Luận văn:Nghiên cứu khả năng tổng hợp pectinase của nấm mốc phân lập từ cơ chất giàu pectin và ứng dụng trong công nghệ thực phẩm ppt

25 645 0
  • Loading ...
1/25 trang

Thông tin tài liệu

Ngày đăng: 03/04/2014, 14:20

1 BỘ GIÁO DỤC ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG LÊ THỊ THU TRANG NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG TỔNG HỢP PECTINESTERASE POLYGALACTURONASE CỦA ASPERGILLUS NIGER Chuyên ngành: Công nghệ Thực phẩm Đồ uống Mã số : 60 54 02 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Đà Nẵng - Năm 2011 2 Công trình ñược hoàn thành tại ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Người hướng dẫn khoa học: PGS. TS. Trần Thị Xô Phản biện 1: TS. Huỳnh Ngọc Thạch Phản biện 2: PGS.TS. Lê Tự Hải Luận văn ñược bảo vệ tại Hội ñồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ kỹ thuật họp tại Đại học Đà Nẵng vào ngày 03 tháng 12 năm 2011. thể tìm hiểu luận văn tại: - Trung tâm Thông tin - H ọc liệu, Đại học Đà Nẵng - Trung tâm Học liệu, Đại học Đà Nẵng. 3 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của ñề tài Enzyme pectinase bao gồm nhiều loại enzyme khác nhau như polygalacturonase, pectinesterase, pectolyase,… xúc tác thủy phân các phân tử pectin tạo các sản phẩm khác nhau. Trong ñó, hai enzyme polygalacturonase (PG) pectinesterase (PE) ñược nghiên cứu nhiều. PE xúc tác thủy phân liên kết ester của acid pectic với nhóm methyl giải phóng ra pectate methanol. Các pectate dễ kết lắng, ñặc biệt trong ñiều kiện ion Ca 2+ , làm sản phẩm kém ổn ñịnh ñồng thời rượu methanol cũng là thành phần không mong muốn trong sản phẩm, do ñó cần hạn chế hoạt ñộng của PE. PG xúc tác thủy phân liên kết α-(1,4)–D–galacturonic trong phân tử pectin ñể tạo thành acid galacturonic phân tử lượng nhỏ hơn khó kết lắng hơn, giúp sản phẩm ổn ñịnh hơn. Vì vậy, một hệ enzyme hoạt ñộ các enzyme PG cao PE thấp là một yêu cầu cần thiết cho sản xuất. Với ưu ñiểm là dễ nuôi cấy, sinh trưởng phát triển nhanh cho nhiều enzyme trong một thời gian ngắn, vi sinh vật, ñặc biệt là nấm mốc ñược sử dụng phổ biến ñể nuôi cấy thu enzyme pectinase thương mại , trong ñó, A. niger là chủng sinh enzyme pectinase nhiều. Xuất phát từ những vấn ñề trên, chúng tôi tiến hành nghiên cứu, xây dựng ñề tài: “Nghiên cứu khả năng tổng hợp pectinesterase polygalacturonase của Aspergillus niger” 2. Mục ñích nghiên cứu - Phân l ập chủng nấm mốc A. niger từ các nguồn trái cây giàu pectin. 4 - Xác ñịnh các ñiều kiện tối ưu ñể chủng nấm mốc Aspergillus niger khả năng sinh tổng hợp enzyme polygalacturonase với hoạt ñộ cao enzyme pectinesterase hoạt ñộ thấp. - Xác ñịnh ñặc ñiểm của các enzyme. 3. Phạm vi nghiên cứu Phân lập chủng nấm mốc Aspergillus niger từ tự nhiên. Đánh giá hoạt ñộ enzyme pectinase từ các chủng nấm mốc ñã phân lập ñược. Nghiên cứu ảnh hưởng của sự thay ñổi hàm lượng pectin, pH ban ñầu thời gian nuôi cấy ñến khả năng sinh tổng hợp enzyme polygalacturonase pectinesterase của chủng A.niger. Tối ưu hoá khả năng sinh tổng hợp enzyme polygalacturonase pectinesterase của A. niger. 4. Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp hóa học: Phương pháp chuẩn ñộ xác ñịnh hoạt ñộ enzyme. - Phương pháp hóa lý: Sử dụng pH kế ñể ño pH của môi trường trước lên men; Phương pháp so màu ñể xác ñịnh hoạt ñộ enzyme. - Phương pháp vi sinh vật: Phương pháp cấy trên môi trường ñặc ñể phân lập nấm mốc; Phương pháp quan sát ñặc tính sinh lý của vi sinh vật; Phương pháp nuôi cấy bề mặt ñể lên men tổng hợp enzyme. - Ph ương pháp toán học: 5 Sử dụng quy hoạch thực nghiệm toàn phần 3 yếu tố ñể khảo sát ảnh hưởng của các yếu tố ñến hoạt ñộ enzyme PG PE; Sử dụng công cụ Solver tìm các ñiều kiện lên men tối ưu cho sinh tổng hợp polygalacturonase pectinesterase. - Phương pháp tinh sạch enzyme qua cột sắc kí ñiện di SDS- PAGE 5. Ý nghĩa khoa học của ñề tài Xác ñịnh ñược ñiều kiện nuôi cấy tối ưu ñể chủng nấm mốc A.niger tổng hợp enzyme PG PE hoạt ñộ thích hợp bằng phương pháp quy hoạch thực nghiệm tối ưu hoá. Xác ñịnh ñược các ñặc ñiểm của enzyme polygalacturonase của chủng A.niger. 6. Ý nghĩa thực tiễn của ñề tài Đặt ra ñược sở cho việc xác ñịnh các ñiều kiện sản xuất enzyme pectinase hoạt ñộ thích hợp, phù hợp với yêu cầu sản xuất, góp phần phát triển ngành công nghiệp vi sinh ở nước ta. 7. Cấu trúc của luận văn Ngoài phần mở ñầu, kết luận tài liệu tham khảo, trong luận văn bao gồm các chương, mục sau: + Chương 1: Tổng quan; + Chương 2: Đối tượng phương pháp nghiên cứu; + Chương 3: Kết quả thảo luận. 6 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1. ENZYME PECTINASE 1.1.1. Đặc ñiểm chất 1.1.1.1. Giới thiệu về pectin 1.1.1.2. Cấu tạo pectin Pectin là những polysaccharide chứa acid α-(1-4) polygalacturonic ở mạch chính, thể bị methyl hóa hoặc acetyl hóa một cách ngẫu nhiên. ba loại pectin khác nhau ñược chiết tách từ thành tế bào thực vật. *Homogalacturonan * Rhamnogalacturonan I (RG I) * Rhamnogalacturonan II (RG II) 1.1.1.3. Phân loại pectin * Acid pectic * Acid pectinic * Pectin (Polygalacturonate) 1.1.2. Phân loại chế phản ứng của enzym pectinase 1.1.2.1. Enzyme pectinesterase (PE) (EC.3.1.11.1) Pectinesterase hay còn ñược gọi với một số tên khác như pectinmethylesterase, pectase, pectin methoxylase, pectin demethoxylase pectolipase, thu ộc nhóm enzyme thủy phân. 7 Enzyme PE xúc tác quá trình thủy phân liên kết ester trong phân tử pectin, giải phóng ra methanol acid pectic hoặc acid pectinic. 1.1.2.2. Enzyme polygalacturonase (PG) PG là enzyme xúc tác sự thủy phân liên kết α-(1-4) glycoside trong phân tử pectin. Polygalacturonase là một phức hệ enzyme gồm nhiều enzyme thường tính ñặc hiệu cao ñối với chất. * Polymethylgalacturonase tác dụng chủ yếu lên các ester methylic của các acid polygalacturonic. Các enzyme này ñược chia làm hai nhóm nhỏ tùy theo liên kết glycoside bị cắt ñứt: - Endo–glucosidase–polymethylgalacturonase kiểu I - Exo–glucosidase–polymethylgalacturonase kiểu III * Polygalacturonase là các enzyme tác ñộng chủ yếu lên acid pectinic acid pectic. Các enzyme này cũng ñược chia làm hai nhóm dựa vào vị trí liên kết glycoside bị thủy phân. - Endo–glucosidase-polygalacturonase kiểu II - Exo–glucosidase–polygalacturonase kiểu IV 1.1.2.3. Pectin lyase (PEL) 8 Hình 1.7: Mô hình hoạt ñộng của hệ enzyme pectinase 1.1.3. Ứng dụng của enzym pectinase 1.1.3.1. Ứng dụng trong công nghiệp thực phẩm * Sản xuất nước quả * Sản xuất rượu vang ñỏ * Lên men trà cà phê * Sản xuất tinh dầu 1.1.3.2. Ứng dụng trong các ngành công nghiệp khác * Trong công nghiệp dệt xử lý sinh học cotton * Trong xử lý nước thải * Trong sản xuất thức ăn chăn nuôi 1.1.4. Vi sinh vật tổng hợp pectinase * Pectinesterase * Polygalacturonase 1.2. NẤM MỐC ASPERGILLUS NIGER 1.2.1. Gi ới thiệu chung về nấm mốc 1.2.1.1. Hình thái cấu tạo 9 1.2.1.2. Sinh sản của nấm mốc *Sinh sản vô tính * Sinh sản hữu tính 1.2.2. Nấm mốc Aspergillus niger 1.2.2.1. Hình dạng, kích thước, cấu tạo của chủng Aspergillus niger 1.2.2.2. Dinh dưỡng tăng trưởng của Aspergillus niger 1.2.3. Sinh sản của chủng Aspergillus niger 1.2.4. Vị trí vai trò của Aspergillus niger 1.3. QUÁ TRÌNH THU NHẬN ENZYME PECTINASE TỪ VI SINH VẬT 1.3.1. Tuyển chọn cải tạo giống 1.3.2. Nuôi cấy vi sinh vật 1.3.3. Thu nhận chế phẩm enzyme 1.4. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG NƯỚC TRÊN THẾ GIỚI VỀ ENZYM PECTINASE 1.4.1. Những nghiên cứu ngoài nước 1.4.2.Những nghiên cứu trong nước 10 CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 2.1.1. Đối tượng Các loại quả giàu pectin như chanh, cam, bưởi trên ñịa bàn thành phố Đà Nẵng. Chủng A. niger ở phòng thí nghiệm vi sinh, khoa hóa trường Đại học Bách Khoa. 2.1.2. Hoá chất 2.1.3. Dụng cụ - Thiết bị 2.2.PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.2.1.Phương pháp cấy trên môi trường ñặc ñể phân lập nấm mốc 2.2.2. Phương pháp nuôi cấy nấm mốc trên môi trường thạch Czapek ñể quan sát ñặc ñiểm sinh lý xác ñịnh hoạt ñộ enzyme * Quan sát ñại thể * Quan sát vi thể * Thử hoạt tính enzyme pectinase 2.2.3. Phương pháp nuôi cấy bề mặt ñể lên men sinh enzyme 2.2.4. Phương pháp xác ñịnh hoạt ñộ enzyme 2.2.4.1. Phương pháp khuếch tán trên ñĩa thạch 2.2.4.2. Phương pháp xác ñịnh hoạt ñộ polygalacturonase 2.2.4.3. Phương pháp xác ñịnh hoạt ñộ pectinesterase 2.2.5. Phương pháp chiết tách tinh sạch enzyme 2.2.6. Phương pháp xác ñịnh hàm lượng protein 2.2.7. Ph ương pháp ñiện di trên gel polyacrylamide 2.2.8. Phương pháp toán học [...]... 14,38 9,41 Vòng th y phân xung quanh khu n l c, mm Đư ng kính vòng th y phân (D/d), mm D a vào b ng 3.2 ta th y, ch ng n m m c A niger PL kh năng sinh t ng h p pectinase cao hơn t l ho t ñ PG PE ñư c tìm th y cũng cao hơn h n so v i ch ng A niger PTN Do ñó, ch ng n m m c A.niger PL ñư c ch n ñ kh o sát nh hư ng c a ñi u ki n nuôi c y ñ n kh năng sinh enzyme pectinesternase polygalacturonase... 3.6 cho th y, ch ng A niger PL kh năng sinh t ng h p PG t t trong kho ng pH 4,5–6,0 ñ t c c ñ i t i pH 5,5 (1,159 U/ml) kh năng sinh enzyme PE c a ch ng A niger PL cao trong kho ng pH 4,0 – 5,0 ñ t c c ñ i t i pH 5,0 (0,211 U/ml) Như v y, theo nghiên c u này, ch ng A.niger PL sinh t ng h p PG PE cao trong kho ng pH tương ng là 4,5–6,0 4,0–5,0; trong ñó, t i pH 5,5 ho t ñ enzyme PG... ng ñ c ñi m này, so sánh v i ch ng n m m c A niger PTN, th sơ b k t lu n ch ng n m m c phân l p ñư c là A niger ñư c kí hi u là A niger PL - So sánh v kh năng sinh trư ng phát tri n kh năng t ng h p pectinase c a ch ng A niger PL sau 72 gi nuôi c y cho th y ch ng này kh năng phát tri n m nh hơn ho t ñ các enzyme cũng cao hơn h n so v i ch ng A.niger ñang gi gi ng t i phòng thí nghi... polygalacturonase pectinesterase c a ch ng A niger PL Khi hàm lư ng pectin tăng t 5–15 g/l, ho t ñ enzyme PG tăng không ñáng k , t 0,136 U/ml lên 0,252 U/ml Tuy nhiên, khi hàm lư ng pectin trong môi trư ng tăng t 15–25 g/l thì ho t ñ PG l i tăng m nh ñ t c c ñ i 1,242 U/ml khi hàm lư ng pectin là 25 g/l V i hàm lư ng pectin l n hơn 25g/l, ho t ñ enzyme PG gi m Ngư c l i v i PG, ho t ñ enzyme PE tăng nhanh trong. .. ng pectin 5-15 g/l t 0,070 U/ml lên ñ t c c ñ i 0,219 U/ml Khi hàm lư ng pectin tăng lên l n hơn 15 g/l, ho t ñ c a PE l i gi m xu ng ch còn 0,073 U/ml tương ng v i hàm lư ng pectin 30 g/l sau khi kh o sát s nh hư ng c a n ng ñ pectin trong môi trư ng nuôi c y, chúng tôi xác ñ nh ñư c kho ng hàm lư ng pectin ñ ch ng A niger PL sinh t ng h p enzyme PG cao là 20–30 g/l ñ t c c ñ i khi hàm lư ng pectin. .. vách trơn H t ñính c u hình c u D a vào nh ng ñ c ñi m tương ñ ng v hình nh c a khu n l c cu ng bào t , ñính bào t c a 2 ch ng n m m c này, th k t lu n sơ b ch ng n m m c phân l p ñư c thu c ch ng A niger kí hi u là ch ng A niger PL 3.2 ĐÁNH GIÁ KH NĂNG SINH TRƯ NG PHÁT TRI N C A CH NG A.NIGER 3.2.1 Đánh giá kh năng sinh trư ng c a ch ng n m m c phân Đư ng kính khu n l c, mm l p 60 50... ng trong quá trình th c hi n thí nghi m Như v y, b ng phương pháp quy ho ch th c nghi m, chúng tôi ñã xây d ng ñư c phương trình toán h c mô t m i tương quan c a các y u t trong quá trình lên men ñ n kh năng sinh t ng h p enzyme PG PE c a ch ng n m m c A niger PL Phương trình h i qui trên cho th y 3 y u t : n ng ñ pectin, pH ban ñ u c a môi trư ng th i gian lên men ñ u nh hư ng ñ n ho t ñ PG và. .. di ch t Trong ñó, WM: protein chu n (14,4 – 97,4 kDa); SK: m u enzyme sau s c kí; T: m u enzyme thô K t qu ñi n di trên gel SDS-PAGE không ch t cho th y v i m u enzyme thô sau k t t a, 5 băng protein xu t hi n Nhưng v i m u enzyme sau quá trình s c kí t i phân ño n ho t ñ enzyme PG cao, ch thu ñư c 2 băng protein kh i lư ng phân t 40 30 kDa Tuy nhiên, băng protein kh i lư ng phân. .. C U C Y Đ N KH PECTINESTERASE A.NIGER NH HƯ NG C A ĐI U KI N NUÔI NĂNG SINH T NG H P ENZYME POLYGALACTURONASE C A 14 3.3.1 Nghiên c u nh hư ng c a hàm lư ng pectin 1,500 1,242 Ho t ñ enzyme, U/ml 1,200 0,854 0,900 0,776 PG PE 0,600 0,300 0,252 0,136 0,175 0,151 0,070 0,219 0,182 0,000 5 10 15 20 0,073 0,107 25 30 Hàm lư ng pectin, g/l Hình 3.5: nh hư ng c a hàm lư ng pectin ñ n kh năng t ng h p polygalacturonase... trình sinh t ng h p enzyme PG PE c a ch ng n m m c A niger PL - Nghiên c u nh hư ng c a các ñi u ki n ph n ng như pH, nhi t ñ , n ng ñ ch t, s m t c a các ion kim lo i ñ n ho t ñ c a enzyme PG PE sinh t ng h p t A niger PL - Nghiên c u ng d ng enzyme PG PE c a ch ng A.niger PL vào quá trình s n xu t nư c qu bóc v cam, quýt, ñ th ph c v cho ngành công nghi p th c ph m . QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1.PHÂN LẬP NẤM MỐC TỪ CÁC NGUỒN TỰ NHIÊN Bảng 3.1. Đặc ñiểm hình thái của các chủng nấm mốc Đặc ñiểm Chủng nấm mốc A.niger PTN Chủng nấm mốc PL Sợi nấm Sợi nấm. kiểu IV 1.1.2.3. Pectin lyase (PEL) 8 Hình 1.7: Mô hình hoạt ñộng của hệ enzyme pectinase 1.1.3. Ứng dụng của enzym pectinase 1.1.3.1. Ứng dụng trong công nghiệp thực phẩm * Sản xuất nước. pectinase từ các chủng nấm mốc ñã phân lập ñược. Nghiên cứu ảnh hưởng của sự thay ñổi hàm lượng pectin, pH ban ñầu và thời gian nuôi cấy ñến khả năng sinh tổng hợp enzyme polygalacturonase và pectinesterase
- Xem thêm -

Xem thêm: Luận văn:Nghiên cứu khả năng tổng hợp pectinase của nấm mốc phân lập từ cơ chất giàu pectin và ứng dụng trong công nghệ thực phẩm ppt, Luận văn:Nghiên cứu khả năng tổng hợp pectinase của nấm mốc phân lập từ cơ chất giàu pectin và ứng dụng trong công nghệ thực phẩm ppt, Luận văn:Nghiên cứu khả năng tổng hợp pectinase của nấm mốc phân lập từ cơ chất giàu pectin và ứng dụng trong công nghệ thực phẩm ppt

Gợi ý tài liệu liên quan cho bạn

Nhận lời giải ngay chưa đến 10 phút Đăng bài tập ngay