Tóm tắt Luận văn tiến sĩ Nông nghiệp: Nghiên cứu tạo gelatinase tái tổ hợp và ứng dụng trong thủy phân gelatin da cá Tra

Mục đích nghiên cứu của luận án nhằm tạo được chủng Escherichia coli tái tổ hợp sinh tổng hợp gelatinase có nguồn gốc từ Enterococcus faecalis và ứng dụng gelatinase tái tổ hợp thủy phân gelatin da cá Tra thành chế phẩm axít amin bổ sung vào thức ăn cho cá Mú chấm đen giai đoạn ương giống có hiệu quả.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tóm tắt Luận văn tiến sĩ Nông nghiệp: Nghiên cứu tạo gelatinase tái tổ hợp và ứng dụng trong thủy phân gelatin da cá TraBỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM -------------------------------------------------- PHẠM MỸ DUNG PHẠM MỸ DUNG NGHIÊN CỨU TẠO GELATINASE TÁI TỔ HỢP VÀỨNG DỤNG TRONG THỦY PHÂN GELATIN DA CÁ TRA Chuyên ngành: Công nghệ sinh học Mã số: 9 42 02 01 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI, 2018 Công trình được hoàn thành tại: VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM Người hướng dẫn khoa học: 1. PGS.TS. Phạm Công Hoạt 2. GS.TS. Lê Huy Hàm 3. TS. Phạm Công Hoạt 4. TS. Lê Huy Hàm Phản biện 1. 2. 3. Luận án được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án tiến sĩ họp tại Viện Khoa học Nông Nghiệp Việt NamCó thể tìm kiếm luận án tại thư viện: 1. Thư Viện Quốc Gia Việt Nam 2. Thư viện của Viện Khoa học Nông Nghiệp Việt Nam 1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của luận án Gelatinase là một trong những enzym được nghiên cứu nhiều hiện nay với tác dụngthủy phân gelatin, pheromone, collagen, casein và fibrinogen thành các đoạn peptit ngắn vàcác axít amin. Gelatinase là enzym chứa kim loại, thuộc nhóm protease ngoại bào sử dụngtrong ngành công nghiệp hóa chất, y học, công nghệ thực phẩm... Gelatinase tự nhiên được thu nhận từ nhiều loài vi khuẩn thuộc các chi khác nhaunhư Staphylococcus, Pseudomonas, Aerromonas, Enterobacter, Bacillus… Tuy nhiên, phầnlớn vi khuẩn sinh gelatinase nói trên là các đối tượng vi sinh vật (VSV) gây bệnh có thể gâyhại đối với con người, động vật nên không được sử dụng trực tiếp để sản xuất gelatinase.Ngoài ra, các vi khuẩn tự nhiên sinh gelatinase có hoạt tính không cao. Để khắc phục những tồn tại trên đối với nguồn gelatinase tự nhiên, hướng nghiên cứusản xuất gelatinase tái tổ hợp đã và đang được các nhà khoa học, doanh nghiệp quan tâmnghiên cứu nhằm nâng cao hoạt tính enzym, sản xuất ở quy mô lớn và ứng dụng rộng rãi.Ngoài ra, gelatinase tái tổ hợp sản xuất được sẽ loại trừ tính độc của các chủng vi khuẩn tựnhiên, hạn chế tác dụng gây hại tới con người hay động vật. Một trong những phương pháp hiệu quả được chú trọng phát triển trên thế giới là ứngdụng kỹ thuật di truyền và công nghệ lên men tạo ra các chủng VSV tái tổ hợp có khả năngsinh tổng hợp gelatinase tái tổ hợp (rGEL) hoạt tính cao, sản lượng lớn và có khả năng ứngdụng trong công nghiệp. Bên cạnh đó, cả nước có diện tích trên 6.078 ha nuôi cá Tra đạt sản lượng xuất khẩuhơn 1,11 triệu tấn/năm và có tổng giá trị xuất khẩu cá tra của Việt Nam đạt 1,78 tỷ USDnăm 2017. Sản phẩm xuất khẩu chủ yếu là cá phi-lê dạng miếng, nhưng theo ước tính cứ 2 ÷2,5 kg cá nguyên liệu sẽ chế biến được 1 kg cá phi-lê, phụ thuộc vào kỹ thuật chế biến vàtùy sản phẩm cụ thể, còn lại 1 ÷ 1,5 kg sẽ nằm trong phần phụ phẩm chế biến, trong đó dacá chiếm từ 4 ÷ 6% trên tổng lượng phụ phẩm. Từ da cá có thể tạo ra những sản phẩm kháccó giá trị kinh tế cao hơn và có nhiều ứng dụng hơn trong thực tế, giảm thiểu ô nhiễm môitrường. Vì thế, các công nghệ chế biến nhằm tăng giá trị của các phụ phẩm từ nhà máy chếbiến cá Tra như sản xuất dầu, collagen, gelatin, thức ăn được quan tâm hàng đầu. Hiện nay, gelatin có thể được thủy phân trong môi trường kiềm hoặc axit. Tuy nhiên,các công nghệ sản xuất này yêu cầu thiết bị có tính chịu nhiệt, chịu axit hoặc base, đồng thờicó thể gây ô nhiễm môi trường. Hơn nữa, việc sử dụng các dung dịch base hoặc axit để thủyphân gelatin sẽ rất dễ gây hiện tượng làm chuyển dạng đồng phân của các axít amin, đây lànguyên nhân làm mất hoạt tính của axít amin. Vì vậy, công nghệ enzym được lựa chọn nhưgiải pháp an toàn. Xuất phát từ cơ sở thực tiễn như trên, chúng tôi đã tiến hành đề tài “ Nghiên cứu tạogelatinase tái tổ hợp và ứng dụng trong thủy phân gelatin da cá Tra”. 22. Mục tiêu của luận án Tạo được chủng Escherichia coli tái tổ hợp sinh tổng hợp gelatinase có nguồn gốc từEnterococcus faecalis và ứng dụng gelatinase tái tổ hợp thủy phân gelatin da cá Tra thànhchế phẩm axít amin bổ sung vào thức ăn cho cá Mú chấm đen giai đoạn ương giống có hiệuquả.3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễnÝ nghĩa khoa học Kết quả của luận án góp phần cung cấp thêm dữ liệu về nguồn gen các chủng vi sinhvật tổng hợp gelatinase tự nhiên. Từ đó tạo chủng E. coli tái tổ hợp sinh tổng hợp gelatinasehiệu quả và ứng dụng gelatinase trong thủy phân da cá Tra tạo nguồn axít amin bổ sung vàothức ăn nuôi cá Mú giống.Ý nghĩa thực tiễn Đưa ra khảo sát ứng dụng gelatinase tái tổ hợp để thủy phân da cá Tra thành bột axítamin và ứng dụng bổ sung vào thức ăn ương nuôi cá Mú chấm đen nhằm nâng cao hiệu quả.4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu4.1. Đối tượng nghiên cứu - Chủng vi khuẩn MD4 sinh gelatinase tại Bộ sưu tập vi sinh vật của Khoa Côngnghệ sinh học – Viện Đại học Mở Hà Nội; Các chủng E. coli BL21(DE3), XL1-blue, nhậntừ phòng thí nghiệm Genomics, Khoa Vi sinh vật học, Trường Đại học Quốc giaKyungpook, Hàn Quốc.- Da cá Tra được thu tại công ty cổ phần Vĩnh Nguyên, Khu côngnghiệp Trà Nóc,Thành phố Cần Thơ. Mẫu sau khi thu gom được bảo quản trong tủ đông ởnhiệt độ -20±2°C cho đến khi xử lý và phân tích. - Da cá Tra được thu tại công ty cổ phần Vĩnh Nguyên, Khu công nghiệp TràNóc,Thành phố Cần Thơ. Mẫu sau khi thu gom được bảo quản trong tủ đông ở nhiệt độ -20±2°C cho đến khi xử lý và phân tích. Cá Mú chấm đen: khỏe mạnh, đồng đều kích cỡ 7 cm/con, khối lượng cá trung bình7,067 g/con được thu mua từ Trại ương cá Nghi Hợp – Nghi ...