Tạp chí khoa học: Tối ưu hóa sinh tổng hợp lactase từ Aspergillus oryzae sử dụng phương pháp đáp ứng bề mặt- phương án cấu trúc có tâm

Từ 6 chủng nấm mốc Aspergillus oryzae chúng tôi đã chọn được chủng Aspergillus oryzae BK0 sinh lactase cao nhất. Lên men bán rắn (SSF) với cơ chất là cám gạo và trấu được sử dụng để thực hiện quá trình lên men. Aspergillus oryzae BK0 đã được tối ưu hóa quá trình nuôi cấy để thu được sản lượng lactase cực đại.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tạp chí khoa học: Tối ưu hóa sinh tổng hợp lactase từ Aspergillus oryzae sử dụng phương pháp đáp ứng bề mặt- phương án cấu trúc có tâmTạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ, Tập 29, Số 3 (2013) 8-16T i ưu hóa sinh t ng h p lactase t Aspergillus oryzae s d ng phương pháp áp ng b m t- phương án c u trúc có tâmNguy n Thúy Hương*, Mai Th c DiB môn Công ngh Sinh h c, trư ng i h c Bách Khoa Tp.HCM 268 Lý Thư ng Ki t, Phư ng 14, Qu n 10, Thành ph H Chí MinhNh n ngày 11 tháng 12 năm 2012 Ch nh s a ngày 25 tháng 12 năm 2012; ch p nh n ăng ngày 15 tháng 4 năm 2013 Tóm t t. T 6 ch ng n m m c Aspergillus oryzae chúng tôi ã ch n ư c ch ng Aspergillus oryzae BK0 sinh lactase cao nh t. Lên men bán r n (SSF) v i cơ ch t là cám g o và tr u ư c s th c hi n quá trình lên men. Aspergillus oryzae BK0 ã ư c t i ưu hóa quá trình nuôi d ng c y thu ư c s n lư ng lactase c c i. Chúng tôi thi t k thí nghi m theo phương pháp b m t (RSM) – phương án c u trúc có tâm (CCD) ã th c hi n và tìm ra giá tr t i ưu c a 5 y u t lactose (13.3%), (NH4)2SO4 (1.7%), pH (5.94), m (61.04%), t l gi ng (1.05%) cho s n lư ng lactase c c i theo mô hình 4.120 U/g. Chúng tôi th nghi m nuôi c y v i i u ki n c a mô hình và k t qu thu ư c s n lư ng lactase là 3.947 U/g. T khóa: lactase, Aspergillus oryzae, RSM – CCD, solid state fermentation.1. Mu∗Lactase (EC 3.2.1.23) hay còn g i là lactase phlorizin hydrolase ho c lactose galactohydrolase, là m t lo i enzyme thu c h β – galactosidase. Lactase là enzyme xúc tác cho ph n ng th y phân lactose thành β – D – galactose và α - D – glucose và ph n ng galactosyl chuy n hóa các g c β – D – galactosyl c a lactose t o ra galactoseoligosaccharide (GOS). Vì v y, vi c ng d ng lactase là m t trong nh ng ng d ng h a h n nh t trong các enzyme ngành công nghi p th c ph m [1-3]. Trên th gi i ã s n xu t lactase và ng d ng r t r ng rãi trong th c ph m [4]. Tuynhiên Vi t Nam, lactase v n chưa ư c s n xu t v i qui mô công nghi p, ch bư c u nghiên c u qui mô phòng thí nghi m. Lactase có th ư c t o ra t nhi u ch ng n m m c như A. oryzae, A. niger, Aspergillus fonsecaeus, Aspergillus alliaceus. Lactase còn có th t ng h p t các lo i n m men như Kluyveromyces lactis, Kluyveromyces fragilis, Candida pseudotropicalis. Tuy nhiên lactase t n m m c r t n nh và không c n ion kim lo i (cofactor) cho ho t ng c a mình [5], ng th i n m m c s n xu t enzyme ngo i bào nên d dàng cho vi c thu nh n enzyme. Vì v y, trong nghiên c u này chúng tôi s d ng n m m c Aspergillus oryzae. gi m chi phí s n xu t enzyme thì vi c l c ch n cơ ch t r ti n và s n có cùng v i vi sinh v t s n xu t phù h p, 8_______∗Tác gi liên h . T: 84-966008067. E-mail: nthuong13567@yahoo.comN.T. Hương, M.T. Di /Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ, Tập 29, Số 3 (2013) 8-169t i ưu hóa các i u ki n nuôi c y là r t c n thi t. T i ưu hóa quá trình lên men xây d ng mô hình nh m thu ư c s n lư ng l n và gia tăng quy mô s n xu t có m t ý nghĩa quan tr ng trong vi c ng d ng nh ng nghiên c u cơ b n lactase vào trong công nghi p. Các nghiên c u t i ưu hóa ư c th c hi n b ng phương pháp t i ưu ơn y u t không ph n ánh ư c s tương tác l n nhau gi a các y u t và phương pháp t i ưu này không hi n th nh hư ng th c c a các y u t lên ho t tính enzyme. kh c ph c v n này, chúng tôi s d ng phương pháp áp ng b m t RSM t i ưu hóa giá tr các y u t ang ư c nghiên c u. Phương pháp b m t áp ng (RSM) là m t phương pháp s d ng toán h c và th ng kê ư c áp d ng r ng rãi xác nh nh hư ng c a các y u t và t i ưu hóa quá trình lên men sinh h c [6, 7]. RSM ã ư c áp d ng r ng rãi t i ưu thông s quá trình nuôi c y s n xu t lipase [8], tannase [9], α-amylase [10], β-cyclodextrin glucanotransferase [11], lactase [6, 12].2.2. Phương pháp Phương pháp vi sinh. Kh o sát các i u ki n nuôi c y nh hư ng n quá trình lên men b ng phương pháp t i ưu ơn y u t , các k t qu c a thí nghi m trư c là ti n cho thí nghi m ti p theo. Phương pháp hóa sinh Phương pháp thu enzyme thô. Dùng nư c c t pha tr n v i môi trư ng nuôi c y v i t l 1: 4 v th tích nhi t phòng. L c u (180rpm) trong 1h. em h n h p thu ư c l c qua 2 l p v i, ly tâm d ch sau l c 5000 vòng/phút trong 20 phút, ph n d ch thu ư c là enzyme thô [3]. Phương pháp xác nh ho t tính lactase. Ho t tính lactase ư c xác nh d a trên ph n ng v i cơ ch t ONPG, khi cơ ch t này b lactase th y phân s t o ra galactose và onitrophenol (màu vàng). Thành ph n oNP h p th bư c sóng 420nm. Ho t lactase ư c xác nh là lư ng enzyme th y phân 1micromol ONPG thành galactose và o-nitrophenol trong 1 phút 300C trong m t ơn v th tích (ho c 1 ơn v kh i lư ng cơ ch t) [13-15]. 2.3. B trí thí nghi m 2.3.1. Kh o sát kh năng sinh lactase c a 6 ch ng Aspergillus oryzae A.oryzae BK0, BK1, BK2, BK3, BK4, BK5 ư c nuôi trên môi trư ng cơ b n, t l cám/tr u là 3/1, hàm lư ng lactose 12.5%, hàm lư ng amonium sulphate 1.5%, pH 5.5, m 65%, t l gi ng 1%. Sau 5 ngày thu và xác nh ho t tính enzyme la ...