trung bình 7-15 mm) chỉ trừ dòng D14 là không có kết quả. Các dòng nấm men D1, D8, D16 phân giải cơ chất với đường kính khá thấp trên cơ chất bã mía tương đương với trên cơ chất CMC. Điều này cho thấy các dòng này cả hai enzyme endo-và exoglucanase chưa được biểu hiện hoạt tính. Nhóm các dòng men bao gồm D2, D6, D7, D13 có hoạt tính gần giống nhau và không khác biệt ý nghĩa (đường kính đạt trung bình 12 mm). Với đường kính trung bình là 13 mm nhóm các dòng men D9, D11, D12 có hoạt tính enzyme cao hơn hai nhóm trước. Dòng D15 có khả năng phân giải bã mía tốt nhất trong thí nghiệm này. Đường kính thủy phân của tất cả các dòng nấm men trung bình chưa được cao bởi vì trong bã mía các thành phần như hemicellulose và lignin chưa bị phá vỡ và loại bỏ nên enzyme exoglucanase của nấm men khó tấn công cắt đứt các phân tử ở đầu mạch một cách dễ dàng được.
Exoglucanase không chỉ hiện diện ở các loài thực vật bậc cao, một số dòng vi khuẩn hay nấm mốc và nấm sợi mà còn hiện diện ở một số loài nấm men (Manjusha, 2012). Theo đó, 6 loại β-1,3-glucanase ở loài nấm men Saccharomyces cerevisiae đã được tinh sạch. Nấm men Galatosmyces sp. cũng đã được nghiên cứu và khảo sát về β- glucansase.
Qua thí nghiệm kiểm tra hoạt tính của hai enzyme trong hệ enzyme phân giải cellulose chứng tỏ ở các dòng nấm men phân lập được có hệ enzyme cellulase và có khả năng sử dụng và đồng hóa cellulose. Trong đó dòng D7, D9, D11, D12, D13 có cả hoạt tính endo- và exoglucanase cao.
4.3. Khả năng lên men trong ống Durham với một số loại đường của các dòng nấm men men
Các dòng nấm men (sau khi được tăng sinh khối trong 24 giờ trong môi trường M3) tiếp tục được kiểm tra khả năng lên men trong một số dung dịch đường (glucose, galactose, mannose, xylose) với nồng độ 2% w/v trong ống Durham ở điều kiện nhiệt độ phòng. Khả năng lên men của các dòng nấm men được thể hiện qua chiều cao cột khí trong ống Durham và được đánh giá tại các thời điểm sau 24 giờ, 36 giờ, 48 giờ và 60 giờ.
Chuyên ngành Công nghệ Sinh học tiên tiến 19 Viện NC&PT Công Nghệ Sinh Học
Bảng 4. Chiều cao cột khí (mm) sinh ra sau các khoảng thời gian (giờ) lên men với các loại đường của các dòng nấm men phân lập
Ký hiệu dòng nấm men GLUCOSE MANNOSE 24 36 48 60 24 36 48 60 D1 0,7 5,3 6,7 17,33g 1,3 12,3 14,7 24,33ab D2 0,0 1,3 2,3 15,67h 0,7 12,3 16,7 24,33ab D3 0,5 3,0 5,3 23,33bc 1,7 17,3 19,3 25,00a D4 0,5 3,0 6,0 19,33f 0,7 9,0 11,7 25,00a D5 0,0 2,3 3,3 19,00f 1,2 6,0 7,0 22,00d D6 0,3 1,7 3,0 16,67gh 1,2 4,3 5,7 16,00e D7 0,7 5,3 7,3 24,33ab 0,7 10,3 13,7 24,33ab D8 1,3 5,3 8,7 23,33bc 2,0 11,7 14,0 24,33ab D9 0,3 6,0 8,0 25,00a 1,3 7,3 9,3 23,67abc D10 0,5 5,7 6,0 22,67cd 0,7 9,7 14,0 23,67abc D11 1,0 6,0 10,0 23,67abc 0,8 8,0 10,7 24,67ab D12 0,3 5,0 9,0 23,00bcd 1,8 16,7 21,3 24,67ab D13 0,0 0,0 0,3 7,67i 0,2 0,7 2,3 9,33f D14 0,5 3,0 5,3 21,67de 0,7 9,3 12,3 22,67cd D15 0,0 0,0 0,0 3,00j 0,0 0,0 0,0 4,00g D16 0,8 7,0 9,7 21,00e 2,0 10,7 14,0 23,33bcd
*Ghi chú: Chiều cao của ống Durham là 25 mm. Giá trị trong bảng là trung bình của 3 lần lặp lại. Các giá trị có ký tự giống nhau khác biệt không ý nghĩa về mặt thống kê ở mức 95%. CVglucose = 4,46%; CVmannose = 4,30%.
Kết quả cho thấy, 16 dòng nấm men không đồng nhất về khả năng lên men trong dung dịch đường và chỉ thể hiện khả năng lên men trên đường glucose và mannose. Hai loại đường galactose và xylose không có khí sinh ra. Galactose là loại đường không thuận lợi sử dụng nhưng vẫn có thể sử dụng thay thế khi vắng mặt glucose trong môi trường. Rất ít nấm men có thể lên men đường pentose như xylose tuy nhiên ở điểu kiện hiếu khí có nhiều loài nấm men sinh trưởng được với môi trường chứa pentose. (Mario, 2007).
Từ bảng 4, chiều cao cột khí tăng dần theo thời gian do nấm men biến dưỡng đường và tăng sinh khối. Sau 24 giờ phần lớn nấm men chưa lên men nhiều nên lượng khí sinh ra vẫn còn khá thấp. Một số dòng nấm men như D1, D3, D8, D11, D16 có dấu hiệu bắt đầu lên men (đường mannose có thêm dòng D6 và D12) trong khi các dòng men còn lại chưa sinh khí. Các dòng nấm men tiếp tục phát triển và tăng chiều cao cột khí nhưng lượng khí tăng khá chậm. Sau 48 giờ lượng khí vẫn còn thấp đối với đường glucose và tương đối cao hơn đối với đường mannose. Chiều cao cột khí đạt trung bình 10-15 mm. Đến mốc thời gian 60 giờ, một số dòng nấm men có khí đạt gần hết chiều cao của ống Durham (25mm)
là D3, D7, D8, D9, D10, D11, và D12đối với đường glucose; D1, D2, D3, D4, D7, D8, D9, D10, D11, D12, D14 và D16 đối với đường mannose.
Chuyên ngành Công nghệ Sinh học tiên tiến 20 Viện NC&PT Công Nghệ Sinh Học
Phương pháp lên men với ống Durham đã đánh giá sơ bộ được khả năng lên men của các dòng nấm men phân lập, trong đó so với đường glucose, đường mannose có kết quả lên men tốt hơn. Các dòng nấm men D3, D7, D8, D9, D10, D11, và D12 có khả năng lên men tốt ở cả hai loại đường.
Dựa trên kết quả lên men trong ống Durham và hoạt tính của endoglucanase và exoglucanse chọn được bốn dòng nấm men ( D7, D9, D11, D12) cho thí nghiệm lên men phối hợp với vi khuẩn.