau. Tuy nhiªn glucoside trong ph©n tö tinh bét (§Æng ThÞ enzym α - amylase thu nhËn tõ vi sinh vËt Thu vμ cs, 2004; Whitaker et al., 2003). ®−îc øng dông réng r·i. Trong sè c¸c §Æc biÖt khi t¸c dông víi tinh bét ®· hå enzym nμy, enzym vi khuÈn th−êng chÞu ho¸, ®é nhít cña tinh bét gi¶m xuèng ®−îc nhiÖt ®é cao, ®Æc biÖt lμ c¸c chñng nhanh do vËy t¹o thμnh mét l−îng lín c¸c Bacillus licheniformis (nhiÖt ®é tèi −u lμ dextrin, mét Ýt ®−êng maltose vμ glucose. 90oC) (Ikram et al., 2003; Whitaker et al., Lîi dông kh¶ n¨ng nμy ng−êi ta ®· sö dông α - amylase vμo nhiÒu lÜnh vùc kh¸c nhau 2003). TÝnh bÒn nhiÖt cña α - amylase vi ®Ó dÞch ho¸ tinh bét nh− s¶n xuÊt r−îu, bia, khuÈn lμ mét −u ®iÓm lín. Trong nhiÒu ®−êng nha, ®−êng glucose, lªn men b¸nh ngμnh s¶n xuÊt, α - amylase vi khuÈn ®−îc mú, lμm thøc ¨n gia sóc hoÆc giò hå v¶i sö dông ®Ó xö lý nguyªn liÖu ë c¸c c«ng trong c«ng nghiÖp dÖt. Ngoμi ra trong y häc, ®o¹n ph¶i dïng nhiÖt ®é cao. α- amylase cßn ®−îc dïng ®Ó lμm thuèc HiÖn nay, víi c¸c n−íc cã nÒn c«ng chèng suy dinh d−ìng vμ rèi lo¹n tiªu ho¸. nghiÖp ph¸t triÓn nh− NhËt, Mü, §an 460
  2. Chọn lựa điều kiện nuôi cấy tối ưu vi khuẩn ... M¹ch, Thuþ Sü, Anh, Ph¸p… viÖc s¶n xuÊt ra vμ ho¹t ho¸ trong m«i tr−êng LB - Agar vμ øng dông chÕ phÈm α - amylase ngμy ë 37oC trong 24 h, sau ®ã nh©n gièng trong cμng ®−îc thóc ®Èy. Cßn ë ViÖt Nam, mÆc m«i tr−êng LB chøa 1% tinh bét tan ë dï nhu cÇu sö dông enzym α - amylase 37oC trong 24 h. Sau khi nh©n gièng vi cña c¸c ngμnh c«ng nghiÖp lμ kh¸ lín khuÈn gèc ®−îc sö dông trong c¸c thÝ nh−ng chÕ phÈm nμy ch−a s¶n xuÊt ®−îc ë nghiÖm chän lùa ®iÒu kiÖn nu«i cÊy. trong n−íc mμ ph¶i nhËp khÈu tõ n−íc §Ó chän lùa ®iÒu kiÖn nu«i cÊy tèi −u, ngoμi víi gi¸ thμnh cao. V× vËy yªu cÇu ®Æt ph−¬ng ph¸p thùc nghiÖm (§Æng ThÞ Thu, ra cho c¸c nhμ s¶n xuÊt còng nh− c¸c nhμ 2004) ®−îc sö dông. Khi chän ®iÒu kiÖn tèi nghiªn cøu lμ lμm thÕ nμo ®Ó s¶n xuÊt chÕ −u cho yÕu tè nμo th× chØ thay ®æi yÕu tè ®ã, phÈm enzym α - amylase víi sè l−îng lín, gi÷ nguyªn c¸c yÕu tè kh¸c. Sau khi chän chÊt l−îng ®¶m b¶o vμ gi¸ thμnh h¹. ®−îc ®iÒu kiÖn tèi −u th× sö dông ®iÒu kiÖn ®ã trong thÝ nghiÖm tiÕp theo. C¸c ®iÒu Bμi b¸o nμy tr×nh bμy c¸c kÕt qu¶ thu kiÖn chän lùa lμ m«i tr−êng thay thÕ tinh ®−îc trong viÖc chän lùa c¸c ®iÒu kiÖn nu«i bét tan, pH, nhiÖt ®é, thêi gian nu«i cÊy. cÊy Bac.licheniformis (chñng BCRP) ®Ó Tèc ®é sinh tr−ëng vμ ph¸t triÓn cña vi tæng hîp α - amylase chÞu nhiÖt. khuÈn ®−îc ®¸nh gi¸ theo ®é hÊp thô quang häc cña m«i tr−êng nu«i cÊy ë = 620 nm 2. VËT LIÖU Vμ PH¦¥NG PH¸P b»ng quang phæ kÕ Cintra 10e (CBS, Mü). NGHI£N CøU Ho¹t tÝnh - amylase ®−îc x¸c ®Þnh theo 2.1. VËt liÖu ph−¬ng ph¸p dõng ph¶n øng b»ng HCl do Tèng Kim ThuÇn vμ cs., (2003) m« t¶. Vi khuÈn B.licheniformis (chñng BCRP) cã kh¶ n¨ng sinh tæng hîp cao - amylase chÞu Nång ®é protein trong dung dÞch ®−îc nhiÖt trong bé s−u tËp gièng cña ViÖn C«ng x¸c ®Þnh theo ph−¬ng ph¸p Bradford ®−îc nghiÖp thùc phÈm ®−îc sö dông ®Ó chän lùa NguyÔn V¨n Mïi, (2001) m« t¶. c¸c ®iÒu kiÖn nu«i cÊy tèi −u, rÎ tiÒn vμ thu 3. KÕT QU¶ NGHI£N CøU Vμ TH¶O nhËn enzym ë quy m« phßng thÝ nghiÖm. C¸c ho¸ chÊt sö dông ®Ó nu«i cÊy vi sinh vËt: LUËN Pepton, agar, Yeast extract. C¸c ho¸ chÊt sö 3.1. Chän lùa ®iÒu kiÖn nu«i cÊy tèi −u dông ®Òu cã ®é s¹ch P vμ PA. B. licheniformis ®Ó sinh tæng hîp 2.2. Ph−¬ng ph¸p nghiªn cøu cao enzym - amylase C¸c chñng vi khuÈn B.licheniformis 3.1.1. Chän lùa thêi gian nh©n gièng trong m«i tr−êng gi÷ gièng (LBG) ®−îc lÊy chñng BCRP 2.5 2 A620 (nm) 1.5 A620 1 0.5 0 0 6 12 18 24 30 36 42 48 54 60 66 72 Thời gian (h) H×nh 1. §−êng cong ®éng häc cña chñng BCRP 461
  3. Ngô Xuân Mạnh, Nguyễn Thị Lâm Đoàn, Võ Nhân Hậu, Ngô Xuân Dũng §−êng cong sinh tr−ëng cña chñng tan), MT1 (m«i tr−êng chøa 1% bét g¹o), Bac.lichenifotmis BCRP cho biÕt gièng cã MT2 (m«i tr−êng chøa 1% tinh bét ng«), chÊt l−îng tèt nhÊt ®−îc lÊy ë pha logarit, MT3 (m«i tr−êng chøa 1% tinh bét s¾n) t−¬ng øng víi kho¶ng thêi gian tõ 9 - 30 h víi chÕ ®é l¾c 200 vßng/phót, ë 37oC vμ sau khi b¾t ®Çu nh©n gièng. Thêi gian 24 pH = 7. Trong ®ã, m«i tr−êng MT* (chøa h ®−îc chän ®Ó nh©n gièng cho nu«i cÊy 1% tinh bét tan) vÉn lμ m«i tr−êng thÝch (H×nh 1). hîp nhÊt cho sù ph¸t triÓn vμ sinh tæng 3.1.2. Chän m«i tr−êng chøa c¬ chÊt hîp α - amylase cña chñng BCRP víi ho¹t thay thÕ thÝch hîp tÝnh α- amylase thÓ hiÖn cao nhÊt sau 48 h §Ó lùa chän nguån c¬ chÊt thay thÕ vμ nu«i cÊy lμ 108,7 U/ml. ë m«i tr−êng MT1 ®¸nh gi¸ kh¶ n¨ng sinh tæng hîp α - (chøa 1% bét g¹o) ho¹t tÝnh enzym thÓ amylase tõ c¸c nguån tinh bét kh¸c nhau, hiÖn còng rÊt cao (99,1 U/ml sau 48 h), cao chñng BCRP ®−îc nu«i cÊy trªn 4 lo¹i h¬n h¼n so víi hai m«i tr−êng cßn l¹i m«i tr−êng MT* (m«i tr−êng chøa tinh bét (MT2, MT3) (H×nh 2). 120 110 100 90 Hoạt tính (U/ml) 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0 12 24 36 48 60 72 Thời gian (h) MT* MT1 MT2 MT3 H×nh 2. ¶nh h−ëng cña nguån c¬ chÊt ®Õn ho¹t tÝnh cña α - amylase MÆc dï sù ph¸t triÓn sinh khèi vi nhau lμ 1%, 2%, 3%, 4% vμ 5 % ®−îc thÝ khuÈn ë m«i tr−êng MT* cao h¬n râ rÖt so nghiÖm ®Ó nu«i cÊy chñng BCRP. víi m«i tr−êng MT1, nh−ng l¹i kh«ng cã Trªn m«i tr−êng cã hμm l−îng bét g¹o sù kh¸c biÖt nhiÒu vÒ kh¶ n¨ng sinh tæng 2%, vi khuÈn t¨ng sinh khèi m¹nh h¬n c¶ hîp α- amylase gi÷a hai m«i tr−êng MT* vμ MT1. V× vËy m«i tr−êng MT1 rÎ tiÒn nh−ng ho¹t tÝnh α - amylase l¹i kh«ng cao ®−îc chän lμm m«i tr−êng nu«i cÊy chñng b»ng ë 3% (H×nh 3). BCRP ®Ó s¶n xuÊt enzym α- amylase. MÆc dï ë 3% vi khuÈn kh«ng t¨ng sinh khèi m¹nh nh− ë nång ®é 2% nh−ng 3.1.3. Chän nång ®é c¬ chÊt thÝch hîp víi môc ®Ých lμ thu nhËn enzym α - §Ó chän nång ®é c¬ chÊt, c¸c m«i amylase cã ho¹t tÝnh cao nªn nång ®é tinh tr−êng MT1 víi 5 nång ®é bét g¹o kh¸c bét 3% ®−îc chän ®Ó nu«i cÊy vi khuÈn. 462
  4. Chọn lựa điều kiện nuôi cấy tối ưu vi khuẩn ... 120 100 80 Hoạt tính (U/ml) 60 40 20 0 0 12 24 36 48 60 72 Thời gian (h) MT1% MT2% MT3% MT4% MT5% H×nh 3. ¶nh h−ëng cña nång ®é c¬ chÊt ®Õn ho¹t tÝnh cña α- amylase 3.1.4. Chän nhiÖt ®é nu«i cÊy tèi −u 100 2.5 80 2 Hoạt tính (U/mL) 60 1.5 A620 40 1 20 0.5 0 0 32 37 42 47 Nhiệt độ (o C) Hoạt tính (U/mL) Hoạt tính (U/mL) A620 A620 H×nh 4. ¶nh h−ëng cña nhiÖt ®é nu«i cÊy ®Õn sù ph¸t triÓn sinh khèi vμ ho¹t tÝnh cña α - amylase KÕt qu¶ ®−îc tr×nh bμy ë h×nh 4 cho 3.1.5. Chän pH m«i tr−êng nu«i cÊy thÊy, c¶ ho¹t tÝnh α - amylase vμ sinh khèi cña vi khuÈn ®Òu ®¹t cao nhÊt t¹i th× ®iÓm Sau khi nu«i cÊy 48 h ë pH m«i tr−êng 48 h nu«i cÊy. trong kho¶ng pH tõ 6,5 - 8,0 vi khuÈn ph¸t Víi môc ®Ých lμ thu enzym cã ho¹t triÓn kh¸ tèt ®ång thêi ho¹t tÝnh cña enzym tÝnh cao nªn chóng t«i lùa chän nhiÖt ®é còng rÊt cao (H×nh 5). §iÒu ®ã cho thÊy thÝch hîp cho chñng BCRP sinh tæng hîp α kho¶ng pH thÝch hîp cho chñng BCRP sinh - amylase lμ 37oC. tr−ëng, ph¸t triÓn lμ t−¬ng ®èi réng. Trong 463
  5. Ngô Xuân Mạnh, Nguyễn Thị Lâm Đoàn, Võ Nhân Hậu, Ngô Xuân Dũng kho¶ng nμy, t¹i pH = 7,5 c¶ ho¹t tÝnh α - c¬ së cña c¸c kÕt qu¶ thu ®−îc chóng t«i amylase vμ sinh khèi cña vi khuÈn ®Òu ®¹t chän pH m«i tr−êng tèi thÝch cho chñng cao nhÊt. Cßn ë pH = 6, vi khuÈn ph¸t triÓn BCRP ph¸t triÓn vμ sinh tæng hîp α - kÐm, ho¹t tÝnh cña enzym thÊp nhÊt. Trªn amylase lμ pH = 7,5. 120 2.5 100 2 Hoạt tính (U/mL) 80 1.5 A620 60 1 40 0.5 20 0 0 6 6.5 7 7.5 8 pH Hoạt tính (U/mL) A620 H×nh 5. ¶nh h−ëng cña pH m«i tr−êng ®Õn sù ph¸t triÓn sinh khèi vμ ho¹t tÝnh cña α- amylase 3.1.6. Chän thêi gian nu«i cÊy tÝnh cña α- amylase vÉn rÊt cao (122,0 Sau 33 h nu«i cÊy, chñng BCRP U/ml) (H×nh 6). Trªn c¬ së nμy chóng t«i sinh α - amylase ®¹t ho¹t tÝnh cao nhÊt chän kho¶ng thêi gian thÝch hîp nhÊt (116,9 U/ml).Tõ thêi ®iÓm nμy ho¹t tÝnh cho ph¸t triÓn sinh khèi vμ sinh tæng α- amylase gi¶m chót Ýt råi ®i vμo æn hîp α - amylase cho chñng BCRP lμ ®Þnh. Sù sinh tr−ëng ®¹t cùc ®¹i ë thêi kho¶ng thêi gian: 30 - 42 giê kÓ tõ thêi gian 42 h ®ång thêi ë thêi ®iÓm nμy ho¹t ®iÓm b¾t ®Çu nu«i cÊy. 140 2.5 120 2 Hoạt tính (U/mL) 100 80 1.5 A620 60 1 40 0.5 20 0 0 0h 6h 12h 18h 24h 30h 36h 42h 48h 54h 60h 66h 72h Thời gian (h) Hoạt tính (U/mL) A620 H×nh 6. ¶nh h−áng cña thêi gian nu«i ®Õn ph¸t triÓn vμ sinh tæng hîp α - amylase cña chñng BCRP 464
  6. Chọn lựa điều kiện nuôi cấy tối ưu vi khuẩn ... 3.2. Quy tr×nh nu«i cÊy B.licheniformis Trªn c¬ së c¸c kÕt qu¶ thu ®−îc tr×nh (chñng BCRP) ®Ó sinh tæng hîp bμy ë phÇn 3.1, chóng t«i ®Ò xuÊt quy tr×nh enzym α - amylase nu«i B.licheniformis (chñng BCRP) (s¬ ®å 1). Vi khuẩn B.licheniformis (chủng BCRP) Môi trường LB -Agar Hoạt hoá - 24 h - 37oC Tinh bột tan : 1% Cao thịt : 1% NaCl : 0,5% Nhân giống CaCl2 : 0,2% Đệm Na2HPO4 – KH2PO4 pH = 7,5 - 24 h - 37oC, 200 v/ph Bột gạo : 3% Cao thịt : 1% NaCl : 0,5% Lên men Lactose : 0,5% Đệm Na2HPO4 – KH2PO4 - Tỷ lệ tiếp giống 3% pH = 7,5 - 37oC, 200 v/ph - 30 - 42 h Dịch nuôi chứa α- amylase S¬ ®å 1. Quy tr×nh nu«i B.licheniformis (chñng BCRP) ®Ó sinh tæng hîp α - amylase 4. KÕT LUËN m«i tr−êng nu«i cã bét g¹o 3% thay thÕ tinh bét tan; tû lÖ tiÕp gièng 3%; nhiÖt ®é §iÒu kiÖn tèi −u cho nu«i vi khuÈn B. 37oC; vËn tèc l¾c 200 V/ph vμ thêi gian licheniformis: Thêi gian nh©n gièng 24 h; nu«i 30 - 42 h. 465
  7. Ngô Xuân Mạnh, Nguyễn Thị Lâm Đoàn, Võ Nhân Hậu, Ngô Xuân Dũng Quy tr×nh nu«i vi khuÈn B.licheniformis gi¶i tinh bét sèng cña mét sè chñng vi (chñng BCRP) ®Ó tæng hîp α - amylase ®· khuÈn ph©n lËp ®−îc ë ViÖt Nam . T¹p chÝ ®−îc ®Ò xuÊt. Khoa häc vμ c«ng nghÖ, tr 14 – 22. Ikram Haq, Hanad Asharj, Javel Iqbal, TμI LIÖU THAM KH¶O M.A. Audeer (2003). Production of α- NguyÔn V¨n Mïi (2001). Thùc hμnh ho¸ amylase by Bacillus licheniformis using sinh häc. Nxb §¹i häc Quèc Gia, Hμ Néi. economical medium. Bioresource technology, §Æng ThÞ Thu vμ cs., (2004). C«ng nghÖ V 87, p 57-61. enzym. Nxb Khoa häc Kü thuËt. J.Whitaker,VoragenA.G.J & Wong D.W.S., Tèng Kim ThuÇn, TrÇn ThÞ KiÒu H−¬ng, (2003). Handbook of Food Enzymology, Tr−¬ng Nam H¶i (2003). Amylase ph©n Marcel Dekker Inc., 1108 p. 466
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí
65 tài liệu
2430 lượt tải
THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2