Hàm lượng
urea (g/l)
Trọng lượng sinh khối khô
(g/l) Hàm lượng astaxanthin (µg/g sinh khối khơ) (µg/l dịch ni cấy) 0,0 4,2020 ± 0,0170 184,29 ± 10,43 774,37 ± 7,54 0,2 4,1170 ± 0,0495 207,62 ± 3,27 854,78 ± 23,72 0,5 5,1480 ± 0,1782 194,05 ± 4,27 998,96 ± 60,15 1,5 4,7185 ± 0,0078 178,81 ± 5,99 843,71 ± 20,71 2,5 4,1645 ± 0,0205 184,52 ± 3,66 768,45 ± 52,48 3,5 4,3980 ± 0,0113 174,29 ± 6,12 766,51 ± 17,64
54
Hình 3.12: Biểu đồ đánh giá hàm lượng astaxanthin thu được khi nuôi cấy nấm men trên
môi trường rỉ đường ở những nồng độ urea nuôi cấy khác nhau. * và **: khác biệt có ý
nghĩa so với đối chứng không cho urea với p < 0,05 và p < 0,01 (n = 2)
Từ kết quả khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng urea bổ sung vào môi trường rỉ đường nuôi cấy lên hàm lượng astaxanthin thu được, chúng tôi nhận thấy rằng: trọng lượng sinh khối khô tăng ở hàm lượng urea 0,2 g/l đến 0,5 g/l, đạt cao nhất tại hàm lượng
urea 0,5 g/l và giảm dần ở hàm lượng lớn hơn 0,5 g/l. Hàm lượng astaxanthin tính trên gam sinh khối khô cao gần bằng nhau ở hai lô 0,2 g/l và 0,5 g/l, cịn hàm lượng astaxanthin tính trên thể tích dịch nuôi cấy đạt cao nhất ở hàm lượng urea 0,5 g/l (998,96 µg/l dịch ni cấy), cao gấp 1,29 lần so với lô đối chứng khi môi trường chỉ có dịch rỉ
đường khơng bổ sung urea (774,37 µg/l dịch ni cấy). Điều đó cho thấy rằng việc bổ
sung thêm urea vào dịch rỉ đường ni cấy góp phần làm tăng hàm lượng astaxanthin. Ở
hàm lượng urea thấp hơn 0,5 g/l là 0,2 g/l cho hàm lượng astaxanthin thấp hơn. Ở hàm lượng urea cao hơn 0,5 g/l là 1,5 g/l; 2,5 g/l và 3,5 g/l đều cho hàm hàm lượng
astaxanthin giảm dần nhưng sự giảm đều nhau, không có sự chênh lệch nhiều giữa 3 nồng độ urea này. Giải thích cho điều này là do hàm lượng nitơ lấy từ urea khi bổ sung vào cũng có giới hạn, vì bản thân trong dịch rỉ đường ni cấy đã có sẵn một hàm lượng
nitơ nhất định (các thành phần chứa nitơ trong rỉ đường dao động từ 2-6%) nên nếu bổ sung hàm lượng urea quá cao lại hạn chế sự sinh trưởng của nấm men.
Latha, Jeevaratnam, Murali và Manjia (2005) đã khảo sát các yếu tố ảnh hưởng
đến sự hình thành carotenoid ở chủng Rhodotorula glutinis. Khi khảo sát ảnh hưởng của
các nguồn nitơ khác nhau: sodium nitrate (NaNO3) là nguồn nitơ cho hàm lượng carotenoid cao nhất (3,3 mg/l), kế đến là urea (2,2 mg/l) và cao nấm men (2,1 mg/l).
Yimyoo, Yongmanitchai và Limtong (2011) đã tối ưu hóa mơi trường nuôi cấy
chủng Rhodosporidium pakudigenum trên môi trường sử dụng glycerol 40 g/l làm nguồn carbon nhằm thu nhận carotenoid và khi khảo sát hàm lượng urea cho kết quả ở hàm lượng urea 0,559 g/l cho lượng sinh khối khô là 7,59 g/l và hàm lượng carotenoid là 3,42
mg/l sau 132 giờ nuôi cấy. Tuy nguồn carbon mà tác giả sử dụng là glycerol nhưng hàm
55
Banzatto, Freita và Mutton (2013) đã nghiên cứu sự thu nhận carotenoid của
chủng Rhodotorula rubra trên các môi trường khác nhau, trong đó có rỉ đường, đồng thời bổ sung vào môi trường nuôi cấy urea 2 g/l và Nitrofos KL 0,5 g/l (một sản phẩm đạm
thượng mại). Kết quả thu được môi trường cho hàm lượng carotenoid cao nhất là rỉ đường với hàm lượng thu được là 2,74 mg/l, khi bổ sung urea và Nitrofos KL cho hàm lượng carotenoid tương ứng là 2,55 mg/l và 2,32 mg/l. Tác giả kết luận rằng việc bổ sung urea làm tăng trọng lượng sinh khối khô thu được (trọng lượng sinh khối khô thu được trên môi trường bổ sung urea và Nitrofos KL tương ứng là 15,09 g/l và 14,87 g/l) nhưng
làm giảm hàm lượng carotenoid tích lũy trong tế bào và sự giảm này là không đáng kể. So sánh với kết quả chúng tôi đạt được: hàm lượng urea 0,5 g/l cho hàm lượng
astaxanthin cao nhất, có sự tương đồng với kết quả của tác giả. Tác giả sử dụng sản phẩm
đạm urea thương mại (Nitrofos KL) với hàm lượng thấp 0,5 g/l nhưng cho hàm lượng
carotenoid thu nhận lại gần bằng so với khi dùng muối urea nguyên chất. Điều này là cơ sở để chúng ta có thể áp dụng vào quy mơ sản xuất astaxanthin công nghiệp khi sử dụng nguồn urea thương mại ngoài thị trường với giá thành rẻ lại dùng với hàm lượng thấp nhưng cho hiệu quả cao, vì vậy sẽ tiết kiệm được chi phí sản xuất.
Qua so sánh với các nghiên cứu khảo sát về hàm lượng urea trên đây, chúng tôi
nhận thấy rằng hàm lượng urea bổ sung vào môi trường nuôi cấy nhằm thu nhận astaxanthin đều ở mức hàm lượng thấp và hàm lượng urea cao làm giảm hàm lượng
astaxanthin. Vì vậy, chúng tơi quyết định chọn hàm lượng urea 0,5 g/l bổ sung vào dịch rỉ
đường nuôi cấy cho các khảo sát tiếp theo.
Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng MgSO4
Dựa trên kết quả khảo sát hàm lượng đường tổng trong rỉ đường thích hợp là 25 g/l và hàm lượng urea là 0,5 g/l, chúng tôi tiếp tục khảo sát đến yếu tố tiếp theo là nguồn
khoáng bổ sung vào mơi trường ni cấy. Nguồn khống chúng tơi khảo sát đầu tiên là MgSO4 với mục đích bổ sung nguyên tố magie (Mg). Môi trường nuôi cấy lắc với hàm lượng đường tổng rỉ đường là 25 g/l, hàm lượng urea là 0,5 g/l, hàm lượng MgSO4 thay
đổi từ 0 g/l (đối chứng) đến 5 g/l (cách nhau 1 đơn vị), pH 6,0, điều kiện nhiệt độ phòng
(280C ± 20C) và ánh sáng tự nhiên. Kết quả thu được thể hiện ở bảng 3.6 và biểu đồ hình 3.13.
56