Nghiên cứu quy trình thủy phân tế bào nấm men thu nhận beta glucan từ bã men bia khô

β-glucan là hợp chất tự nhiên có tác dụng kích thích miễn dịch một cách hiệu quả lên động vật thủy sản. Trong các nguồn thu nhận thì tế bào nấm men Saccharomyces cerevisiae được xem là nguồn β-glucan dồi dào từ công nghiệp sản xuất rượu bia. Các phương pháp trích ly đã được áp dụng sao cho sản phẩm đạt được hàm lượng β-glucan cao nhất.

VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN II NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH THỦY PHÂN TẾ BÀO NẤM MEN THU NHẬN BETA GLUCAN TỪ BÃ MEN BIA KHÔ Phạm Duy Hải1*, Nguyễn Quốc Cường1, Lý Hữu Tồn1, Nguyễn Văn Nguyện1 TĨM TẮT β-glucan hợp chất tự nhiên có tác dụng kích thích miễn dịch cách hiệu lên động vật thủy sản Trong nguồn thu nhận tế bào nấm men Saccharomyces cerevisiae xem nguồn β-glucan dồi từ công nghiệp sản xuất rượu bia Các phương pháp trích ly áp dụng cho sản phẩm đạt hàm lượng β-glucan cao Phương pháp enzyme sử dụng báo dùng để tinh β-glucan từ thành phần bã men bia Hai loại enzyme gồm protease PA 3.000 α-amylase Licuamil sử dụng thí nghiệm thủy phân protein α-glucan sau công đoạn phá vỡ vách tế bào Kết thủy phân cho thấy hàm lượng protein giảm đáng kể khoảng lần so với trước thủy phân Nồng độ protease tối ưu 15 U/ml Đối với trình thủy phân α-glucan, nồng độ α-amylase tối ưu U/ml hàm lượng α-glucan giảm khoảng lần so với trước thủy phân Các kết dẫn đến hàm lượng β-glucan tăng lên đáng kể với hàm lượng cao 67,70 % tính theo vật chất khơ Từ khóa: bã men bia, β-glucan, phương pháp enzyme, quy trình thủy phân I MỞ ĐẦU β-glucan hợp chất tự nhiên tìm thấy vách tế bào số lồi vi sinh vật β-glucan chứng minh có khả tạo kích thích miễn dịch hiệu cho lồi động vật thủy sản thay cho kháng sinh ngành nuôi trồng thủy sản (Suphantharika ctv., 2003; Lage Cerenius Kenneth Soderhall, 2004; Yang ctv., 2014) β-glucan khơng đa dạng cấu tạo hóa học với tên gọi khác pullulan, curdlan, scleroglucan mà đa dạng nguồn khai thác tự nhiên từ loài vi sinh vật (vi khuẩn, nấm men, vi tảo) đến loài thực vật (yến mạch, lúa mì, nấm ăn) (Meena ctv., 2013; Zhu ctv., 2016) Trong đó, Saccharomyces cerevisiae tế bào nấm men sử dụng phổ biến công nghiệp sản xuất rượu bia Bã men bia thu từ nhà máy bia nguồn thu β-glucan thành phần glucan vách tế bào chiếm đến 5055% (Asare, 2015) Bã men bia (spent brewer’s yeast) phụ phẩm ngành công nghiệp bia, sinh khối nấm men Saccharomyces cerevisiae sinh trình lên men ethanol hoạt tính lên men bị yếu dần, kết thúc giai đoạn lên men, nấm men chìm đáy phải lấy đáy bồn để tránh cho nấm men tự phân bồn lên men (Clare Kerby Frank Vriesekoop, 2017) Bã men bia phần lớn bất hoạt nhiệt tận dụng nguyên liệu bổ sung thức ăn chăn nuôi hay đơn giản thải bỏ ngồi mơi trường Tuy nhiên điều lại gây nhiễm nguồn nước (Vesna ZechnerKrpan ctv., 2010; Tran Minh Tam ctv., 2013) Tuy tăng trưởng ngành bia giới giai đoạn bão hòa Việt Nam nước có sản lượng bia lớn thứ giới, chiếm 2,42% sản lượng bia giới (Đỗ Phương Thảo, Báo cáo ngành bia, 2017) Lượng bã nấm men bia thải từ công nghiệp bia vào khoảng 2,1 triệu tấn/năm (Mathias ctv., 2014) Do đó, việc nghiên cứu xử lý lượng bã men bia lớn từ ngành công nghiệp bia cấp thiết nhằm giảm thiểu ô nhiễm môi trường tạo sản phẩm có giá trị gia tăng Trung tâm Công nghệ Thức ăn Sau thu hoạch Thủy sản, Viện Nghiên cứu Nuôi trồng Thủy sản II *Email: duyhaipp@gmail.com 88 TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 13 - THÁNG 6/2019 an đạt 72,06% hàm lượng chất khơ Do đó, nghiên cứu trình bày điều kiện thích hợp (nhiệt độ, thời gian, nồng độ yme-cơ chất) phản ứng thủy phân phương pháp enzyme cho sản phẩm thu VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN II c có hàm lượng β-glucan cao Cụ thể, sử dụng enzyme protease để thủy phân protein, (Hình nghiền thành bột Bã men bia khô thu α-glucan nhận β-glucan mensạch biathành đòi phần yme amylase thủyĐểphân lần lượttừđểbãtinh tạp1)chất β-glucan hỏi phải nghiên cứu xây dựng quy trình, nhà máy bia Sài Gịn (Sabeco) cung PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN phương pháp CỨU trích ly, tinh cho cấp công ty TNHH TM Đại Hùng Sáng Kết hàmnghiệm lượng sản phẩm thu đạt hàm lượng thành phần bã men bia thể Bảng Vật liệu thí β-glucan cao (> 60%) Các phương pháp Bã men bia thu sinh nấm men lên nhậnkhối β-glucan từ tếSaccharomyces bào nấm men cerevisiae đa dạng phương pháp hóađược học (Thammakiti chìm qua sửtừdụng Bã nấm men thu lại sấy khô ctv., 2004; Kim Yun, 2006), phương pháp h 1) nghiền thành bột Bã men2008; bia khô nhà 2013) máy bia Sài vật lý (Wenger ctv., Liu ctv., đến phương phápbởi enzyme ctv., (Sabeco) cung cấp công (Milic ty TNHH TM2007; Đại Hùng Freimund ctv., 2003; Jaehrig ctv., 2008) g Kết thành phần bã men bia thể Bảng Trong đó, phương pháp enzyme có Các enzymeưu thương protease ɑ-amylase có tênphản điểm mại hiệu trích ly, điều kiện ứng thân thiệncung với môi so với ty cácDyadic 3000 Licuamil cấptrường công phương pháp khác enzyme phân cắt có national (Mỹ) độ enzyme đốiphản với PA Licuamil tínhHoạt đặc hiệu, điều kiện ứng 3.000 nhẹ nhàng, Hình 1: Bã men bia nhiệt độ thấp, khơng gây nhiễm mơi trường Hình 1: Bã men bia Đã có nghiên cứu ứng dụng enzyme Các enzyme thương mại protease tối ưu hóa trích ly polysaccharide từ lúa ɑ-amylase có tên PA 3000 Licuamil mạch nghiên cứu Yong-guang Bi cung cấp công ty Dyadic International Yu-min Li (2015) điều chỉnh yếu tố (Mỹ) Hoạt độ enzyme PA 3.000 nhiệt độ, pH, thời gian, nồng độ enzyme, tỉ lệ Licuamil 10.000 U/g 100.000 U/g enzyme-cơ chất theo thứ tự ưu tiên cho tối 2.2 Phương pháp nghiên cứu ưu với tỉ lệ trích ly đạt 2,23% Artūras Javmen 2.2.1 Thu nhận vách tế bào nấm men từ ctv., (2012) sử dụng enzyme phân giải nấm men Actinomyces rutgersensis 88 với nhiệt bã men bia Hòa trộn bã men bia vào dung dịch 4% độ tối ưu 50OC pH = 10 Trần Minh Tâm ctv., (2013) sử dụng phương trình tối ưu NaOH theo tỉ lệ 15% w/v đun nóng lên 121 C hóa trích ly β-glucan từ bã men bia kết nồi hấp trùng thời gian hợp với sóng siêu âm Kết cho hàm lượng sau để nguội, đem ly tâm 10.000 vòng/phút 10 phút bỏ dịch lỏng thu phần cặn rửa β-glucan đạt 72,06% hàm lượng chất khơ Do đó, nghiên cứu trình bày lần với nước cất, phần xem vách điều kiện thích hợp (nhiệt độ, thời gian, nồng tế bào nấm men (SP1) bao gồm: glucan, protein độ enzyme-cơ chất) phản ứng thủy phân lipid 2.2.2 Nghiên cứu loại bỏ protein phương pháp enzyme cho sản phẩm Sau thu nhận SP1, phần cặn thu có hàm lượng β-glucan cao Cụ thể, sử dụng enzyme protease để thủy phân hòa tan nước cất với tỉ lệ 10% (w/v) protein, enzyme amylase thủy phân α-glucan Sau đó, bổ sung dung dịch enzyme PA 3.000 để tinh thành phần tạp chất pha loãng với dung dịch đệm acetate pH 7,5 với nồng độ enzyme khác β-glucan U/ml, 10 U/ml, 15 U/ml 20 U/ml Hỗn hợp II PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ủ nhiệt độ 370C thời gian 1,5 giờ, 2.1 Vật liệu thí nghiệm sau hỗn hợp nâng nhiệt lên 1000C Bã men bia sinh khối nấm men thời gian 15 phút nhằm bất hoạt enzyme dung Saccharomyces cerevisiae lên men chìm qua dịch ly tâm 10.000 vịng/phút 10 phút sử dụng Bã nấm men thu lại sấy khô bỏ dịch lỏng thu cặn, phần cặn gọi SP2 TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SƠNG CỬU LONG - SỐ 13 - THÁNG 6/2019 89 VIỆN NGHIÊN CỨU NI TRỒNG THỦY SẢN II ly tâm 10.000 vịng/phút 10 phút bỏ dịch lỏng thu cặn, phần cặn gọi SP3 Bã men 2.2.4 Nghiên cứu loại bỏ lipid thô từ bã men Thu nhận vách tế bào nấm men (SP1) NaOH theo SP1: glucan, protein lipid 2.3 Các phương pháp phân tích ong nồi hấp ó để nguội, Xử lý protein enzyme protease, thu nhận (SP2) 10 phút bỏ 2.3.1 Phân tích hàm lượng tiêu SP2: glucan lipid i nước cất, Xử lý ɑ-glucan enzyme ɑ-amylase, thu nhận (SP3) SP3: β-glucan lipid • Xác định hàm lượng Xơ thơ theo TCVN 4329 : 2007 • Xác định hàm lượng Tro tổng theo TCVN 4327 : 2007 hần cặn A 3.000 • Xác định hàm lượng Protein thơ theo TCVN 4328 – : 2007 • Xác định hàm lượng Lipid thô theo TCVN 4331 : 2001 men (SP1) 10% (w/v) Mẫu β-glucan rửa lần cồn 960 Khuấy cho nấm men không bị vón cục Sau đó, ly tâm 3.000 vịng/phút 10 phút • Xác định hàm lượng glucan tổng, α-glucan, β-glucan: phương pháp kit hãng Megazyme, Ireland Xử lý béo cồn 960 tate pH 7,5 2.3.2 Phân tích thống kê ượt U/ml, p ủ SP4 sau hỗn hời gian 15 Hình 2: Quy trình thu nhận β-glucan ch ly tâm 10.000 vịng/phút 10 phút bỏ dịch (Qui trình tham khảo từ Suphantharika Hình Quy trìnhJaehrig thu nhận và2: ctv, 2003; β-glucan ctv., 2008) (Qui trình tham khảo từ Suphantharika ctv, 2003; Jaehrig ctv., 2.2.3 Nghiên cứu loại bỏ2008) ɑ-glucan phần glucan phần vách h tế bào nấm menThành (S Cerevisiae) ɑ-glucan chiếm –tế bào nấm (S.hàm Cerevisiae) ɑ-glucan ) Do đó, nhằm thumen lượng β-glucan tối đa,chiếm cần – 29% (Stefan Kwiatkowski ctv., 2009) Do đó, -amylase (Andriy Synytsya ctv., 2008) Phương pháp nhằm thu hàm lượng β-glucan tối đa, cần cứu loại bỏ protein enzyme ɑ-amylase dụng phải tiếnvới hành loại bỏ ɑ-glucan sử α-amylase ctv.,tại 2008) ml, U/ml, 3(Andriy U/ml, 5Synytsya U/ml 7vàU/ml nhiệt Phương độ 37 C pháp tiến hành tương tự phần nghiên cứu loại ịch đem ly tâm 10.000 vòng/phút 10 phút bỏ dịch bỏ protein với enzyme ɑ-amylase sử dụng Licuamind với nồng khác 1U/ml, U/ ml, U/ml, U/ml U/ml nhiệt độ 370C thời gian 2,5 Sau đó, dung dịch đem 90 Số liệu phân tích phương sai theo Duncan’s multiple range test dùng phần mềm SPSS version 16 PASW Statistics 18 Sự khác biệt xem có ý nghĩa P < 0,05 III KẾT QUẢ 3.1 Thu nhận vách tế bào nấm men từ bã men bia Từ kết Bảng cho thấy sử dụng phương pháp thủy phân NaOH loãng 4% với nhiệt độ 1210C thời gian 15 phút đạt hiệu thu hồi β-glucan đạt 19,12% Đồng thời sử dụng phương pháp thủy phân NaOH giúp trình loại bỏ bớt protein sản phẩm thu Với kết trên, nhóm thực chọn phương pháp thủy phân NaOH loãng để tiến hành thu nhận vách tế bào nấm men Sản phẩm có tên gọi SP1, sản phẩm cịn chủ yếu là: protein, lipid thơ glucan TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SƠNG CỬU LONG - SỐ 13 - THÁNG 6/2019 VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN II Bảng Kết phân tích thu nhận vách tế bào nấm men Các tiêu phân tích (%) theo VCK Glucan Protein Lipid Tro Xơ α-glucan β-glucan tổng Bã men bia 49,54b ± 0,58a ± 7,90b ± 2,61a ± 16,97a ± 8,39c ± 8,57a ± ban đầu 0,15 0,14 0,10 0,13 1,42 0,62 0,16 Thủy phân 23,57b ± 4,45a ± 19,12b ± 27,79a ± 15,44c ± 27,81c ± 6,79b ± NaOH 2,80 1,37 1,07 0,08 0,23 1,27 1,57 Ghi chú: ký tự khác cột tiêu mức độ khác biệt có ý nghĩa (p < 0,05), số liệu thể giá trị trung bình sai số chuẩn (SD) (n=5) Hàm lượng (%/VCK) 3.2 Nghiên cứu loại bỏ protein 45.000 40.000 35.000 30.000 25.000 20.000 15.000 10.000 5.000 000 U/ml Protein (% VCK) 10 U/ml 15 U/ml Nồng độ enzyme Glucan tổng (% VCK) 20 U/ml Beta glucan (% VCK) Hình kếtkết quảquả loạiloại bỏ bỏ protein SP2SP2 bằngbằng enzyme protease Hình3.3.Đồ Đồthịthịthể thểhiện protein enzyme protease Theo đồ thị Hình 1, thí nghiệm loại bỏ protein vách tế bào nấm men SP1Theo với bốn nồng enzyme khác (n=5), ta thu tatrên nồngnồng độ enzyme đồ thị trênđộ Hình 1, thínhau nghiệm Từ kết quảkết chúng thấyỞrằng, độ loại bỏ protein vách tế bào nấm men thích hợp sử dụng cho trình thủy phân loại U/ml lượng protein khoảng 22% so với nguyên liệu ban đầu 49,54%, glucan tổng mức độnguyên enzymeliệu khác bỏ Trong proteinđó phương pháp sử 26%,SP1 gần với gấpbốn đôi nồng so với bãnhau men bia nồng độ enzyme 15dụng U/mlenzyme 20 U/ml (n=5), ta thu kết Ở nồng protease mà nhóm nghiên cứu sử dụng với Tỉ lệ cho khả thủy phân protein cao nhất, lúc hàm lượng protein cịn khoảng 3% độ enzyme U/ml lượng protein khoảng nồng độ 15 U/ml thích hợp sau trình nghịch với hàm lượng protein hàm lượng glucan tổng số β-glucan cao 22% so với nguyên liệu ban đầu 49,54%, loại bỏ protein tạo sản phẩm SP2 41,15 ± 1,12 (%) 37,01 ± 2,54 (%) glucan tổng mức 26%, gần gấp đôi so với 3.3 Nghiên cứu loại bỏ α-glucan kếtbã quảmen trênbia thấy rằng, nồng hợp sử dụng cho trình thủy phân loại ngunTừliệu Trong nồng độ độ thích Theo nghiên cứu Andriy Synytsya enzyme 15 U/ml phương 20 U/ml khả bỏ protein pháp cho sử dụng enzymevà protease mà nhóm nghiêncócứu sửđược dụng với ctv., (2008) α-glucan khả thủy phân protein cao nhất, lúc hàm lượng nồng độ 15 U/ml thích hợp sau q trìnhloại loạibỏbỏbằng protein tạo α-amylase sảnQuá phẩm SP2 enzyme trình thủy protein khoảng 3% Tỉ lệ nghịch với phân loại bỏ protein sử dụng nồng độ enzyme 3.3 lượng Nghiên cứu α-glucan hàm protein thìloại hàmbỏlượng glucan tổng protease 15 U/ml Kết nghiên cứu với 05 số β-glucan cao 41,15 ± 1,12 Theo nghiên cứu Andriy Synytsya ctv., (2008) α-glucan khả nồng độ enzyme khác lần lượt:có U/ml; (%) 37,01 ± 2,54 (%) loại bỏ enzyme α-amylase Quá trình phân5 loại sửkết dụng U/ml;thủy U/ml; U/mlbỏ protein U/ml nồng thu độ enzyme protease 15 U/ml Kết nghiên cứuđược vớinhư 05 Hình nồng 4độ enzyme khác lần lượt: (n=5) U/ml; U/ml; U/ml; U/ml U/ml kết thu Hình (n=5) /VCK) TẠP CHÍ NGHỀ 60.000 CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 13 - THÁNG 6/2019 50.000 40.000 91 loại bỏ enzyme α-amylase Quá trình thủy phân loại bỏ protein sử dụng nồng độ enzyme protease 15 U/ml Kết nghiên cứu với 05 nồng độ enzyme khác lần lượt: U/ml; U/ml; U/ml; U/ml CỨU U/mlNUÔI kếtTRỒNG thuTHỦY VIỆN NGHIÊN SẢNHình II (n=5) Hàm lượng (%/VCK) 60.000 50.000 40.000 30.000 20.000 10.000 000 U/ml U/ml U/ml U/ml U/ml Nồng độ enzyme α-glucan (% VCK) Glucan tổng (% VCK) β-glucan (% VCK) Hình Đồ thị thể kết loại bỏ α-glucan SP3 Trong đồ thị Hình 4, kết nghiên cứu với năm nồng độ enzyme khác lần lượt: U/ml; U/ml; U/ml; U/ml U/ml Khi sử dụng enzyme α-amylase để loại bỏ α-glucan đạt hiệu cao từ sản phẩm SP2, α-glucan chiếm 4,14 (%) xuống mức 0,5% Nồng độ enzyme thích hợp cho trình U/ml Sau trình loại bỏ α-glucan sản phẩm SP3 SP3 chứa β-glucan, protein béo 3.4 Nghiên cứu loại bỏ béo thô Trong sản phẩm SP3, thành phần béo chiếm khoảng 12%, lượng lớn có khả gây ảnh hưởng cho trình tinh chế β-glucan Do đó, cần phải rửa béo để tiến hành sử dụng phương pháp lọc Hiện nay, nhóm thực sử dụng phương pháp rửa béo ethanol kết thu hàm lượng béo sản phẩm SP4 lại thấp đạt 1,54% so với lúc chưa chiết béo 12,3% Bảng Kết tiêu hóa học sản phẩm trình tách chiết Thành phần hóa học Lipid Protein (%VCK) Ẩm (%) Tro (%VCK) Carbohydrate (%VCK) (%VCK) 22,56 ± 0,27c 7,11± 0,85 42,30 ± 0,38a SP1 80,95 ± 0,09 20,63 ± 0,87 SP2 80,95 ± 0,09 3,60 ± 0,34a 13,30 ± 1,17b 5,47 ± 0,15 62,97 ± 0,42b SP3 90,14 ± 0,33 3,41 ± 0,87a 12,30 ± 2,18b 5,11 ± 0,49 78,15 ± 6,54c SP4 95,14 ± 0,47 3,11 ± 0,41a 1,54 ± 0,47 4,87 ± 0,23 90,15 ± 6,54d b Ghi chú: ký tự khác cột tiêu mức độ khác biệt có ý nghĩa (p < 0,05), số liệu thể giá trị trung bình sai số chuẩn (SD), n=5 Bảng Kết tiêu glucan sản phẩm trình tách chiết Thành phần hóa học SP1 SP2 SP3 Glucan tởng (%VCK) α-glucan (%VCK) β-glucan (%VCK) 35,60 ± 1,73a 41,15 ± 1,12b 54,63 ± 2,09c 5,56 ± 0,63b 4,14 ± 0,33a 0,51 ± 0,05b 30,04 ± 1,59a 37,01 ± 2,54b 54,12 ± 2,47c SP4 68,28±1,93d 0,58 ± 0,06c 67,7 ± 1,25d Ghi chú: ký tự khác cột tiêu mức độ khác biệt có ý nghĩa (p < 0,05), số liệu thể giá trị trung bình sai số chuẩn (SD), n=5 92 TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SƠNG CỬU LONG - SỐ 13 - THÁNG 6/2019 VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN II Theo Bảng hàm lượng protein α-glucan sau xử lý giảm hàm lượng β-glucan tăng lên trình tinh sản phẩm Hàm lượng protein giảm đáng kể (khoảng lần) dần theo thứ tự SP1 > SP2, kéo theo hàm lượng carbohydrate tăng theo 1,5 lần (Bảng 2) Đồng thời thu nhận hàm lượng β-glucan đạt 67,7% IV THẢO LUẬN Trong nghiên cứu Xiao-Yong Liu ctv., (2008), hàm lượng mannanprotein nấm men trước xử lý protein 40% glucan chiếm 60% Sau thủy phân enzyme protamex điều kiện 55OC, pH = 7,5, thời gian cho hàm lượng mannanprotein giảm đáng kể 0,27% mannan 2,99% protein, hàm lượng β-glucan tăng lên 93,12% Protease loại bỏ mananprotein theo chế phá hủy phức chất mannan protein làm cho mannan protein hòa tan dung dịch Riêng β-glucan không tan giữ lại Tương tự nghiên cứu Asif Ahmad ctv., (2009) enzyme protease tỏ hiệu loại bỏ protein lúa mạch cho hàm lượng protein thấp so với phương pháp trích ly acid, base nước nóng Ở Hình 3, nồng độ enzyme 15 U/ml 20 U/ml cho khả thủy phân protein cao nhất, lúc hàm lượng protein cịn 5%, thấp 3,60 ± 0,34 % 15 U/ml (Bảng 2) Tuy nhiên, hàm lượng glucan 20 U/ml lại giảm 40% so với 15 U/ml Tỉ lệ nghịch với hàm lượng protein hàm lượng glucan tổng số β-glucan cao nồng độ 15 U/ml 41,15 ± 1,12 (%) 37,01 ± 2,54 (Bảng 3) Đối với thí nghiệm thủy phân α-glucan, theo nghiên cứu Andriy Synytsya ctv., (2008), enzyme α-amylase có khả thủy phân α-glucan Theo đó, với mẫu nấm sò nấm bào ngư Nhật, Andriy Synytsya ctv., (2008) nhận thấy sau xử lý α-glucan α-amylase điều kiện nồng độ 1/500 (v/v) pH = 30 phút hàm lượng tinh bột (α-glucan) thấp phát hàm lượng khơng có theo dạng vết so với nguyên liệu ban đầu 1,2-2,6% Tương tự nguyên liệu lúa mạch, sau xử lý α-amylase (40OC/3 giờ) phương pháp enzyme so sánh với phương pháp trích ly acid, base nước nóng Phương pháp enzyme cho hàm lượng tinh bột thấp (Asif Ahmad ctv., 2009) Do đó, Hình 4, nồng độ enzyme thích hợp cho q trình U/ml Sau trình loại bỏ α-glucan sản phẩm SP3 SP3 chứa β-glucan, protein béo (Bảng 3) Với số liệu từ Bảng 3, hàm lượng thành phần tạp chất giảm loại bỏ hàm lượng β-glucan sản phẩm đạt độ tinh cao Hàm lượng β-glucan cao SP3 với hàm lượng 54,12 ± 2,47 (Bảng 3) sau xử lý α-glucan α-Glucan giảm từ 4,14 đến 0,51% tương ứng với hàm lượng β-glucan tăng đáng kể khoảng 1,5 lần Khi sản phẩm tách béo hàm lượng β-glucan đạt 67,7% Theo Silke C Jaehrig ctv., (2007), trình xử lý protein theo phương pháp enzyme cho thấy khác biệt đáng kể so sánh trước sau xử lý với enzyme Savinase hàm lượng protein giảm gần lần, tỉ lệ nghịch với hàm lượng β-glucan theo khối lượng khô tăng gần gấp đôi Cũng theo Stefan Freimund ctv., (2003) vách tế bào sau xử lý enzyme protease giờ, 45OC/ pH = 10,5 thu phần cặn hàm lượng protein xác định cho thấy hiệu protease kết cho thấy lượng protein 5% Nghĩa protease thủy phân hết 75% hàm lượng protein vách tế bào β-Glucan tinh lên đến 92% V KẾT LUẬN Phương pháp enzyme cho hiệu tinh sản phẩm β-glucan loại bỏ phần lớn hàm lượng protein, α-glucan béo mẫu Trong đó, nồng độ enzyme protease α-amylase sử dụng 15 U/ml U/ ml Đồng thời loại bỏ béo Ethanol 960 Kết hàm lượng β-glucan cuối tính TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SƠNG CỬU LONG - SỐ 13 - THÁNG 6/2019 93 hàm lượng β-glucan theo khối lượng khơ tăng gần (2003) vách tế bào sau xử lý enzyme phần cặn hàm lượng protein VIỆN xác định cho thấy NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN II ợng protein 5% Nghĩa protease thủy theo vật chất khô 67,7 ± 1,52% Từ đó, xây bào β-Glucan tinhtrình sạchthu lênnhận đến 92% dựng được qui β-glucan đạt mức >60% enzyme (Hình 5) ạch sản phẩm β- , α-glucan béo ase α-amylase thời loại bỏ béo glucan cuối đó, xây dựng 0% enzyme Hình β-glucan thu nhận từ Hìnhbã β-glucan men bia thu nhận từ bã men bia TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt Đỗ Phương Thảo, 2017 Câu chuyện thoái vốn Nhà Nước diện mạo cho ngành bia Việt Nam Báo cáo ngành bia ớc diện mạo cho ngành bia Việt Nam Báo cáo ngành Tài liệu tiếng Anh Andriy Synytsya, Katerina Mícková, Alla Synytsya, Ivan Jablonsky, Jirí Spevácekc, Vladimír Erban, Eliška Kováríková, Jana Copíková, Ivan Jablonsky, 2009 Jirí Spevácekc, Vladimír Glucans from fruit Erban, bodies Eliška of cultivated mushrooms Pleurotus ostreatus andand Pleurotus uit bodies of cultivated mushrooms Pleurotus ostreatus eryngii: Structure and potential prebiotic activity; ctivity; Carbohydrate Polymers, 76, 548–556 Carbohydrate Polymers, 76, 548–556 , 2012 β-glucan extraction from Saccharomyces cerevisiae Artūras Javmen, Saulius Grigiškis, Raimonda Gliebutė, 2012 β-glucan extraction from enzymatic complex; BIOLOGIJA, 58(2),51-59 Saccharomyces cerevisiae yeast using , Haq Nawaz & Actinomyces Ahmad Din, 2009 Physicochemical and lyzing rutgersensis 88 yeast enzymatic complex; BIOLOGIJA, 58(2),51-59 by different extraction procedures; International Journal of Asif Ahmad, Faqir Muhammad Anjum, Tahir Zahoor, Haq Nawaz & Ahmad Din, 2009 Physicochemical and functional properties of barley β-glucan as affected by different extraction procedures; International Journal of Food Science and Technology, 44, 181–187 Clare Kerby and Frank Vriesekoop, 2017 An Overview of the Utilisation of Brewery ByProducts as Generated by British Craft Breweries; Beverages, 3, 24, 1-12 Freimund S., Sauter M., Kappeli O and Dutler H., 2003 A new non-degrading isolation process for 1,3-β-D-glucan of high purity from baker’s yeast Saccharomyces cerevisiae, Carbohydrate Polymers, 54, 159–171 94 Kim K.S and Yun H.S., (2006) Production of soluble-glucan from the cell wall of Saccharomyces cerevisiae; Enzyme and Microbial Technology, 39, 496–500 Liu D., Zeng X.A., Sun D.W., Han Z., 2013 Disruption and protein release by ultrasonication of yeast cells, Innovative Food Science and Emerging Technologies, 18, 132–137 Suphantharika, P Khunrae, P Thanardkit, C Verduyn, 2003 Preparation of spent brewers yeast β-glucans with a potential application as an immunostimulant for black tiger shrimp, Penaeus monodon Bioresource Technology, 88, 55-60 Meena D.K., Das P., Kumar S., Mandal S.C., Prusty A.K., Singh S.K., Akhtar M.S., Behera B.K., Kumar K., Pal A.K and Mukherjee S.C., 2013 Beta-glucan: an ideal immunostimulant in aquaculture (a review)”, Fish Physiology and Biochemistry, 39, 431-457 Milic T.V., Rakin M and Marinkovic S.S., 2007 Utilization of baker’s yeast (Saccharomyces cerevisiae) for the production of yeast extract: effects of different enzymatic treatments on solid, protein and carbohydrate recovery”, Journal of the Serbian Chemical Society, 72(5), 451–457 Stefan Freimunda, Martin Sautera, Othmar Kappelib, Hans Dutler, 2003 A new non-degrading isolation process for 1,3-β-D-glucan of high purity from baker’s yeast Saccharomyces cerevisiae, Carbohydrate Polymers, 54, 159–171 Stefan Kwiatkowski, Ursula Thielen, Phyllis Glenney and Colm Moran, 2009 A Study of Saccharomyces cerevisiae Cell Wall Glucans, The Institute of Brewing & Distilling, 115(2), 151-158 Thammakiti S., Suphantharika M., Phaesuwan T and Verduyn C., 2004 Preparation of spent brewer’s yeast β-glucans for potential applications in the food industry”, International Journal of Food Science and Technology, 39, 21–29 Wenger M.D., DePhillips P., and Bracewell D.G., 2008 A Microscale Yeast Cell Disruption Technique for Integrated Process Development Strategies”, Biotechnology Progress, 24, 606-614 Xiao-Yong Liua, Qiang Wang, Steve W Cuic, HongZhi Liu, 2008 A new isolation method of β-D-glucans from spent yeast Saccharomyces cerevisiae”, Food Hydrocolloids, 22, 239–247 Yong-guang Bi, Yu-min Li, 2015 Optimization of Enzymatic Extraction Barley Polysaccharides Orthogonal Test Method”, International Symposium on Material, Energy and Environment Engineering, 121-124 Zhu F., Du B., Xu B., 2016 A critical review on production and industrial applications of betaglucans, Food Hydrocolloids, 52, 275-288 TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SƠNG CỬU LONG - SỐ 13 - THÁNG 6/2019 VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN II OPTIMIZATION OF YEAST CELLS HYDROLYSATION TO OBTAIN BETA-GLUCAN FROM SPENT BREWER’S YEAST RESIDUE Pham Duy Hai1*, Nguyen Quoc Cuong1, Ly Huu Toan1, Nguyen Van Nguyen1 ABSTRACT β-glucan is a natural compound that stimulates non-specific immunity in aquatic animals Among various sources of β-glucan, Saccharomyces cerevisiae is considered a rich and affordable source of β-glucan from beverage industry Many methods of extraction have been applied to obtain the highest quantity of purified β-glucan In this study, enzyme method was used to purify β-glucan from other components in spent brewer’s yeast residue Two kinds of hydrolyzing enzymes, protease PA 3000 and α-amylase Licuamil, were tested on the capacity to degrade protein and α-glucan molecule respectively, after cell wall destruction step The results showed that protein content after hydrolysation decreased about times Optimal concentration of protease was 15 U/ml In addition, optimal α-amylase concentration was U/ml when α-glucan content dropped about times This treatment has lead to the final β-glucan content as high as 67.70 % on dry weight basis Keywords: β-glucan, enzyme method, hydrolysation, spent brewer’s yeast residue Người phản biện: TS Nguyễn Hoàng Nam Kha Ngày nhận bài: 15/5/2019 Ngày thông qua phản biện: 26/6/2019 Ngày duyệt đăng: 28/6/2019 Research Center for Aqua-Feed Nutrition and Fishery Post-Harvest Technology, Research Institute for Aquaculture No.2 *Email: duyhaipp@gmail.com TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SƠNG CỬU LONG - SỐ 13 - THÁNG 6/2019 95 ... sản phẩm thu đạt hàm lượng thành phần bã men bia thể Bảng Vật liệu thí β -glucan cao (> 60%) Các phương pháp Bã men bia thu sinh nấm men lên nhậnkhối β -glucan từ tếSaccharomyces bào nấm men cerevisiae... β -glucan cao Cụ thể, sử dụng enzyme protease để thủy phân protein, (Hình nghiền thành bột Bã men bia khô thu α -glucan nhận β -glucan mensạch biathành đòi phần yme amylase thủy? ?? ?phân lần lượttừđểbãtinh... pháp nghiên cứu ưu với tỉ lệ trích ly đạt 2,23% Artūras Javmen 2.2.1 Thu nhận vách tế bào nấm men từ ctv., (2012) sử dụng enzyme phân giải nấm men Actinomyces rutgersensis 88 với nhiệt bã men bia