Trang 69
ü Trichoderma reesei
Hình 4.10: Khảo sát khả năng sinh cellulase của chủng T.reeseivới các loại bã mía cảm ứng khác nhau theo thời gian
Dựa vào hình 4.10, ta thấy khi nuôi T. reesei trên môi trường bán rắn với lần lượt ba loại bã mía là chất cảm ứng thì hoạt tính cellulase tăng dần, đều đạt cao nhất vào ngày thứ ba và sau đó giảm nhanh.
Theo D.S. Chahal (1984), nấm mốc phát triển được chia thành bốn giai đoạn: thích nghi, phát triển, cân bằng và tử vong. Ở giai đoạn thích nghi và phát triển, nấm mốc sẽ tìm cách thích nghi và tiết ra enzyme thủy phân cơ chất trong môi trường để sinh trưởng và phát triển. Giai đoạn đầu, cellulase tăng chậm là do nấm mốc lúc ban đầu sẽ dùng những cơ chất dễ sử dụng có trong môi trường như các loại đường đơn, khoáng chất...nhằm tiết kiệm tối đa năng lượng. Khi những thành phần này cạn kiệt, chúng mới tiết ra enzyme để phân hủy cellulose, do đó làm hoạt tính cellulase tăng dần. Theo thời gian thì lượng enzyme tiết ra tăng dần và đạt giá trị cao nhất vào ngày thứ ba (giai đoạn chớm sinh bào tử). Khi đạt ngưỡng cực đại, do mật độ bào tử và nấm sợi ngày càng tăng, lượng chất dinh dưỡng trong môi trường ngày càng cạn kiệt, dẫn đến sự cạnh tranh với nhau về thức ăn, khí oxy, không gian… và nấm mốc đi vào pha suy
0 2 4 6 8 10 12 0 12 24 36 48 60 72 84 96 C M C as e ( U I/ g C T ) Giờ (h) Khảo sát khả năng sinh cellulase của chủng T.reeseivới các loại bã
mía cảm ứng khác nhau theo thời gian
Chưa TXL T phòng, 10h 90oC, 1.5 h
Trang 70
vong, vì vậy hoạt tính enzyme giảm nhanh. Nắm được vấn đề này, cần tiến hành thu cellulase vào đúng thời gian mà nấm mốc sinh tổng hợp cellulase mạnh nhất.
So sánh hiệu quả của ba loại bã mía làm chất cảm ứng, ta thấy bã mía được tiền xử lý ở 900C, 1.5 giờ cho kết quả sinh tổng hợp cellulase cao nhất ( 9.76UI/g). Bã mía tiền xử lý ở nhiệt độ phòng, 12 giờ cũng cho kết quả tốt hơn so với bã mía chưa tiền xử lý (5.69 UI/g và 3.70 UI/g). Ta có thể nhận thấy rằng, bã mía được tiền xử lý cho kết quả tốt hơn hẳn bã mía chưa được tiền xử lý là do:
− Quá trình tiền xử lý làm giãn nở cấu trúc của bã mía, do vậy enzyme cellulase dễ dàng tấn công và thủy phân bã mía thành những chất dễ sử dụng, giúp nấm mốc sinh trưởng và phát triển tốt hơn. Đồng thời, độ xốp của bã mía tăng lên, pha tiếp xúc giữa oxy và nấm mốc tăng lên, do vậy nấm mốc cũng phát triển tốt hơn.
− Quá trình tiền xử lý làm giảm hàm lượng lignin và tro trong bã mía, những chất này là rào cản sự phát triển của vi sinh vật, do vậy, nấm mốc dễ dàng sinh trưởng và phát triển trên bã mía tiền xử lý hơn bã mía chưa tiền xử lý.
− Quá trình tiền xử lý giúp giết chết bào tử và hệ vi sinh vật tự nhiên trong bã mía, do vậy giúp giảm tính cạnh tranh và tạp nhiễm trong quá trình nuôi cấy nấm mốc sinh cellulase.
Chế độ xử lý ở nhiệt độ phòng, 12 giờ giúp tiết kiệm năng lượng hơn chế độ xử lý ở 900C, 1.5 giờ, tuy nhiên độ giãn nở cấu trúc kém hơn, thành phần lignin và tro nhiều hơn là nguyên nhân dẫn đến hoạt tính chỉ bằng hơn một nữa so với sử dụng bã mía xử lý ở 900C, 1.5 giờ. Do vậy, bã mía xử lý ở 900C, 1.5 giờ được lựa chọn làm cơ chất cảm ứng cho các thí nghiệm tiếp theo.
ü Aspergillus niger
Kết quả thí nghiệm được trình bày ở hình 4.11, cho thấy kết quả tương tự như đối với T. reesei (hình 4.10). Hoạt tính cellulase tăng dần và đạt giá trị cao nhất ở ngày thứ hai (giai đoạn chớm sinh bào tử), sau đó hoạt tính giảm dần. Hoạt tính cao nhất đạt 14.02 UI/g với bã mía tiền xử lý ở 900C, 1.5 giờ. Bã mía xử lý ở 900C, 1.5 giờ cũng được lựa chọn làm cơ chất cảm ứng cho các thí nghiệm tiếp theo.
Trang 71
Hình 4.11 : Khảo sát khả năng sinh cellulase của A. nigervới các loại bã mía cảm ứng theo thời gian