Phân lập và tuyển chọn các chủng vi sinh vật có khả năng đồng hoá xyloza dùng trong sản xuất thức ăn chăn nuôi

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC T ự NHIÊN TÊN ĐỀ TÀI: PHẢN LẬP VÀ TUYỂN CHỌN CÁC CHỦNG VI SINH VẬT CÓ KHẢ NĂNG ĐỒNG HÓA XYLOZA DÙNG TRONG SẢN XUAT THỨC ĂN CHĂN NI MẢ SỐ: QT 00.16 CHỦ TRÌ ĐỂ TÀI: TS K iểu H ữu Ả n h HÀ NỘI, THÁNG NẢM 2001 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC T ự NHIÊN TÊN ĐỂ TÀI: PHÂN LẬP VÀ TUYỂN CHỌN CÁC CHỦNG VI SINH VẬT CÓ KHẢ NĂNG ĐỒNG HÓA XYLOZA DÙNG TRONG SẢN XUẤT THỨC ĂN CHĂN NI MÀ SỐ: QT 00.16 CHỦ TRÌ ĐỂ TÀI: TS Kiều Hữu Ảnh CÁ C CÁN B ộ THAM GIA: PGS TS Phạm Văn Tỵ Th.s Bùi Thị Việt Hà Đ ỗM ừìh Phương HÀ NỘI, THÁNG NÁM 2001 I BÁO CÁO TÓM TẮT TÓM TẮT KẼT QUẢ ĐỂ TÀI ĐẠT Đ ợ c Xylan ihành pliắn chủ yếu hemixenluloza thực vật Sau xenluloza, xylan loại |H>lií>accai il (ni sinh phong phú thiên nhiên Trong thành tế bào thực vật, xylan có ihê ợhiêiyi 30% họng liíợng khơ Dãy ià sán phẩm quang hợp mà hàng Iiăm xanh c!ẽ lại chu Irái dãi, dỏng biĩ Iluii khổng lổ nhu người sử dụng, SC nguồn cac bon ngụổn lượng vô tận người biết cách khai thác, mà >1 u nhị vào,nhóm vi sí,nh VỘI có Iiăiig phftn giải TVuỉig vài chục Iiãin gẩti ctíìy, ngượi ta ý đến enzyni phíln giái xyiau cún vi sill h VẠí: Những eiizym ý mặt chứiigphân gải xylan cung cấỊi Iigiiỏn Cíịcbon dế liêu lượng cho vi sinh vật sản sinh cluing, qua đổ cung câị) Iiguổn c a c b o n n ă n g l ượng c h o c c si|ih vật khác , mộ t mặt c h ú n g tham gi a vào q trình lõng lurởng, Iiuơng thành chín ngũ cốc loại N goài ra, xylanaza CĨÌII“ gịúp cho vi sinh vật XAm Iihập vào bên Mặt khác, hệ Ihống en/ym phân húy xylan có tiệm đáng kể cấc ứng dụng công nghệ sinh học Từ 30 chủng nấm sợi có hoạt tính xylanaza đựơc phân lập từ vùng phụ cận Hà ,N'>ịi chọn l chủng có hoạt tính CMC-aza xylanaza mạnh có ký liiớu A p - 146 KIiuAii lạc chủng Ap-146 phái Iriển nhanh môi inrờng Czapek Iihiệi (In 24-2ố“C Kích ihiíớc kh 11ÁII lạc d = 4-5cm Trong tuẩii nuôi cây, bề mặt khuấii lạc I0IIJ’ lựo hơị hỏng gỏ ghé, mép khuẩn lạc móng, trải rộng có màu từ trắng đến xám nhạt () vùng có đầu bào tử phái triển mạnh sinh ríi từ sợi khí sinh mỏng mánh, từ sợi cư chất có màu lục vàng sÃm Bọng hình chai, có kích thước 5,5 - 7,7 f.im, có kích thước ỉĨI I hon Cuống bào lử có íì bọng Thường lừ 5-6 cái, có từ 8-10 với kích ihưóc 5,5- 8,5j.i 111 X 2,8-3,3ị.ún, Ihế bình ,5 -6 ,5 X 2,0-2,5j.im Conidi c ó dạng hình cáu c ó gai với kích lliước 2,8 - 3,5 [ 1111 Dựa vào khoá phân loại K.B.Raper, D.I Fenell " The genus Aspergillus", chủng Ũuik; xac.dịnh \ìì Aspergillus /Hjrvatlu'ciii.s Chủng Ap-146 sinh Irướng lổng hợp enzym CMC-aza xylanaza tối liên 11)01 nường CVapck có bố sung 5g CMC 5g xylan với nhiệt đô nuôi 30°c, pH6, thời gian Iitli luỹ cii/yni cao nliấl ngày Đ ã xây dựng qui irình đơn eiản để sản xuất c h ế phẩm dùng chần nuôi gia súc Đ ã thử nghiệm bước dầu chăn ni Gà cho kết khả quan TÌNH HÌNH s DỤNG KINH PHÍ: Tổng kinh phí cấp: Tổng kinh phí chi: Gồm khoản mục: - Thuê chuyên gia: - M ua vật tư: - Quản ly phí: Tổng cộng: CHỦ TR Ì ĐỂ TÀI 8.000.000đ 8.000.000đ 2.450.000đ 5.230.000đ 320.000đ 8.000.000đ Chủ nhiệm đề tài TRƯỎNG Nguyễn Ngọc Long TS Kiều Hữu Ảnh Cơ QUAN QUẢN LÝ ĐỂ TÀI I XYLANOLYTIC ACTIVITY OF SOME FILAMENTOUS FUNGUS STRAINS ISOLATED IN HANOI REGION Xylan is a major component of plain Jvemicel 1Lilose Afler cellulose, il is the most abundant renewable polysaccharide in nalmo Xylan and cellulose are ihe predomiiuml hemicellulosic polysaccharides found in IIk- cell walls of land plains, in which they may constitute more than 30% of the dry weighi Aside fiom terrestrial planls, inuiine iilgiic a lso sy n th e s iz e x y la n s o f different c h e m ic a l Nlriiclure Xylanoiylic enzymes of microorganisms have received a great deal of attention ill the Iasi 10 years These enzyme systems in c of imeiesi for several reasons Oil Iho one hand, Ihey are involved in providing sourccs of carbon and energy for llie organisms that produce them and for hosts harbouring xylanase-producing organisms and they arc involved in the growth, maturation, and ripening of cereals and fruits Moreover, xylanases appear to be involved in llie invasion of plants and fruits by palliogens On Ihe o ilier hand, xylan-degrading enzyme sysk Ills have considerable potential in several biotechnological applications In this study 30 filamentous fungus strains capable of degrading xylan and/or cellulose were isolated from soil in Ihe suburbs of Hanoi some of which showed high activity in attacking die both substrates Among 1he most actively enzyme-producing strains, Ap-146 was selecled for further lesls Morphological and CLillLiral chaiuclei istics of this strain were identified and according 10 Rapei and Fennel (1965) il was classified as Aspergillus parvuthecius The optimal conditions for growth iincl activity of Aspergillus jhu vathci ins Ap-146 CMC-ase and xylanases during growth on Czapek medium added by g CMC and g xylan were 30°c and pH6 The highest activities toward CMC and xylan reached after tluee days of fermentation ll is n o t e w o r t h y that c o r n c o b as a ỈI II Lital SLihslj ale e x e r t e d a s l i m u l a l o r y ei'fecl on enzyme production by Aspergillus Ap-1-lỏ CHÚ NHIỆM ĐỂ TÀI I MỤC LỤC ■ ■ T Ổ N G Q U A N TÀ I LIỆU 1.1 Đ Ặ T VẤN Đ Ề 1.2 CẤU TR Ú C CỦA X Y LA N 1.3 CÁC ĐẶC TÍN H CỦA HỆ THƠNG ENZIM PH Â N H U Ỷ X Y LA N 1.3.1 C ác xylanaza 1.3.2 Các p - xylozidaza y 1.3.3 Các a - arabinozidaza 1.4 SẢN XUẤT ENZIM PHÂN GIẢI X Y LA N 10 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN c ứ u 12 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN c ứ u 13 3.1 N G U Y Ê N LIỆU 13 3.1.1 H ố chất í3 3.1.2 C chất 13 3.2 PHƯƠNG PH Á P 13 3.2.1 M ôi trường 13 3.2.2 Đ iểu c h ế hem ixenluloza 14 3.2.3 C hiết rú t enzim 14 3.2.4 X ác định hoạt tính 15 Phương pháp khuếch tán thạch 15 3.2.5 X ác định sinh khôi 15 3.2.6 X ác định khả sinh trưởng chủng A p-146 m ôi trường 15 chứa chất tự nhiên 3.2.7 X ác định điểu kiện ảnh hưởng đến trình lên men chủng A p- 15 J Ảnh hưởng nhiệt độ ban đẩu 15 3.2.7.2 Ảnh hưởng p H ban đầu 16 Ảnh hưởng cùa nguồn N itơ 3.2.7.3 Ảnh hưởng nguồn cac bon tự nhiên 3.2.8 Đ ộng thái lên men 16 3.2.9 T nghiệm chăn nuôi gia cầm 16 KẾT QUẢ NGHIÊN c ứ u 17 4.1 ĐẶC ĐIỂM SINH HỌC VÀ PHÂN LOẠI 17 4.2 ĐẶC Đ IỂM N UÔI CẤY 17 4.2.1 Chọn m trựịng 17 4.3 ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC ĐIỀU KIỆN MƠI TRƯỜNG ĐẾN KHẢ 1« NĂNG SINH TỔNG HỢP CMC-AZA VÀ XYLANAZA 4.3.1 Ả nh hưởng p H nuôi cấy 4.3.2 Ả nh hưởng nhiệt độ 4.4 Ả N H IIƯỞNG CỦA N G U N CA CBON 1í> 4.5 Ả N H HƯỞNG CỦA N G U ổ N NITƠ 21 4.6 Ả N H IIƯỞNG CỦA THỜI GIAN NUÔI CẤY 21 4.7 KHẢ N Ă N G PH Â N GIẢI CÁC N G U N CA CB O N T ự N H IÊN CỦA 23 C IIỦ N G AP-146 4.8 T H Ử N G H IỆ M TR ÊN GIA CẦM 24 K ẾT L U ẬN 27 TÀI LIỆU THAM KHẢO 28 BÀI BÁO III NỘI DUNG CỦA BÁO CÁO CHÍNH 1.T Ổ N G QUAN TÀI LIỆU 1.1 ĐẶT VẤN ĐỂ Xylan thành phần chủ yếu hemixenluloza thực vật Sau xenluloza, xylan loại polisaccarit tái sinh phong phú Irong tự nhiên Trong thành tế bào thực vật xylan chiếm tới 30% trọng lượng khô Trong rơm rạ, bã mía, xylan chiếm 30%, gỗ cày kim - -12% gỗ bán, 20 - 25% Ngoài thực vật sơng cạn xylan chủ yếu có câu Irúc dựa Irẽn khung poly p-l,4-D-xyloza, tảo biển tổng hợp xylan có cấu trúc khác dựa khung poly p-i,3 -D -x y lo za ộ m ộj Sơ' lồi tảo lục (|Chiolophyceae) tảo đỏ ( Rhodophyceue) thiếu hẳn xenluloza, xylan tạo nên cấu trúc sợi kết tinh cao Hàng loại vi sinh vật phân giải xenluloza có phân giải xyỉan Từ khoảng thập ký nay, người ta đặc biệl quan tâm tới enzim phân giải xylan vi sinh vật Những enzim ý số nguyên nhân Một mật, chúng tham gia vào việc cung cấp nguồn cacbon nãng lượng c h o vi sinh vật sản sinh chúng, qua đó, cung cấp nguồn cacbon lượng cho vật chủ chứa vi sinh vậi sản sinh xylanaza Chúng tham gia vào trình tãng trưởng, trưởng thành chín cua ngũ cốc loại Ngoài ra, xylanaza tham gia vào xâm nhập vi sinh vật vào bên Mật khác hệ thống enzim phân hủy xylan có tiềm đáng kể ứng dụng cóng nghệ sinh học Trong vài thập kỷ vừa qua, công nghiệp thuý phân nhờ enzim triển khai nhiều nước với tốc độ nhanh chóng Cùng với enzim thuỷ phân quan khác, xylanaza sán xuất với qui mô công nghiệp ứng dung rộng rãi vào mục đích khác Hướng sử dụng đươc Coughlan Folan (1979) cu hóa sau: l C hế biến thực phẩm : Cải thiện độ tiêu hóa thức ăn Sản xuất thực vật đơn bào! Chiết rút chất gây vị, dầu, dịch ép, protein từ rau Thu nhận thạch từ rau câu Cải thiện độ hoà tan nguyên liệu công nghiệp lên men C hế biến thức ãn gia súc: Tăng độ tiêu hóa cỏ, rơm nguyên liệu chứa xenluloza khác làm thức ăn gia súc Chế biến gỗ sản phẩm phụ cúa gỗ làm thức ăn gia súc Dược phàm: Dùng làm chất trợ giúp tiêu hóa Loại bồ chất sợi khơng mong muốn Chống nhiễm Phân huỷ rác thải thực vật Lẻn men: Cung cấp chất cho việc tổng hợp metan, etanol, glycerin, axit lactic Sản xuất phân bón từ p h ế thải nơng nghiệp Từ tiềm ứng dụng hệ enzim trên, nghiên cứu quan tâm tới việc xử ]ý phụ phẩm nông nghiệp thành thức ăn chãn nuôi dễ tiêu nhờ khả phân giải xenluloza xylan chủng nấm sợi Hướng nghiên cứu đặc biệt có ý nghĩa lợn gà động vật dày hồn tồn khơng có nãng lực dồng hóa xylan, xenluloza số polisaccarit vững khác thức án cùa chúng yêu lại cám phụ phấm nông nghiệp giàu xylan xenluloza Hệ enzim xenlulaza-xylanaza đóng góp hai phương diện : nâng cao giá trị dinh dưỡng (trước hết hàm lượng protein) thức ăn chăn ni, thiện độ tiéu hóa chất khó tiêu cho dộng vật 1.2 CẤU TRÚC CỦA XYLAN Cấu trúc xylan thay đổi, từ chuỗi l,4-p-polixyloza đến heteropolisacarit phân nhánh mạnh Tiếp đầu ngữ "hetero" nói lên có mật đường khác với D-xyloza, chuỗi xylan tương tự với xenluloza thay cho D-glucoza D-xyloza Các nhánh gồm L-arabinofuranoza liên kết vói vị trí cacbon số D-xyloza nhánh gồm axit D-glucoronic axit 4-metil-D-glucuronic liên kết vị trí cacbon số Cả hai nhánh đường chuỗi bên liên kết với chuỗi bang liên kết a-glycozit Mức độ phân nhánh phụ thuộc vào nguồn Ihực vật Xy lan cua sơ' lồi gỗ đặc biệt gổ cứng, axetil hóa, chẳng hạn xylan cứa gỗ bulơ chứa > lmol axit axetic/2mol D-xyloza Phản ứng axetil hóa thường diễn vị trí cacbon số vị trí C2, song gặp hiên tượng axetil hóa kép gốc D-xyloza (hình 1) H H H H H H ình 1.- C ấu trú c xylan gỏ cứng cịn hạn hẹp nên chúng tơi chưa có điều kiện phân lích sâu nhiều chi tiêu chế phẩm Và kinh phí chưa cho phép nén kết ihu động vật thí nghiệm thí nghiệm gợi ý cho nghiên cứu sau Cân thiết phải mở rộng quy mơ thí nghiệm ngồi khả tăng cần ý đến chất lượng sản phẩm cúa thịt trứng 26 KẾT LUẬN Từ 30 chủng nấm sợi có hoạt tính xylanaza xenlulaza, chọn đựợc i chúng có hoạt tính CMC-aza xylana/a mạnh Theo khóa phân loại Raper Fennell chúng xác định A s p e r g illu s purvathecius Chủng Ap-146 sinh trướng long hợp enzim CMC-aza xylanaza tốt Irên mỏi trường Czapek có bổ sung 5g CMC 5g xylan vói nhiệt độ ni 30°c, pH6, thời gian tích luỹ enzim cao ngày Đã xây dựng quy trình đơn giản đế sản xuất chê phẩm dùng liong chăn nuôi gia súc Đã thử nghiệm bước đầu tiong điãn nuôi gà cho kêi quan 27 TÀI LIỆU THAM KHẢO Bajpai,P.1997 Microbial xylanolytic enzym system: Properties and applications Adv Appl.Microbial.43: 141-186 Biely, p 1985 Microbial xylanolytic systems Trend Biotecchnol.3: 286 - 290 3.Gilbert,H.J., Hazlewood,G.P.1993 Bacterial cellulases and xylanase.J.Gen Microbial._L39: 187-199 Khan A.W., Tremblay.D and Anh LeDuy Assay of xylanase and xylosidase activities in bacterial and fungal cultures Enym e Microb Technol., 1986, vol.8, June, 373-377, Canada M alloch.D.1981, Moulds, their isolation, cultivation and identification Universsity of Toronto Press Murao,S.,Kamamoto,J.&Arai,M.1979 Isolation and identificaation of a cellulolytic enzyme producing microoganism ■J.Ferment.Technol.57: 151-156 Raper K.B and Fennell D.I.1965 "The genus Aspergillus" Ramesh Maheshwari, Girish Bharadwaj and Mahalingeshwara K Bhat: T h em op h ilis fungi: Their physiology and e n z y m e 2000 R Microbiol.Molecu.Biol Vol 64 461 - 483 American Janie c du Preez, Machiel Bosch and Bernard A Prior: Xylose fermentation by Cciìididữ shahũtcit! and Picfitci stipitis' cffccts of pH, temperature and substrate concentration., enzyme Microb Technol., 1986, v o l ^ June, Canada, 360-364 28 PHỤ* LỤC t I M ỘT SỐ HÌNH ÁNH VÊ CHỦNG AP-146 VÀ HOẠT TÍNH ENZIM CỦA CHÚNG C U Ố N U SINH IỈẢO TỬ CỦA CHỦNG AP-146 VÒNG PHÂN GIẢI XYLAN CỦA CHỦNG AP-146 V Ị N íỉ I^HÂN GIẢI CMC CỦA CHỦNG AP-146 II NỘI DUNG BÀI BÁO SẮP ĐẢNG Cuống sinh bào tử chủng Ap-146 Vòng phân giải xylan chủng Ap-146 Vòng phàn giải CMC chủng Ap-146 PHÂN L Ậ P VÀ TUYỂN CHỌN VI NẤM CÓ KHẨ NÂNG PHÀN GIẢI XYLAN VÀ XENLULOZA B ùi Thị Việt Hà, Phạm Ván Ty, Kiêu Hữu Ảnh Khoa Sinh học Trường Đai hoc Khoa hoc Tự nhiên I ĐẶT VẤN ĐỀ Trong năm gần có nhièu cơng trình nghiên cứu mrớc khả phân giải xenluloza vi sinh vật, nhiên có cơng trình nghiên cứu vé khả phân giải xylan Xylan thành phần cùa hemixeniuloza Hàm lượng xylan sinh khối thực vật đứng sau xenluloza Khả phân giái xylan vi sinh vật sử dụng rộng rãi chế biến thức ăn chăn Iiuôi, việc làm phân ú, xử lý bột giấy, sản xuất xiro, xử lý phế thải Việc sử dụng kết hợp hai enzym làm tăng khả phân giải nguyên liệu thực vật II N G U Y Ê N LIỆU VÀ PHƯƠNG PIIÁP - Phân lập : Các chủng vi nấm đựơc phân lập từ đất ngoại thành Hà Nội theo phương pháp vi sinh vật thông thường - Đặc điểm phân loại: Được xác định theo Raper & Fennell - Xác định hoạt tính eiizyin theo phương pháp khuếch tán thạch: Đun mỏi trường (0.1% xylan , \% thạch đệm xitrat 0.01 M, pH 6.5) đổ vào hóp Pel ri Dùng khoan nút chai, đục lỗ để nhỏ enzym thơ Nhó dịch Lugol, 10 phúc sau đo vịng phân giải xylan - Nghiên cứu ảnh hưởng điểu kiện môi trường đến khả sinh enzym tiến hành lên men lắc 220v/ph mơi trường thích hợp ngày III KẾT QỦA NGHIÊN c ú u Trong 30 chủng nấm sợi có hoạt tính xylanaza xenlulaza, chúng tối lựa chọn chủng Ap-146 vừa có khả phân giải xylan vừa có phân giái xenluloza để nghiên cứu tiếp Đ ặc điểm sinh học phân loại Khuẩn lạc phát triển nhanh môi trường Czapek nhiệt đọ 24-26uC Kích thước khuẩn lạc d = 4-5cm Trong tuần nuôi cấy bề mặt khuân lạc lông lẻo gồ ghề mép khuẩn lạc mỏng, trải rộng có màu từ trắng đến xám nhạt Ở vùng có cac đầu bao tử phát triển mạnh sinh từ sợi khí sinh mỏng mánh, từ sợi chất có màu luc vàng sâm Bong hình chai, có kích thươc 5,5 ” ^"7,7 ị-UTi, hieni co kích thước lơn Cuống bào tử có bọng từ 5-6 Hiếm có từ 8-10 trẽn b ọn g kích thước ,5 - 8,5^1 m X 2,8-3,3^01, thể bình 5,5-6,5 X 2,0-2,5^11 Coiũdi có dang hình cầu có gai với kích thưóc2,8 - 3,5 jam Dựa vào khố phân loại K.B.Raper, D.I Fenell " The gemis Asperỳỉhts", chúng đựơc xác địiih Aspergillus parvathecim Đ ặc điểm nu ôi cấy 2.1 Chọn môi trường: Chủng Ap-146 ni cấy lắc 200v/ph, 30°c bình nón dung Úch250 ml đựng 50ml môi trường: Czapek, Khoai tây bổ sung 3% saccaroza, nước chiết giá bổ sung 3% saccaroza, Czapek - CMC / xylan ( thay saccaroza 5g CMC xylan) Cấy giống % , sau ngày xác định hoạt tính CMC-aza, xylanaza sinh khối B ản g 1, K h ả nă n g sinh C M C -aza xylanaza chủng Ap-146 H oạt tính enzym (D -d,m m ) Sinh khối (mg/ml) Môi trư n g p H đ ầu p H cuối CMC-aza Xylanaza Czapek Czapek-CMC Czapek-xylan Khoai tây đường Nước giá đậu- đường 6.0 6.0 6.0 6.3 4.0 4.1 4.1 4.2 28 35 30 29 30 34 39 29.5 9.0 8.8 8.0 10 6.2 4.5 27 29 9.5 Kết ghi bảng i cho thấy sau Iigày lên men môi trường, chúng A p -1 đẻu sinh axit hữu c làm giảm pH Hoạt tính enzym tương đối cao nuôi môi trường Czapek Xylan xenluloza chất cảm ứng, nên bổ sung thêm vào môi trường Czapek hàm lượng enzym tương ứng tăng lên Chủng Ap-146 có khả sinh CMC-aza xylanaza mạnh nên Irong thí nghiệm sấu chúng tơi đểu dùng moi trường Czapek có bổ sung 5g CMC 5g xylan để thu nhận hai enzym Ả nh hưởng điệu kiện m ôi trườìig đến khả sinh tổng hợp CM C-aia xylanaza 3.1 Ảnh hưởng pH nuôi cấy Chủng Ap-146 nuôi cấy lắc 200v/ph 30°c môi trường Czapek-CMCxylan dung NaOH IN, HCl IN điểu chỉnh pH từ đến Sau ngày xác định hoạt tính enzym CMC-aza xylanaza (bảng 2) B ảng Ảnh hưởng pH đến sinh tổng hợp C M C -a z a xylanaza chiing A p l4 H oạt tính enzym (D -d,m m) P H cuối pH đầu Sinh khối (mg/ml) CMC-azu Xylanaza 20 4.1 3.7 18 99 3.8 4.0 27 30 5.2 7.1 4.2 4.5 28 24 25 30 35 30 25 3.5 8.9 8.5 6.7 Q ua bảng thấy hoạt tính CMC-aza xylanaza tăng dần pH lảng từ đến va cao pH sau giảm Hàm lượng sinh khôi 3.2 Ảnh hưởng nhiệt độ Bảng Ảnh hưởng nhiệt độ tói sinh tổng hưp CMC-aza xylanaza chủng Ap-146 Nhiệt độ nuôi cấy PH cuối m 20 CMC-aza Xylanaza 5.1 20 4.3 28 30 19 28 33 29 23 Hoạt tính enzym (D-d,mm) 25 30 35 4.0 4.0 40 r 22 10 4.8 5.5 45 50 29 6.0 Sinh khối (mg/ml) 6.3 8.5 9.0 8.0 5.7 3.8 15 0.5 Ả nh hưỏng nguồn cacbon: Điểu kiện lên men nuôi môi (rường Czapek 30°c pH6 Kết ghi bảng Bảng Nguồn eacbon Ảnh hưởng nguồn cacbon đến sinh tổng họp CMC-aza xylanaza ccủa chung Ap-146 Nồng độ pH cuối Hoạt tính enzym (D-d,mm) (% ) ' CMC-aza Xylanciza Sinh khối (mg/ml) Glucoza Saccaroza 3 4.0 4.0 26 27 27 27 9.4 9.0 Tinh bôt tan 4.5 CMC Xylan 0.5 0,5 4.1 4.1 28 30 29 29 Đối chứng 4.1 29 10 31 12 9.0 8.9 8.5 3.5 Kết thí nghiệm cho thấy chủng Ap-146 có khả sử dung tất cá nguồn cacbon glucoza, saccaroza, tinh bột tail, CMC, xylan cho kết không ch ênh lệch vể hình thành sinh khối lãn hoạt tính enzym G lucoza nguỏii cacbon dễ tiêu với tất vi sinh vật, đày hàm lượng enzym tạo ihàtih không cao ngược lạivới nguồn cacbon CMC xylan, mặc sinh khối khống cao Iihưng hoạt tính enzym lại cao thí nghiệm đối chứng, khơng có ngu ồn cac b o n n g vi nấm m oc vân tiêt enzym , bơi VI lượng nho cacbon C O I % dịch giống cấy Ả n h hưởng nguồn nỉtơ Cung giông thi nghiêm nguồn cacbon sù dung 0.5% CM C 0.5% xylan Kêt qua trình bày bảng cho thấy chủng Ap-146 có khả sinh trượng va smh enzym CMC-aza xylanaza nuôi cấy mỏi trương co nguôn nitơ vô nitrat amon cho kêt xấp xỉ Tuy nhiên, NaNOj cho kêt qua tốt, rẻ tiện lợi Cịn đói với nguồn Iiitơ hữu cào nấm men va pẹpton thi to thích hợp Với nguồn nitơ khả sinh trường sinh tông hợp cua enzym cao thí nghiệm đối chứng, khơng cung câp nitơ lượng nhò nitơ dich cấy môi trường đủ cho vi nấm sinh trưởng mưc độ thấp sinh enzym Bảng Ảnh hưởng nguồn nitơ đến sinh tổng hợp CMC-aza xylanaza chủng Ap-146 Nồng độ Nguồn nitơ (% ) ’ Hoạt tính enzym (D-d,mm) pH cuối NaNƠ3 0.85 ( n h 4)2s o n h 4ci n h 4n o Pepton 1.01 1.32 0.535 0.8 0.5 Cao nấm men 0.5 4.0 4.0 3.5 3.8 3.8 4.1 4.0 Đối chứng 5.6 kno CMC-aia Xylanaza 29 25 26 24 26 30 28 28 25 25 29 32 30 29 10 Sinh khối (mg/ml) 8.9 8.5 8.7 8.1 8.0 9.0 9.0 3.5 Ả nh hưởng thời gian ni cấy Sau tìm thơng số thích hợp cho lên men (pH6, t°=30°c, nguồn cacbon CM C xylan, nguồn nitơ N a N 3) Thời gian thí nghiệm ngày Bảng Thòi Biến động trình lên men pH cuối Hoạt tính enzym (D-d,mm) Sinh khối (mg/ml) gian (ngày) CMC-aza Xylanaza 5.7 15 18 5.6 4.2 22 25 8.0 4.0 30 32 9.0 4.0 29 30 8.8 3.9 28 28 8.6 Số liêu bảng cho thấy với điệu kiện lên men kế trên, thòi gian sinh nướng sinh CMC-aza xylanaza cao sau ngày nuối cấy Bẽn cạnh khả nang sinh CMC-aza xylanaza Chung Ap-146 thử đùng phàn giải bột xenluloza v « pectin Sau ngày vịng phân giải đối vói bọt xenluloza 29mm pectin 1.1 J Jmm Rõ ràng đủy chủng cần nghiên cứu sâu để tìm khả ứng dll 111 : Khả phân giải xylan cúa chủng Àp-146 Khá phân giải CMC 11 « Ap-14í> C u ố n g sinh bào tử c h ủ n g Ap-146 KẾT LUẬN r-Á u nâm C0 ^10^t tln^ xy*anaza> chọn chủng p ° n ti! 1' U’ va xy^anaza m ạnh Theo khoá phân loai Raper Fennell chủng xác định Aspergillus parvathecius a; * , X i ni h trưỏrng Lổn? hợp enzym CMC-aza xylanaza tốt mơi trường Czapek có bổ sung 5g CMC va 5g xylan với nhiệt độ ni30°c, pH6thơi gian tích luỹ enzym cao ngày SUMMARY ISOLA TIO N AND SELECTION FILAMENTOUS D EG R A D IN G X Y LA N , CELLULOSE FUNGUS STRAINS B u i Thi Viet Ha, P h a m Van Ty, Kieu Hull Anil Out o f 30 filamentous fungus strains producing xylanase and cellulase activity the strain Ap-146 has the highest active in degrading CMC and xylan , was chosen According to Raper & Fennell this train belongs to the species Aspergillus purvathecius Asp parvathecius Ap-146 grew well and synthesizies a large amount of CMCase and xylanase on Czapek medium to wich 5g CMC and 5g xylan are added at 30“c and pH6 Enzyme accumulation reaches the maximal value after days of incubation TÀI LIỆU T IIA M ỈCHẢO Bajpai, P 1997 Microbial xylanolytic enzym system: Properties and applications Adv.Appl.Microbial.43: 141-186 Biely, P1985 Microbial xylanoJytic systems Trend Biotecchnol.3: 286 - 290 3.Gilbert,H.J., Haz!ewood,G.P.1993 Bacterial cellulases and xylanase.J.Gen Microbial 139: 187-199 M alloch.D 1981 M oulds, their isolation, cultivation and identification.Universsity of Toronto Press M urao,S.,Kamam oto,J.&Arai,M 1979 Isolation and ldentificaation of a cellulolytic enzyme producing microoganism J.Ferment.Technol.57: 151-156 Raper K.B and Fennell D.I.1965 "The genus Aspergillus" PHIẾU ĐẢNG KÝ KẾT QUẢ NGHIÊN c ú n KH-CN Tên đề tài: Phân lập tuyển chon chủng vi sinh vât có khẳ nãng ctổn^ hố xyloza dùng sẳn xuất thức ăn chăn nuôi M ã số: Q T 0 Cơ quan chủ trì đề tặi: Trường Đại học KHTN - Đại học Q liốc gia Hà nội Địa chỉ: 334 N guyễn Trãi - Thanh Xuân - Hà Nôi Tel: 8584734 ■ _ _ Cơ quan quản lý để tài: £>ại học Quốc gia Hà nội Địa chỉ: Km - Đường Xuân Thuỷ - Cầu Giấy - Hà Nội Tel: 88340564 , Tổng kinh phí thực chi: 8.000 X 1000 đ Trong đó: Từ ngân sách nhà inrức: 8.000 X 1000 đ Thời gian nghiên cứu; I năm Thời gian bắt đẩu: tháng năm 2000 Thời gian kết thúc: tháng 12 năm 2000 Tên cán phơi hợp nghiên cứu: PGS Phạm Văn Ty • : ‘ TH.S BìiiVliị Việt Hà • • N guyễn M inh Phương SỐ đ ấ n g k ý đ ể tai: s ố c h ứ n g n h ậ n đ ăn g ký K ế t q u ả n g h i ê n u Bảo mât A Phổ b iế n rông rãi B Phổ b iế n han ché c Ngàỵ Báo mật: Tóm tắt kết n g h iê n cứu: Từ 30 chúng nấm sợi có hoạt tính xylanaza, chúng tơi dã chọn I (’lum có hoạt tính CMC-aza xylanaza mạnh Theo khố phân loại RiiịH’ V Fennell chủng xác định Aspergillusparvathccius Chúng Ap-J46 sinh trưỏng tổng hợp enzym CMC-aza xylanaza lõl !|V| mổi trường C’zapek có bỏ’ sung 5g CMC vá 5g xylcin với nhiệt độ ni 30°c, pl lí), Ilpi gian tích luỹ enzym cao nhấl ngày Dã xây tiling dược quy trình dơn giản sản xt chê phẩm dùng Irony, ch 'í ni ghì sút’ Đã thử nghiệm bước dầu hong chăn nuôi gà cho két rât quan Kiến nghị vê q uy mô đối tương áp d u n g nghiên cứu: - Áp dụng trỏn (.Ịuy mô chăn nuôi hộ gia đinh - Dơi tươiìỊ* nghiên cứu : chăn ni gia cầm ( ga, vịt) ... TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC T ự NHIÊN TÊN ĐỂ TÀI: PHÂN LẬP VÀ TUYỂN CHỌN CÁC CHỦNG VI SINH VẬT CÓ KHẢ NĂNG ĐỒNG HÓA XYLOZA DÙNG TRONG SẢN XUẤT THỨC ĂN CHĂN NI MÀ SỐ: QT 00.16 CHỦ TRÌ ĐỂ TÀI: TS Kiều... xylan sinh khối thực vật đứng sau xenluloza Khả phân giái xylan vi sinh vật sử dụng rộng rãi chế biến thức ăn chăn Iiuôi, vi? ??c làm phân ú, xử lý bột giấy, sản xuất xiro, xử lý phế thải Vi? ??c sử... enzym làm tăng khả phân giải nguyên liệu thực vật II N G U Y Ê N LIỆU VÀ PHƯƠNG PIIÁP - Phân lập : Các chủng vi nấm đựơc phân lập từ đất ngoại thành Hà Nội theo phương pháp vi sinh vật thông thường