Header Page of 126 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - - NGUYỄN THỊ HỒNG LĨNH NGHIÊN CỨU MỘT SỐ YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH SINH TRƯỞNG VÀ SINH TỔNG HỢP ENZYM GLUCOSE OXYDASE TỪ CHỦNG NẤM MỐC ASPERGILLUS NIGER Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM VÀ ĐỒ UỐNG Mã số: 60.54.02 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT Đà Nẵng – Năm 2011 Footer Page of 126 Header Page of 126 Công trình ñược hoàn thành ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Người hướng dẫn khoa học: TS ĐẶNG MINH NHẬT Phản biện 1: PGS TS TRƯƠNG THỊ MINH HẠNH Phản biện 2: GS.TSKH LÊ VĂN HOÀNG Luận văn ñược bảo vệ Hội ñồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ kỹ thuật họp Đại học Đà Nẵng vào ngày 26 tháng 7năm 2011 Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Trung tâm Thông tin – Học liệu, Đại học Đà Nẵng - Trung tâm học liệu, Đại học Đà Nẵng Footer Page of 126 Header Page of 126 MỞ ĐẦU TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Ngày nay, với phát triển mạnh mẽ công nghệ sinh học, chế phẩm enzym ñược sản xuất ngày nhiều ñược sử dụng hầu hết tất lĩnh vực kinh tế Enzym ñã dần bước làm thay ñổi nâng cao số trình công nghệ chế biến thực phẩm, nông nghiệp chăn nuôi, y tế, nhằm ñáp ứng ñược nhu cầu xã hội, số ñó phải kể ñến enzym glucose oxidase Glucose oxidase (GOD, β - D - glucose: oxygen oxidoreductase, EC 1.1.3.4) enzym xúc tác trình oxi hóa β – D - glucose thành acid gluconic với tham gia phân tử oxi chất nhận ñiện tử, ñồng thời giải phóng hydro peroxide (H2O2) [8] Do ñó người ta sử dụng chế phẩm glucose oxidase ñể chống oxy hóa sản phẩm thực phẩm, làm thuốc thử hóa phân tích, sử dụng tính chất kháng sinh glucose oxidase ngăn ngừa sản phẩm khỏi bị biến ñổi Glucose oxidase ñược dùng ñể liên kết oxy có thành phần bề mặt sản phẩm thực phẩm, tính chất ñược ứng dụng công nghệ sản xuất rượu vang, phomat, sữa, Ngoài ra, chế phẩm enzym ñược sử dụng dạng “Túi khử oxy” nhằm bảo vệ chi tiết máy tính thiết bị khỏi bị han gỉ ăn mòn, Từ ứng dụng quan trọng ñó mà enzym glucose oxidase ñang nhận ñược nhiều quan tâm ý nhà nghiên cứu [2] Việc thu nhận enzym Glucose oxidase ñược thực nhiều ñường khác tách từ thực vật, ñộng vật, hay sinh tổng hợp từ vi sinh vật Tuy nhiên, việc nghiên cứu sử dụng Footer Page of 126 Header Page of 126 enzym Glucose oxidase từ vi sinh vật, ñặc biệt nấm mốc Aspergillus niger ngày ñược quan tâm tính chất sinh hóa ña dạng dễ dàng can thiệp ñến cấu trúc gen nhằm cải tạo tính chất mong muốn Mặt khác, thu nhận enzym từ nấm mốc lại có nhiều ưu ñiểm môi trường nuôi cấy dễ tìm, chu kỳ phát triển ngắn dễ dàng ñiều khiển trình sản xuất, nên thuận lợi cho sản xuất enzym quy mô công nghiệp Vì vậy, tiến hành thực ñề tài: “Nghiên cứu số yếu tố ảnh hưởng ñến trình sinh trưởng sinh tổng hợp enzym Glucose oxidase từ chủng nấm mốc Aspergillus niger” MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU - Nghiên cứu sinh trưởng sinh tổng hợp enzym GOD chủng nấm mốc Aspergillus niger theo thời gian - Xác ñịnh ñược nồng ñộ, thành phần dinh dưỡng thích hợp ñể chủng nấm mốc Aspergillus niger có khả sinh tổng hợp enzym Glucose oxidase ngoại bào với hoạt ñộ cao ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU - Nghiên cứu ñối tượng chủng nấm mốc Aspergillus niger từ ống giống phòng thí nghiệm vi sinh thuộc khoa Hóa, Trường Đại học Bách khoa - Đại học Đà nẵng - Nghiên cứu sinh trưởng chủng nấm mốc Aspergillus niger - Nghiên cứu ảnh hưởng nồng ñộ thành phần môi trường dinh dưỡng ñến trình sinh tổng hợp enzym GOD chủng nấm mốc Aspergillus niger - Chỉ nghiên cứu quy mô phòng thí nghiệm Footer Page of 126 Header Page of 126 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU - Phương pháp vật lý: Phương pháp sấy ñến khối lượng không ñổi - Phương pháp hóa lý: + Sử dụng pH kế ñể ño pH dịch môi trường nuôi cấy ; + Phương pháp quang phổ hấp thụ UV-VIS - Phương pháp vi sinh vật: + Phương pháp cấy truyền; + Phương pháp cấy tăng sinh; + Phương pháp lên men chìm - Phương pháp toán học: Phương pháp phân tích phương sai (ANOVA) Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 5.1 Ý nghĩa khoa học - Xác ñịnh ñược sinh trưởng chủng nấm mốc Aspergillus niger - Xác ñịnh ñược nồng ñộ thành phần dinh dưỡng thích hợp ñể chủng nấm mốc Aspergillus niger có khả sinh tổng hợp enzym glucose oxidase ngoại bào có hoạt ñộ cao 5.2 Ý nghĩa thực tiễn Đặt sở cho việc xây dựng qui trình sản xuất enzym Glucose oxidase, góp phần phát triển ngành công nghệ vi sinh nước ta CẤU TRÚC LUẬN VĂN Nội dung luận văn ñược trình bày theo phần sau: Mở ñầu Chương 1: Tổng quan tài liệu Chương 2: Đối tượng phương pháp nghiên cứu Footer Page of 126 Header Page of 126 Chương 3: Kết nghiên cứu thảo luận Kết luận kiến nghị Danh mục tài liệu tham khảo Phụ lục CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 TỔNG QUAN VỀ NẤM MỐC 1.1.1 Đặc ñiểm chung nấm mốc 1.1.2 Cấu tạo 1.1.3 Sinh sản nấm mốc 1.1.3.1 Sinh sản vô tính 1.1.3.2 Sinh sản hữu tính 1.2 SỰ SINH TRƯỞNG VÀ PHÁT TRIỂN CỦA VI SINH VẬT TRONG ĐIỀU KIỆN NUÔI CẤY TĨNH 1.2.1 Pha mở ñầu (pha tiềm phát) 1.2.2 Pha logarit (pha lũy tiến) 1.2.3 Pha ổn ñịnh (pha cân bằng) 1.2.4 Pha tử vong 1.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH SỰ SINH TRƯỞNG VÀ PHÁT TRIỂN CỦA VI SINH VẬT 1.3.1 Các phương pháp xác ñịnh số lượng tế bào vi sinh vật 1.3.1.1 Phương pháp xác ñịnh tế bào tổng cộng 1.3.1.2 Phương pháp xác ñịnh tế bào riêng biệt 1.3.2 Các phương pháp xác ñịnh sinh khối tế bào vi sinh vật 1.3.2.1 Các phương pháp xác ñịnh trực tiếp 1.3.2.2 Các phương pháp xác ñịnh gián tiếp 1.4 KHÁI QUÁT VỀ ASPERGILLUS NIGER 1.4.1 Giới thiệu chung Aspergillus niger Footer Page of 126 Header Page of 126 1.4.2 Cấu trúc gen 1.4.3 Cấu trúc tế bào chuyển hóa 1.4.3.1 Thuộc tính 1.4.3.2 Trao ñổi chất lượng 1.4.4 Ứng dụng Aspergillus niger 1.4.4.1 Sản xuất phân tử 1.4.4.2 Trong Công nghệ sinh học 1.5 TỔNG QUAN VỀ ENZYM GLUCOSE OXIDASE 1.5.1 Định nghĩa enzym 1.5.2 Giới thiệu enzym glucose oxidase 1.5.2.1 Cơ chế phản ứng enzym GOD 1.5.2.2 Ứng dụng enzym GOD 1.5.2.3 Các thông số ảnh hưởng ñến trình sản xuất enzym GOD 1.6 MỘT SỐ CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU TRONG NƯỚC VÀ NGOÀI NƯỚC 1.6.1 Một số công trình nghiên cứu nước 1.6.2 Một số công trình nghiên cứu nước CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 2.1.1 Chủng Aspergillus niger 2.1.2 Hoá chất 2.1.3 Dụng cụ - Thiết bị 2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.2.1 Phương pháp vi sinh 2.2.1.1 Phương pháp cấy truyền Footer Page of 126 Header Page of 126 2.2.1.2 Phương pháp cấy tăng sinh 2.2.1.3 Phương pháp lên men sinh tổng hợp enzym GOD 2.2.2 Phương pháp hoá lý 2.2.3 Phương pháp vật lý 2.2.4 Phương pháp toán học CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1 NGHIÊN CỨU SỰ SINH TRƯỞNG CỦA ASPERGILLUS NIGER 143,4a 142,467ab 136,133dc144a 137,067bc 4,883a Sinh khối tế bào (mg) 140 120 4,052c 100 4,831a 4,346b 4,381b 111,2f 3,844d 80 60 40 27,933i 12,4j 20 0,485j 16 1,333g 0,987h Hoạt ñộ enzym GOD (U/ml) 160 24 32 40 48 56 64 72 Thời gian (giây) 80 88 96 104 Sinh khối tế bào Hoạt ñộ enzym GOD Hình 3.1: Ảnh hưởng thời gian nuôi cấy ñến sinh khối tế bào hoạt ñộ enzym GOD Aspergillus niger (Các chữ a, b, ab, bc, g, i, h, f biểu thị sai khác có nghĩa mức p