CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.3 TỔNG QUAN VỀ MỘT SỐ CHỦNG NẤM MỐC SINH TỔNG HỢP
CELLULASE
1.3.1 Aspergillus niger
Aspergillus niger là loài phổ biến nhất trong chi Aspergillus, phân bố rộng rãi trên
các cơ chất tự nhiên, trong các sản phẩm nông công nghiệp và ở nhiều vùng địa lý khác nhau trên thế giới. Hiện nay, A. niger được sử dụng chủ yếu trong cơng nghiệp sản xuất enzyme (điển hình như α - amylase, glucoamylase, pectinase, protease, cellulase), trong công nghiệp chế biến thực phẩm, công nghiệp sản xuất một số acid hữu cơ như acid citric, acid gluconic,…(Panesar et al., 2010). Nấm mốc là vi sinh vật có thay đổi đáng kể trong lịch sử phân loại. Các nghiên cứu khởi đầu đã phân chia nấm thuộc ngành Thallophyta thuộc giới phụ Cryptogamae, giới Plantae (thực vật). Các khảo sát về đặc tính cấu trúc dưới kính hiển vi tiếp theo đã chứng minh nấm không thuộc thực vật lẫn động vật. Samson và Van Reenen-Hoekstra (1988) đã phân chia nấm thật thành 4 lớp: Phycomycetes, Ascomycetes, Basidiomycetes và Deuteromycetes. Hệ thống phân loại này đã tồn tại một thời gian dài và A. niger được phân loại thuộc giới nấm (Fungi), ngành phụ nấm bất toàn Deuteromycotina, lớp Deuteromycetes, bộ Moniliales, họ Moniliaceae, chi Aspergillus và loài Aspergillus niger (Samson and van Reenen-
14
Tuy nhiên, với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật, các nghiên cứu ở thập niên 70 của thế kỷ XX, bắt đầu từ nghiên cứu phân chia nhóm của Whittaker (1969, trích dẫn bởi Sumbali, 2005), đến giới (Alexopolous và Mims, 1979; trích dẫn bởi Sumbali, 2005) đã đề nghị khóa phân loại mới cho giới nấm nói chung và A. niger nói riêng thuộc:
Ngành: Amastigomycota Ngành phụ: Ascomycotina Lớp: Ascomycetes Lớp phụ: Plectomycetidae Bộ: Eurotiales Họ: Eurotiaceae Giống: Aspergillus
Lồi: Aspergillus niger
Với đặc điểm chính trong họ Eurotiaceae là bào tử đính ở dạng thể bình (Cao Ngọc
Điệp và Nguyễn Văn Thành, 2010).
Đặc điểm hệ sợi của nấm Aspergillus niger
Khuẩn ty của nấm chỉ tăng trưởng ở ngọn và có vách ngăn, gồm hai loại:
- Khuẩn ty dinh dưỡng: khuẩn ty phát triển trong cơ chất, có kích thước nhỏ, màu trắng. Các khuẩn ty bện chặt thành một khối rất dai, ăn sâu vào môi trường nuôi cấy để hút dưỡng chất. Khi già hệ sợi ngã sang màu vàng.
- Khuẩn ty sinh sản: khuẩn ty phát triển trong khơng khí, có kích thước lớn hơn khuẩn ty dinh dưỡng rất nhiều, trong suốt. Khuẩn ty sinh sản hướng vào khơng khí để lấy oxy, có khả năng tạo bào tử khi già.
Tóm lại, khi già hệ sợi có nhiều biến đổi: một số khuẩn ty dinh dưỡng tạo thành các hạch nấm làm hệ sợi ngã sang màu vàng. Trong khi đó, khuẩn ty sinh sản hình thành các bào tử đính làm cho bề mặt khuẩn lạc có màu đen (Klich, 2002).
Cấu tạo ơ quan sinh sản
Aspergillus niger là loại nấm khơng có giai đoạn sinh sản hữu tính, A. niger sinh
15
Hình 1.8: Hình thái Aspergillus sp.
(a) khối bào tử đính, (b) bào tử đính, ( c) tế bào gốc , (d) cuống thể bình và thể bình
(Onion et al., 1981)
Cơ quan sinh sản có dạng như hoa cúc, gồm các phần: bào tử đính phát triển từ một tế bào có đường kính lớn hơn, màng dày hơn các đoạn lân cận của hệ sợi nấm gọi là tế bào gốc. Từ tế bào gốc tạo thành sợi cuống không vách ngăn, kéo dài với phần đỉnh phồng to tạo thành túi hình cầu, khơng màu cho đến vàng nhạt. Xung quanh bề mặt túi là các cuống thể bình màu nâu, dài 10 ữ 15 àm, l ni sinh ra cỏc th bình. Thể bình có một tầng hoặc hai tầng. Các bào tử đính được tạo thành nối tiếp nhau trong miệng thể bình thành chuỗi hướng gốc, khơng phân nhánh (bào tử ở ngay miệng thể bình là bào tử non nhất, càng xa miệng thể bình là bào tử càng già). Bào tử đính hình cầu, thường dẹt, đường kớnh 4 ữ 5 àm, nhng thng nho hn (Onions et al., 1981). Loài A. niger được phân biệt với các loài khác trong chi Aspergillus bởi khối bào tử đính màu đen.
1.3.2 Trichoderma
Trichoderma phân bố rộng rãi trong đất, bã xác thực vật. Theo Nguyễn Lân Dũng
(1979) T. viride được phân loại như sau: Lớp: Deuteromycetes
Bộ: Moniliales
Họ:Moniliaceae
Giống: Trichoderma
Theo Persoon and Gray (1801), thì Trichoderma: Ngành: Ascomycota
16 Bộ: Hypocreales Họ: Hypocreaceae Giống: Trichoderma Hình 1.9 Nấm Trichoderma viride (Nguyễn Đức Lượng, 2002) Đặc điểm hình thái
Sợi nấm có màu trắng, sau đó có màu xanh do bào tử được hình thành. Cuống sinh bào tử phân nhiều nhánh, sinh ra các thể bình hình tam giác. Mỗi nhánh kết thúc bởi một thể bình. Bào tử đính có hình cầu, đường kính 3,6 – 4,5 µm , có vách xù xì.
(Nguyễn Đức Lượng và cộng sự, 2003).
Đặc điểm sinh lý, sinh hóa
T. reesei sinh trưởng ở nhiệt độ tối thiểu 00C, tối ưu ở 20-280C, tối đa 30-370C. Sự tăng trưởng của nấm sợi sinh sắc tố vàng cam trên mơi trường PDA.
Tính ưu việt của phức hệ cellulase từ T. reesei là hoạt động rất mạnh và có khả
năng phân giải hồn tồn cellulose tự nhiên. Tuy nhiên, cellulase thu được từ T. reesei có hoạt tính β – glucosidase thấp, do đó cellobiose sinh ra khơng được thủy phân tiếp thành glucose sẽ quay trở lại ức chế endoglucanase vốn có hoạt tính cao ở T. reesei. Nhiệt độ thích hợp cho hệ phức hệ cellulase của T. reesei là 400C và pH thích hợp từ 3- 7 (Samuels et al., 2004).
17