KHẢ NĂNG THU NHẬN PROTESE TỪ Aspergillus niger
Khi nuôi cấy bằng phƣơng pháp bề mặt, do môi trƣờng có dung dịch đệm cao và hàm ẩm thấp nên giá trị pH của dịch trích sau lên men thƣờng ít thay đổi trong suốt thời gian nuôi cấy. Tuy nhiên, giá trị pH ban đầu của môi trƣờng lên men lại có ảnh hƣởng không nhỏ. Theo Tewari et al. (2005), pH ban đầu của môi trƣờng lên men cũng là một trong những yếu tố quan trọng nhất, có ảnh hƣởng đến khả năng sinh trƣởng và tổng hợp enzyme từ vi sinh vật. Bên cạnh đó, do nuôi cấy trong bình tam giác nên rất khó để kiểm soát độ pH của môi trƣờng trong quá trình lên men. Chính vì thế, khảo sát ảnh hƣởng của pH môi trƣờng ban đầu đến hoạt lực protease tích lũy đƣợc tiến hành. Việc điều chỉnh pH môi trƣờng ban đầu trong quá trình nuôi cấy nấm mốc sinh tổng hợp các enzyme thủy phân nói chung và protease nói riêng thƣờng đƣợc tiến hành với nƣớc cất, có hoặc không có bổ sung NaOH 0,1 N và HCl 0,1 N để điều chỉnh pH (Joshi et al., 2006; Mrudula và Anitharaj, 2011) hoặc sử dụng đệm phosphate (Suresh và Viruthagiri, 2010). Đặc biệt, Khan và Husaini (2006) đã bƣớc đầu nghiên cứu ảnh hƣởng của việc điều chỉnh pH ban đầu của quá trình lên men sinh tổng hợp amylase và cellulase bằng 4 loại đệm acetate, citrate, phosphate và tris HCl.
Dựa trên cơ sở này và các thí nghiệm thăm dò, cũng nhƣ điều kiện làm thí nghiệm, việc điều chỉnh pH ban đầu của môi trƣờng lên men đƣợc tiến hành tại các giá trị pH: 3, 4, 5, 6, 7, 8 bằng dung dịch đệm citrate - phosphate. Kết quả đo hoạt tính protease khi thay đổi giá trị pH của môi trƣờng lên men đƣợc thể hiện ở bảng 4.3.
Bảng 4.3: Ảnh hƣởng của pH môi trƣờng ban đầu đến hoạt tính protease
pH Hoạt tính protease (U/g)
3,0 0,071ab 0,010 4,0 0,075b 0,008 5,0 0,127c 0,019 6,0 0,118c 0,005 7,0 0,086b 0,013 8,0 0,049a 0,015 Đối chứng (nƣớc cất pH=6-6,5) 0,091b 0,013
Các chữ cái khác nhau trong cùng một cột biểu thị sự khác biệt có ý nghĩa thống kê theo phép kiểm định LSD ở độ tin cậy 95%
Dựa vào kết quả cho thấy, hoạt tính protease ở các giá trị pH khảo sát có sự khác biệt ý nghĩa khi so sánh với trƣờng hợp mẫu đối chứng khi sử dụng nƣớc cất ở cùng khoảng pH = 6 (chỉ đạt đƣợc giá trị 0,091 0,013 U/g trong khi hoạt tính protease là 0,118 0,005 khi sử dụng dung dịch đệm citrate – phosphate tại pH = 6).
Nhìn chung, hoạt tính protease thu đƣợc khá thấp ở những môi trƣờng ban đầu có pH kiềm tại pH = 7 và 8 (hoạt tính protease chỉ đạt đƣợc 0,086 0,013 U/g và 0,049 0,015 U/g). Ngƣợc lại, môi trƣờng ban đầu có pH nằm trong vùng acid cho hoạt tính protese cao hơn và đạt cực đại khi môi trƣờng có pH = 5. Hoạt tính thu đƣợc trong trƣờng hợp này là 0,127 0,019 U/g. Tại pH = 6, hoạt tính protease cũng tƣơng đối cao (0,118 0,005 U/g). Tuy nhiên, khi tăng độ acid của môi trƣờng thì hoạt tính protease lại có xu hƣớng giảm. Theo khảo sát của của Irfan et al. (2011) cũng đã cho kết quả tƣơng tự trên cơ chất cám lúa mì. Theo nghiên cứu của Ikramul et al. (2003) trên dòng Rhizopus oligosporus HIS13 lại thu nhận kết quả hoạt tính protease cao nhất tại pH = 6. Điều này chứng tỏ, việc sử pH thích hợp còn phụ thuộc vào mỗi loại enzyme, vi sinh vật cũng nhƣ nguồn cơ chất khác nhau (Khan và Husaini, 2006).
Nhƣ vậy, môi trƣờng ban đầu ở pH = 5 là pH tối ƣu cho việc sinh tổng hợp protease từ Aspergillus niger và đƣợc chọn là nhân tố cố định cho thí nghiệm tiếp theo.