CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.3. Đặc điểm sinh lí - sinh hóa
3.3.1. Khả năng sử dụng nguồn nitơ
Để đánh giá khả năng sử dụng nguồn nitơ, chúng tôi nuôi cấy xạ khuẩn trên môi trường ISP8 có bổ sung các nguồn nitơ khác nhau với tỉ lệ 1%. Kết quả được thể hiện ở bảng 3.3.
Bảng 3.3. Khả năng sử dụng các nguồn nitơ của các chủng xạ khuẩn
Nguồn nitơ Chủng xạ khuẩn
NA113 NA115
L-Asparagin monohydrat + +
L-Histidine monohydrat - -
L- Phenylalanin ± -
L-Leucin ++ +
L-Tryptophan + +
L-Arginin monodo - -
L-Isoleucin + ++
L-Valin - -
L-Methionin - ±
A B
L-Lysin - +
L-Threonin + +
L-Cystein - +
2 Amino 2 hydroxy-methyl 1,3 promo - +
(NH4)2SO4 - ±
NH4Cl - +
Yeast extract (cao nấm men) ++ ++
Trypton ++ ++
Casein + +
Pepton ++ ++
Bột đậu tương + +
Đối chứng âm (ISP8) ± ±
Ghi chú: - Không sinh trưởng, ± Sinh trưởng yếu, + Sinh trưởng bình thường, ++ Sinh trưởng tốt
Qua bảng 3.3 ta thấy, chủng NA113 có khả năng sinh trưởng tốt trên các nguồn nitơ L-leucin, cao nấm men, pepton, trypton. Không sinh trưởng trên môi trường sử dụng nguồn nitơ L-histidine monohydrat, L-arginin monodo, L-valin, L- methionin, L-lysin, L-cystein, 2 amino 2 hydroxy-methyl 1,3 promo và trên môi trường có nguồn nitơ vô cơ.
Chủng NA115 không có khả năng sinh trưởng khi sử dụng nguồn nitơ L- phenylalanin, L-arginin monodo và L-valin. Sinh trưởng mạnh nhất trên môi trường có L-isoleucin, cao nấm men, trypton và pepton. Cả hai chủng đều sinh trưởng yếu trên môi trường đối chứng âm.
3.3.2. Khả năng đồng hóa nguồn cacbon
Để đánh giá khả năng sử dụng nguồn cacbon, chúng tôi tiến hành nuôi xạ khuẩn trên môi trường ISP9 có bổ sung các nguồn cacbon khác nhau với nồng độ 1%, đọc kết quả sau 7 – 14 ngày nuôi cấy. Việc nghiên cứu khả năng sử dụng nguồn cacbon nhằm đánh giá đặc điểm của chủng xạ khuẩn, bên cạnh đó giúp định hướng tìm nguồn cacbon thích hợp cho quá trình lên men. Kết quả nghiên cứu khả năng sử dụng nguồn cacbon đƣợc trình bày ở bảng 3.4.
Bảng 3.4. Khả năng sử dụng các nguồn cacbon của các chủng xạ khuẩn
Nguồn đường Chủng xạ khuẩn
NA113 NA115
D-Glucose (đối chứng dương) + +
Arabinose - +
Saccarose ± +
D-xylose ± ±
Myo-Inositol ± +
Mannitol + +
D-fructose ± +
L-rhamnose + +
Raffinose - -
D-Cellulose ± +
D-Mantose monohydrat ± ±
Mannose ± +
Tinh bột + +
Chitin + +
ISP9 khoáng (đối chứng âm) - ±
Ghi chú: + Sinh trưởng tốt, ± Sinh trưởng yếu (kém hơn đối chứng dương) - Không sinh trưởng
Qua bảng 3.4 ta thấy, chủng NA113 có khả năng sinh trưởng tốt ở môi trường có D-glucose (đối chứng dương), mannitol, L-rhamnose, chitin và tinh bột;
không có khả năng sinh trưởng trên môi trường có arabinose và raffinose và ISP9 (đối chứng âm).
Tinh bột, chitin, mannose, D-cellulose, L-rhamnose, D-fructose, manitol, myo-Inositol, saccarose, arabinose và D-glucose là nguồn đường thích hợp nhất để nuôi cấy chủng NA115. Trên môi trường có D-xylose, D-mantose monohydrat và môi trường đối chứng âm (ISP9 khoáng) chủng này sinh trưởng yếu và không có khả năng sinh trưởng trên môi trường có raffinose.
3.3.3. Khả năng chịu muối NaCl
Do nồng độ muối trong nước biển cao (khoảng 3%) nên các chủng xạ khuẩn biển thường có khả năng chịu muối tốt hơn các chủng xạ khuẩn phân lập được từ các môi trường khác. Để kiểm tra khả năng chịu muối, chủng xạ khuẩn được nuôi trên môi trường ISP2 có bổ sung NaCl với các nồng độ khác nhau. Kết quả được thể hiện ở bảng sau:
Bảng 3.5. Khả năng sinh trưởng của xạ khuẩn ở nồng độ NaCl khác nhau Xạ
khuẩn
Nồng độ NaCl (%)
1 2 3 4 5 7 10 13 15
NA113 ++ ++ ++ ++ ++ + ± - -
NA115 ++ ++ ++ + ± - - - -
Ghi chú: - Không sinh trưởng, ± Sinh trưởng yếu, + Sinh trưởng bình thường, ++ Sinh trưởng tốt
Ở nồng độ muối từ 1-3%, cả hai chủng đều sinh trưởng tốt, riêng chủng NA113 vẫn sinh trưởng tốt ở nồng độ NaCl 5% và không sinh trưởng ở nồng độ NaCl ≥ 13%. Khi nồng độ NaCl ≥ 5% chủng NA115 sinh trưởng yếu và không sinh trưởng ở 7%.
3.3.4. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng sinh trưởng
Các chủng xạ khuẩn được nuôi trên môi trường ISP2 ở các điều kiện nhiệt độ khác nhau. Kết quả đƣợc trình bày ở bảng 3.6.
Bảng 3.6. Khả năng sinh trưởng của chủng xạ khuẩn NA113 và NA115 ở các điều kiện nhiệt độ khác nhau
Chủng xạ khuẩn
Nhiệt độ (oC)
4 10 20 30 40 45
NA113 - ± + ++ + ±
NA115 - ± + ++ + ±
Ghi chú: - Không sinh trưởng; ± Sinh trưởng yếu; + Sinh trưởng bình thường ++ Sinh trưởng tốt
Cả hai chủng ở trên đều thuộc nhóm ƣa ấm (mesophilic), cần nhiệt độ trong khoảng 20 - 40oC, không sinh trưởng ở nhiệt độ 4oC và sinh trưởng tốt nhất ở nhiệt độ 30oC. Nhiệt độ ảnh hưởng mạnh đến quá trình sinh trưởng của xạ khuẩn. Nếu nhiệt độ quá cao sẽ làm cho protein bị biến tính, thay đổi cấu hình không gian của enzyme và màng sinh chất bị tổn thương. Nếu nhiệt độ quá thấp sẽ làm chậm hoặc bất hoạt quá trình trao đổi chất do ảnh hưởng đến tính chất của keo nguyên sinh và ảnh hưởng đến khả năng tạo ATP cần cho hoạt động sống của xạ khuẩn. Do đó, việc xác định nhiệt độ sinh trưởng tối ưu cho chủng là cần thiết trong quá trình nuôi cấy.
3.3.5. Ảnh hưởng của độ pH
Rất nhiều nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng, pH môi trường có ý nghĩa quyết định tới sự sinh trưởng của nhiều chủng vi sinh vật, tác động sâu sắc tới quá trình trao đổi chất của chúng. Giới hạn hoạt động của vi sinh vật thường nằm trong khoảng pH từ 4 - 11. Xạ khuẩn thuộc nhóm ưa kiềm, hầu hết sinh trưởng tốt nhất ở pH 7 - 8, cao nhất là 11 và thấp nhất là 5.
Để xác định ảnh hưởng của pH đến khả năng sinh trưởng và sinh trưởng của xạ khuẩn, chúng tôi cấy chủng xạ khuẩn trên môi trường ISP2 có độ pH khác nhau, nuôi ở 30 - 37oC, sau 5 - 7 ngày quan sát sự sinh trưởng.
Bảng 3.7. Khả năng sinh trưởng của xạ khuẩn ở các điều kiện pH khác nhau
Chủng pH
4 5 6 7 8 9 10 11
NA113 - + + ++ ++ ++ ++ +
NA115 - + ++ ++ ++ ++ ++ +
Ghi chú: - Không sinh trưởng, ± Sinh trưởng yếu, + Sinh trưởng bình thường ++ Sinh trưởng tốt
Qua bảng 3.7 ta thấy, chủng NA113 sinh trưởng tốt ở môi trường có pH từ 7 – 10 còn chủng NA115 sinh trưởng tốt ở pH từ 6 - 10, cả hai chủng đều không sinh trưởng được ở pH 4.
Hình 3.7. Khả năng sinh trưởng của chủng NA113 trên môi trường có pH khác nhau
Hình 3.8. Khả năng sinh trưởng của chủng NA115 trên môi trường có pH khác nhau