L ời cam đoan
3.4.2. Ảnh hưởng của nguồn nitơ
Tiến hành nuôi cấy chủng VK ĐM19.1 trên MT4 có bổ sung 2% chất cảm ứng là lõi ngô, với chủng ĐM20.2 thì bổ sung 2% rơm. Bổ sung vào MT nuôi cấy
các nguồn nitơ khác nhau: cao nấm men, (NH4)2SO4, NH4NO3. Mẫu đối chứng nuôi trên MT không bổ sung nguồn nitơ. Sau 36 giờ (chủng ĐM19.1) và 48 giờ (chủng ĐM20.2) nuôi cấy, thu dịch enzyme thô và xác định hoạt độ cellulase của 2 chủng Bacillus theo phương pháp 2.4.10. Kết quả được trình bày ở bảng 3.10 và hình 3.12.
Bảng 3.10. Ảnh hưởng của nguồn nitơ đến hoạt độ cellulase của 2 chủng Bacillus
STT Nguồn nitơ Hoạt độ cellulase (UI/g)
Chủng ĐM19.1 Chủng ĐM20.2
1 Đối chứng 36,669 ± 0,045 29,050 ± 0,025 2 Cao nấm men 38,463 ± 0,051 33,021 ± 0,025
3 (NH4)2SO4 37,463 ± 0,044 31,403 ± 0, 092 4 NH4NO3 37,154 ± 0,044 30,462 ± 0,025
Hình 3.12. Ảnh hưởng của nguồn nitơ đến hoạt độ cellulase của 2 chủng
Bacillus (NH4)2SO4 NH4NO3 Ho ạt độ cel lul as e (U I/g Nguồn nitơ
Kết quả ở bảng 3.10 cho thấy, cả hai chủng VK đều có khả năng đồng hóa các nguồn nitơ vô cơ và hữu cơ khác nhau. Trong ba nguồn nitơ, cả chủng ĐM19.1 và ĐM20.2 đều cho hoạt độ cellulase cao nhất trong MT nuôi cấy bổ sung cao nấm men (chủng ĐM19.1 là 38,463 UI/g, chủng ĐM20.2 là 33,021 UI/g). Cao nấm men là dịch tự phân (autolysate) của TB nấm men được cô đặc, chứa các chất đạm hữu cơ, đường, vitamin nhóm B (B1, B2, B6, B12)…là thành phần dinh dưỡng quan trọng tạo nên sự phát triển của TB. Khi bổ sung cao nấm men vào MT nuôi cấy, ngoài việc cung cấp chất dinh dưỡng còn đáp ứng được nhu cầu về các nhân tố sinh trưởng (vitamin nhóm B) của VK, khi đó TB phát triển nhanh hơn nên quá trình sinh tổng hợp enzyme cũng mạnh hơn. Trên MT có các muối amon thì hoạt độ cellulase thấp hơn, nguyên nhân là do sau khi đồng hóa gốc NH4+ trong MT sẽ tích luỹ các anion vô cơ (SO42-, HPO42-, Cl- ...) vì thế mà làm hạ thấp rất nhiều trị số pH của MT [85]. Từ đó làm chậm sự sinh trưởng của VK nên lượng enzyme tạo ra cũng ít hơn.
Kết quả thí nghiệm trên phù hợp với các kết quả của nhiều tác giả. Hầu hết các bài nghiên cứu đều chỉ ra rằng, chất chiết nấm men khi bổ sung vào MT nuôi cấy nó đóng vai trò là chất kích thích tăng trưởng cũng như khả năng tổng hợp cellulase của VSV. (Amtul, 1989), (Azzaz, 2009), (Abou – Taleb et al., 2009), (Ray et al., 2007) [35], [39], [41], [73].
Từ kết quả trên, chúng tôi quyết định sử dụng cao nấm men là nguồn cung cấp nitơ cho các quá trình nuôi cấy tiếp theo để thu nhận enzyme cellulase của hai chủng Bacillus.
Để chọn được hàm lượng nitơ thích hợp nuôi cấy VK thu enzyme cellulase có hoạt độ cao nhất, chúng tôi tiến hành nuôi cấy chủng ĐM19.1 và ĐM20.2 trên MT có bổ sung cao nấm men với các nồng độ khác nhau: 1, 2, 3, 4, 5%. Sau thời 36 giờ (chủng ĐM19.1) và 48 giờ (chủng ĐM20.2) nuôi cấy, thu dịch enzyme thô và xác định hoạt độ cellulase của 2 chủng Bacillus theo phương pháp 2.4.10. Kết quả được trình bày ở bảng 3.11 và hình 3.13.
Bảng 3.11. Ảnh hưởng của hàm lượng cao nấm men đến hoạt độ cellulase của 2 chủng Bacillus
STT
Hàm lượng cao nấm men (%)
Hoạt độ cellulase (UI/g)
Chủng ĐM19.1 Chủng ĐM20.2 1 1 38,683 ± 0,025 33,286 ± 0,025 2 2 40,787 ± 0,051 35,183 ± 0,025 3 3 42,734 ± 0,025 38,860 ± 0,025 4 4 38,581 ± 0,025 33,521 ± 0,026 5 5 36,007 ± 0,045 32,285 ± 0,051
Hình 3.13. Ảnh hưởng của hàm lượng cao nấm men đến hoạt độ cellulase của 2
chủng Bacillus 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 1 2 3 4 5 Chủng ĐM19.1 Chủng ĐM20.2
Hàm lượng cao nấm men (%) Ho ạt độ cel lul ase (U I/g )
Từ kết quả nghiên cứu cho thấy, cả hai chủng VK đều cho hoạt độ cellulase cao nhất khi nuôi cấy trên MT có bổ sung 3% cao nấm men: chủng ĐM19.1 là 42,734 (UI/g) và chủng ĐM20.2 là 38,860(UI/g). Ở nồng độ 1% và 2% thì hoạt độ cellulase thấp hơn, điều này chứng tỏ MT chưa được cung cấp đủ chất dinh dưỡng cho sự phát triển của VK nên lượng cellulase được sinh ra cũng thấp. Còn khi bổ sung vào MT nuôi cấy lượng cao nấm men nhiều hơn (4% và 5%) thì cellulase cũng cho hoạt độ thấp là do chất dinh dưỡng được bổ sung quá nhiều làm thay đổi MT nuôi cấy nên khả năng sinh tổng hợp enzyme giảm.
Sự bổ sung hàm lượng chất chiết nấm men tối ưu thay đổi tùy theo các dòng VK khác nhau tại các điều kiện nuôi cấy khác nhau. Abou – Taleb (2009) đã nghiên cứu rằng hàm lượng 0,7% chất chiết nấm men là tối ưu cho dòng B. alcalophilus
S39 và B. amyloliquefaciens C23 [35]. Amtul (1989) công bố rằng hàm lượng chất chiết nấm men tối ưu thêm vào MT nuôi cấy dòng VK Cellulomonas flavigena là 0,2% [41]. Lee và Blackburn (1975) đã chỉ ra rằng hoạt tính cellulase của dòng VK ưa nhiệt Clostridium sp. M7 đạt giá trị cao nhất với việc bổ sung chất chiết nấm men với nồng độ 0,5% mặc dù ở hàm lượng 0,2 – 0,3% việc sinh tổng hợp cellulase trên mỗi TB có cao hơn ở hàm lượng 0,5% [58].
Vậy nồng độ cao nấm men thích hợp cho hai chủng VK sinh tổng hợp cellulase có hoạt độ cao là 3%.