Vì ở khoảng nhiệt độ từ 32o tới 42oC protease kiềm tính sinh tổng hợp ra lượng enzyme có hoạt tính cao nhất nên khoảng này được chọn để khảo sát sự ảnh hưởng tương tác giữa pH và nhiệt độ lên khả năng sinh protease kiềm tính của chủng Bacillus
sp. SV1
4.3.4. Ảnh hưởng tương tác giữa các nhân tố nhiệt độ và pH lên khả năng sinh protease kiềm tính của Bacillus sp. SV1. protease kiềm tính của Bacillus sp. SV1.
Các nghiệm thức được thiết lập với các giá trị khác nhau dựa vào mốc hoạt tính tối ưu và hai mốc biên với các giá trị -1, 0, 1. Các giá trị pH tương ứng gồm pH 7, pH 8, pH 9 và nhiệt độ 32oC, 37oC, 42oC theo các thí nghiệm khảo sát 4.3.2 và 4.3.3. Mẫu được thu sau 48 giờ nuôi.
Mô hình mặt lưới là công cụ hữu dụng để dự đoán các thí nghiệm tối ưu. Biểu đồ đường viền là hình ảnh của phương trình hồi quy để tìm giá trị tối ưu của các biến. Mỗi điểm trên biểu đồ đường viền đại diện cho một giá trị khi kết hợp kiểm tra với hai biến số khác khi lấy hình chiếu xuống mặt phẳng của hai biến số. Với biểu đồ đáp ứng bề mặt, hình elip nhỏ nhất là vùng tối ưu (Muralihar et al., 2001)
Sau khi phân tích thống kê cho thấy phương trình hồi quy với R-square = 95,855%, R-square (adjusted for d.f.) = 94,868% là khá cao để thể hiện mô hình thu được có ý nghĩa, phù hợp để so sánh các số liệu của các biến độc lập.
1,128 1,371 0,124 0,044 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 32 37 42 47 Hoat tính protease (U/m l) Nhiệt độ (oC)
Phương trình hồi quy của kết quả hoạt tính tương tác giữa pH và nhiệt độ:
Enzyme Activity = 1.4935 + 0.0923846*pH - 0.488689*Temperature - 0.233995*pH^2 - 0.108997*pH*Temperature - 0.705949*Temperature^2
Hình (a). Mô hình mặt lưới tương tác.
Hình (b). Biểu đồ đáp ứng bề mặt.
Hình 10. Hoạt tính protease kiềm tính của Bacillus sp. SV1 theo nhiệt độ và
pH môi trường.
Dựa vào kết quả nhận được ở hình 10, phương trình hồi quy và bảng 14 cho thấy có sự tương tác giữa pH và nhiệt độ trong quá trình sản sinh protease Bacillus sp. SV1. Vùng pH tối ưu cho sự phát triển và sản sinh protease kiềm tính của dòng
Bacillus sp. SV1 là khoảng từ pH 8,2 tới pH 8,6. Nhiệt độ tối ưu cho vi khuẩn phát triển là 34 – 35,5oC. Bên cạnh đó, phương trình cũng dự đoán được đỉnh của mô hình mặt lưới (vị trí giá trị hoạt tính cao nhất) nằm ở vị trí pH 0,283 tương ứng là pH 8,28,
(a)
và nhiệt độ -0,368 tương ứng là 35,16oC. Với hoạt tính protease cao nhất là (1,596 U/ml).
So sánh kết quả thí nghiệm tương tác với thí nghiệm kết quả khảo sát từ nguồn carbon cho thấy sau khi thực hiện chuỗi thí nghiệm, hoạt tính protease cao nhất là 1,596 U/ml, tức là đã tăng lên 114 % hoạt tính khi so với thí nghiệm đầu tiên về nguồn nitơ và tăng 214% so với thí nghiệm môi trường cơ bản Horikoshi-I (bảng 15).
