XÂY DỰNG VÀ LỰA CHỌN MÔ HÌNH TOÁN HỌC TỐI ƯU CHO QUÁ TRÌNH LÊN MEN NATTO BỞI BACILLUS SUBTILIS NATTO ĐỂ THU NHẬN ENZYME NATTOKINASE

Nguyễn Thị Minh Nguyệt, Trương Thị Minh Hạnh, Bùi Viết Cường 66 XÂY DỰNG VÀ LỰA CHỌN MƠ HÌNH TỐN HỌC TỐI ƯU CHO QUÁ TRÌNH LÊN MEN NATTO BỞI BACILLUS SUBTILIS NATTO ĐỂ THU NHẬN ENZYME NATTOKINASE BUILDING AND SELECTION OF OPTIMAL MATHEMATICAL MODEL FOR NATTO FERMENTATION FOR NATTOKINASE SYNTHESIS BY USING BACILLUS SUBTILIS NATTO Nguyễn Thị Minh Nguyệt, Trương Thị Minh Hạnh, Bùi Viết Cường Trường Đại học Bách khoa - Đại học Đà Nẵng; ntmnguyet@dut.udn.vn; tminhhanh@dut.udn.vn; bvcuong@dut.udn.vn Tóm tắt - Enzyme nattokinase có tiềm ứng dụng trình điều trị bệnh liên quan đến huyết khối: nhồi máu tim, nhồi máu não, Nghiên cứu tiến hành nhằm xây dựng lựa chọn mơ hình tốn học tối ưu cho q trình lên men natto Bacillus subtilis natto để thu nhận ezyme nattokinase, nghiên cứu sử dụng mơ hình tốn học cấp cấp với hàm mục tiêu hoạt độ enzyme nattokinase Sau so sánh đánh giá mơ hình tốn học cấp cấp dựa lý thuyết thống kê, kết nghiên cứu sơ ban đầu nghiên cứu tiến hành, mơ hình tốn học cấp lựa chọn Phương trình hồi qui cấp có dạng: H = 89,9583 – 48,0583×X1 – 1,18194×X2 – 23,1783×X3 + 1,04833×X1×X2 + 14,3833×X1×X3 + 0,393264×X2×X3 – 0,324931×X1×X2×X3 Trong đó, X1 tỉ lệ dịch giống Bacillus subtilis natto: chất (mL:g), X2 thời gian lên men (h) X3 bề dày lớp chất (cm) Nghiên cứu đặt tảng cho nghiên cứu enzyme nattokinase Abstract - Nattokinase has a potential application in treating diseases related to blood clots: heart attack, cerebral infarction, high blood pressure, etc The research is carried out to build and select optimal mathematical model for nattokinase synthesis by Bacillus subtilis natto in natto fermentation Mathematical models with first order and second order are explored and the target of regression function is nattokinase activity Mathematical models with first order and second order are analyzed and compared based on statistical theory, primary results, and results of previous research Mathematical model with first order is selected with regression function as H = 89.9583 - 48.0583×X1 1.18194×X2 - 23.1783×X3+ 1.04833×X1×X2 + 14.3833×X1×X3 + 0.393264×X2×X3 - 0.324931×X1×X2×X3, in which X1 is ratio of preculture solution of Bacillus subtilis natto to substrate (mL:g), X2 is fermentation time (h), and X3 is thickness of substrate (cm) This research provides useful information for further research on nattokinase Từ khóa - enzyme nattokinase; lên men natto; Bacillus subtilis natto; mơ hình tốn học; phương trình hồi qui Key words - nattokinase; natto fermentation; Bacillus subtilis natto; mathematical model; regression function Đặt vấn đề Hiện nay, số lượng người chết liên quan đến bệnh tim mạch gây huyết khối như: nhồi máu tim, nhồi máu não, huyết áp cao, tăng lên Việt Nam giới [1] Vào năm 2008, khoảng 17,3 triệu người chết bệnh liên quan đến tim mạch [2] số dự đoán tăng đến 23,3 triệu người vào năm 2030 Do đó, nỗ lực tiến hành nhằm ngăn chặn bệnh liên quan đến tim mạch diễn với qui mơ tồn cầu [3] Ngun nhân bệnh tim mạch huyết khối hình thành sợi fibrin khơng tan [4] Các biệt dược sử dụng để điều trị huyết khối (bộ kích hoạt mơ plasminogen (t-PA), urokinase streptokinase) có nhiều nhược điểm như: có tác dụng phụ (mất máu, dị ứng, ), thời gian tác dụng ngắn, giá thành liều lượng sử dụng cao [5] Nattokinase enzyme, enzyme ngoại bào sinh tổng hợp Bacillus subtilis natto tìm thấy sản phẩm lên men truyền thống natto Nhật Bản [6], có khả thủy phân sợi fibrin khơng tan huyết khối thúc đẩy trình hình thành t-PA nhằm nâng cao hiệu trình làm tan huyết khối [7] Hiện nay, nghiên cứu dừng lại khảo sát ảnh hưởng yếu tố riêng lẻ trình lên men natto Bacillus subtilis natto nhằm thu enzyme nattokinase, xây dựng lựa chọn mơ hình tốn học tối ưu cho trình lên men natto Bacillus subtilis natto nhằm thu nhận enzyme nattokinase chưa tiến hành Việt Nam Nghiên cứu tiến hành với mục tiêu xây dựng lựa chọn mơ hình tốn học tối ưu cho q trình lên men natto Bacillus subtilis natto nhằm thu nhận enzyme nattokinase có hoạt độ cao Nghiên cứu nâng cao khả ứng dụng trình lên men natto để thu enzyme nattokinase Bacillus subtilis natto với qui mô lớn nhằm chủ động nguồn enzyme nattokinase cho trình nghiên cứu điều trị bệnh liên quan đến huyết khối Việt Nam Nguyên liệu, chủng vi sinh vật phương pháp nghiên cứu 2.1 Nguyên liệu phương pháp xử lý nguyên liệu Hạt đậu nành cung cấp Nhà máy Sữa đậu nành Vinasoy - Việt Nam Hạt đậu nành ngâm nước với thời gian 12 h, tỉ lệ 1:5 (g:mL), sau nghiền ướt với nước máy nghiền gia dụng với tỉ lệ 1:5 (g:mL) Hỗn hợp thu sau trình nghiền ướt lọc qua vải lọc Dịch lọc tiệt trùng 121°C, atm 15 phút nồi tiệt trùng (Hirayama HVE–50, Nhật Bản) sử dụng để nhân giống Bacillus subtilis natto Đối với trình lên men, hạt đậu nành ngâm nước với tỉ lệ 1:5 (g:mL), sau 12 h, hạt đậu nành hấp chín tiệt trùng 121°C, atm 15 phút nồi tiệt trùng (Hirayama HVE–50, Nhật Bản) [8] Tất hóa chất dùng cho nghiên cứu có mức độ tinh khiết cao 2.2 Chủng vi sinh vật, phương pháp giữ giống nhân giống vi sinh vật Bacillus subtilis natto cung cấp phịng thí ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, SỐ 11(120).2017 - Quyển nghiệm Vi sinh, Bộ môn Công nghệ Thực phẩm, Khoa Hóa, Trường Đại học Bách khoa, Đại học Đà Nẵng Bacillus subtilis natto giống bảo quản 4°C môi trường nutrient agar (NA) bao gồm (trong L): g pepton; 0,5 g cao thịt; 0,5 g NaCl; 1,8 g agar Quá trình cấy chuyền tiến hành tháng Quá trình nhân giống Bacillus subtilis natto tiến hành với môi trường dịch lỏng đậu nành máy lắc (Daihan IS-30, Hàn Quốc) với thơng số hoạt động: 120 vịng/phút, 37°C, thời gian nhân giống 28 h [8] Sau 28 h nhân giống, Bacillus subtilis natto kết thúc pha lỏng với mật độ tế bào 1,08×106 (CFU/mL) bắt đầu vào pha cân bằng, đó, dịch giống Bacillus subtilis natto đảm bảo tốt số lượng chất lượng cho trình lên men natto thu nhận enzyme nattokinase 2.3 Quá trình lên men natto Quá trình lên men natto 37°C tiến hành tủ ấm (Memmert BE-400, Đức) Natto thu sau trình lên men natto bổ sung đệm Tris – HCl pH = với tỉ lệ 1:2 (g:mL) khuấy 4°C Hỗn hợp lọc qua vải lọc để loại bỏ rắn dịch lọc ly tâm lạnh (Hettich ROTINA 420R, Đức) 4°C; 8.000 vòng/phút Dịch chứa enzyme nattokinase thô thu nhận bảo quản 4°C cho phân tích [8] 2.4 Xây dựng mơ hình tốn học ma trận thí nghiệm Dựa khảo sát sơ ban đầu, mức khoảng biến thiên yếu tố ảnh hưởng đến trình lên men rắn natto thể Bảng Bảng Mức, khoảng biến thiên yếu tố ảnh hưởng [9, 10] Các yếu tố ảnh hưởng Khoảng biến thiên Mức Mức 1:50 3:50 Thời gian lên men (h) 36 48 Bề dày lớp chất (cm) Tỉ lệ dịch giống Bacillus subtilis natto:cơ chất (mL:g) Mơ hình tốn học bậc bậc sử dụng để mô tả mối quan hệ yếu tố ảnh hưởng trình lên men natto Bacillus subtilis natto hoạt độ enzyme nattokinase (H) Phương trình hồi qui bậc [9, 10]: H = b0 + b1×X1 + b2×X2 + b3×X3 + b12×X1×X2 + b13×X1×X3+ b23×X2×X3 + b123×X1×X2×X3 Phương trình hồi qui bậc [9, 10]: H = b0 + b1×X1 + b2×X2+ b3×X3+ b12×X1×X2 + b13×X1×X3+ b23×X2×X3 + b11×X12 + b22× X22+ b33× X32 Trong đó: X1: Tỉ lệ dịch giống Bacillus subtilis natto : chất (mL:g); X2: Thời gian lên men (h); X3: Bề dày lớp chất lên men (cm); bi(i=1,2,3): Hệ số phương trình hồi qui ứng với tương tác bậc yếu tố ảnh hưởng hoạt độ enzyme nattokinase; 67 bij(i=1,2,3; j=1,2,3): Hệ số phương trình hồi qui ứng với tương tác cặp yếu tố ảnh hưởng với hoạt độ enzyme nattokinase; b123: Hệ số phương trình hồi qui ứng với tương tác đồng thời ba yếu tố ảnh hưởng hoạt độ enzyme nattokinase; bjj (j=1,2,3): Hệ số phương trình hồi qui ứng với tương tác bậc yếu tố ảnh hưởng hoạt độ enzyme nattokinase; Phần mềm Minitab (Version 16, Minitab Inc., Pennsylvania State, USA) sử dụng để xây dựng ma trận thí nghiệm cho mơ hình tốn học bậc bậc phương pháp bề mặt 2.5 Phương pháp xác định hoạt độ enzyme nattokinase Phương pháp Amano sử dụng để xác định hoạt độ enzyme nattokinase thô thu [11] Casein 1% (1 mL) ủ 37°C với thời gian 10-15 phút ống nghiệm kín, sau đó, mL dịch enzyme thơ trộn với casein 1% Hỗn hợp (casein 1%, enzyme thô) lắc ủ 37°C với thời gian 60 phút Dung dịch acid trichloacetic 0,4 M (2 mL) cho vào hỗn hợp, lắc để ổn định 37°C thời gian 25 phút Giấy lọc (Whatman No 1) sử dụng để loại bỏ kết tủa hỗn hợp (casein 1%, enzyme thô acid trichloacetic) Dịch qua giấy lọc (1 mL) phối trộn với mL dung dịch Na2CO3 0,4 M mL thuốc thử Folin, hỗn hợp (dịch qua giấy lọc, Na2CO3 thuốc thử Folin) để ổn định 37°C 20 phút Độ hấp thụ hỗn hợp xác định bước sóng 660 nm máy quang phổ UV-VIS (Jenway spectrophotometer 6305, Vương quốc Anh) Dung dịch tyrosin nồng độ khác sử dụng để xây dựng đường chuẩn Hoạt độ enzyme tính theo cơng thức: 𝐻= (Am −A0 )×F×n 100 Trong đó; - H: Hoạt độ enzyme nattokinase (ĐVHĐ/mL); - F: Lượng tyrosin tạo casein bị thủy phân với xúc tác enzyme nattokinase (µg); - Am: Độ hấp thụ mẫu phân tích (ABS); - A0: Độ hấp thụ mẫu trắng (ABS); - n: Hệ số pha lỗng dịch enzyme nattokinase thơ (lần); - 100: Hệ số chuyển đổi Kết nghiên cứu thảo luận Mỗi thí nghiệm cho điều kiện lên men natto lặp lại ba lần, tương ứng với ba hoạt độ enzyme nattokinase (H1, H2, H3) 3.1 Mơ hình tốn học cấp Các thí nghiệm tiến hành theo ma trận thực nghiệm xây dựng phần mền Minitab 16 cho mơ hình tốn học bậc 1, kết thí nghiệm thể Bảng Nguyễn Thị Minh Nguyệt, Trương Thị Minh Hạnh, Bùi Viết Cường 68 Bảng Kết thí nghiệm cho mơ hình tốn học bậc TT H1 (ĐVHĐ/mL) H2 (ĐVHĐ/mL) H3 (ĐVHĐ/mL) 24,42 24,42 24,42 12,86 15,86 14,86 23,75 24,81 24,81 24,37 23,65 24,36 11,75 11,75 11,75 12,60 12,60 12,6 14,11 12,72 13,45 9,32 7,09 8,32 27,14 28,32 26,71 10 28,26 28,79 27,14 11 26,75 26,96 28,15 Các hệ số b phương trình hồi qui, tương thích phương trình hồi qui với thực nghiệm (R2) tính tốn phần mềm Minitab 16, ý nghĩa hệ số b phương trình hồi qui đánh giá qua giá trị P với mức độ tin cậy 95%, mức độ tương thích phương trình hồi qui với thực nghiệm đánh giá qua hệ số R2 [10] Bảng Hệ số b phương trình hồi qui cấp giá trị P Hệ số Giá trị Giá trị P b0 b1 b2 b3 b12 b13 b23 b123 89,9583 -48,0583 -1,18194 -23,1783 1,04833 14,3833 0,393264 -0,324931 0,000 0,000 0,000 0,000 0,010 0,000 0,000 0,000 Bảng Kết thí nghiệm TT Phương trình hồi qui cấp có mức độ tương thích cao thực nghiệm R2 = 0,9916 Tất thí nghiệm dùng để xây dựng phương trình hồi qui có ý nghĩa, có thí nghiệm 33 thí nghiệm tiến hành có hoạt độ enzyme nattokinase cần điều chỉnh để tương thích với phương trình hồi qui (Bảng 4) Bảng Các thí nghiệm cần điều chỉnh TT X1 X2 X3 (mL:g) (h) (cm) trình hồi qui có độ bền vững cao Phương trình hồi qui cấp sau kiểm tra ý nghĩa hệ số b có dạng: H = 89,9583 – 48,0583×X1 – 1,18194×X2 – 23,1783×X3 + 1,04833×X1×X2+ 14,3833×X1×X3 + 0,393264×X2×X3 – 0,324931×X1×X2×X3 Nghiệm tối ưu phương trình hồi qui cấp xác định phần mềm Minitab 16 Tỉ lệ dịch giống Bacillus subtilis natto : chất = 2:50 (mL:g), thời gian lên men = 42 (h), bề dày lớp chất lên men = cm nghiệm tối ưu phương trình hồi qui cấp 1, với giá trị nghiệm tối ưu hoạt độ enzyme nattokinase đạt giá trị cực đại Hmax = 27,58 (ĐVHĐ/mL) với kì vọng d = 0,268485 Nghiệm tối ưu giá trị cực đại hoạt độ enzyme nattokinase phù hợp với thí nghiệm tâm ma trận thí nghiệm 3.2 Mơ hình tốn học bậc Các thí nghiệm tiến hành theo ma trận thực nghiệm xây dựng phần mền Minitab 16 phương pháp bề mặt cho mơ hình tốn học cấp 2, kết thí nghiệm thể Bảng Phần mềm Miniab sử dụng để tính tốn hệ số b phương trình hồi qui, tương thích phương trình hồi qui với thực nghiệm (R2) Mức độ tương thích phương trình hồi qui thực nghiệm đánh giá qua hệ số R2, ý nghĩa hệ số b mức độ tác động yếu tố ảnh hưởng tương tác yếu tố ảnh hưởng đến hoạt độ enzyme nattokinase đánh giá qua hệ số P với độ tin cậy 95% nhằm nâng cao độ bền vững phương trình hồi qui [10] Phương trình hồi qui cấp có tương thích với thực nghiệm với R2 = 0,9274 Hthí nghiệm (ĐVHĐ/mL) Hđiều chỉnh (ĐVHĐ/mL) 3:50 36 12,8600 14,5267 3:50 36 15,8600 14,5267 Ý nghĩa hệ số b phương trình hồi qui, mức độ ảnh hưởng yếu tố tương tác yếu tố hoạt độ enzyme nattokinase đánh giá qua giá trị P (Bảng 3) nhằm đảm bảo độ bền vững phương trình hồi qui Đối với tương tác bậc 1, tương tác cặp tương tác ba yếu tố ảnh hưởng có ảnh hưởng lớn đến hoạt độ enzyme nattokinase P = 0,000 < 0,050 Sự tương tác tỉ lệ dịch giống Bacillus subtilis natto : chất thời gian lên men có mức độ ảnh hưởng thấp P = 0,010 (Bảng 3) Tất hệ số b phương trình hồi qui có ý nghĩa giá trị P < 0,05 phương 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 H1 (ĐVHĐ/mL) H2 (ĐVHĐ/mL) H3 (ĐVHĐ/mL) 24,42 12,86 23,75 24,37 11,75 12,6 14,11 9,32 36,18 25,76 4,22 0,38 44,53 28,12 27,14 28,26 26,75 26,96 28,32 27,14 24,42 15,86 24,81 23,65 11,75 12,6 12,72 7,09 33,48 24,94 4,23 0,71 43,53 29,71 28,32 28,79 26,96 26,71 26,96 28,13 24,42 14,86 24,81 24,36 11,75 12,6 13,45 8,32 32,81 23,89 3,36 0,52 45,12 28,79 26,71 27,14 28,15 28,79 26,72 28,28 Giá trị hệ số b phương trình hồi qui giá trị P thể Bảng ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, SỐ 11(120).2017 - Quyển Bảng Hệ số b phương trình hồi qui cấp giá trị P Hệ số Giá trị b0 b1 b2 b3 b12 b13 b23 b11 b22 b33 Giá trị P -458,317 -5,802 24,361 -6,826 0,087 0,653 -0,270 -0,522 -0,282 1,997 0,000 0,270 0,000 0,214 0,411 0,307 0,013 0,274 0,000 0,000 Tất thí nghiệm dùng để xây dựng phương trình hồi qui có ý nghĩa, có thí nghiệm 60 thí nghiệm tiến hành cần điều chỉnh hoạt độ enzyme nattokinase để tương thích với phương trình hồi qui Bảng Các thí nghiệm cần điều chỉnh TT X1 X2 (h) (mL:g) 3:50 1:50 0.32:50 1:50 36 36 42 36 X3 (cm) 4 H thí nghiệm H điều chỉnh (ĐVHĐ/mL) (ĐVHĐ/mL) 12,860 11,750 36,180 10,550 18,864 17,873 30,076 17,873 Đối với tác động riêng lẻ yếu tố ảnh hưởng bậc đến hoạt độ enzyme nattokinase, thời gian lên men có ảnh hưởng đáng kể với giá trị P = 0,000 < 0,05; tỉ lệ dịch giống Bacillus subtilis natto : chất (P = 0,270 > 0,05), bề dày lớp chất len men (P = 0,214 > 0,05) khơng có ảnh hưởng đến hoạt độ enzyme nattokinase Sự tương tác cặp yếu tố: tỉ lệ dịch giống Bacillus subtilis natto : chất thời gian lên men (P = 0,411 > 0,05), tỉ lệ dịch giống Bacillus subtilis natto : chất bề dày chất lên men (P = 0,307 > 0,05) khơng có ảnh hưởng đến hoạt độ enzyme nattokinase Tuy nhiên, tương tác thời gian lên men bề dày lớp chất lên men có ảnh hưởng đến hoạt độ enzyme nattokinase với giá trị P = 0,013 < 0,05 mức độ ảnh hưởng tương tác thời gian lên men bề dày lớp chất lên men mơ hình tốn học cấp thấp mức độ ảnh hưởng tương tác thời gian lên men bề dày lớp chất lên men mơ hình tốn học bậc (P2 = 0,013 < P1 = 0,000) Đối với yếu tố bậc 2, ảnh hưởng thời gian lên men bề dày lớp chất lên men có ý nghĩa hoạt độ enzyme nattokinase (P = 0,000 < 0,05), nhiên, tương tác bậc tỉ lệ dịch giống Bacillus subtilis natto : chất khơng có ảnh hưởng đến hoạt độ enzyme nattokinase (P = 0,274 > 0,05) Tóm lại, yếu tố tương tác yếu tố có ảnh hưởng đến hoạt độ enzyme nattokiase mơ hình tốn học cấp 2: thời gian lên men; thời gian lên men × bề dày chất lên men; thời gian lên men × thời gian lên men, bề dày chất lên men × bề dày chất lên men Phương trình hồi qui cấp sau kiểm tra ý nghĩa hệ số b đánh giá mức độ ảnh hưởng yếu tố tương tác yếu tố đến hoạt độ enzyme nattokinase có dạng: H = -468,931 + 24,361×X2 – 0,27×X2×X3 – 0,282×X22 + 1,997×X32 69 Phần mền Minitab sử dụng để xác định nghiệm tối ưu cho phương trình hồi qui cấp Nghiệm tối ưu cho phương trình hồi qui cấp Hmax = 45,9011 ĐVHĐ/mL, kì vọng d = 0,45901 thời gian lên men = 42,5096 (h), bề dày lớp chất lên men = 1,3182 (cm) Nghiệm tối ưu nằm biên khoảng biến thiên yếu tố ảnh hưởng ảnh hưởng tỉ lệ dịch giống Bacillus subtilis natto : chất hoạt độ enzym nattokinase 3.3 Đánh giá, so sánh lựa chọn mơ hình tốn học Mơ hình tốn học cấp có mức độ tương thích cao so với thực nghiệm mức độ tương thích mơ hình tốn học cấp lớn so với mơ hình tốn học cấp (R12 = 0,9916 > R22 = 0,9274) khoảng biến thiên yếu tố ảnh hưởng lựa chọn Bên cạnh đó, phương trình hồi qui cấp thể ảnh hưởng tất yếu tố tương tác tất yếu tố hoạt độ enzyme nattokinase, phương trình hồi qui cấp ảnh hưởng tỉ lệ dịch giống Bacillus subtilis natto : chất tương tác cấp cấp 2, tương tác tỉ lệ dịch giống Bacillus subtilis natto : chất thời gian lên men, bề dày lớp chất lên men hoạt độ enzyme nattokinase Mơ hình tốn học cấp phù hợp với lý thuyết thống kê, khảo sát sơ ảnh hưởng yếu tố đến trình lên men natto thu nhận enzyme nattokinase chủng Bacillus subtilis natto nghiên cứu tiến hành khoảng biến thiên yếu tố ảnh hưởng lựa chọn [12] Bên cạnh đó, khoảng biến thiên yếu tố ảnh hưởng lựa chọn mơ hình tốn học cấp không phù hợp với khảo sát sơ ban đầu nghiên cứu tiến hành, cụ thể ảnh hưởng tỉ lệ dịch giống Bacillus subtilis natto : chất hoạt độ enzyme nattokinase [13] Do đó, mơ hình tốn học cấp lựa chọn để kiểm sốt q trình lên men natto Bacillus subtilis natto nhằm thu enzyzme nattokinase với qui mô lớn khoảng biến thiên yếu tố ảnh hưởng lựa chọn Kết luận Nghiên cứu tiến hành xây dựng mơ hình tốn học cấp cấp mô tả mối quan hệ yếu tố ảnh hưởng (tỉ lệ dịch giống Bacillus subtilis natto : chất, thời gian lên men bề dày lớp chất lên men) hoạt độ enzyme nattokinase trình lên men natto Bacillus subtilis natto Sau đánh giá so sánh mơ hình tốn học cấp cấp dựa lý thuyết thống kê, kết nghiên cứu sơ ban đầu nghiên cứu tiến hành, mơ hình tốn học cấp lựa chọn để kiểm sốt q trình lên men natto thu nhận enzyme nattokinase Bacillus subtilis natto khoảng biến thiên yếu tố ảnh hưởng lựa chọn, mơ hình tốn học cấp có dạng: H = 89,9583 – 48,0583×Tỉ lệ dịch giống Bacillus subtilis natto:cơ chất – 1,18194×Thời gian lên men – 23,1783×Bề dày lớp chất lên men + 1,04833×Tỉ lệ dịch giống Bacillus subtilis natto:cơ chất×Thời gian lên men + 14,3833×Tỉ lệ dịch giống Bacillus subtilis natto:cơ chất×Bề dày lớp chất lên men + 0,393264×Thời gian lên men× Bề dày lớp chất lên men – 0,324931×Tỉ lệ dịch giống Bacillus subtilis natto:cơ chất×Thời gian lên men×Bề dày lớp chất lên men với tương thích phương trình hồi Nguyễn Thị Minh Nguyệt, Trương Thị Minh Hạnh, Bùi Viết Cường 70 qui với thực nghiệm cao (R = 0,9916) nghiệm tối ưu Hmax = 27,58 ĐVHĐ/mL có kì vọng d = 0,268485 với tỉ lệ dịch giống Bacillus subtilis natto : chất = 2:50 (mL:g), thời gian lên men = 42 h, bề dày lớp chất = cm Nghiên cứu tạo sở liệu cho nghiên cứu lên men natto thu nhận enzyme nattokinase Bacillus subtilis natto khoảng biến thiên yếu tố ảnh hưởng cần mở rộng để xây dựng mơ hình tốn học cấp có độ tương thích với thực nghiệm cao nhằm thu nhận enzyme nattokinase có hoạt độ cao TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Jeong, S.J., et al., “Characterization of AprE176, a fibrinolytic enzyme from Bacillus subtilis HK176”, J Microbiol Biotechnol, 25(1), 2015, pp 89-97 [2] WHO., Global status report on noncommunicable diseases 2010, World Health Organization, Geneva, Switzerland, 2011, pp 9-31 [3] Mathers CD, L.D., Projections of global mortality and burden of disease from 2002 to 2030, PLoS Med 3: e442., 2006 [4] Voet D, V.J., Biochemistry, 2nd ed, 1990, NY, USA: John Wiley and Sons [5] Killer, M., et al., “Current endovascular treatment of acute stroke and future aspects”, Drug discovery today, 15(15), 2010, pp 640-647 [6] Wang, C., et al., “Purification and characterization of nattokinase from Bacillus subtilis Natto B-12”, Journal of Agricultural and Food Chemistry, 57(20), 2009, pp 9722-9729 [7] Sumi, H., et al., “Enhancement of the fibrinolytic activity in plasma by oral administration of nattokinases”, Acta haematologica, 84(3), 1990, pp 139-143 [8] Trương Thị Minh Hạnh, N.T.M.N., Văn Hà Vy, Võ Viết Lai, “Nghiên cứu phân lập, định danh chọn lọc chủng vi khuẩn Bacillus subtilis natto có khả sinh enzyme nattokinase từ natto thương phẩm”, Tạp chí Khoa học Công nghệ - Đại học Đà Nẵng, 9, 2016, pp 78 [9] Nguyễn Cảnh, Qui hoạch thực nghiệm, Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, NXB Trường Đại học Bách khoa, Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, 1993 [10] Montgomery, D.C and G.C Runger, Applied statistics and probability for engineers, John Wiley & Sons, 2010 [11] Inc, A.E., Protease (Aspergillus allkaline proteinase, EC 3.4.21.63), Amano, pp 77-78 [12] Kapoor, R and B.P Panda, Production of nattokinase from Bacillus sp by solid state fermentation [13] Lê Thị Bích Phượng, V.T.H., Trần Thạnh Phong, Lê Tấn Hưng, Trương Thị Hồng Vân, Lê Thị Hương, “Phân lập tuyển chọn số chủng Bacillus subtillis sinh tổng hợp nattokinase”, Tạp chí Sinh học, 34 (3SE), 2012, pp 99-104 (BBT nhận bài: 28/09/2017, hoàn tất thủ tục phản biện: 26/10/2017)