Đang tải... (xem toàn văn)
Untitled ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC LÝ THỊ HUYỀN TỐI ƯU MỘT SỐ ĐIỀU KIỆN MÔI TRƯỜNG ẢNH HƯỞNG ĐẾN KHẢ NĂNG SINH TỔNG HỢP PROTEASE CỦA CHỦNG NẤM ASPERGILLUS ORYZAE VTCC – F 0187 LUẬN V[.]
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC LÝ THỊ HUYỀN TỐI ƯU MỘT SỐ ĐIỀU KIỆN MÔI TRƯỜNG ẢNH HƯỞNG ĐẾN KHẢ NĂNG SINH TỔNG HỢP PROTEASE CỦA CHỦNG NẤM ASPERGILLUS ORYZAE VTCC – F - 0187 LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC ỨNG DỤNG THÁI NGUYÊN - 2018 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC LÝ THỊ HUYỀN TỐI ƯU MỘT SỐ ĐIỀU KIỆN MÔI TRƯỜNG ẢNH HƯỞNG ĐẾN KHẢ NĂNG SINH TỔNG HỢP PROTEASE CỦA CHỦNG NẤM ASPERGILLUS ORYZAE VTCC – F - 0187 Chuyên ngành: Công nghệ Sinh học Mã số: 42 02 01 LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC ỨNG DỤNG Người hướng dẫn khoa học: TS Trịnh Đình Khá THÁI NGUYÊN - 2018 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi nhóm nghiên cứu Các số liệu kết trình bày luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Mọi trích dẫn luận văn ghi rõ nguồn gốc Mọi giúp đỡ cá nhân tập thể ghi nhận lời cám ơn Tôi xin chịu hồn tồn trách nhiệm cam đoan Tác giả Lý Thị Huyền ii LỜI CẢM ƠN Trước hết, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới TS Trịnh Đình Khá giảng viên trường Đại học Khoa học, định hướng ý tưởng nghiên cứu, tận tình hướng dẫn nghiên cứu, sửa luận văn tạo điều kiện hóa chất trang thiết bị nghiên cứu để tơi hồn thành luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn thầy, cô giáo khoa Công nghệ sinh học trường Đại học Khoa học - Đại học Thái Nguyên giảng dạy tạo điều kiện chu đáo cho suốt q trình học tập hồn thành luận văn Bên cạnh đó, tơi xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè đồng nghiệp động viên giúp đỡ tơi suốt q trình học tập để tơi có kết ngày hơm Với lịng biết ơn sâu sắc, tơi xin chân thành cảm ơn tất giúp đỡ quý báu ! Thái Nguyên, tháng 10 năm 2018 Học viên Lý Thị Huyền iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤCDANH MỤC CÁC BẢNG iii DANH MỤC CÁC BẢNG v DANH MỤC CÁC HÌNH vi DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT vii MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài .1 Mục tiêu đề tài Nội dung nghiên cứu .2 Chương TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Protease 1.1.1 Khái niệm 1.1.2 Phân loại protease .4 1.1.3 Cơ chế xúc tác 1.1.4 Nguồn thu protease 1.1.5 Ứng dụng 11 1.2 Sinh tổng hợp protease .14 1.2.1 Chủng giống 14 1.2.2 Môi trường nuôi cấy 14 1.2.3 Các phương pháp nuôi cấy 14 1.2.4 Thu nhận protease 15 1.2.5 Các điều kiện môi trường ảnh hưởng đến khả tổng hợp protease A oryzae .17 1.3 Sản xuất protease từ Aspergillus oryzae 19 1.3.1 Aspergillus oryzae 19 1.3.2 Sản xuất chế phẩm protease 20 CHƯƠNG NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 24 2.1 Nguyên liệu nghiên cứu .24 iv 2.1.1 Chủng giống 24 2.1.2 Môi trường nuôi cấy 24 2.1.3 Hóa chất 24 2.1.4 Thiết bị, dụng cụ .25 2.1.5 Dung dịch đệm 25 2.2 Địa điểm thời gian 26 2.3 Phương pháp nghiên cứu 26 2.3.1 Nuôi cấy sinh tổng hợp protease .26 2.3.2 Xác định hoạt độ protease .26 2.3.3 Tối ưu số yếu tố môi trường nuôi cấy ảnh hưởng đến khả sinh tổng hợp protease 29 2.3.4 Nghiên cứu ảnh hưởng điều kiện nuôi cấy đến khả sinh tổng hợp protease .30 2.3.5 Xử lý số liệu 31 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 32 3.1 Khả sinh tổng hợp protease chủng A oryzae VTCC-F-0187 .32 3.2 Tối ưu điều kiện sinh tổng hợp protease 33 3.2.1 Tối ưu tỉ lệ bột lõi ngô bột đậu tương 33 3.2.2 Tối ưu tỉ lệ cám gạo bổ sung 34 3.2.3 Tối ưu độ ẩm 35 3.2.4 Tối ưu nhiệt độ nuôi cấy 36 3.2.5 Tối ưu pH nuôi cấy 37 3.2.6 Tối ưu thời gian lên men 39 3.3 Sản xuất chế phẩm .40 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 43 TÀI LIỆU THAM KHẢO 44 PHỤ LỤC 48 v DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Phân loại protease theo pH hoạt động tối ưu Bảng 2.1 Các hóa chất sử dụng thí nghiệm 24 Bảng 2.2 Thiết bị sử dụng thí nghiệm 25 Bảng 2.3 Danh sách dung dịch đệm sử dụng thí nghiệm 25 Bảng 2.4 Nồng độ pha loãng Tyrosine 27 Bảng 2.5 Tỉ lệ tương ứng bột đậu tương bột lõi ngô 29 Bảng 2.6 Tỉ lệ tương ứng bột đậu tương, bột lõi ngô bột cám gạo .30 vi DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.2 Sơ đồ phân loại protease Hình 1.3 Mơ hình phân tử enzyme protease (papain) .6 Hình 1.4 Mơ hình phân tử enzyme protease (renin) Hình 2.1 Đường chuẩn Tyrosine 28 Hình 3.1 Hoạt tính phân giải casein dịch chiết enzyme ngoại bào từ chất lên men xốp chủng A oryzae VTCC-F-0187 32 Hình 3.2 Ảnh hưởng tỷ lệ chất bột đậu tương/lõi ngô đến khả sinh tổng hợp protease chủng A oryzae VTCC-F-0187 33 Hình 3.3 Ảnh hưởng nồng độ cám gạo đến khả sinh tổng hợp protease chủng A oryzae VTCC-F-0187 35 Hình 3.4 Ảnh hưởng độ ẩm tới khả sinh tổng hợp protease chủng A oryzae VTCC-F-0187 36 Hình 3.5 Ảnh hưởng nhiệt độ tới khả sinh tổng hợp enzyme protease chủng A oryzae VTCC-F-0187 .37 Hình 3.6 Ảnh hưởng pH mơi trường tới khả sinh tổng hợp protease chủng A oryzae VTCC-F-0187 .38 Hình 3.7 Khả sinh protease theo thời gian chủng A oryzae VTCC-F0187 39 Hình 3.8 Lên men chủng A oryzae VTCC-F-0187 sản xuất chế phẩm protease .41 Hình 3.9 Khả sinh tổng hợp protease chủng A oryzae VTCC-F-0187 điều kiện tối ưu sau lần lên men 42 vii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Tên đầy đủ Tên viết tắt BĐT Bột đậu tương LN Lõi ngô CG Cám gạo TCA Tricloacetic acid OD Optical density (Độ hấp thụ ánh sáng) Hdp Hoạt độ protease hspl Hệ số pha lỗng HT Hoạt tính HTtb Hoạt tính trung bình SS Sai số MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Enzyme chất xúc tác sinh học tổng hợp tế bào sống thể sinh vật Enzyme tham gia phản ứng sinh hóa thể làm tăng tốc độ phản ứng không bị thay đổi sau phản ứng Enzyme khơng có ý nghĩa với q trình sinh trưởng, sinh sản sinh vật mà enzyme cịn có vai trị quan trọng với người cơng nghệ chế biến thực phẩm, y học, công nghệ gen bảo vệ môi trường Nhiều quốc gia sử dụng phổ biến enzyme sản xuất đời sống mang lại lợi nhuận kinh tế lớn cho người [2] Protease nhóm enzyme có khả thủy phân liên kết peptide úng dụng nhiều công nghiệp, nông nghiệp công nghệ sinh học [31] Protease có vai trị quan trọng ngành cơng nghiệp dược phẩm, y tế, thực phẩm công nghệ sinh học, chiếm gần 60% thị trường enzyme [27], protease từ vi sinh vật ước tính chiếm khoảng 40% tổng lượng enzyme bán toàn giới [28] Aspergillus oryzae loại nấm sợi liệt kê sinh vật "thường công nhận an toàn (GRAS)" Cục quản lý thực phẩm dược phẩm Hoa Kỳ A oryzae có lịch sử sử dụng lâu dài ngành công nghiệp thực phẩm sản xuất thực phẩm lên men truyền thống, hoạt tính phân giải protein cao [16, 24] A oryzae có khả sinh tổng hợp nhiều loại enzyme ngoại bào amylase, protease, pectinase, lipase, xylanase, cellulase, catalase, phytase, glucose oxidase [23] Sử dụng vi sinh vật nguồn cung cấp protease cải thiện đáng kể hiệu sản xuất, chế phẩm tạo nhiều Tuy nhiên, giá thành chế phẩm protease cao nhu cầu sử dụng enzyme ngày nhiều Để phát triển dây truyền sản xuất protease đạt hiệu cao, có nhiều cơng trình nghiên cứu tiến hành để chọn lọc chủng giống, tìm kiếm chất