Đa dạng sinh học và khả năng ứng dụng của nấm men đen trong sản xuất erythritol

Erythritol có thể được sản xuất bằng con đường lên men nhờ vi sinh vật trong đó vi sinh vật thường dùng là một số chi nấm thuộc nhóm nấm men đen và một vài chủng vi khuẩn. Do quá trình chuyển hóa glucose tạo erythritol ở vi khuẩn mất nhiều thời gian và không triệt để nên chúng tôi lựa chọn nghiên cứu đa dạng sinh học và khả năng sinh tổng hợp erythritol của nhóm nấm men đen phân lập trên địa bàn Hà Nội, Việt Nam.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Đa dạng sinh học và khả năng ứng dụng của nấm men đen trong sản xuất erythritolNghiên cứu khoa học công nghệ ĐA DẠNG SINH HỌC VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG CỦA NẤM MEN ĐEN TRONG SẢN XUẤT ERYTHRITOL ĐỖ THỊ THU HỒNG I. ĐẶT VẤN ĐỀ Trước tình hình gia tăng của các chứng bệnh như tiểu đường, huyết áp cao,béo phì, nhu cầu về các loại thực phẩm “không béo”, “không đường”, “nghèo nănglượng” ngày càng trở nên cấp thiết. Erythritol là một trong các polyol được sử dụngđể thay thế các loại đường giàu năng lượng trong nhiều loại thực phẩm và được coilà loại đường ăn kiêng cao cấp nhất hiện nay. Tác dụng của erythritol đã và đangđược ứng dụng rộng rãi ở các nước trên thế giới như Mỹ, Nhật, Hàn Quốc, và mộtsố nước châu Âu [6]. Việt Nam hiện chưa sản xuất được erythritol mà thường phảinhập khẩu từ nước ngoài để dùng làm nguyên liệu đầu vào cho một số ngành sảnxuất bánh kẹo, thực phẩm chức năng, tuy nhiên giá nhập khẩu khá cao và nguồncung thường không ổn định. Erythritol có thể được sản xuất bằng con đường lên men nhờ vi sinh vật trong đó visinh vật thường dùng là một số chi nấm thuộc nhóm nấm men đen và một vài chủng vikhuẩn [1]. Do quá trình chuyển hóa glucose tạo erythritol ở vi khuẩn mất nhiều thời gianvà không triệt để nên chúng tôi lựa chọn nghiên cứu đa dạng sinh học và khả năng sinhtổng hợp erythritol của nhóm nấm men đen phân lập trên địa bàn Hà Nội, Việt Nam. II. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Đối tượng Nấm men đen thường phân bố ở những nơi nhiều dầu, mỡ hoặc có nồng độđường cao [1, 2]. Vì vậy, chúng tôi đã tiến hành thu thập 93 mẫu ở các vị trí khác nhautrên địa bàn Hà Nội, trong đó gồm 66 mẫu mùn thớt, 15 mẫu nhụy hoa, 12 mẫu dầu mỡ. 2.2. Phương pháp nghiên cứu Các mẫu thu về được pha loãng tới nồng độ thích hợp sau đó cấy gạt trên môitrường malt-glucose 2°Bx (1% malt, 1% glucose, 1,5% agar, nước cất), nuôi cấy ởnhiệt độ 25oC trong 7 ngày. Các khuẩn lạc nghi ngờ là nấm men đen được làm tiêubản và soi dưới kính hiển vi Olympus BX51 ở độ phóng đại 400 lần, chụp ảnh thôngqua camera kỹ thuật số Nikon 7.1 bằng phần mềm AMCap. Chọn lấy các khuẩn lạcđại diện tiến hành làm sạch và giữ giống. Sau khi phân lập, chúng tôi phân nhóm các chủng nấm men dựa trên hình tháikhuẩn lạc và tế bào. Các chủng có hình dạng, kích thước, màu sắc khuẩn lạc và tế bàotương đối giống nhau được đưa vào một nhóm. Tiếp theo, chọn ra các chủng đại diệncho mỗi nhóm khảo sát khả năng chuyển hóa đường tạo erythritol. Tiến hành theo cácbước: làm giàu các chủng trong môi trường YM (3% cao malt, 3% cao nấm men, 5%pepton, 10% glucose, nước cất) ở nhiệt độ 30oC trong 3 ngày, bổ sung môi trườngkhảo sát khả năng chuyển hóa đường (3% cao nấm men, 5% pepton, 20% đường(glucose/sucrose/maltose), nước cất), phân tích canh trường bằng sắc ký bản mỏngtại các thời điểm: 0 ngày, 3 ngày, 5 ngày, 9 ngày với hệ dung môi ethyl acetate -acetic acid - H2O (8:3:2, v/v/v), thuốc thử KMnO4 1%.Tạp chí Khoa học và Công nghệ nhiệt đới, Số 06, 03 - 2014 89 Nghiên cứu khoa học công nghệ Chọn chủng có khả năng chuyển hóa đường tạo erythritol tốt nhất để khảo sátđặc điểm sinh lý, sinh hóa bao gồm: Ảnh hưởng của pH ban đầu, ảnh hưởng củanồng độ cơ chất glucose và ảnh hưởng của nhiệt độ nuôi cấy [5]. Tiến hành nuôi cấycác chủng trong điều kiện tối ưu vừa tìm được, thu canh trường sau đó xác định hàmlượng erythritol bằng phương pháp đo mật độ quang ở bước sóng λ = 210 nm vàphân tích trên sắc ký lỏng cao áp (Detector: RI, cột NH2 dài 250 mm, tốc độ dòng1 ml/phút, nhiệt độ phòng, hệ dung môi acetonitrile : H2O = 7 : 3) [4]. III. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. Phân lập và phân nhóm nấm men Các khuẩn lạc có màu sắc là các gam màu tối (nâu, xanh đen, đen...) hay cáckhuẩn lạc có màu trắng, nhưng bề mặt xốp, dễ gạt bằng que cấy được làm tiêu bảnquan sát hình thái tế bào. Những chủng có tế bào gồm dạng hình cầu và hình que kèmtheo đứt gãy nhiều được giữ lại để làm sạch và bảo quản trong các ống Cryotype sửdụng cho các nghiên cứu tiếp theo. Hình 1 mô tả kết quả phân lập mẫu 08, quan sátthấy có rất nhiều các khuẩn lạc có màu đen, bề mặt xốp phân bố đều trên bề mặtthạch, đây là hình thái khuẩn lạc điển hình của nhóm nấm men đen. Từ 93 mẫu khácnhau, chúng tôi đã phân lập được 161 chủng nấm men đen, trong đó mẫu mùn thớtthu được số chủng nấm nem nhiều hơn cả, mẫu dầu mỡ lấy trong các bếp nấu có rấtít có lẽ do đây là nơi nấu nướng có nhiệt độ cao nên nấm men phát triển kém. Hình 1. Kết quả phân lập mẫu 08 độ pha loãng 10-1 Trong quá trình nghiên cứu thì phân nhóm là một bước quan trọng giúp việckhảo sát khả năng chuyển hóa đường đơn giản hơn. Các chủng được nuôi cấy trêncùng một loại môi trường, trong cùng một khoảng thời gian với các điều kiện nhiệtđộ, độ ẩm... tư ...