Nghiên cứu sử dụng protein thủy phân máu cá tra ứng dụng nuôi cấy vi

4.4 Nội dung 3: Nghiên cứu sử dụng protein thủy phân ứng dụng nuôi cấy vi

4.4.2 Nghiên cứu sử dụng protein thủy phân máu cá tra ứng dụng nuôi cấy vi

4.4.2.1 Nghiên cứu sử dụng protein thủy phân máu cá tra nuôi cấy vi khuẩn Bacillus subtilis

a) Khảo sát đường cong sinh trưởng của vi khuẩn Bacillus subtilis

Hình 4. 30: Đường cong tăng trưởng của vi khuẩn B.subtilis trong các môi trường thủy phân protein máu cá tra và môi trường peptone thương mại

Dựa vào kết quả Hình 4.30, với mật độ vi khuẩn ban đầu cho vào môi trường là 7,5 lgCFU/mL, mật độ của vi khuẩn tăng dần theo thời gian và đạt mật độ cao nhất tại thời điểm 36 giờ, và mật độ tế bào giảm dần sau 48 giờ.

Tại thời điểm 36 giờ số lượng tế bào vi khuẩn cao nhất là 8,58±0,01 lgCFU/mL môi trường thủy phân protein máu cá tra bằng papain cao hơn so với môi trường thủy phân protein máu cá tra bằng bromelain và neutrase (8,58±0,01 lgCFU/mL) và môi trường thương mại có số lượng tế bào vi khuẩn thấp nhất 8,44±0,01 lgCFU/mL. Còn mẫu đối chứng máu cá với số lượng tế bào là 8,08±0,01 lgCFU/mL thấp hơn rất nhiều so với các môi trường nuôi cấy

7,0 7,2 7,4 7,6 7,8 8,0 8,2 8,4 8,6 8,8 9,0 9,2 9,4

0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 52 56 60 64 68 72

Log [mật số Bacillus subtilis, CFU/mL]

Thời gian nuôi cấy (giờ)

Các môi trường dinh dưỡng:

Peptone thương mại

Peptone_Bromelain thủy phân máu cá Peptone_Papain thủy phân máu cá Peptone_Neutrase thủy phân máu cá Phụ phẩm máu cá tra

Ngành Công nghệ thực phẩm 108 Khoa Nông nghiệp

trên. Theo Trần Thị Bích Quyên (2012), chủng B.subtilis, sau thời điểm 36 giờ sự sinh trưởng bắt đầu giảm khi nuôi cấy chủng trên môi trường có nguồn carbon là đường ở nồng độ 1%.

Kết quả xử lý thống kê cho thấy rằng có sự khác biệt về số lượng vi khuẩn giữa các môi trường nuôi cấy. Vậy khi nuôi cấy vi khuẩn B.subtilis trong môi trường dinh dưỡng chứa chế phẩm máu cá thủy phân bằng enzyme papain cho số lượng tế bào vi khuẩn cao nhất tại thời điểm 36 giờ

b) Khảo sát khả năng sinh protease của Bacillus subtilis

Hình 4. 31: Hoạt tính protease của vi khuẩn B.subtilis trong các môi trường thủy phân protein máu cá tra và môi trường peptone thương mại.

Dựa vào kết quả hình 4.31, cho thấy vi khuẩn B.subtilis có hoạt tính protease phân biệt rõ rệt giữa các môi trường và có hoạt tính cao nhất tại thời gian nuôi cấy 16 giờ. Trong đó môi trường thủy phân máu cá bằng bromelain có hoạt tính cao nhất 0,228±0,4 AU/mL lớn môi trường thủy phân máu cá bằng papain 0,224±0,06 AU/ml> môi trường thủy phân máu cá bằng neutrase 0,207±0,00 AU/mL>môi trường peptone thương mại 0,144±0,04 AU/mL>môi trường máu cá đối chứng 0,037±0,03 AU/mL

0,0 0,1 0,2 0,3 0,4

4 8 12 16 20 24

Hoạt tính protease (AU/mL)

Thời gian nuôi cấy (giờ) Các môi trường dinh dưỡng:

Pepton thương mại

Peptone_Bromelain thủy phân máu cá Peptone_Neutrase thủy phân máu cá Peptone_Papain thủy phân máu cá Phụ phẩm máu cá tra

Ngành Công nghệ thực phẩm 109 Khoa Nông nghiệp

4.4.2.2 Nghiên cứu sử dụng protein thủy phân máu cá tra nuôi cấy nấm mốc Aspergillus oryzae

a) Khảo sát đường cong sinh trưởng của Aspergillus oryzae

Kết quả cho thấy, thời gian nuôi cấy khác nhau thì sinh khối tế bào thay đổi khác nhau, có ý nghĩa về mặt thống kê ở mức p<0,05. Thời gian nuôi cấy nấm mốc Aspergillus oryzae ảnh hưởng lớn đến quá trình sản xuất sinh khối tế bào, thời gian nuôi cấy tăng thì sinh khối tế bào tăng nhanh và đạt giá trị cực đại, ổn định một thời gian rồi sau đó giảm dần.

Hình 4. 32: Đường cong tăng trưởng của vi khuẩn Aspergillus oryzae trong các môi trường thủy phân protein máu cá tra và môi trường peptone thương mại

Trong khoảng thời gian từ 8-24 giờ sinh khối tế bào đều tăng nhưng tốc độ chậm. Điều này có thể giải thích là do giai đoạn đầu nấm mốc Aspergillus oryzae chưa quen với môi trường dinh dưỡng, làm cho sự sinh trưởng và phát triển diễn ra chậm. Trong giai đoạn này, quá trình tổng hợp các chất để xây dựng tế bào nên chỉ tăng về kích thước và thể tích. Sinh khối tế bào tiếp tục tăng và tăng mạnh do nấm mốc Aspergillus oryzae thích ứng với môi trường dinh dưỡng và đạt giá trị cao nhất tại 52 giờ, và giảm dần đến 72 giờ do môi trường cạn kiệt nguồn dinh dưỡng làm giảm hoạt tính trao đổi chất, phân hủy dần các chất dự trữ và sự tích lũy các sản phẩm trao đổi chất. Qua hình 4.32 cho thấy các môi trường nuôi cấy nấm mốc Aspergillus oryzae về tốc độ sinh trưởng của môi trường protein máu cá thủy phân bằng enzyme bromelain cao hơn so với máu cá thủy phân bằng papain và neutrase.

6,5 7,0 7,5 8,0 8,5 9,0 9,5 10,0 10,5 11,0 11,5

0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 52 56 60 64 68 72

Log [mật số Aspergillus oryzae, CFU/mL]

Thời gian nuôi cấy (giờ) Các môi trường dinh dưỡng:

Peptone thương mại

Peptone_Papain thủy phân máu cá Peptone_Neutrase thủy phân máu cá Peptone_Bromelain thủy phân máu cá Phụ phẩm máu cá tra

Ngành Công nghệ thực phẩm 110 Khoa Nông nghiệp

b) Khảo sát khả năng sinh protease của Aspergillus oryzae

Mỗi loại vi sinh vật có khả năng sinh tổng hợp protease khác nhau tùy thuộc vào điều kiện nuôi cấy. Thịt cá và máu cá giàu protein đủ để Aspergilllus oryzae phát triển, làm chất cảm ứng để tổng hợp protease. Nhân tố quan trọng ảnh hưởng đến việc thu nhận chế phẩm enzyme thô là thời gian.

Hoạt tính enzyme phụ thuộc rất nhiều vào thời điểm thu nhận.

Hình 4. 33: Hoạt tính protease của Aspergillus oryzae trong các môi trường thủy phân protein máu cá tra và môi trường peptone thương mại

Thí nghiệm tiến hành khảo sát hoạt tính enzyme protease của nấm mốc qua thời gian nuôi cấy từ 4 đến 24 giờ. Qua hình 4.33 cho thấy hoạt tính enzyme protease giữa các khoảng thời gian nuôi cấy khác biệt có ý nghĩa.

Hoạt tính enzyme protease môi trường thủy phân protein máu cá bằng enzyme bromalain cao 4,65±0,00 AU/mL lớn hơn thủy phân protein máu cá bằng enzyme papain (2,89±0,01 AU/mL)> môi trường peptone thương mại (2,45±0,0 AU/mL)>môi trường thủy phân protein máu cá bằng enzyme neutrase (2,35±0,01 AU/ml) Điều này có thể lý giải rằng thời gian nuôi cấy có ảnh hưởng đến sự sinh tổng hợp enzyme protease từ nấm mốc Aspergillus oryzae. Hoạt tính enzyme tăng nhanh chóng ở giai đoạn đầu (4-16 giờ) do nấm mốc không sinh trưởng ngay, ngược lại tổng hợp mạnh các enzyme để sử dụng các chất dinh dưỡng mới trong môi trường (Kiều Hữu Ảnh, 2006). Sau đó dần thích nghi với điều kiện môi trường, gia tăng mật số nhanh nhưng không tổng hợp enzyme nữa. Về sau do nguồn cơ chất bắt đầu cạn kiệt, phân hủy dần dần các chất dự trữ, nấm mốc chết dần nên hoạt tính enzyme bắt đầu giảm, thêm vào đó là sự tích lũy các sản phẩm Trao đổi chất (Nguyễn Thị Hồng Lĩnh, 2011). Tóm lại, thời gian nuôi cấy nấm mốc

-0,10 0,00 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70

4 8 12 16 20 24

Hoạt tính protease (AU/mL)

Thời gian nuôi cấy (giờ) Các môi trường dinh dưỡng:

Peptone thương mại

Peptone_Neutrase thủy phân máu cá Peptone_Papain thủy phân máu cá Peptone_Bromelain thủy phân máu cá Phụ phẩm máu cá tra

Ngành Công nghệ thực phẩm 111 Khoa Nông nghiệp

Aspergillus oryzae sinh tổng hợp enzyme protease ở môi trường bromelain thủy phân máu cá cao hơn môi trường papain thủy phân máu cá, môi trường peptone thương mại và môi trường neutrase thủy phân máu cá.

Ngành Công nghệ thực phẩm 112 Khoa Nông nghiệp