Cùi trái chanh dây có chứa hàm lượng cao pectin, có thể được tận dụng để cảm ứng sinh tổng hợp enzyme pectinase. Chủng vi khuẩn Bacillus subtilis Ba 79 sinh tổng hợp pectinase tốt nhất trên môi trường bán rắn chứa 1% bột cùi trái chanh dây, 19,5% bột bắp, 19,5% bã đậu nành trong thời gian nuôi 4 ngày, đạt 4,3 UI/g. Enzyme pectinase được tinh sạch sơ bộ khi kết tủa với 80% ethanol trong 30 phút.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu tạo chế phẩm pectinase từ bacillus subtilis nuôi trên môi trường chứa cùi chanh dây để thủy phân lớp nhớt cà phêBÁO CÁO KHOA HỌC VỀ NGHIÊN CỨU VÀ GIẢNG DẠY SINH HỌC Ở VIỆT NAM - HỘI NGHỊ KHOA HỌC QUỐC GIA LẦN THỨ 4DOI: 10.15625/vap.2020.000101 NGHIÊN CỨU TẠO CHẾ PHẨM PECTINASE TỪ Bacillus subtilis NUÔI TRÊN MÔI TRƯỜNG CHỨA CÙI CHANH DÂY ĐỂ THỦY PHÂN LỚP NHỚT CÀ PHÊ Nguyễn Uyên Mẫn, Trần Ngọc Hùng* Tóm tắt: Cùi trái chanh dây có chứa hàm lượng cao pectin, có thể được tận dụng để cảm ứng sinh tổng hợp enzyme pectinase. Chủng vi khuẩn Bacillus subtilis Ba 79 sinh tổng hợp pectinase tốt nhất trên môi trường bán rắn chứa 1% bột cùi trái chanh dây, 19,5% bột bắp, 19,5% bã đậu nành trong thời gian nuôi 4 ngày, đạt 4,3 UI/g. Enzyme pectinase được tinh sạch sơ bộ khi kết tủa với 80% ethanol trong 30 phút. Chế phẩm có khả năng thủy phân lớp nhớt trên trái cà phê ở nồng độ sử dụng 0,5% (w/w) trong 24 giờ, đạt hiệu suất 22,9%. Kết quả nghiên cứu giúp tăng hiệu quả xử lý lớp nhớt và tận dụng một nguồn phế liệu cùi trái chanh dây để tạo ra một chế phẩm có giá trị kinh tế cao. Từ khóa: Bacillus subtilis Ba 79, cùi trái chanh dây, lớp nhớt trái cà phê, pectinase.1. MỞ ĐẦU Pectinase xúc tác quá trình thủy phân liên kết este để tách nhóm methoxyl trongphân tử pectin, giải phóng ra methanol và axit pectic. Pectinase đóng một vai trò quantrọng trong các quá trình chiết xuất, giảm độ nhớt, loại bỏ vỏ và tăng sản lượng trong sảnxuất rượu vang, nước trái cây và các thức uống không cồn (Kashyap et al., 2001). Ngoàira, pectinase còn áp dụng trong một số lĩnh vực khác như công nghệ sản xuất giấy, ngànhdệt, chiết xuất tinh dầu, xử lí nước thải có pectin, nuôi cấy tế bào, xử lý vỏ cà phê,… (Trầnthị Thanh Thuần & Nguyễn Đức Lượng, 2009). Mặc dù enzyme pectinase có mặt ở nhiều thực vật và vi sinh vật, nhưng trong sảnxuất công nghiệp, vi khuẩn Bacillus luôn được quan tâm nghiên cứu với khả năng pháttriển nhanh trên nhiều loại cơ chất khác nhau, đặc biệt là trên các phế liệu nông nghiệpgiàu pectin. So với nguồn khai thác enzyme từ nguồn động vật và thực vật, nguồn enzymetừ vi sinh vật có nhiều ưu điểm như hoạt tính enzyme cao, thời gian tổng hợp enzyme từ visinh vật rất ngắn, nguyên liệu sản xuất rẻ tiền và có thể sản xuất hoàn toàn theo quy môcông nghiệp (Trần thị Thanh Thuần & Nguyễn Đức Lượng, 2009; Ashfaq K. et al., 2012).Hàng năm, ngành công nghệ chế biến thực phẩm thải ra một lượng lớn các loại phế phụliệu giàu pectin như: cùi vỏ các loại trái cây có múi, bã táo, vỏ cà rốt, cùi mít, vỏ chanhdây,… với hàm lượng pectin dao động trong khoảng 1,2 đến 4,5% (Trần Thanh Trúc,2013). Tận dụng nguồn phế phụ liệu này để bổ sung vào môi trường nuôi cấy bán rắn đểcảm ứng quá trình sinh tổng hợp pectinase không chỉ giúp giảm bớt chi phí sản xuất màcòn làm giảm thiểu lượng xác bã thực vật thải ra môi trường. Trong nghiên cứu này,Trường Đại học Thủ Dầu Một*Email: hungtngoc@tdmu.edu.vn814 BÁO CÁO KHOA HỌC VỀ NGHIÊN CỨU VÀ GIẢNG DẠY SINH HỌC Ở VIỆT NAMchúng tôi tận dụng nguồn thải vỏ chanh dây để nuôi cấy vi khuẩn Bacillus subtilis nhằmthu nhận chế phẩm giàu pectinase; đánh giá tác động của các yếu tố như thành phần môitrường bán rắn, tỷ lệ cùi chanh dây và thời gian nuôi cấy đến khả năng sinh pectinase củachủng Bacillus. Enzyme được nghiên cứu các điều kiện bán tinh sạch và thử nghiệm khảnăng thủy phân lớp nhớt trái cà phê.2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU2.1. Vật liệu Bột cùi trái chanh dây: Vỏ trái chanh dây được thu nhận tại các cửa hàng nước tráicây, gọt lớp vỏ phía ngoài. Phần cùi trắng được sấy khô và xay nhuyễn thành bột mịn. Trái cà phê Arabica: trái chín đỏ, từ trang trại Cầu Đất, tỉnh Lâm Đồng. Chủng Bacillus subtilis Ba 79: được phân lập từ đất, là kết quả từ nghiên cứu củaTrần Ngọc Hùng (Trần Ngọc Hùng, 2010).2.2. Phương pháp nghiên cứu Phương pháp nuôi cấy bán rắn vi khuẩn thu nhận chế phẩm giàu pectinase Chủng Bacillus subtilis được tăng sinh trên môi trường cao thịt pepton. Sau 24 giờ,hút 3% (w/w) dịch tăng sinh cho vào bình tam giác có chứa 45 g môi trường bán rắn cóthành phần bao gồm bột bắp, bã đậu nành, bột cùi chanh dây với tỷ lệ 4%. Dịch khoáng bổsung vào môi trường chiếm 60%. Ủ ở nhiệt độ phòng ( 30 oC), sau 72 giờ, thu nhận môitrường nuôi và sấy khô ở 45 oC cho đến khi độ ẩm khoảng 10% (Trần Ngọc Hùng, 2010). Xác định hoạt tính enzyme pectinase Hoạt độ enzyme pectinase thô được xác định bằng cách sử dụng 3,5-dinitrosalisylicaxit (DNS). Hỗn hợp phản ứng bao gồm 1 mL pectin dung dịch 0,5%, 0,5 mL dung dịchđệm sodium acetate (0,1 M; pH 5,0) và 0,5 mL enzyme. Hỗn hợp phản ứng được ủ ở30 oC. Sau 1 giờ, 1 mL thuốc thử DNS được thêm vào và đun sôi trong 5 phút. So màudung dịch ở bước sóng 575 nm. Mẫu đố ...