sản xuất enzyme amylase từ vi sinh vật

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HỒ CHÍ MINH KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Giảng viên giảng dạy: TS. Lại Mai Hương Họ và tên SV: Âu Dương Quyên 60502320 Nguyễn Sông Lam 60501380 Trương Thế Cường 60500367 Ngô Hoàng Tuấn Hải 60500758 Ngô Việt Dũng 60500495 Nguyễn Nguyên 60501878 Nhóm: 7 Mục lục Giới thiệu chung A)Amylase 1/ Nguồn enzym amylase từ vi sinh vật 2/ Đặc tính và cơ chế tác dụng của amylase a/ α-amylase b/ β-amylase c/ Glucoamylase 3/ Thu nhận enzym amylase từ vi sinh vật a/ Sinh trưởng và sinh tổng hợp amylase ở vi sinh vật b/ Các yếu tố ảnh hưởng của môi trường đến tổng hợp enzym amylase +Ảnh hưởng của nguồn nitơ dinh dưỡng + Ảnh hưởng của amino acid + nh hưởng của nguồn khóang dinh dưỡng + Ảnh hưởng của pH nguyên liệu c/ Các phương pháp thu nhận enzym amylase Bảng số liệu B) Một số VSV đặc trưng 1)Vi khuẩn 2)Nấm I/GIỚI THIỆU CHUNG: Enzym là một loại protein, xúc tác cho mọi phản ứng sinh học trong mọi tế bào của sinh vật. Enzym được tạo thành trong cơ thể thực vật, động vật và vi sinh vật. Trong công nghiệp sản xuất enzym thì thường dùng vi sinh vật do vi sinh vật có nhiều ưu điểm: - Tốc độ sinh sản của vi sinh vật rất mạnh. - Enzym thu nhận từ vi sinh vật có hoạt tính cao. - Vi sinh vật là giới sinh vật rất thích hợp cho sản xuất theo quy mô công nghiệp. - Nguồn nguyên liệu dùng sản xuất enzym theo quy mô công nghiệp rẻ tiền và dễ kiếm. - Vi sinh vật có thể sinh tổng hợp cùng một lúc nhiều loại enzym khác nhau. Trong nuôi cấy vi sinh vật thu nhận enzym có một số kỹ thuật chung và một số kỹ thuật riêng. Những kỹ thuật chung bao gồm: - Kỹ thuật tạo giống. - Lựa chọn phương pháp nuôi cấy. - Thiết kế thiết bị nuôi cấy. - Kỹ thuật lên men. - Tách, tinh chế thu nhận enzym. - Tách, tinh chế và thu nhận chế phẩm enzym (có nhiều đặc điểm chung với kỹ thuật tách, tinh chế thu nhận chế phẩm enzym từ nguồn động vật và thực vật). Để đảm bảo tính ổn định trong quá trình tổng hợp enzym và tính ổn định của hoạt tính enzym thì phải bảo quản giống vi sinh vật dùng trong sản xuất enzym. Để bảo quản enzym, người ta thường áp dụng những phương pháp sau: - Phương pháp cấy truyền và bảo quản lạnh. - Phương pháp bảo quản trong đất hoặc trong cát. - Phương pháp bảo quản giống trong hạt ngũ cốc. - Phương pháp bảo quản giống trong lớp dầu khoáng. - Bảo quản giống theo phương pháp đông khô. - Phương pháp lạnh đông. AMYLASE Hệ enzym amylase là một trong số các hệ enzym được sử dụng rộng rãi naht61 trong công nghiệp, y học và nhiều lĩnh vực kinh tế quốc dân khác. Những nghiên cứu thực nghiệm đầu tiên về enzym nói chung và về amylase nói riêng được bắt đầu vào những năm 1811 – 1814. Những nghiên cứu này gắn liền với tên tuổi của nhà bác học Nga – Viện sĩ K.S.Kirhof. Ông nghiên cứu quá trình phân giải tinh bột dưới tác dụng của dịch chiết đại mạch nảy mầm (malt) và nhận thấy rằng trong malt có chứa các chất phân giải tinh bột thành đường. 19 năm sau, tức là vào năm 1833, hai nah2 khoa học người Pháp là Payen và Persoz đã tách được chất phân giải tinh bột đó từ đại mạch nảy mầm. Các tác giả đã dùng rượu để kết tủa nó trong dịch chiết malt và thu được enzym ở dạng bột, đồng thời đặt tên là diaslase (xuất phát từ chữ Hi Lạp có nghĩa là phân giải). Sau này theo đề nghị của Duclo, enzym phân giải tinh bột được gọi là amylase. Amylase có trong nước bọt, dịch tiêu hóa của người và động vật, trong hạt nảy mầm, nấm sợi, xạ khuẩn, nấm men và vi khuẩn. Bấy giờ, người ta thu chúng chủ yếu từ canh trường vi khuẩn, nấm sợi và một số loài nấm men. Ở các nước phương Đông, nhất là Trung Quốc, Việt Nam, Nhật Bản, nhân dân đã biết sử dụng amylase từ vi sinh vật hàng ngàn năm nay. Amylase có thể thủy phân hạt tinh bột chưa hồ hóa cũng như hạt tinh bột đã hồ hóa. Phân loại: Enzym amylase chia làm 2 nhóm: -Endoamylase (α - amylase, EC.3.2.1.1). Nhóm này gồm 2 nhóm nhỏ: + α-1,4-glucano hydrolase. + α-1,6 glucano hydrolase: gồm: isoamylase (EC.3.2.1.68) pullulanase ( EC.3.2.1.41) -Exoamylase. Nhóm này gồm: + β-amylase (EC 3.2.1.2) + Amyloglucosidase (glucoamylase) (EC 3.2.1.3) Ứng dụng của Amylase: 1) α-amylase ( EC 3.2.1.1): -α-amylase của vi khuẩn được ứng dụng để thu nhận maltodextrin có DE là 20 - α-amilase của nấm sợi được ứng dụng để thu nhận maltodextrin có DE là 40 2) β-amylase ( EC 3.2.1.2): - Tham gia phân giải chuỗi amylase - Tham gia phân giải glucose thứ 2, thứ 3 từ điểm liên kết α-1,6 glucoside 3) Isoamylase và pullulanase: - 2 enzym này tham gia sự thủy phân glucose. 4) Glucoamylase: - Theo lí thuyết enzym này có thể thủy phân tinh bột từ glucose với hiệu suất 100% 5) Glucose isomerase: - Tham gia isomer hóa glucose thành fructose, tăng độ ngọt cho sản phẩm. Trong thiên nhiên, enzym có ở hầu hết mọi thực vật, động vật và vi sinh vật. Song chỉ có một số hạt thực vật và một số loài vi sinh vật mới là những đối tượng có thể dùng làm nguồn thu nhận các chế phẩm enzym amylase, do chúng có khả năng tích lũy một lượng lớn các enzym này trong những điều kiện xác định. II/NGUỒN ENZYM AMYLASE TỪ VI SINH VẬT: Ngày nay do có ưu thế về nhiều mặt, vi sinh vật đã trở thành nguồn thu enzym chủ đạo. Người ta đã biết nhiều loại vi sinh vật có khả năng tổng hợp các enzym amylase. Những chủng vi sinh vật tạo nhiều amylase thường được phân lập từ các nguồn tự nhiên, bởi vì các loài khác nhau và thậm chí các chủng vi sinh vật khác nhau cũng thường sản sinh ra nhiều hệ enzym khác nhau. Chẳng hạn trong số 278 loài Aspergillus được tiến hành thử nghiệm thì chỉ có 34 loài tạo α-amylase và maltase với lượng đáng kể. Vi sinh vật tạo amylase được dùng nhiều hơn cả là nấm sợi, giả nấm men và vi khuẩn, còn xạ khuẩn thì ít hơn. Để thu nhận amylase người ta thường dùng các giống nấm sợi Aspergillus (Asp. oryzae, Asp. niger, Asp. usamii, Asp. awamo-ri, Asp. batatae) ; Rhizopus (Rh. Lonnesis, Rh. neveus, Rh. japonicum , Rh. fonkinensis, Rh. lopninen-sis, Rhizopus. delemar) và một số loài của Neurospora, Mucor sinh tổng hợp rất mạnh mẽ không những chỉ α- amylase mà cả glucoamylase. Nấm men và giả nấm men thuộc các giống Candida , Saccharomyces, Endomycopsis, Endomyces cũng tạo amylase. Đặc biệt người ta đã tuyển chọn được chủng Endomycopsis species 20-9 có khả năng tổng hợp mạnh mẽ glucoamylase, α- amylase, glucoziltransferase và invertase. Nhiều vi khuẩn cũng có khả năng tạo lượng lớn enzym amylase như Bacillus Polymyxa , Bac. cassavanum ,Clostridium acetobutylicum, Pseudomonas saccharophila, Phytomonas destructans … Các vi khuẩn ưa nhiệt (ưa ấm) có khả năng sinh trưởng nhanh (4-6 lần vi khuẩn ưa ấm) và phát triển tốt ở nhiệt độ tương đối cao, nên khi nuôi chúng ở nhiệt độ cao ít bị nhiễm vi sinh vật khác.Những vi khuẩn ưa nhiệt tạo nhiều enzym amylase đáng chú ý là Bac. diastaticus, Bac. stearothermo-philus, Bac. coagulans, Bac. circulans. Đặc biệt, Bac. circulans được phân lập từ đất sinh trưởng tốt ở 65-70 0 C và tạo amylase mạnh nhất ở 50 0 C. Vì vậy người ta nuôi vi khuẩn này để làm giống ở 70 0 C, còn khi nuôi để thu enzym thì nuôi ở 50 0 C. Trong số vi khuẩn ưa ẩm tạo amylase mạnh, thì Bac. subtilis được nghiên cứu chu đáo hơn cả và được sử dụng rộng rãi nhất. Nhiệt độ sinh trưởng tối thích của Bac. subtilis là 37 0 C. Trong nhóm xạ khuẩn rất hiếm gặp loài tạo amylase mạnh, tuy nhiên, cũng có một số loài, chẳng hạn như xạ khuẩn ưa nhiệt Micromonospora vulgaris 42 có khả năng tạo một lượng nhỏ α-amylase hoạt động ở 65 0 C cùng với protease và các enzym khác. Trong công nghiệp, các biến chủng tạo được bằng cách gây đột biến nhờ tác động của các tác nhân lý học hay hóa học hoặc tác động phối hợp cùa hai tác động trên là những chủng hoạt động rất có khả năng sinh tổng hợp nhiều amylase. Chúng được sử dụng rộng rãi để thu chế phẩm amylase. Đáng chú ý là những chủng của nấm mốc: Asp. niger, Asp. niger S-4, Asp. niger S-4-10, Asp. usamii 3758-45, Asp. batatae 217-61, Asp. oryzae 3-9-15, Asp. oryzae N-475, Asp. niger URRL-333 và Asp. NRRL-337. Phức hệ enzym amylase từ các nguồn khác nhau đều do đặc điểm riêng. Đối với nấm sợi Aspergillus, trong canh trường của chúng thường có các enzym sau: α-amylase, glucoamylase , glucoziltransferase. III/ĐẶC TÍNH ENZYM VÀ CÁC LOÀI VI SINH VẬT DÙNG TỔNG HỢP: Amylase là hệ enzym phổ biến trong thế giới vi sinh vật. Các enzym này thuộc nhóm thủy phân, xúc tác sự phân giải các liên kết nội phân tử trong polysaccharide với sự tham gia của nước. R – R’ + H – OH R – H + R’OH Hiện nay người ta đã biết có 6 loại enzym amylase, trong đó Bac. subtilis amylase (α- amylase, β- amylase, γ-amylase hay glucoamylase) thủy phân các liên kết α-1,4 glucoside của tinh bột và các polysaccharide đồng loại. Bac. subtilis amylase còn lại (dextrin-6-glucanhydrolase, amylopectin-6-glucanhydrolase và oligodextrin- 6 -glucanhydrolase hay dextrinase) thủy phân các liên kết α-1,6 glucoside trong polysaccharide và các dextrin cuối. Nhiều vi sinh vật tạo các enzym transglucozilase cùng với amylase. Các enzym amylase từ các nguồn khác nhau thì thường khác nhau về tính chất, cơ chế tác dụng cũng như sản phẩm cuối cùng của sự thủy phân. Ngay cả các amylase cùng loại nhưng khác vi sinh vật tổng hợp nên cũng có nhiều đặc điểm khác biệt nhau về đặc tính, cơ chế tác dụng và điều kiện hoạt động. 3.1/ α -amylase: ( α -1,4 glucan - glucanhydrolase) 3.1.1/ Đặc tính enzym: α-amylase từ các nguồn khác nhau có nhiều đặc điểm rất giống nhau. α-amylase có khả năng phân cách các kiên kết α-1,4 glucoside nằm ở phía bên trong phân tử cơ chất (tinh bột, glycogen và polyose đồng loại) một cách ngẫu nhiên, không theo một trật tự nào cả. Vì thế người ta gọi nó là enzym amylase nội phân tử (endoamylase). Khi tác dụng lên tinh bột, enzym này giải phóng ra glucose ở dạng α-mutamer, nên năm 1924, Kuhn gọi nó là α-amylase. α-amylase không chỉ thủy phân hồ tinh bột mà nó thủy phân cả hạt tinh bột nguyên lành, song với tốc độ rất chậm. Quá trình thủy phân tinh bột bởi α-amylase là quá trình đa giai đoạn. -Giai đoạn đầu (giai đoạn dextrin hóa) chỉ một số phân tử cơ chất bị thủy phân tạo thành một lượng lớn dextrin phân tử thấp (α-dextrin), độ nhớt của hồ tinh bột giảm nhanh (các amylase và amylopectin đều bị dịch hóa nhanh). -Giai đoạn hai (giai đoạn đường hóa) các dextrin phân tử thấp vừa được tạo thành bị thủy phân tiếp tục tạo ra các tetra-trimaltose không cho màu với iodine. Các chất này bị thủy phân rất chậm cho disaccharide và monosaccharide. Dưới tác dụng của , amylose bị phân giải khá nhanh thành oligosaccharide gồm 6-7 gốc glucose. Sau đó các polyglucose này lại bị phân cách tiếp tục nên các mạch polyglucose collagen cứ ngắn dần và bị phân giải chậm đến maltotetrose, maltotriose và maltose. Qua một thời gian tác dụng dài, sản phẩm thủy phân của amylase chứa 13% glucose và 87% maltose. Tác dụng của α-amylase lên amylopectin cũng xảy ra tương tự, nhưng vì α-amylase không phân cắt được liên kết α-1,6 glicoside ở chỗ mạch nhánh trong phân tử amylopectin nên dù có chịu tác dụng lâu thì trong sản phẩm cuối cùng, ngoài các đường nói trên (72% maltose, 19% glucose) còn có dextrin phân tử thấp và isomaltose (8%). Tóm lại, dưới tác dụng của α-amylase, tinh bột có thể chuyển thành maltotetrose, maltose, glucose và dextrin phân tử thấp. Tuy nhiên, thông thường α- amylase chỉ thủy phân tinh bột thành chủ yếu là dextrin phân tử thấp khơng cho màu với iodine và một ít maltose. Khả năng dextrin hóa cao của α-amylase là tính chất đặc trưng của nó. Vì vậy, người ta thường gọi loại amylase này là dextrin hóa hay amylase dịch hóa. Tinh bột + α-amylase α-dextrin + maltose + glucose + H 2 O Tâm hoạt động của α-amylase có chứa các nhóm –COOH và NH 3 . α-amylase dễ tan trong nước, trong các dung dịch muối và rượu lỗng. Protein của các α-amylase có tính chất acid yếu và tính chất của globulin. Điểm đẳng điện nằm trong vùng pH 4.2 – 5.7. Phân tử lượng của các α-amylase từ các nguồn khác nhau rất gần nhau. α-amylase là một metaloenzym (enzym cơ kim). Các α-amylase đều chứa 1 – 30 ngun tử gam Ca/mol, song khơng ít hơn 1 – 6 ngun tử gam Ca/mol. Khi tách hồn tồn Ca ra khỏi enzym thì α-amylase mất hết khả năng thủy phân cơ chất. Vì Ca tham gia vào sự hình thành và ổn định cấu trúc bậc Bac. subtilis của enzym, duy trì cấu hình hoạt động của enzym. Ca còn có tác dụng bảo đảm cho α-amylase có độ bền cực lớn đối với các tác động gây biến tính và sự phân hủy bởi các enzym phân giải protein. α-amylase bền nhiệt hơn so với các amylase khác. Người ta cho rằng đặc tính này của α-amylase có liên quan tới hàm lượng của Ca trong phân tử của α-amylase. Tất cả α-amylase đều bị kiềm hãm bởi kim loại nặng. α-amylase từ các nguồn khác nhau có thành phần amino acid khác nhau: mỗi loại α-amylase có một tổ hợp amino acid đặc hiệu riêng, song chúng đều khá giàu tyrosine và tryptophan. Các glutamic acid và aspartic chiếm gần ¼ tổng lượng amino acid cấu thành phân tử enzym. Trong α-amylase rất ít methionin và chỉ khoảng 7 – 10 gốc cysteine, trừ amylase của Bac. subtilis khơng có các liên kết sulfhydryl và disulfhydryl. Thành phần amino acid của α-amylase của Aspergillus như sau (g/100g protein): alanine = 6,8 phenylalanine = 4,2 methionine = 2,2 glycine = 6,6 tyrosine = 9,5 arginine = 2,7 valine = 6,9 trytophan = 4 histidine = 2 leucine = 8,3 serine = 6,5 lysine = 5,9 soleucine = 5,2 threonin = 10,7 glutamic = 6,9 prolin = 4,2 cystine + cysteine = 1,6 amide = 1,5 Nhiều loại α-amylase đã biết hiện nay đều hoặc là thu được ở dạng tinh khiết hoặc là thu ở dạng tinh thể. Phần lớn α-amylase có phân tử lượng tương đối gần nhau (= 40000) song có những trường hợp như α-amylase của Bac. strearothermophilus có phân tử lượng là 15600 . Người ta có nhận xét rằng, phân tử lượng của α-amylase giảm đi (chỉ còn khoảng 14000 – 15000 )còn hàm lượng Ca trong phân tử lại tăng theo nhiệt độ nuôi vi sinh vật. Không giống các α-amylase khác , amylase của Asp. oryzae có chứa phân chi protein là polysaccharide . Polyose này bao gồm 8 mol maltose, 1 mol glucose, 2 mol hexozamin trên 1 mol enzym, vai trò của polyose này vẫn chưa rõ, song đã biết được rằng không tham gia vào thành phần của trung tâm hoạt động và nằm ở phía trong phân tử enzym . Ion Ca 2+ làm ổn đònh các α-amylase của malt, của vi sinh vật trong đó có cả 3 amylase từ Asp. awamori và Asp. oryzae, nhưng giống thì chỉ làm ổn đònh có α- amylase của Asp. flavus , còn α-amylase của Asp. oryzae và Asp. awamori lại được ổn đònh bởi Amilozse 3+ sắt ức chế họat động của α-amylase từ Asp. awamori và Asp. oryzae Về cơ chế tác dụng, trong một thời gian khá dài người ta cho rằng α-amylase là enzym dextrin hóa điển hình, thủy phân tinh bột thành dextrin và chỉ tạo rất ít đường. Tuy nhiên gần đây người ta thấy rằng trong nấm mốc có α-amylase vừa biểu lộ hoạt tính dextrin cao vừa tạo ra một lượng lớn glucose và maltose. Fukumoto và cộng tác viên cho rằng trong số các α-amylase của vi khuẩn có loại α-amylase dextrin hóa, có lọai α-amylase đường hóa. Khi thủy phân tinh bột bằng α-amylase đường hóa thì có tới 60% (và hơn nữa ) tinh bột bò phân giải, còn bằng α-amylase dextrin hóa thì mức độ depolime hóa không vượt quá 30-40%. So với α-amylase của nấm mốc, amylase vi khuẩn có họat lức dextrin hóa trội hơn là họat lực đường hóa đến glucose và maltose có thể lên tới 84-87%. Vận tốc thủy phân tinh bột bởi α-amylase vi khuẩn ở giai đọan đầu cao hơn của α-amylase Asp. oryzae tới 25% và giảm mạnh khi đạt được 30-32% sự thủy phân. Điều kiện họat động của α-amylase từ các nguồn khác nhau thường không giống nhau. pH tối thích cho họat động của α-amylase từ nấm sợi là 4.5-4.8, của đại mạch nảy mầm và thóc mầm là 5.3 và của vi khuẩn là 5.8-6. pH tối thích cho họat động dextrin hóa và đường hóa của chế phẩm enzym amylase cũng khác nhau nhưng thường nằm vùng pH của acid yếu . Độ bền đối với tác dụng của acid cũng khác nhau. α-amylase của nấm sợi bần vững đối với acid tốt hơn là α-amylase của malt và vi khuẩn Bac. subtillis. Ở pH 3,6 và 0 0 C , α-amylase của malt bò vô họat hòan tòan sau 15-30 phút ; α-amylase vi khuẩn bò vô họat 50%; trong khi đó họat lực của α-amylase của nấm sợi hình như không giảm bao nhiêu. Trong dunh dòch, α-amylase nấm sợi bảo quản tốt ở pH 5-5,5; α-amylase dextrin hóa của nấm sợi đen có thể chòu được pH 2,5-2,8. Ở 0 0 C và pH 2.5 nó chỉ bò vô họat hòan tòan sau 1 giơ . Ngòai α-amylase không bền acid ra, các loại nấm sợi, Asp. awamori, Asp. usamii còn tạo tới 5-10% α-amylase bền acid. Trong khi đó nấm sợi Asp. niger 475 lại chỉ tạo ra có một mình α-amylase bền acid. Ở pH <4 α-amylase vi khuẩn bò vô họat hòan tòan. α-amylase của nấm bền ở vùng Ph 5,3-8 còn α-amylase của vi khuẩn bền ở khỏang 5-10. Nhiệt độ tối thích cho họat động xúc tác vủa α-amylase từ các nguồn khác nhau thì cũng không đồng nhất, α-amylase của nấm sợi r6át nhạy đối với tác động của nhiệt, trong đó amylase của vi khuẩn là bền nhiệt hơn cả (nhiệt độ tối thích là 70-75 0 C ) chòu được nhiệt độ lên tới 92 0 C . Trong dung dòch hồ tinh bột, α-amylase vi khuẩn chỉ bắt đầu bò vô họat nhanh khi nhiệt độ cao hơn 77 0 C. Ở 70 0 C α-amylase của nấm sợi bò mất 50% hoạt lực còn amylase của malt hầu như chưa bò mất họat lực . Trong dung dòch đệm pH 4.7, α-amylase của Asp. oryzae rất nhạy với tác động cảu nhiệt độ cao, thậm chí ở 40 0 C trong 3 giờ họat lực dextrin hóa của nó chỉ còn 22-29%, họat lực đường hóa còn 27-85%. Ở 50 0 C trong 2 giờ α-amylase của nấm này bò vô họat hòan tòan. α-amylase của vi khuẩn có thể giữ được một phần họat lực thậm chí ngay cả khi đun sôi trong nước một thời gian ngắn . Tính bền nhiệt cao của amylase vi khuẩn là một ưu điểm lớn. Trong một lọat sản xúât, amylase vi khuẩn được sử dụng để xử lý nguyên liệu ở các công đọan phải dùng nhiệt độ cao. Những khác biệt về tính chất và mức độ thủy phân và đặc tính thủy phân cûua α-amylase từ các nguồn khác nhau đang mở ra nhiều khả năng to lớn trong việc ứng dụng chúng một cách thích hợp và đầu hiệu quả ở các giai đọan khác nhau của quá trình sản xuất . 3.1.2/ Đặc tính của vi sinh vật tổng hợp nên α -amylase : 3.1.2.1/ Loại vi khuẩn: a/ Bacillus subtilis: Đặc tính: - vi khuẩn gram dương - di chuyển được - hiếu khí. Bac. subtilis là vi khuẩn được ứng dụng nhiều trong sản xuất enzym và các hóa chất đặc biệt như: amylase, protease, inosine, ribosides, and amino acids. Bacillus subtilis là khuẩn gram dương, được tìm thấy trong đất, là 1 khuẩn que. Có khả năng thành lập 1 dạng nội bào tử mạnh hơn bảo vệ, cho phép sinh vật chòu được những điều kiện ngọai cảnh khắc nghiệt, không phải là sinh vật hiếu khí bắt buộc Bacillus subtilis sán xuất enzym tiêu hóa protein subtilis, đây được xem như 1 cơ sở tiềm tàng để chữa bệnh ung thư. Bào tử của Bacillus subtillis có thể chòu nóng tốt ở nhiệt độ nấu ăn, gây ra sự đặc quánh làm hỏng bánh mì. Bacillus sibtilis có thể bò chia cắt không đối xứng, sản xuất ra những nội bào tử kháng cự những yếu tố bên ngòai như nhiệt, axit, muối, tồn tại lâu trong môi trường suốt thời gian dài. Nội bào tử hình thành do sự thiếu dinh dưỡng, giúp vi sinh vật tồn tại lâu đến khi môi trường sống thuận lợi hơn. Bacillus subtilis chòu ảnh hưởng cao của di truyền, được dùng làm mô hình vi khuẩn trong phòng thí nghiệm, dùng như vi khuẩn gram dương của trực khuẩn ruột già Những men được sản xuất từ Bacillus subtilis được dùng nhìêu để làm phụ gia thuốc tẩy. Ứng dụng:  Mô hình thí nghiệm Sinh học  Biến dạng của nó là vi khuẩn que natto được dùng để sản xuất natto của Nhật Bản và thức ăn cheonggukjang của Hàn quốc  Trừ kí sinh nấm tự nhiên, được dùng như 1 chất kiểm tra sinh học.  Chuyển đổi những chất nổ hạt nhân thành những hỗn hợp nitơ vô hại, CO 2 và H 2 O  Tham gia tiêu hủy những đồng vò phân vò an tòan của Plutonium và Thprium  Những chất tái tổ hộp Bacillus subtilis như pBE2C1AB được dùng để sản xúât polyhydroxyaloctest (PHA) Bacillus subtilis có 4120 gen, trong đó có 192 gen rất cần thiết. 79 gen quan trọng. Đa số những gen quan trọng phân bố ở khu vực trao đổi chất của tế bào, trong đó ½ tham gia xử lý thông tin, 1/5 tham gia tổng hợp thành tế bào, đònh hình thành tế bào. Những gen này có mặt trên khắp tế bào, trên 1 phạm vi rộng mà 70% trong số đó có thể tìm thấy trong Archaea và Eucarya b/ Bacillus coagulans: - vi khuẩn gram dương - kỵ khí không bắt buộc - có khả năng làm hư thực phẩm chứa axit ( có thể xuất hiện gram âm) khi vào pha ổn đònh của sự phát triển - cũng như các lòai khác của giống Bacillus thì Bac. coagulans cũng tạo nội bào tử - có khả năng chòu đựng các tác nhân vật lý và hóa chất . Nhiệt độ tối thích cho sự sinh trưởng là 37 0 C . Bac. coagulans có khả năng di chuyển . pH tối thích cho sự sinh trưởng là khỏng 4,2 . [...]... awamori Các chế phẩm glucoamylase của nấm sợi và của mô động vật khác nhau về độ bền vững đối với tác động của kim loại nặng – amyloglucosidase, Cu, Fe, Hg IV/ THU NHẬN ENZYM AMYLASE TỪ VI SINH VẬT: 4.1/ Sinh trưởng và sinh tổng hợp amylase ở vi sinh vật: Khi nuôi vi sinh vật tạo amylase có hai quá trình liên quan mật thiết với nhau Qúa trình tổng hợp sinh khối vi sinh vật và quá trình tích tụ enzym... của glucoamylase để tạo thành glucose đã đưa enzym này lên vò trí hàng đầu về hiệu lực thủy phân tinh bột Vì thế vi c dùng các chế phẩm glucoamylase tách từ các chủng vi sinh vật trong sản xuất rượu , bia mật tinh bột, glucose … có một ý nghóa triển vọng vô cùng lớn lao Điều kiện họat động của các chế phẩm glucoamylase từ các nguồn khác nhau cũng không giống nhau Các chế phẩm glucoamylase tách từ nấm... ảnh hưởng lớn tới sinh trưởng và tổng hợp các enzym ( amylase ) của vi sinh vật Trong số các cấu tử vô cơ của môi trường nuôi Bac subtilis và vi sinh vật khác cho họat lực amylase cao cần phải có muối của mangan , kẽm cùng các nguyên tố vi lượng khác Mg2+ có ảnh hưởng tới độ bền nhiệt của enzym Thiếu MgSO 4 sẽ có ảnh hưởng xấu đến sự tổng mọi amylase bởi nấm sợi Khi đó sự tổng hợp amylase bò ức chế... α-1,4:1,6-glucan-4:6-glucohydrolase Glucoamylase được tách ra lần đầu tiên từ Asp awamori Sau đó nó được tìm thấy ở: Rhizopus delemar, Asp niger, Asp oryzae rồi ở các nhóm vi sinh vật khác và ở mô động vật Enzym mang nhiều tên gọi khác nhau: glucoamylase, amyloglucosidase, takaamylase Bac, γ -amylase, matulase … Glucoamylase là enzym ngọai phân tử (exoenzym ) nó thủy phân polysaccharidde từ đầu không khử để tạo ra... nuôi chìm Ở một số vi sinh vật, quá trình sinh tổng hợp amylase tiến hành song song với quá trình sinh trưởng, nghóa là sự tích tụ enzym phụ thuộc tuyến tính vào sự tăng khối Trong trường này, sinh tổng hợp enzym amylase kết thúc ở pha logarit cùng đồng thời với sự ngừng sinh trưởng và sự bắtb đầu pha phát triển ổn đònh tiếp theo Khi đó vận tốc sinh trưởng và vận tốc tổng hợp enzym amylase ngọai bào... trên Ngay cả khi nuôi vi khuẩn Bac slearothermophillus trên một môi trường dinh dưỡng tối thiểu có bổ sung glucose cũng thấy diễn ra quy luật tương tự Tuy nhiên theo ý kiến của nhiều tác giả, sự tạo thành amylase cực đại thường xảy ra sau khi quần thể tế bào vi sinh vật đạt điểm sinh trưởng Trong trường hợp này, sinh trưởng của vi sinh vật hầu như không kèm theo sự tích lũy enzym amylase trong canh trường,... của vi sinh vật (vi khuẩn, nấm sợi, nấm mem) và của mô động vật đều có pH họat động tối thích ở vùng acid trừ glucoamylase của Saccharomyces italicus và một số mô động vật có pH họat động tối thích ở vùng trung tính Vì vậy, người ta phân lọai glucoamylase có nguồn gốc động vật theo pH tối thích mà không theo đặc điểm tác dụng lên cơ chất: glucoamylase acid có pH họat động tối thích là 4.5-5; glucoamylase... nối để tạo thành dimer của amylase Bac subtilis Sự có mặt của Zn2+ trong dimer là đặc điểm khác biệt của α -amylase Coban cũng có tác dụng kích thích tổng hợp amylase , vai trò của vi khuẩn Bac subtilis Không có một α -amylase nào khác đã biết có chứa Zn2+ cả của các nguyên tố vi lượng và nhất là cảu coban vô cùng quan trọng trong sinh sản và họat động sống của vi sinh vật Trong tế bào có khỏang... thuyết hiện đại thì giữa vận tốc sinh trưởng riêng của vi sinh vật và vận tốc sinh trưởng tổng hợp enzym có mối tương quan phụ thuộc Người ta phân biệt hai kiểu phụ thuộc giữa các quá trình này: Kiểu phụ thuộc thứ nhất : vận tốc sinh trưởng vi sinh trưởng hòan toàn phù hợp chính xác với vận tốc sinh tổng hợp enzym Kiểu phụ thuộc thứ hai : ngòai sự tổng hợp enzym trong pha sinh trưởng, còn có “tổng hợp... là nguồn carbon tốt để nuôi Pullulari pullulans bằng phương pháp chìm Vi sinh vật này sản sinh amylase bền acid Cùng với tinh bột, dextrin và maltosan, các manide, maltose, glucose, insulin, silose, lactose, glycerin, galactose, axetat, natri, xitrat natri cũng có thể dùng làm nguồn carbon rất hiệu quả Họat lực amylase của vi sinh vật trong môi trường có glucose fructose và silose thấp hơn nhiều Muối . thực vật, động vật và vi sinh vật. Trong công nghiệp sản xuất enzym thì thường dùng vi sinh vật do vi sinh vật có nhiều ưu điểm: - Tốc độ sinh sản của vi sinh vật rất mạnh. - Enzym thu nhận từ vi. chung A )Amylase 1/ Nguồn enzym amylase từ vi sinh vật 2/ Đặc tính và cơ chế tác dụng của amylase a/ α -amylase b/ β -amylase c/ Glucoamylase 3/ Thu nhận enzym amylase từ vi sinh vật a/ Sinh trưởng. ENZYM AMYLASE TỪ VI SINH VẬT: Ngày nay do có ưu thế về nhiều mặt, vi sinh vật đã trở thành nguồn thu enzym chủ đạo. Người ta đã biết nhiều loại vi sinh vật có khả năng tổng hợp các enzym amylase. Những