Theo một số nghiên cứu đã được công bố, để giảm bớt ảnh hưởng kìm hãm của ricinoleic acid/methyl ricinoleate trong dầu thầu dầu đến sự sinh trưởng của nấm men chuyển hóa dầu này thành γ-decalactone, các tác giả đã sử dụng phương pháp lên men 2 pha [39][41], hoặc phương pháp lên men tiếp dần cơ chất (fed – batch) [34]. Chúng tôi tiến hành nghiên cứu sử dụng phương pháp thứ hai này, theo đó có 3 công thức thí nghiệm: môi trường ban đầu chứa 20, 40, 60 g dầu thầu dầu/L, sau 24 giờ lên men, được tiếp thêm lượng dầu thầu dầu còn lại. Ở công thức đối chứng, môi trường chứa 100 g dầu thầu dầu/ L ngay từ ban đầu.
Kết quả trong bảng 3.6 cho thấy phương thức lên men tiếp dần cơ chất đã nâng cao hiệu suất lên men của Y. lipolytica VTP5; ở cả 3 công thức thí nghiệm lượng sinh khối và lượng sản phẩm đều tăng so với ở công thức đối chứng riêng ở công thức “40+60” cả lượng sinh khối và lượng sản phẩm đều đạt mức cực đại so với các công thức khác.
Kết quả nghiên cứu chứng tỏ dầu thầu dầu có ảnh hưởng ức chế đến sự sinh trưởng của nấm men, thông qua đó làm giảm lượng γ-decalactone thu được nhờ lên men. Phương pháp fed-batch có hiệu quả tốt ở quy mô máy lắc như vừa trình bày, sẽ được ứng dụng ở quy mô nồi lên men 5L và 50L trong các phần tiếp theo.
Bảng 3.6. Ảnh hưởng của hàm lượng dầu thầu dầu sử dụng ban đầu đến hiệu suất tổng hợp γ-decalactone của chủng Y. lipolytica VTP5
Công thức Sinh khối ƣớt (g/L) -decalactone (g/L)
ĐC: 100 g/L dầu thầu dầu 48,5 2,835 ± 0,039 MT ban đầu: 20 g/L dầu thầu dầu;
sau 24 giờ tiếp thêm 80 g/L (20+80)
50,5 3,386 ± 0,047 MT ban đầu: 40 g/L dầu thầu dầu;
sau 24 giờ tiếp thêm 60 g/L (40+60)
53,5 3,643 ± 0,042
MT ban đầu: 60 g/L dầu thầu dầu; sau 24 giờ tiếp thêm 40 g/L (60+40)
51,0 3,094 ± 0,034
3.1.7. Tóm tắt kết quả lựa chọn điều kiện lên men trên máy lắc
Trong Bảng 3.7 có nêu lên các thông số đã được lựa chọn một cách riêng lẻ (trong khi cố định các thông số khác) để đạt được lượng sản phẩm cao nhất. Các thông số đã được lựa chọn này sẽ được áp dụng tiếp tục cho lên men ở quy mô 5L và 50L.
Bảng 3.7. Tổng hợp kết quả lựa chọn điều kiện lên men sinh γ-decalactone nhờ Y.
lipolytica VTP5 ở quy mô máy lắc
Điều kiện lên men Thông số thích hợp (riêng lẻ) Lƣợng -decalactone (g/L)
Tốc độ lắc 200 vòng/phút 2,164 ± 0,025
pH môi trường 6 2,286 ± 0,032
Tỷ lệ giống cấp 1 10% ( nuôi 27oC, 200 v/p, 9h) 2,679 ± 0,042
Thời gian lên men 4 ngày 2,835 ± 0,043
Lên men có tiếp dần cơ chất
40 g/L dầu thầu dầu ban đầu, sau 24 giờ bổ sung 60 g/L
3,643± 0,042 Năng suất chuyển hóa (mg γ-decalactone/giờ) = (số mg
γ-decalactone tại thời điểm cực đại) / (9 giờ nhân giống + thời gian để đạt sản phẩm cực đại)
3643=37,95x(9+88)