2.5.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới
Tiềm năng ứng dụng rộng lớn chitosanase đang được các nhà khoa học quan tâm và nghiên cứu sản xuất rất nhiều trên thế giới. Rất nhiều nước đang tiến hành nghiên cứu quá trình sản xuất enzyme chitosanase như: Nhật, Canada, Mỹ, Hàn Quốc…Nhưng quy trình sản xuất chitosanase hiện nay chưa có quy mô công nghiệp, chỉ tiến hành nghiên cứu trong viện và các trường đại học.
Sơ lược kết quả nghiên cứu về enzyme chitosanase trên thế giới
Đề tài nghiên cứu Kết quả Tác giả và đơn vị tiến
hành Nghiên cứu sinh tổng hợp
và tinh sạch, xác định đặc tính enzyme chitosanase
từ chủng Bacillus
megaterium P1
Xác định ba loại enzyme sinh tổng hợp có khả năng thuỷ phân chitosan
Enzyme có khối lượng 39.5 kDa, pH tối thích 4.5-6.5, và nhiệt độ 450C, hai enzyme
A. Pelletieer and J.
Sygusch (1990),
thuộc trường đại học Sherbrooke.Canada
còn lại có khối lượng 43kDa và 22 kDa Tinh sạch và xác định tính chất của chitosanase từ chủng Bacillus subtilis TKU007
Được phân lập từ đất ở Đài Loan, enzyme có khối lượng là 7, enzyme bền ở nhiệt độ 25-300C, nhiệt độ tối thích cho hoạt động của enzyme là ở 370C và bị bất hoạt ở 600c
Yeon Jin Choi, Eun jung Kim, Zhe Pion (2003), Đại học quốc gia Gyeongsans. Hàn Quốc Tinh sạch và xác định tính chất của chitosan và chitosanase từ chủng vi khuẩn Pseudomonas sp.
TKU015 với việc sử dụng vỏ tôm như là một cơ chất
Hoạt tính tốt nhất của chitosan và chitosanase được xác định ở pH từ 4-6. Nhiệt độ tối thích là 500C. Duy trì hoạt tính được từ 250C-400C và bất hoạt ở 700C
San-Lang Wang, pe- Yi Ye (2007), Đại học Tamkang
Các chủng vi sinh vật được phân lập, tuyển chọn từ tự nhiên :Môi trường đất, môi trường nước, từ một số sản phẩm hoặc từ bộ giống có sẵn. Nhiều đề tài nghiên cứu về điều kiện thu nhận cũng như tinh sạch enzyme và khảo sát các điều kiện phản ứng cũng như các nhân tố ảnh hưởng tới hoạt tính của enzyme chitosanase được các nhà khoa học tiến hành. Hơn thế nữa với sự phát triển của ngành công nghệ sinh học đặc biệt là sinh học phân tử đã tạo ra các chủng vi sinh vật mới có khả năng sịnh tổng hợp enzyme có hoạt tính cao. Tuy nhiên hiện nay, phương pháp cải biến di truyền bằng gây cảm ứng và chọn lọc kinh điển để cải tiến các chủng vi sinh vật đã không còn hấp dẫn vì tốn thời gian và giá thành lại cao. Việc sử dụng công nghệ DNA tái tổ hợp không chỉ tạo ra những chủng vi sịnh vật có khả năng sinh tổng hợp enzyme cao mà còn tạo ra cho các enzyme đó những đặc tính vượt trội. Như việc tạo ra chủng
Bacillus sp.strain CK4 có khả năng sinh tổng hợp chitosanase chịu nhiệt. Enzyme chitosan chịu nhiệt này gồm 242 aminoacid, có khối lượng phân từ là 30 kDa. Người ta nhận thầy chuỗi polypeptide của nó có tới 76% giống chuỗi chitosanase thu nhận từ
Bacillus subtilis. Chitosanase này có khả năng chịu nhiệt, thời gian bán huỷ của nó là 90 phút ở 800C. Nhờ đặc tính này mà nó rất có ích trong công nghiệp.
2.5.2. Tình hình nghiên cứu trong nước
Các nghiên cứu về enzyme chitosanase ở nước ta cho đến thời điểm hiện nay còn rất ít, hầu hết các nghiên cứu còn dừng ở những giai đoạn ban đầu mà chưa có điều kiện đi sâu hơn và còn chậm hơn rất nhiều so với các nước trên thế giới. Hiện nay ở nước ta mới có một số đề tài nghiên cứu về chitosan:
-“ Nghiên cứu thu nhận chế phẩm enzyme chitosanase kỹ thuật từ Streptomyces griceus” (Đại học thuỷ sản nha trang)
-“Biểu hiện và xác định một số đặc tính của chitosanase tái tổ hợp từ vi khuẩn
Bacillus circulans MH-KL” ( Đại Học Bách Khoa Hà Nội)
-“Bước đầu xây dựng quy trình công nghệ enzyme thuỷ phân chitin/chitosan bằng enzyme chitinase/chitosanase “(Viện Công Nghệ Sinh Học)
-“ Nghiên cứu ảnh hưởng pH lên cấu trúc phân tử enzyme chitosanase từ vi
khuẩn Bacillus circulans MH-KL” (ĐHKHTN-ĐHQGTPHCM)
Phần III
VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.l. Đối tượng, vật liệu và địa điểm nghiên cứu 3.1.1 Đối tượng nghiên cứu
Mẫu giống vi khuẩn Bacillus lícheniformis do bộ môn Sinh học phân tử và công nghệ vi sinh - Công nghệ sinh học - Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội phân lập từ mẫu nước lấy từ mẫu nước lấy từ suối nước nóng Kênh Gà – Ninh Bình.
3.1.2. Địa điểm
Nghiên cứu đề tài được tiến hành tại bộ môn Hoá sinh – Công nghệ sinh học thực phẩm - Công nghệ thực phẩm - Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội.
3.1.3 Vật liệu nghiên cứu
3.1.3.1. Môi trường cấy truyền, hoạt hoá và nuôi cấy vi khuẩn
Môi trường nuôi cấy vi khuẩn (môi trường LB-Agar)
Môi trường hoạt hoá và nuôi cấy vi khuẩn Thành phần Hàm lượng(%) Peptone 1% Cao nấm men 0.5% NaCl 0.5% Agar 2% nước cất pH 8, khử trùng ở 1atm/20-30 phút pH 8, khử trùng ở 1atm/20-30 phút
3.1.3.2. Môi trường thử hoạt tính của vi khuẩn
Thành phần Hàm lượng (%)
Agar 2%
Dung dịch chitosan 0.2%
pH 8, khử trùng ở 1atm/20-30 phút