sắn của Bacillus amyloliquefaciens N1 và Bacillus subtilis DC5
Để khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng thủy phân bã sắn của hai chủng B.amyloliquefaciens N1 và B.subtilis DC5 chúng tơi tiến hành ủ bình tam giác đã qua xử lý nhiệt (ở 1150C, 30 phút) có chứa 2g bã sắn + 10ml nước cất với 10 ml dịch canh trường ở các mức nhiệt độ 40, 45, 50, 55, 600C, sau 48 giờ ủ tiến hành ly tâm thu dịch nổi ở máy ly tâm (40C, 14.000 vòng/phút). Thực hiện phản ứng màu và đo OD ở bước sóng 540nm. Kết quả được thể hiện trên hình 3.4
Hình 3.4 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng thủy
phân bã sắn của hai chủng Bacillus
Kết quả trên hình 3.4 cho thấy, B.amyloliquefaciens N1 và B.subtilis DC5 chịu ảnh hưởng của nhiệt độ khi thủy phân bã sắn. Chủng B.amyloliquefaciens N1 có khả năng thủy phân mạnh trong khoảng nhiệt độ từ 50 đến 600C và đối với B.subtilis DC5 nhiệt độ này nằm trong khoảng từ 450C đến 550C. Trong khoảng nhiệt độ từ 40 đến 500C cho thấy mức độ ảnh hưởng rỏ ràng của nhiệt độ
đến khả năng thủy phân bã sắn của hai chủng này. Đối với B.amyloliquefaciens N1, khi tăng nhiệt độ từ 45 lên 500C thì tốc độ thủy phân tăng hơn hai lần, tức là từ 62,303 (mg/g) lượng đường khử tạo thành ở nhiệt độ 450C lên 81,516 (mg/g) ở nhiệt độ 500C. Sau đó, chúng tơi tiến hành nâng nhiệt độ lên tiếp 55, 600C thì lượng đường khử tạo thành có tăng nhưng khơng có ý nghĩa về mặt thống kê. Đối với chủng B.subtilis DC5 thì tốc độ thủy phân bã sắn tăng xấp xỉ hai lần khi tăng nhiệt độ từ 40 lên 450C, tương ứng là sản phẩm đường khử tạo ra khi thủy phân bã sắn ở 400C là 30,615 (mg/g) và tăng lên 67,055 (mg/g) ở mức nhiệt độ 450C, sau đó chúng tơi cũng tiến hành nâng nhiệt độ thủy phân lên 50, 55, 600C thì nhận thấy lượng đường khử tạo ra có tăng nhưng khơng có ý nghĩa về mặt thống kê. Do đó, để đảm bảo tính kính tế chúng tơi chọn móc nhiệt độ 500C là thích hợp cho nhiệt độ thủy phân bã sắn của chủng B.amyloliquefaciens N1 và ở móc nhiệt độ 450C đối với nhiệt độ thủy phân bã sắn của chủng B.subtilis DC5. Nhìn chung, hai chủng này có khả năng thủy phân mạnh nhất nằm trong khoảng nhiệt độ từ 45-500C. Ở nhiệt độ 450C thì khả năng thủy phân bã sắn của
B.subtilis DC5 mạnh hơn hẳn, lượng đường khử tạo ra ở nhiệt độ 450C của
B.subtilis DC5 là 67,005 (mg/g), cao hơn gần 2 lần so với lượng đường khư tạo
ra khi thủy phân bã sắn của B.amyloliquefaciens N1 ở nhiệt độ này là 32,303 (mg/g). Khi nâng nhiệt độ thủy phân lên thêm 50C ta nhận thấy lượng đường khử tạo ra tăng xấp xỉ gấp đôi đối với chủng B.amyloliquefaciens N1 và ở nhiệt độ này lượng đường khử tạo ra khi thủy phân bã sắn của hai chủng này xấp xỉ bằng nhau. Do đó, ta có thể chọn móc nhiệt độ 500C là nhiệt độ thủy phân bã sắn khi sử dụng hỗn hợp enzyme của hai chủng Bacillus này. Kết quả này cũng phù hợp với Luiz Gustavo Lacerda và cộng sự (2009)[29] khi họ tiến hành ủ enzyme amylase của chủng Bacillus licheniformis ở 500C trong 48 giờ để tăng hiệu suất thu hồi lượng đường khử khi thủy phân bã sắn. Một nghiên cứu khác của S.Gaewchingduang và cộng sự (2010) về việc sử dụng enzyme amylase thương mại để thủy phân bã sắn, họ tiến hành thủy phân bã sắn ở 550C trong 48 giờ. Ngoài ra, Adenise Lorenci Woiciechowski và cộng sự (2002)[18] iến hành nghiên cứu thủy phân bã sắn bằng enzyme qua hai bước nhằm thu được lượng đường khử từ thủy phân bã sắn là lớn nhất, bước đầu tiên là sử dụng enzyme α- amylase để thủy phân bã sắn trong 1 giờ ở 900C, sau đó bổ sung thêm enzyme amyloglucosidase để thủy phân lượng bã sắn còn lại trong 24 giờ ở 600C. Lượng đường khử thu được lớn nhất khi thực hiện cả hai bước này là 77,1g từ 120 g bã sắn.
3.5 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ canh trường đến khả năng thủy
phân bã sắn của Bacillus amyloliquefaciens N1 và Bacillus subtilis DC5
Sau khi xác định được nhiệt độ thích hợp để hai chủng Bacillus thủy phân bã sắn, chúng tôi tiến hành khảo sát tỉ lệ canh trường thích hợp của hai chủng để thủy phân 2g bã sắn. Bước đầu, chúng tôi bổ sung canh trường của hai chủng với tỉ lệ 5, 10, 15, 20 ml và bình tam giác đã khử trùng có chứa 2 g bã sắn và 10ml nước cất. Để đảm bảo tính chính xác, bình tam giác nào có bổ sung 5ml, 10ml, 15ml dịch canh trường thì lần lượt phải bổ sung thêm 15ml, 10ml, 5ml dịch canh trường cùng loại đã bị bất hoạt enzyme (xử lý nhiệt dịch canh trường ở 1150C, 15 phút). Các bình tam giácđược ủ trong máy ủ ở 500C đối với
B.amyloliquefaciens N1 và 450C đối với B.subtilis DC5. Sau 48 giờ, tiến hành ly tâm thu dịch nổi, thực hiện phản ứng màu và đo OD ở bước sóng 540nm. Sử dụng đường chuẩn maltose để tính lượng đường khử tạo thành. Kết quả được thể hiện trên hình 3.5.
Hình 3.5 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ canh trường đến khả năng thủy
Kết quả thu được cho thấy tỉ lệ canh trường có ảnh hưởng lớn đến khả năng thủy phân bã sắn của hai chủng Bacillus. Đối với chủng
B.amyloliquefaciens N1 lượng đường khử tạo ra khi thủy phân 2 g bã sắn bằng
10 mL dịch canh trường là 79,560 (mg/g) cao hơn gấp hai lần so với thủy phân bằng 5 mL dịch canh trường. Nhưng nếu tăng thể tích canh trường lên 15 mL, 20 mL thì lượng đường khử tạo ra có nhiều hơn nhưng khơng có ý nghĩa về mặt thống kê, điều này có thể hiểu là lượng cơ chất trong 2 g bã sắn chỉ cần dùng 10 mL canh trường của chủng B.amyloliquefaciens N1. Đối với chủng B.subtilis DC5, ta cũng thấy tương tự như chủng B.amyloliquefaciens N1, tỉ lệ canh trường thích hợp để thủy phân 2 g bã sắn là 10 mL. Nhìn vào hình 3.5, ta nhận thấy khả năng thủy phân bã sắn của B.amyloliquefaciens N1 cao hơn hẳn B.subtilis DC5. Ở nhiệt độ thích hợp cho khả năng thủy phân bã sắn của hai chủng Bacillus là 450C đối với B.subtilis DC5 và 500C đối với B.amyloliquefaciens N1 thì lượng đường khử tạo ra khi thủy phân bã sắn bằng 10 mL canh trường của chủng
B.amyloliquefaciens N1 là 79,560 (mg/g) lớn hơn nhiều so với chủng B.subtilis
DC5 là 52,671 (mg/g). Tỉ lệ canh trường sử dụng trong nghiên cứu này cũng phù hợp với một số nghiên cứu về thủy phân bã sắn, như nghiên cứu về khả năng thủy phân bã sắn của enzyme α-amylase thương mại mà Carta và cộng sự ( 1999)[39] đã sử dụng 50 mL enzyme để thủy phân 6 g bã sắn. Một nghiên cứu khác của Adenise Lorenci Woiciechowski và cộng sự (2002)[18], họ đã sử dụng 10 mL enzyme α-amylase thương mại và 50 mL enzyme amyloglucosidase để thủy phân 12 gam bã sắn, kết quả thu được lượng đường khử cao nhất là 77,1 (mg/g). Ngoài ra, một số nghiên cứu lại sử dụng lượng enzyme ít hơn để thủy phân bã sắn, nguyên nhân cũng có thể do độ tinh khiết cao của enzyme, như nghiên cứu của Luiz Gustavo Lacerda và cộng sự (2009)[30], họ sử dụng 0,25 mL enzyme α-amylase của Bacillus licheniformis để thủy phân 1 g bã sắn trong bình tam giác có bổ sung 25 mL nước cất.