Sử dụng môi trường chi phí thấp để nuôi trồng arthrospira platensis BM cho sản xuất phycocyanin

I H C QU CăGIAăHĨăN I TR NG I H C KHOA H C T NHIểN - Nguy n Th Nga S D NG MỌI TR NG CHI PHệ TH P NUỌI TR NG Arthrospira platensis BM CHO S N XU T PHYCOCYANIN LU NăV NăTH CăS ăKHOAăH C HàăN i - 2017 I H C QU CăGIAăHĨăN I TR NG I H C KHOA H C T NHIểN - Nguy n Th Nga S D NG MỌI TR NG CHI PHệ TH P NUỌI TR NG Arthrospira platensis BM CHO S N XU T PHYCOCYANIN Chuyênăngành:ăViăsinhăv t Mưăs : 60420107 LU NăV NăTH CăS ăKHOAăH C NG IăH PGS.ăTS.ă NG D N KHOA H C: ng Di m H ng TS Tr n Th Thanh Huy n HàăN i - 2017 M CL C M Ch U ng - T NG QUAN 1.1 Vi khu n lam Arthrospira platensis 1.1.1 Gi i thi u chung v vi khu n lam 1.1.2 L ch s phát hi n môi tr ng s ng c a Arthrospira platensis 1.1.2.1 L ch s phát hi n 1.1.2.2 Môi tr ng s ng t nhiên 1.1.3 Phân lo i h c, đ c m hình thái c u trúc t bào c a vi khu n lam Arthrospira platensis 1.1.3.1 Phân lo i h c c m hình thái 1.1.3.2 1.1.3.3 C u trúc t bào 1.1.4 c m sinh lý thành ph n dinh d ng c a vi khu n lam A platensis 1.1.4.1 c m sinh lý 1.1.4.2 Thành ph n dinh d ng 10 1.1.5 Tình hình nghiên c u nuôi tr ng ng d ng vi khu n lam A platensis th gi i 1.2 Môi tr Vi t Nam 12 ng nuôi c y A platensis hi n 13 1.2.1 Cacbon 13 1.2.2 Nit 16 1.2.3 Ph t 17 1.2.4 Ch t dinh d ng đa l ThƠnh ph n c a n ng vi l c ti u ng ng khác 17 i phù h p cho nuôi tr ng A platensis 17 1.4 Gi i thi u v s c t phycocyanin 20 1.4.1 C u trúc, tính ch t v t lý 20 1.4.2 Tình hình ng d ng phycocyanin th gi i 22 Ch ng - V T LI U VÀ CÁC PH NG PHÁP NGHIểN C U 24 2.1 V t li u 24 2.1.1 Ch ng gi ng 24 2.1.2 ảóa ch t 24 2.1.3 Máy móc, d ng c 24 2.2 Ph 25 ng pháp nghiên c u 2.2.1 Nuôi c y A platensis 25 2.2.2 Xác đ nh sinh tr 26 ng c a vi khu n lam A platensis 2.2.3.Ch p nh hình thái c a vi khu n lam A platensis b ng kính hi n vi quang h c môi tr ng đ c ch n 26 2.2.4 Thu sinh kh i 2.2.5 nh l 2.2.6 Ph 27 ng m t s thành ph n dinh d ng A platensis 27 ng pháp tách chi t tinh s ch phycocyanin 33 2.2.8 Xác đ nh đ tinh s ch c a phycocyanin 34 2.2.8.1 Ph 34 ng pháp đo h p th quang h c 2.2.8.2 i n di bi n tính SDS-PAGE 2.2.9 Tách chi t protein thơ bã d 35 i b ng đ m Lysis sau chi t phycocyanin 35 2.2.10 X lý s li u 35 Ch 36 ng - K T QU VÀ TH O LU N 3.1 L a ch n môi tr 3.1.1 L a ch n môi tr 3.1.2 Sinh tr ng nuôi c y 36 ng nuôi c y 36 ng c a A platensis BM h th ng ni kín 3.2 So sánh hình thái, thƠnh ph n dinh d đ c nuôi môi tr ng đ 40 ng c a A platensis BM 43 c l a ch n 3.2.1 S khác bi t v hình thái 43 3.2.2 S khác bi t v m t s thành ph n dinh d 3.2.3 So sánh hàm l ng ng phycocyanin protein môi tr RHUCNT2-III, SHUCNT2-III v i môi tr 44 ng ng ZM m t s m u A 46 platensis đ c l u hành th tr ng 3.3 So sánh chi phí s d ng cho môi tr ng nuôi A platensis BM 51 3.4 Tách chi t vƠ tinh s ch phycocyanin 51 3.5 Tách chi t protein thô 55 bƣ d i sau đƣ chi t phycocyanin K T LU N 56 KI N NGH 57 TÀI LI U THAM KH O 58 DANH M C B NG Tên b ng Th t B ng 1.1 B ngăthànhăph n c aăn B ng 2.1 K t qu đoăODătrongăph B ng 2.2 Cáchăphaădungăd chăđ B ng 3.1 B ng 3.2 tr B ng 3.5 ngăphápăxâyăd ngăđ ng chu n Protein ng glucose chu n M t s thànhă ph nă dinhă d trongăγămôiătr đ ngă trongă γă môiă ng ZM, RHUCNT2-III, SHUCNT2-III ng A platensis BMă sinhă tr ng ng ZM, RHUCNT2-III, SHUCNT2-III ngă phycocyanină vàă proteină c a sinh kh i A platensis thu cătrongămôiătr ng RHUCNT2-III, SHUCNT2-III,ăZMăvàăm t s m u sinh kh iătrênăth tr B ng 3.4 iăđi năhình B ngă soă sánhă hìnhă tháiă A platensis BMă sinhă tr Hàmă l B ng 3.3 c ti uăng ng D ch chi tăproteinătrongăcácă m u A platensis vàăhàmăl m i d ch chi t so v i protein t ng s D li u v táchăchi tăvàătinhăs ch phycocyanin ng protein DANH M C HỊNH Th t Tên hình Hình 1.1 nh hi n vi quang h c A platensis BM Hình 1.2 Hình 1.3 nh hi năviăđi n t m t ph n trichome s i xo năliênăt c c a A platensis nh hi nă viă n t m t c t ngang A platensis cho th yă rõă cácă c ă quan c uătrúcăc a t bàoăch t Hình 1.4 Hìnhăthànhălo iăcarbonăvơăc ăd Hình 1.5 Phycobiliproteinăvàăphycobilisome Hình 2.1 Thu sinh kh i b ngăph Hình 2.2 Hình 2.3 Hình 2.4 ng chu năđ OD b iătácăd ng c a pH ngăphápăl căquaăl il c căxácăl p gi a n ngăđ proteină(mg/mL)ăvàăgiáătr căsóngă595ănm ng chu năđ b tr OD căxácăl p gi aăhàmăl ng glucose (mg/mL) vàăgiáă căsóngă540ănm S ăđ quy trìnhătáchăchi tăvàătinhăs ch phycocyanin Sinhătr ng c a A platensis BMătrongăcácămôiătr ngănuôiăc aăγăđ t nuôiăc y (A): tă 1ă (cácă môiă tr RHUCNT1-I, Hình 3.1 ng ni:ă RHU-I, RHU-II, RHU-III, RHUCNT1-II, RHUCNT1-III, RHUCNT2-I, RHUCNT2-II, RHUCNT2-IIIăvàăZM) (B): t (cácă môiă tr ngă nuôi:ă RHUCNT1-III, RHUCNT2-III, SHU-III, SHUCNT1-III, SHUCNT2-IIIăvàăZM) (C): tă γă (cácă môiă tr ng nuôi:ă RHUCNT1-III, RHUCNT2-III, SHUCNT1-III, SHUCNT2-IIIăvàăZM) S thayă đ iă màuă s că t Hình 3.2 ngă ng v i s sinhă tr ng c a A platensis BMă quaă cácă ngàyă nuôiă 0,ă 5,ă 15,ă β5ă c aă baă đ tă niă thíă nghi mă đ i di n Hình 3.3 S sinhătr ng c a A platensis BM h th ngăkínăβ0ălít;ă50ălít Hình 3.4 Sinhătr ng c a A platensis BM môiă tr ng ZM h cácămơiătr ng RHUCNT2-IIIăvàă th ngă kínă β0ă lítă vàă mơiă tr ng SHUCNT2-III h th ngăkínă50ălít Hìnhă tháiă A platensis BMă ă trongă mơiă tr Hình 3.5 ng RHUCNT2-III (1), SHUCNT2-IIIă(β)ăvàăZMă(γ)ă đ phóngăđ i 100 l n (A)ăvàă400ăl n (B) D ch chi t s c t Hình 3.6 chlorophyllă vàă carotenoid trongă cácă m u A platensis nuôiă trongă môiă tr ng RHUCNT2-III (1); SHUCNT2-III (2); ZM (3) D ch chi t phycocyanin l n chi t th 1, 2, t cácă m u sinh kh iă t tr iă A platensis nuôiă trongă môiă tr ng RHUCNT2-IIIă(B);ătrongămơiătr sinh kh iăt Hình 3.7 ngă ZMă (A);ă trongă môiă ng SHUCNT2-III (C); m u iăcôngătyăTNHHăCôngăngh sinh h c Vina T o (D); m u sinh kh iăkhôătrongăviênănangăc a Ngh An (E); m u sinh kh iăt iă côngătyăCPăkhoaăh c xanh Hidumi Pharma, Ngh An (F); m u sinh kh iăkhôăcôngătyăCPăkhoaăh c xanh Hidumi Pharma, Ngh An (G); m u sinh kh iăkhôăc a Trung Qu c (H); m u sinh kh iăkhôăc aăcôngă ty Boonsom Farm Chiang Mai Co, Ltd, TháiăLană(I) Hình 3.8 B t phycocyanin s yăđơngăkhơ Hình 3.9 Ph h p th UV-Vis c a m uăphycocyaninăthơăvàătinhăs ch Hình 3.10 Hình 3.11 i n di bi nătínhăm uăphycocyaninăthơăvàăphycocyaninătinhăs ch Quyă trìnhă táchă chi t proteină thôă phycocyanin bưă d iă sauă khiă đưă chi t CÁC T AA ALA VI T T T Arachidonic acid -linolenic acid CP C ph n DHA Docosahexaenoic acid DNA Deoxyribonucleic acid EPA Eicosapentaenoic acid GLA ậ linolenic acid HTNK H th ngăniăkín kb Kilo base kDa Kilo Dalton OD Optical Density PBP Phycobiliprotein PGE2 Prostaglandin E2 PSII Photosystem II PUFAs Polyunsaturated fatty acids rARN Ribosomal Ribonucleic acid RHU Real human urine SDA Stearidonic acid SHU Synthetic human urine SKK Sinh kh iăkhô SKT Sinh kh iăt TNHH Tráchănhi m h u h n UV Ultraviolet ZM Zarrouk medium i L IC M N Trong su t th i gian h c t p t i tr ng i h c Khoa h c T nhiên, h c t p nghiên c u t i Phịng cơng ngh T o, Vi n Công ngh Sinh h c, Vi n Hàn lâm Khoa h c Công ngh Vi t Nam nh n đ c a Qúy th y cô, anh ch b n bè c s quan tâm giúp đ nhi t tình n tơi hồn thành xong Lu n v n Th c s , v i s chân tr ng nh t, xin bày t l i bi t n sâu s c đ n PSG TS ng Di m H ng, m t ng i th y đáng kính, ln t n tình dìu d t tơi su t q trình làm thí nghi m c ng nh vi t báo hay vi t lu n v n, cô t n tâm h ng d n, đ c thúc s a ch a k l k p th i Cô c ng nh ng x lý v n đ đ ng cho tơi đ tơi có th hồn thành k ho ch i thân cho nh ng l i t v n, ch d y cho cách c t t nh t Tôi xin chân thành c m n TS Tr n Th Thanh Huy n - B môn Vi Sinh v t - Khoa Sinh h c - Tr N i giúp đ h c ng i h c Khoa h c T nhiên - i h c Qu c Gia Hà ng d n cho tơi q trình h c t p, nghiên c u, vi t đ ng c ng nh vi t lu n v n Trong th i gian h c th c t p v a qua, nh n đ c s đào t o giúp đ , t o u ki n c a th y, cô b môn Vi sinh v t h c- Tr h c Khoa h c T nhiên- ng i i h c Qu c Gia Hà N i Tơi xin bày t lịng bi t n sâu s c c a t i s giúp đ quý báu Xin g i l i c m n t i anh ch em phịng Cơng ngh T o, đ c bi t ThS NCS Lê Th Th m, ThS Ph m V n Nh t giúp đ q trình tơi làm thí nghi m Xin chân thành c m n Công ty CP Khoa h c xanh Hidumi Pharma Qu nh L ng, Ngh An Công ty D c H u Giang cung c p m t ph n kinh phí nguyên li u b t t o, viên nang t o sinh kh i t o t i cho th c hi n đ tài Cu i xin g i l i c m n đ n gia đình, ng i thân b n bè bên đ ng viên giúp đ tơi hồn thành t t nhi m v Hà N i, tháng 11 n m 2017 Nguy n Th Nga ... v i môi tr 44 ng ng ZM m t s m u A 46 platensis đ c l u hành th tr ng 3.3 So sánh chi phí s d ng cho mơi tr ng nuôi A platensis BM 51 3.4 Tách chi t vƠ tinh s ch phycocyanin 51 3.5 Tách chi t... SHUCNT2-III)ă làmă môi? ? tr ng đ nuôi? ? A platensis BM? ?cho? ?cácănghiênăc u ti p theo 3.1.2 Sinh tr ng c a A platensis BM h th ng ni kín H th ngă niă kínă (HTNK) th gi ng A platensis BM? ?tr tíchă l n,... S ăđ quy trìnhătách? ?chi tăvàătinhăs ch phycocyanin Sinhătr ng c a A platensis BM? ?trongăcác? ?môi? ?tr ng? ?nuôi? ?c aăγăđ t nuôi? ?c y (A): tă 1ă (cácă mơiă tr RHUCNT1-I, Hình 3.1 ng nuôi: ă RHU-I, RHU-II,