Luận án Tiến sĩ: Nghiên cứu thu nhận và đặc tính một số enzyme chuyển hóa lignocellulose từ nấm Việt Nam

Luận án giới thiệu về lignocellulose, nguồn tài nguyên sinh khối dồi dào nhưng chưa được tận dụng hiệu quả ở Việt Nam, gây lãng phí và ô nhiễm. Nhằm khắc phục hạn chế của các phương pháp hóa-lý truyền thống, nghiên cứu đề xuất sử dụng enzyme từ nấm để chuyển hóa lignocellulose, một hướng đi tiềm năng và thân thiện môi trường.

Luận án hướng tới các nhà khoa học, nghiên cứu sinh trong lĩnh vực sinh học ứng dụng, công nghệ sinh học, hóa sinh và môi trường, đặc biệt là những người quan tâm đến việc khai thác enzyme từ vi sinh vật để chuyển hóa sinh khối lignocellulose thành các sản phẩm có giá trị cao như nhiên liệu sinh học và hóa chất nền.

Luận án tập trung nghiên cứu thu nhận và đặc tính các enzyme chuyển hóa lignocellulose từ nấm Việt Nam, nhằm giải quyết vấn đề tận dụng hiệu quả nguồn sinh khối dồi dào nhưng thường bị lãng phí và gây ô nhiễm. Luận án đã khắc phục những hạn chế của các phương pháp hóa-lý truyền thống bằng cách khai thác tiềm năng của các enzyme từ nấm, đặc biệt là các loài thuộc Basidiomycota và Ascomycota, vốn có khả năng sinh tổng hợp nhiều loại enzyme thủy phân và oxy hóa hiệu quả. Mục tiêu chính của nghiên cứu là phân lập, tuyển chọn các chủng nấm có khả năng sinh tổng hợp các enzyme chuyển hóa lignocellulose hoạt tính cao như lignin peroxidase, laccase, acetyl esterase, cellobiose dehydrogenase và unspecific peroxygenase. Sau đó, luận án tiến hành tinh sạch, xác định đặc tính hóa lý, đặc hiệu cơ chất và tối ưu hóa quá trình xúc tác chuyển hóa sinh khối lignocellulose của các enzyme này. Các nội dung nghiên cứu bao gồm việc phân lập và tuyển chọn các chủng nấm có khả năng tiền xử lý sinh khối lignocellulose, nghiên cứu tinh sạch và xác định đặc tính của các enzyme từ nấm, và đánh giá khả năng chuyển hóa sinh khối lignocellulose bằng enzyme đơn lẻ hoặc hỗn hợp enzyme ("enzyme cocktail"). Những đóng góp nổi bật của luận án bao gồm việc xây dựng bộ sưu tập 56 chủng nấm mới, trong đó có loài mới Candolleomyces eurysporus. Luận án đã tinh sạch và đặc trưng hóa chi tiết 5 loại enzyme quan trọng: acetyl esterase và lignin peroxidase từ Lentinus squarrosulus MPN12; cellobiose dehydrogenase từ Coprinellus aureogranulatus MPG14; laccase từ Pleurotus pulmonarius MPN18; và unspecific peroxygenase từ Candolleomyces eurysporus CP22. Đặc biệt, nghiên cứu đã tối ưu hóa thành phần hỗn hợp enzyme để chuyển hóa rơm thành các đơn vị đường C-5, C-6 và axit gluconic một cách hiệu quả. Về ý nghĩa khoa học, luận án bổ sung dữ liệu quý giá về tiềm năng xúc tác sinh học từ đa dạng nấm Việt Nam, đặc biệt là các enzyme ít được biết đến. Về ý nghĩa thực tiễn, kết quả nghiên cứu mở ra triển vọng ứng dụng các enzyme này trong sản xuất các hợp chất hữu cơ nền (như carbohydrate, phenolic, alcohol, axit carboxylic) và nhiên liệu sinh học (bioethanol) từ sinh khối lignocellulose, góp phần vào phát triển kinh tế tuần hoàn và bảo vệ môi trường.