CHƢƠNG 2 LỰA CHỌN, PHÂN TÍCH, QUY TRÌNH SẢN XUẤT
2.2. Lựa chọn nguồn nuôi cấy Bacillus subtillis
2.2.1. Nguồn Carbon
Nguồn carbon có vai trị rất quan trọng đối với sự sinh trƣởng và phát triển của vi sinh vật, đóng vai trị là một nguồn dinh dƣỡng, đồng thời còn là nguồn năng lƣợng cho vi sinh vật. Suman và Ramesh (2010) đã công bố rằng khi nuôi cấy chủng Bacillus.sp trong mơi trƣờng ni cấy có bổ sung nguồn lactose thì khả năng tổng hợp amylase là cao hơn so với các nguồn carbon khác. Kinsoula và Liakopoulou-Kyriakides (2007) kết luận rằng tinh bột hịa tan là thích hợp nhất cho quá trình sinh tổng hợp ɑ-amylase của chủng B. subtilis.
Có nhiều nguồn carbon để sử dụng nhƣng do các yếu tố về lợi nhuận kinh tế, giá thành nguyên liệu rẻ nên phụ phẩm nông nghiệp là sự lựa phù hợp trong qui mô công nghiệp. Mật rỉ đƣờng là nguồn nguyên liệu dồi dào và sẵn có nên
nếu có thể tận dụng đƣợc thì chi phí sẽ giảm đáng kể, đây là một nguyên liệu lí tƣởng. Mật rỉ đƣờng còn gọi là rỉ đƣờng, phụ phẩm trong quá trình sản xuất đƣờng hoặc củ cải đƣờng. Mật rỉ đƣờng là chất lỏng đặc sánh còn lại sau khi đã rút đƣờng bằng phƣơng pháp cô đặc và kết tinh.
Bảng 2.1: Thành phần mật rỉ đường. Thành phần Tỉ lệ (%) Nƣớc 18-30 Saccharose 40 Glucose và fructose 20 Hợp chất hữu cơ 30-32 Hợp chất vô cơ 6-10
Ngoài ra, trong nguyên liệu mật rỉ đƣờng còn chứa một số vitamin.
Bảng 2.2: Thành phần vitamin của mật rỉ đường.
Vitamin Số lƣợng (μg/g) Thiamin 8.3 Riboflavin 2.5 Acid nicotinic 21 Biotin 0.038 Acid pentotenic 21.4 2.2.2. Nguồn Nitơ
Nguồn nitơ là thành phần quan trọng tham gia vào quá trình chuyển hóa năng lƣợng và cấu tạo nên vật chất trong tế bào nhƣ acid nucleic, protein, enzyme. Nguồn nitơ tồn tại ở dạng vô cơ và hữu cơ, nguồn nitơ hữu cơ tồn tại ở dạng phức tạp vi sinh vật cần chuyển về dạng đơn giản để dễ hấp thụ và sử dụng hiệu quả nguồn cơ chất. Nguồn nitơ vi sinh vật thƣờng sử dụng nhƣ muối nitrat, protein, ure, pepton... ngoài ra vi sinh vật có thể sử dụng các phụ phẩm nông nghiệp để làm nguồn nitơ nhƣ bã mía, bã dừa, bã đậu nành...Theo (Cihangir &
Sarikaya, 2004) muối, ure và protein là nguồn nitơ có khoảng 1% trong môi trƣờng bổ sung với 1% dầu oliu. Kinsoula và Liakopoulou-Kyriakides (2007) cho rằng tryptone là nguồn nitơ kích thích sinh tổng hợp amylase của chủng
Nguồn khoáng và các yếu tố khác
Khoáng là thành phần khơng thể thiếu trong q trình phát triển của vi sinh vật chiếm khoảng 2-5% khối lƣợng khơ của tế bào. Khống thƣờng đƣợc bổ sung ở dạng muối sunphat, cacbonat, clorua...và trong tế bào vi sinh vật tồn tại ở dang ion nhƣ Na+, Mg2+, K+, Ca2+ hoặc Cl-, HCO3-, (HPO4)2-...
Hàm lƣợng chất khoáng sẽ thay đổi vào từng giai đoạn phát triển của vi sinh vật và môi trƣờng nuôi cấy. Khi môi trƣờng bổ sung chất khoáng sẽ giúp vi sinh vật phát triển tốt hơn, đặc biệt phospho có vai trị quan trọng là chất đệm cho môi trƣờng.
Ngồi ra, các chất khống sẽ tồn tại trong các chế phẩm đƣợc sử dụng làm cơ chất nhƣ bã mía, bã dừa, bã đậu nành, mật rỉ đƣờng... Khi sử dụng các cơ chất đó thì lƣợng khống cần bổ sung vào mơi trƣờng sẽ giảm đi đáng kể.
2.2.3. Môi trƣờng nuôi cấy
B. subtilis có nguồn carbon và nito đa dạng nên sẽ có rất nhiều mơi trƣờng ni cấy có thể sử dụng nhƣ PGA, PDA, Czapek Dox, mật rỉ đƣờng, bã mía... Để lựa chọn mơi trƣờng cấy B. subtilis ở quy mô công nghiệp cần đảm bảo giá thành rẻ, dễ tìm, hiệu suất thu hồi cao,...