Xây dựng và lựa chọn mô hình toán học tối ưu cho quá trình lên men natto bởi Bacillus subtilis natto để thu nhận enzyme nattokinase

Bài viết Xây dựng và lựa chọn mô hình toán học tối ưu cho quá trình lên men natto bởi Bacillus subtilis natto để thu nhận enzyme nattokinase được tiến hành nhằm xây dựng và lựa chọn mô hình toán học tối ưu cho quá trình lên men natto bởi Bacillus subtilis natto để thu nhận ezyme nattokinase, nghiên cứu sử dụng mô hình toán học cấp 1 và cấp 2 với hàm mục tiêu là hoạt độ enzyme nattokinase.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Xây dựng và lựa chọn mô hình toán học tối ưu cho quá trình lên men natto bởi Bacillus subtilis natto để thu nhận enzyme nattokinase 66 Nguyễn Thị Minh Nguyệt, Trương Thị Minh Hạnh, Bùi Viết Cường XÂY DỰNG VÀ LỰA CHỌN MÔ HÌNH TOÁN HỌC TỐI ƯU CHO QUÁ TRÌNH LÊN MEN NATTO BỞI BACILLUS SUBTILIS NATTO ĐỂ THU NHẬN ENZYME NATTOKINASE BUILDING AND SELECTION OF OPTIMAL MATHEMATICAL MODEL FOR NATTO FERMENTATION FOR NATTOKINASE SYNTHESIS BY USING BACILLUS SUBTILIS NATTO Nguyễn Thị Minh Nguyệt, Trương Thị Minh Hạnh, Bùi Viết Cường Trường Đại học Bách khoa - Đại học Đà Nẵng; ntmnguyet@dut.udn.vn; tminhhanh@dut.udn.vn; bvcuong@dut.udn.vn Tóm tắt - Enzyme nattokinase có tiềm năng ứng dụng trong quá trình Abstract - Nattokinase has a potential application in treating diseases điều trị các bệnh liên quan đến huyết khối: nhồi máu cơ tim, nhồi máu related to blood clots: heart attack, cerebral infarction, high blood não, .... Nghiên cứu được tiến hành nhằm xây dựng và lựa chọn mô pressure, etc. The research is carried out to build and select optimal hình toán học tối ưu cho quá trình lên men natto bởi Bacillus subtilis mathematical model for nattokinase synthesis by Bacillus subtilis natto in natto để thu nhận ezyme nattokinase, nghiên cứu sử dụng mô hình natto fermentation. Mathematical models with first order and second toán học cấp 1 và cấp 2 với hàm mục tiêu là hoạt độ enzyme order are explored and the target of regression function is nattokinase nattokinase. Sau khi so sánh và đánh giá giữa mô hình toán học cấp activity. Mathematical models with first order and second order are 1 và cấp 2 dựa trên lý thuyết thống kê, kết quả nghiên cứu sơ bộ ban analyzed and compared based on statistical theory, primary results, and đầu và các nghiên cứu đã tiến hành, mô hình toán học cấp 1 được results of previous research. Mathematical model with first order is lựa chọn. Phương trình hồi qui cấp 1 có dạng: H = 89,9583 – selected with regression function as H = 89.9583 - 48.0583×X1 - 48,0583×X1 – 1,18194×X2 – 23,1783×X3 + 1,04833×X1×X2 + 1.18194×X2 - 23.1783×X3+ 1.04833×X1×X2 + 14.3833×X1×X3 + 14,3833×X1×X3 + 0,393264×X2×X3 – 0,324931×X1×X2×X3. Trong đó, 0.393264×X2×X3 - 0.324931×X1×X2×X3, in which X1 is ratio of preculture X1 là tỉ lệ dịch giống Bacillus subtilis natto: cơ chất (mL:g), X2 là thời solution of Bacillus subtilis natto to substrate (mL:g), X2 is fermentation gian lên men (h) và X3 là bề dày lớp cơ chất (cm). Nghiên cứu đã đặt time (h), and X3 is thickness of substrate (cm). This research provides nền tảng cơ bản cho các nghiên cứu tiếp theo về enzyme nattokinase. useful information for further research on nattokinase. Từ khóa - enzyme nattokinase; lên men natto; Bacillus subtilis Key words - nattokinase; natto fermentation; Bacillus subtilis natto; mô hình toán học; phương trình hồi qui. natto; mathematical model; regression function. 1. Đặt vấn đề và lựa chọn được mô hình toán học tối ưu cho quá trình lên Hiện nay, số lượng người chết liên quan đến các bệnh tim men natto bởi Bacillus subtilis natto nhằm thu nhận mạch gây ra bởi huyết khối như: nhồi máu cơ tim, nhồi máu enzyme nattokinase có hoạt độ cao. Nghiên cứu sẽ nâng não, huyết áp cao, ... đang tăng lên ở Việt Nam và thế giới cao khả năng ứng dụng của quá trình lên men natto để thu [1]. Vào năm 2008, khoảng 17,3 triệu người chết do các bệnh enzyme nattokinase bởi Bacillus subtilis natto với qui mô liên quan đến tim mạch [2] và con số này được dự đoán sẽ lớn nhằm chủ động được nguồn enzyme nattokinase cho tăng đến 23,3 triệu người vào năm 2030. Do đó, các nỗ lực quá trình nghiên cứu và điều trị các bệnh liên quan đến đã và đang được tiến hành nhằm ngăn chặn các bệnh liên huyết khối tại Việt Nam. quan đến tim mạch diễn ra với qui mô toàn cầu [3]. Nguyên 2. Nguyên liệu, chủng vi sinh vật và phương pháp nhân chính của các bệnh tim mạch là do huyết khối hình nghiên cứu thành bởi các sợi fibrin không tan [4]. Các biệt dược đang được sử dụng để điều trị huyết khối hiện nay (bộ kích hoạt 2.1. Nguyên liệu và phương pháp xử lý nguyên liệu mô plasminogen (t-PA), urokinase và streptokinase) có nhiều Hạt đậu nành được cung cấp bởi Nhà máy Sữa đậu nhược điểm như: có tác dụng phụ (mất máu, dị ứng, ...), thời nành Vinasoy - Việt Nam. Hạt đậu nành được ngâm trong gian tác dụng ngắn, giá thành và liều lượng sử dụng cao [5]. nước với thời gian là 12 h, tỉ lệ 1:5 (g:mL), sau đó được Nattokinase enzyme, một trong những enzyme ngoại nghiền ướt với nước bằng máy nghiền gia dụng với tỉ lệ 1:5 bào sinh tổng hợp bởi Bacillus subtilis natto được tìm thấy (g:mL). Hỗn hợp thu được sau quá trình nghiền ướt được trong sản phẩm lên men truyền thống natto của Nhật Bản lọc qua vải lọc. Dịch lọc được tiệt trùng ở 121°C, 1 atm và [6], có khả năng thủy phân sợi fibrin không tan trong huyết 15 phút trong nồi tiệt trùng (Hirayama HVE–50, Nhật Bản) khối và thúc đẩy quá trình hình thành t-PA nhằm nâng cao được sử dụng để nhân giống Bacillus subtilis natto. Đối với ...