Khảo sát quy trình sản xuất enzyme cellulase từ nấm trichoderma reesei

CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU1.1. Đặt vấn đềHiện nay nguồn phế thải hữu cơ do các nhà máy công nghiệp chế biến thực phẩm thải ra là rất lớn như: rơm rạ, trấu, bã mía, cám mì, agar…Các phế thải này có thành phần chính là cellulose. Cellulose có thể bị thủy phân trong môi trường kiềm hoặc axit. Tuy nhiên việc phân hủy cellulose bằng phương pháp vật lý và hóa học rất phức tạp, tốn kém và gây độc hại cho môi trường. Trong khi đó, việc xử lý các chất thải hữu cơ chứa cellulose bằng công nghệ sinh học, đặc biệt sử dụng các enzyme cellulase ngoại bào từ vi sinh vật sẽ có nhiều ưu điểm về cả mặt kỹ thuật, kinh tế và môi trường. Số lượng các loài vi sinh vật tham gia sinh tổng hợp enzyme cellulase có trong điều kiện tự nhiên rất phong phú. Chúng thuộc nấm sợi, xạ khuẩn, vi khuẩn và trong một số trường hợp, các nhà khoa học còn thấy cả nấm men cũng tham gia qúa trình phân giải này. Vì vậy nếu ta sản xuất được một lượng enzyme cellulase lớn với mức chi phí thấp thì ta có thể tận dụng được nguồn phế thải lớn từ các nhà máy chế biến thực phẩm như: bã mía, trấu, rơm rạ, mạt cưa…góp phần vào bảo vệ môi trường và cung cấp một lượng lớn nguyên liệu cho nghành công nghiệp chế biến thực phẩm. Nấm Trichoderma spp hiện diện gần như trong tất cả các loại đất và trong một số môi trường sống khác. Chúng hiện diện với mật độ cao và phát triển mạnh ở vùng rễ của cây, một số giống có khả năng phát triển ngay trên rễ. Những giống này có thể được bổ sung vào trong đất hay hạt giống bằng nhiều phương pháp. Ngay khi chúng tiếp xúc với rễ, chúng phát triển trên bề mặt rễ hay vỏ rễ phụ thuộc vào từng giống. Các nhà khoa học đã thành công trong việc phân lập được chủng nấm Trichoderma Reesei KY746 để tổng hợp nên enzyme cellulase một cách có hiệu quả nhất mà giá thành lại rẻ.

     !!"#$%!!&'!"'()'*'!+, -)./.0,./.1234!!$567 890:;<43./.=$<><?!" @&'6A<4BC&!$50:!6B'<9D>" @./.=/?'B8/DE.F. ./.&G</</H7$B1<786I'6< !$50J$K</</LK.F../. !B76;!"M0,MC"/K'9&6 '<6 < !C/!$5K'6?N"".OPM !*40 Q*</9"B$KC$K.F../.#<#@) "*1EB$K#G  $%()'!"'!!&'&$+-<<!$5<"C $K#; 0R" -$!"&B"<!C/!$5/60 ,M<#BC<!1&S<T!U34'C/ 6V!1!;!U0R1B$KL/<!B" &=7$0R6M9M<#!U'M !1!;78!U<W!UEC<G0  ,    6  ?  B(      !  <  4   B$K  3  " B1LK;.F../.CP "&!X0 Y  Z"G<#/$#[36I/$\QV:B( 6%]J^:!*JZ"_F.,./.:GR" `0    ^!*/9".F../.G":!.!a /.0  ,B2.F../.!;R!.0   :.F..//.G":!.!a /.0  ZB2b3$343%c''.0  ZB2BC'$/&BC3.F../.0  ,B2.F../.!;R!.0  :/&.F../.0 d   !"# $%&'()%*)+*,-./01..&&&*.%2342 c8T7&</<6V/LK.F../.' $eC/)</<6V/LK.F../.<#/ $K#0JB46P;@3</</9".F. ./.0 5,%$%&'()%*)+*)./01..&&&*.%2342 $  )% 6)7&23 238) .&&*.9:1&; )<)=1 Y fdg f/// h'di Q6  d fhih f/// j'jh k ,l m n'nY o ,l m Y'oh h cJcio m i'ji g cJcYY m i'jd n p f/.q!/ j'ng r smgd J!..// i'ji Z&6  j tmhYj J!!./ q.! Y'kh R".Yi tmhdj J!!./ q.! d'gn YY tmkd J!!./ /!/ Y'rY Yd ldnk s/.!/.! Y'ir R" Yk nir :!.!6 i'rj R"/K Yo Yu m Y'kd m Yh Qd m i'jk Yg Qk m Y'Yi Yn Qo m Y'in vmw%$4& k  >)?   x-diiV<7!$#'B$K!<BB$K :0YhiV/'eB$K3< 4&"?$6"[B$KP436? 60:**BL!-@yy'6P4BCcI<7 $K!2P4/2ES9@B#'B8SR:f*z$0 ,$!*B7!3PBCcIe!!={<!.{(/^c g"43./.S6<0  J-[6A/diVB63^c gB$K<B8;&B1WN6)$5 B(6!_|:0a /.'<&<;@R6 <#/C3c!c./B(;@7B7<7/LK' 4 3./. <K"/!./63 3 <1BC!;3B0 R5!*B7N)6ScI',4}< ,4  ~   E  ;  @ <  6    !    4    ./.  3 <;gi0,T5B1B'aq<•./.!Ss- B-;4&<B$Kj<"1<6 6A3  B(6A;@B<$# ;@;@@E<74./.3M0cC P!?!;@<7 6V6))V !$S    4  !  <  6  V  B  6  <#      "   MB$KT$461//?!0 R'€<B(!S$#;@376?!; #0 o  @)A))@BC8))D)E%*FG6)(HDIJ%1 0:!*'!.!"B$KB" BW!6"•C-3•B$KB" 9$0v‚%c!Q6.'Q::lw !"#$"%&'()*+,-. Q::mzmriYkk/!$S!;!$5!ƒ<# "()6K<#*0:bfc%,cvn%kw'r-BC$„'BC  B-gi…'5"n$Q::mzm riYkk/LK./.!;!$5;.!ƒ0 /0.1#  C""'//<)=B)DG 6 0 3<"6'/D47'S !1C6!ND!-6<V'6 ';6TWSB-5"-0fD*-'* h  .8*0 &"!ƒ8GE!ƒBE'< 9'E9eBEB0 @)@))( H)2 3456 R"-$!"&B"<!C /!$5/6'M&"B$K"E"0R" <#BC<!1&S<T!U34'C/ 6V!1!;!U'1B$KL/< !B"&=7$0R"6M9M <#!U'M!1!;78!U<W!UEC<G0Q*<'6 B$KT!9D>&')K"/H!1!;78 !U6!U!1Y)$#8B"<M1&<N BYr/6/DE';676V 0 R/*6 &!;!U'"N"'6>/ <""$„G"60fS<*!1" 7!U6W.&'</S7<" g  "4O$<4//!$S<!1 340R7$#!61//?<4//!$S 34B(B$K@!†!0^!*B$KB761S7 .</ G.60JB4C/3%>/"' 6/'&!"$„<6'/2BB76" K=<V/!134<!U'N<" $„<'@/6'"&.F.40 -6//)<B //<)0:;'C///)B(B$K $6)KB1/DE!$61/ /?0‡$4&!7!;/6<7*3 SC*D<)'-B47$4& !;"!M4DB(B$K/DE0")"kk0 @)KHLC)M%%1 78  !""#  </</9"7.F.&P 0,MB$K$&!</9".F../.<.F. 643/!.@&0R5<M$5B$K/DE n  ! <EB) $0 $% &'( ) "B(B$K/DECKO$B$KBV 6>!<61/!;<0, "B$K/ 9"</DE$"61//?CP0*@/D E$#& !;8B$K!C<4B1 4!<G"$„4<GV6V6340 *+ +! , -./0 1 RK)"&B(B$KBG7V P<6))/V!$S<!13<<6) )/*7<!1&3C!U/<#$50 R)$Ke#B$K1!†!! 5-B40'C"B(B$KM 6VV/$K!U?/4v/4Y$#8B"w0R!U/4 M4$%ƒ46V2B$K&0 cC6VHBM>"4ƒ/3" N:ddS!U-<7B&"Boi…/<#4 6/3"S!U0 2314'56 30' R7</<61//?B7@C/$K#.( / &)-/DE!61//?0R7. GB(B$K&N<7V@E!"#! 1.B1&!46V6B$K70,$.B$K $&';C/.BB$K;@<!10 7#( (83 r  '<44/-$$B$K 4M!?[B"4=/!$5B"0</</ B("'B8"$09B76!1 <!"!T$0 Q*<'<4C!P!?-B$K P4MB 0:!6<'!EB7$#4 <4@"B6C!" 0R<MC!U4!1'B" 'B5"B6 /H"- 0<"6 !B"0 Q /?@;4OC !"=B$D"B6!C!(!!$5 3<$5/&;CN340 ^76PU"'"7&"4 !U3$%:0 3'; <<33<"B( B$K6/DE!C!(!/9"Se p4ˆVP0 j  @)NO6)7)EG=*PI%1QC)(% K>)?*G&RF./01. _F.N?"9M/?"!.0_F. !?1/<'6<E9M@ ?"B2!1/<v<<wN9M@ v<!w0Q*G/<;.F.$5B$K?"9M /?v/.!w=4<#"9M?60 ,)5/83.F.7@?!"69! !B76$5S1v-BC'/"'& 67&+w$!19!/@';E<2 <#7@;K6!B76/@;2'‰ vkn i ,'/"$5'667&&+w0 Yi [...]... sinh tổng hợp enzyme cellulase cũng tăng tương ứng theo thời gian Ở Trichoderma viride, thời gian tăng trưởng chậm hơn nhưng tạo ra hệ enzyme cellulase rất tốt Sản phẩm của hệ enzyme cellulase là cellobiose, một chất kìm hãm hoạt tính của exo - β -glucanase Do đó mà quá trình sinh tổng hợp enzyme cellulase ở Trichoderma viride tăng trưởng mạnh trong khoảng thời gian từ 4 ngày 3.4.3... hoạt động của enzyme cellulase Cơ Chế Hoạt Động Của Enzyme Cellulase Hình 2.9 Cơ cấu chi tiết của các hoạt động beta-glucosidase của cellulase 2.5.2 Tính chất lý hóa của enzyme cellulase 17 Khóa luận tốt nghiệp Tùy thuộc vào cấu trúc và nguồn gốc của enzyme, hoạt tính enzyme đạt mạnh nhất ở nhiệt độ, pH nhất định  Ảnh hưởng của nhiệt độ: vận tốc phản ứng do enzyme xúc tác... thường dùng là máy sấy phun sương) Sau đó ta đem enzyme thô đi tinh sạch bằng quá trình lọc gel hay sử dụng phương pháp cố định enzyme để thu được enzyme cellulase thành phẩm 30 Khóa luận tốt nghiệp Hình 3.6 Dịch chiết enzyme thô sau khi ly tâm 3.3 Xác định hàm lượng, hoạt tính của enzyme cellulase 3.3.1 Xác định hàm lượng enzyme cellulase theo phương pháp Bradford  Các Protein... trúc enzyme Hoạt tính enzyme đạt cực đại ở nhiệt độ thích hợp, khoảng nhiệt độ thích hợp của nhiều enzyme vào khoảng 40-50 0C Ở nhiệt độ cao, enzyme bị biến tính làm hoạt tính giảm mạnh hoặc mất hoạt tính, còn ở nhiệt độ thấp dưới 00C, hoạt tính enzyme bị giảm nhiều nhưng lại có thể phục hồi khi đưa về nhiệt độ thích hợp Hoạt tính của enzyme cellulase từ Trichoderma. .. cồn, aceton, muối amoni sunfat) ↓ Ly tâm ↓ Enzyme thô ↓ Tinh sạch 3.2.1 Thuyết minh quy trinh Chủng nấm Trichoderma Reesei được nuôi cấy trên môi trường BM:CM (bã mía:cám mì), sau quá trình nuôi cấy ta thu được chế phẩm enzyme thô từ môi trường Cân 5 g chế phẩm enzyme thô cho vào cốc thủy tinh, thêm vào 20 ml nước cất Khuấy đều dịch enzyme trong khoảng thời gian 30 phút (có... vật đều chứa enzyme nhưng mức độ enzyme thì hoàn toàn khác nhau  Hiện nay người ta khai thác enzyme từ ba nguồn cơ bản:  Động vật (hạn chế)  Thực vật (hạn chế)  Vi sinh vật (phổ biến)  Việc khai thác enzyme từ động vật và thực vật rất phức tạp vì nguồn nguyên liệu thu nhận khó khăn, hiệu suất thấp dẫn đến giá thành cao nên hạn chế  Việc sản xuất enzyme từ vi sinh... của enzyme cellulase từ Trichoderma reesei đạt tối đa ở 550C  Ảnh hưởng của pH: Khả năng hoạt động của enzyme còn phụ thuộc vào pH môi trường phản ứng Tùy thuộc vào bản chất của enzyme mà pH thích hợp để enzyme hoạt động có thể trung tính, kiềm hoặc acid Theo nghiên cứu trước đây cho thấy, pH tối ưu cho hoạt động của cellulase từ Trichoderma reesei là 4,05,0  Ảnh hưởng của... 2.7.5.2 Trong y học Enzyme cố định được ứng dụng nhiều trong y học, để chữa các bệnh di truyền do thiếu enzyme hoặc hoạt độ enzyme yếu Năm 1954, Chung đã tạo được vi tiểu cầu bán thấm có gắn enzyme, nhờ thế enzyme có thể tồn tại trong cơ thể lâu dài vì enzyme 22 Khóa luận tốt nghiệp bị biệt lập với môi trường xung quanh Do đó cơ thể tạo được nồng độ cao của enzyme thiếu mà... hỗn hợp enzyme dùng làm thức ăn gia súc có độ tiêu hóa cao, có ý nghĩa lớn trong chăn nuôi gia súc và gia cầm - Điều chế môi trường dinh dưỡng của vi sinh vật để sản xuất vaccine, kháng sinh… - Sản xuất keo động vật, chất giặt tổng hợp để giặt tẩy các chất bẩn protein, sản xuất mỹ phẩm 2.5 Sơ lược vê enzyme cellulase thu nhận từ Trichoderma reesei Cellulase là nhóm enzyme. .. đều ức chế hoạt động của cellulase, đặc biệt là n-butanol ức chế mạnh nhất, hoạt tính cellulase chỉ còn 33-63% Các chất tẩy rửa tween 20, tween 80, SDS và triton X-100 đều làm giảm hoạt tính cellulase ở mức độ khác nhau, trong đó SDS làm giảm mạnh hoạt tính cellulase chỉ còn 18-34% 2.5.3 Ứng dụng của enzyme cellulase 18 Khóa luận tốt nghiệp Enzym cellulase được ứng dụng rất