Nghiên cứu điều kiện nuôi cấy, chuyển hóa sinh học và thu nhận γdecalactone từ dầu thầu dầu bằng nấm men Yarrowia lipolytica

70 410 0
  • Loading ...
1/70 trang

Thông tin tài liệu

Ngày đăng: 18/06/2016, 15:34

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN NGUYỄN XUÂN VIỆT NGHIÊN CỨU ĐIỀU KIỆN NUÔI CẤY, CHUYỂN HÓA SINH HỌC VÀ THU NHẬN γ- DECALACTONE TỪ DẦU THẦU DẦU BẰNG NẤM MEN Yarrowia LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội - 2014 lipolytica ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN NGUYỄN XUÂN VIỆT NGHIÊN CỨU ĐIỀU KIỆN NUÔI CẤY, CHUYỂN HÓA SINH HỌC VÀ THU NHẬN γ- DECALACTONE TỪ DẦU THẦU DẦU BẰNG NẤM MEN Yarrowia lipolytica Chuyên ngành: Vi sinh vật học Mã số: 60 42 01 07 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS NGUYỄN THỊ HOÀI TRÂM PGS.TS NGÔ TỰ THÀNH Hà Nội - 2014 Luận văn thạc sĩ khoa học Nguyễn Xuân Việt LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn PGS TS Nguyễn Thị Hoài Trâm PGS.TS Ngô Tự Thành người trực tiếp hướng dẫn khoa học tận tình giúp đỡ suốt trình nghiên cứu, hoàn thành đề tài Tôi xin chân thành cảm ơn anh chị cán Bộ môn Công nghệ Enzim Protein, Viện Công nghiệp Thực phẩm-Bộ Công thương nhiệt tình giúp đỡ, bảo chia sẻ với thời gian thực tập Nhân dịp này, xin bày tỏ lòng biết ơn tới Ban Giám hiệu Trường Đại học Khoa học Tự nhiên - ĐHQGHN, Ban Chủ nhiệm khoa Sinh học, thầy giáo, cô giáo Bộ môn Vi sinh vật học động viên, dẫn, đóng góp ý kiến tạo điều kiện thuận lợi để hoàn thành luận văn Cuối cùng, xin cảm ơn gia đình, người thân bạn bè động viên, giúp đỡ suốt trình thực đề tài Hà Nội tháng 6-2014 Học viên: Nguyễn Xuân Việt Chuyên ngành Vi sinh vật học Khóa 2011-2013 Luận văn thạc sĩ khoa học Nguyễn Xuân Việt MỤC LỤC 1.4 Ứng dụng nấm men chuyển hóa chất béo 14 2.1 Nguyên liệu, hóa chất, thiết bị, dụng cụ môi trường nghiên cứu 20 2.1.2 Hóa chất 21 2.1.3 Thiết bị 21 2.2.2 Lên men theo mẻ nồi 5L 24 2.2.3 Lên men theo mẻ - có tiếp dần chất, nồi 5L 24 2.2.4 Lên men theo mẻ nồi 50L 25 2.2.5 Lên men theo mẻ có - tiếp dần chất, nồi 50L 25 2.2.8 Chưng cất dịch lên men lactone hóa 26 2.2.11 Làm dịch chiết cô đặc 27 2.2.11.1 Làm dịch chiết cô rửa kiềm .27 2.2.11.2 Làm dịch chiết cô đặc Na2SO4 khan 27 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 30 3.2.3 So sánh tóm tắt phương thức lên men quy mô 5L 50L .42 3.3.2 Lựa chọn điều kiện thu nhận làm γ-decalactone từ dịch lên men48 Chuyên ngành Vi sinh vật học Khóa 2011-2013 Luận văn thạc sĩ khoa học Nguyễn Xuân Việt DANH MỤC HÌNH VẼ 1.4 Ứng dụng nấm men chuyển hóa chất béo 14 2.1 Nguyên liệu, hóa chất, thiết bị, dụng cụ môi trường nghiên cứu 20 2.1.2 Hóa chất 21 2.1.3 Thiết bị 21 2.2.2 Lên men theo mẻ nồi 5L 24 2.2.3 Lên men theo mẻ - có tiếp dần chất, nồi 5L 24 2.2.4 Lên men theo mẻ nồi 50L 25 2.2.5 Lên men theo mẻ có - tiếp dần chất, nồi 50L 25 2.2.7.1 Lactone hóa có gia nhiệt 26 2.2.7.2 Lactone hóa không gia nhiệt 26 2.2.8 Chưng cất dịch lên men lactone hóa 26 2.2.11 Làm dịch chiết cô đặc 27 2.2.11.1 Làm dịch chiết cô rửa kiềm .27 2.2.11.2 Làm dịch chiết cô đặc Na2SO4 khan 27 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 30 3.2.1.3 Lên men theo phương thức Batch culture “có khống chế pH DO” 37 3.2.3 So sánh tóm tắt phương thức lên men quy mô 5L 50L .42 3.3.1.4 Lựa chọn tỷ lệ dung môi chiết rút .47 .48 3.3.1.5 Lựa chọn số lần chiết rút 48 3.3.2 Lựa chọn điều kiện thu nhận làm γ-decalactone từ dịch lên men48 (A) 52 53 (B) 53 53 (C) 53 (D) 54 Chuyên ngành Vi sinh vật học Khóa 2011-2013 Luận văn thạc sĩ khoa học Nguyễn Xuân Việt Hình 3.5 Sắc ký đồ γ-decalactone thu nhận từ dịch lên men chủng Y lipolytica VTP (A), sau làm phương pháp “Chiết rút-làm sạch” (B), phương pháp “Chưng cất-chiết rút-làm sạch” (C), γdecalactone cô đặc (D) 54 Chuyên ngành Vi sinh vật học Khóa 2011-2013 Luận văn thạc sĩ khoa học Nguyễn Xuân Việt DANH MỤC BẢNG 1.4 Ứng dụng nấm men chuyển hóa chất béo 14 2.1 Nguyên liệu, hóa chất, thiết bị, dụng cụ môi trường nghiên cứu 20 2.1.2 Hóa chất 21 Bảng 2.1 Các hoá chất sử dụng 21 2.1.3 Thiết bị 21 2.2.2 Lên men theo mẻ nồi 5L 24 2.2.3 Lên men theo mẻ - có tiếp dần chất, nồi 5L 24 2.2.4 Lên men theo mẻ nồi 50L 25 2.2.5 Lên men theo mẻ có - tiếp dần chất, nồi 50L 25 2.2.7.1 Lactone hóa có gia nhiệt 26 2.2.7.2 Lactone hóa không gia nhiệt 26 2.2.8 Chưng cất dịch lên men lactone hóa 26 2.2.11 Làm dịch chiết cô đặc 27 2.2.11.1 Làm dịch chiết cô rửa kiềm .27 2.2.11.2 Làm dịch chiết cô đặc Na2SO4 khan 27 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 30 3.2.1.3 Lên men theo phương thức Batch culture “có khống chế pH DO” 37 3.2.3 So sánh tóm tắt phương thức lên men quy mô 5L 50L .42 Bảng 3.11 Lựa chọn điều kiện lactone hóa để thu nhận γ-decalactone từ dịch .45 3.3.1.4 Lựa chọn tỷ lệ dung môi chiết rút .47 Bảng 3.13 Ảnh hưởng tỷ lệ dung môi sử dụng đến hiệu suất chiết rút γ-decalactone từ dịch lên men .47 48 3.3.1.5 Lựa chọn số lần chiết rút 48 Bảng 3.14 Ảnh hưởng số lần chiết rút đến hiệu suất chiết rút γ-decalactone từ dịch lên men .48 3.3.2 Lựa chọn điều kiện thu nhận làm γ-decalactone từ dịch lên men48 (A) 52 53 Chuyên ngành Vi sinh vật học Khóa 2011-2013 Luận văn thạc sĩ khoa học Nguyễn Xuân Việt (B) 53 53 (C) 53 (D) 54 Hình 3.5 Sắc ký đồ γ-decalactone thu nhận từ dịch lên men chủng Y lipolytica VTP (A), sau làm phương pháp “Chiết rút-làm sạch” (B), phương pháp “Chưng cất-chiết rút-làm sạch” (C), γdecalactone cô đặc (D) 54 Chuyên ngành Vi sinh vật học Khóa 2011-2013 Luận văn thạc sĩ khoa học Nguyễn Xuân Việt DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Aox Acyl-coA oxydase ATP Adenosin triphosphat CoA Coenzyme A Cs Cộng FDA Food and drug administration GC Gas chromatography (Sắc ký khí) Mb Megabase POX Peroxisomal acyl-CoA oxidase v/p Vòng/phút Y- VTP5 Yarrowia lipolytica-VTP5 YM Yeast Maltose Y- MTLY36-2P Yarrowia lipolytica- MTLY36-2P DO Dessolved Oxygen (Hàm lượng ôxy hòa tan) YMA Yeast Maltose Agar S cerevisiae Saccharomyces cerevisiae DE Diethyl ether U Unit L Lít Chuyên ngành Vi sinh vật học Khóa 2011-2013 Luận văn thạc sĩ khoa học Nguyễn Xuân Việt MỞ ĐẦU Con người biết đến chất thơm sử dụng chúng từ hàng nghìn năm Nó làm tăng chất lượng nhiều sản phẩm, đặc biệt thực phẩm Khi đời sống ngày phát triển, xã hội văn minh chất thơm sản xuất sử dụng ngày đa dạng phong phú số lượng lẫn chất lượng Hiện nay, ngành công nghiệp chế biến thực phẩm có nhu cầu lớn chất phụ gia tạo hương Hương tạo nên giá trị cảm quan hương vi đặc trưng cho thực phẩm Trong trình chế biến thực phẩm, cấu tử hương nguyên liệu ban đầu dần đi, điều bắt buộc nhà công nghệ phải nghĩ tới phương án thêm chất phụ gia tạo hương Mặt khác, sản phẩm thực phẩm pha chế (nước ngọt, rượu mùi, sữa chua ) cần có mặt chất tạo hương Ngoài công nghiệp thực phẩm ra, ngành khác có nhu cầu sử dụng chất phụ gia tạo hương, là: công nghiệp mỹ phẩm, chất phụ gia để sản xuất nước hoa, phấn son, kem xoa; công nghiệp dược cần thêm chất tạo hương vào thuốc, đặc biệt loại thuốc cho trẻ em để làm át hương vị khó chịu thuốc làm cho thuốc dễ uống hơn; việc sản xuất hàng tiêu dùng kem đánh răng, xà phòng thơm, nước gội đầu, vv cần bổ xung chất phụ gia tạo hương Trong số cấu tử tạo hương este, andehyde, lactone, alcohol lactone hợp chất phổ biến cấu tử hương thơm số loại hoa quả, thảo mộc đào, mận, dừa, dâu tây Trong lactone γ-decalactone (C10H18O2) có giá trị nhất, nghiên cứu nhiều Chất tồn tự nhiên mức độ vi lượng, song thành phần chủ đạo tạo nên hương thơm cho nhiều loại γ- decalacton tổng hợp đường sinh tổng hợp từ dầu thực vật nhờ trình chuyển hoá vi sinh vật Trong loại dầu thực vật, dầu thầu dầu (castor oil), loại nguyên liệu phù hợp cho trình tổng hợp γ-decalactone Quá trình thuỷ phân dầu thầu dầu tạo axit ricinoleic, “cơ chất” để số nấm men chuyển hóa thành chất thơm, nhờ trình β-oxi hóa Chuyên ngành Vi sinh vật học Khóa 2011-2013 Luận văn thạc sĩ khoa học Nguyễn Xuân Việt ether có nhiệt độ bay thấp (35 oC) nên kéo dài thời gian chiết rút dung môi bị hao hụt, ảnh hưởng đến hiệu suất thu nhận γ-decalactone dung môi Vì theo chúng tôi, thời gian chiết rút tốt từ 10 đến 15 phút Bảng 3.12 Ảnh hưởng tốc độ khuấy thời gian chiết rút đến hiệu suất thu nhận γ-decalactone từ dịch lên men Chỉ tiêu Thời gian chiết rút (Khuấy 100 vòng/phút) Thông số Lượng γ-decalactone (g/L) 50 vòng/phút 100 vòng/phút 150 vòng/phút 200 vòng/phút phút 10 phút 15 phút 20 phút 25 phút 1,545 ± 0,36 1,774 ± 0,022 1,530 ± 0,014 1,305 ± 0,018 1,774± 0,037 2,243 ± 0,034 2,258 ± 0,027 2,099 ± 0,039 2,022 ± 0,045 3.3.1.4 Lựa chọn tỷ lệ dung môi chiết rút Kết trình bày bảng 3.13 cho thấy tỷ lệ dung môi/dịch lên men (v/v) thích hợp để chiết rút γ-decalactone 0,5/1 Khi tăng tỷ lệ dung môi, tổng lượng γ-decalactone chiết rút từ dịch lên men có tăng lên, lượng dung môi tiêu tốn tăng theo Nếu coi hiệu suất chiết rút theo tỷ lệ dung môi tương đương với thể tích dịch lên men (tỷ lệ 1/1) 100% chiết rút nửa thể tích dung môi (tỷ lệ 0,5/1), hiệu suất thu nhận γ-decalactone 97,2% Bảng 3.13 Ảnh hưởng tỷ lệ dung môi sử dụng đến hiệu suất chiết rút γdecalactone từ dịch lên men Tỷ lệ dung Lượng dung môi Lượng γ- Tổng lượng γ- Hiệu môi/dịch lên men chiết rút thu decalactone decalactone suất thu (v/v) (mL) (mg/mL) (mg) nhận(%) 0,3/1 0,5/1 0,7/1 1/1 27 45 65 94 5,392 3,417 2,386 1,684 145,6 ± 0,022 153,8 ± 0,027 155,1 ± 0,034 158,3 ± 0,021 92,0 97,2 98,0 100 Chuyên ngành Vi sinh vật học 47 Khóa 2011-2013 Luận văn thạc sĩ khoa học Nguyễn Xuân Việt 3.3.1.5 Lựa chọn số lần chiết rút γ-decalactone dịch lên men chiết rút lần diethyl ether với tỷ lệ dung môi/dịch lên men tương ứng 0,5/1, 0,3/1 0,3/1, phần dung môi sau lần chiết rút phân tích GC để xác định lượng γ-decalactone Kết trình bày bảng 3.14 cho thấy cần chiết rút lần thu nhận 96,5% γ-decalactone dịch lên men, lại 3,5% chiết rút nốt lần thứ Như vậy, sử dụng dung môi diethyl ether, với tốc độ khuấy 100 v/p, thời gian chiết rút 10 phút, cần chiết rút lần để thu nhận γ-decalactone từ dịch lên men Bảng 3.14 Ảnh hưởng số lần chiết rút đến hiệu suất chiết rút γ-decalactone từ dịch lên men Số lần chiết rút Lượng γ-decalactone (g/L) Hiệu suất thu Lần 1: tỷ lệ diethyl ether/dịch lên men = 3,417 ± 0,019 96,5 0,124 ± 0,011 3,541 ± 0,019 3,5 nhận (%) 0,5/1 (v/v) Lần (tỷ lệ 0,3/1) Lần (tỷ lệ 0,3/1) Tổng 3.3.2 Lựa chọn điều kiện thu nhận làm γ-decalactone từ dịch lên men Thu nhận sản phẩm bước quan trọng khó khăn nhiều trình sản xuất sản phẩm công nghệ sinh học, đặc biệt chất tạo hương thơm, tính chất dễ bay hòa tan chúng Các phương pháp sử dụng công nghệ để chiết rút thu nhận chất thơm từ môi trường lỏng bao gồm: dùng dung môi hữu cơ, chưng cất, phân tách loại màng chuyên dụng, hấp phụ cacbon hoạt tính [28][37][38] sử dụng loại nhựa hữu lỗ xốp để chiết rút chất hương thơm, tính chất kị nước tự nhiên diện tích bề mặt lớn chúng [8] Do điều kiện thực tế nơi thực tập, sau nghiên cứu lựa chọn điều kiện lactone hóa chiết rút γ-decalactone từ dịch lên men, tiến hành khảo Chuyên ngành Vi sinh vật học 48 Khóa 2011-2013 Luận văn thạc sĩ khoa học Nguyễn Xuân Việt sát điều kiện thu nhận làm γ-decalactone theo hai phương pháp: (i) “chiết rút - làm sạch”, (ii) “ chưng cất - chiết rút - làm sạch” Sự khác phương pháp chỗ: theo phương pháp thứ hai, việc chưng cất loại bỏ số hợp phần khó/ không bay dịch sau lên men, mà phương pháp thứ Trong loại thực nghiệm này, mẫu nghiên cứu thực với lượng mẫu 1000 mL dịch lên men/lần 3.3.2.1 Thu nhận làm γ-decalactone theo phương pháp “chiết rút – làm sạch” Bảng 3.15 trình bày hiệu suất thu nhận γ-decalactone từ dịch lên men sau công đoạn chiết rút, làm thu nhận Kết thu cho thấy: - Hiệu suất thu nhận γ-decalactone theo phương pháp này, sau qua tất công đoạn, đạt 50,1% γ-decalactone thu theo cách có độ sắc ký 99,43% (hình 3.5 B) - Hiệu suất thu nhận γ-decalactone phần nước sau rửa kiềm lần lần thấp, (2,4 2,9% theo thứ tự) Vì vậy, thực chiết rút thu nhận γ-decalactone từ dịch lên men quy mô lớn, không cần bước thu nhận γdecalactone pha nước sau rửa kiềm Bảng 3.15 Hiệu suất thu nhận γ-decalactone từ dịch lên men theo phương pháp “chiết rút - làm sạch” Tên mẫu Lượng Lượng γ- Tổng Lượng Hiệu dung môi decalactone γ-decalactone suất chiết thu (mg/mL) (mg) thu (mL) nhận (%) 1000 mL dịch lên men, axit hóa đến pH = 2, chiết rút 445 4,526 2014,1 ± 0,41 100 diethyl ether (tỷ lệ dung môi/dịch lên men =0,5/1), thu pha dung môi Rửa kiềm lần (NaOH 0,1N, pH=12, tỷ lệ 1: 1) Chuyên ngành Vi sinh vật học 49 Khóa 2011-2013 Luận văn thạc sĩ khoa học Nguyễn Xuân Việt - Thu phần dung môi (a) - Phần nước chứa cặn,chỉnh pH 410 3,645 1494,5 ± 0.35 74,2 210 0,230 48,3 ± 0.16 2,4 pH=12, tỷ lệ 1:1) - Thu phần dung môi (b) - Pha nước chứa cặn, chỉnh pH 370 3,691 1365,7 ± 0,47 67,8 đến 2, chiết rút DE (0,5/1), 195 0,299 58,3 ± 0,22 2,9 6,0 206,080 1236,5 ± 0,38 50,1 đến 2, chiết rút DE (0,5/1), thu phần dung môi Rửa kiềm lần phần dung môi (a) (NaOH 0,1N, thu phần dung môi Phần dung môi (b) cô chân không để đuổi DE 35oC Bổ sung ethanol (99,5%) cô chân không, để đuổi hết DE nhiệt độ 55oC Thu dịch γ-decalactone cô đặc 3.3.2.2 Thu nhận γ-decalactone theo phương pháp “Chưng cất - chiết rút làm sạch” Theo phương thức này, dịch lên men, sau axit hóa đến pH = 2, chưng cất thiết bị chưng cất cồn, quy mô phòng thí nghiệm, thiết bị chưng cất nước Clevenger Kết trình bày bảng 3.16 cho thấy hiệu suất thu nhận γ-decalactone theo phương pháp “Chưng cất – chiết rút” thấp, đạt 35,4 %, với độ sắc ký 99,43% (Hình 3.5 C) Bảng 3.16 Hiệu suất thu nhận γ-decalactone từ dịch lên men theo phương pháp “chưng cất- chiết rút” Tên mẫu Lượng Lượng γ- Tổng lượng γ- Hiệu dung decalactone decalactone suất môi (mg/mL) (mg) thu chiết thu nhận (%) (mL) Dịch lên men chiết rút Chuyên ngành Vi sinh vật học 50 Khóa 2011-2013 Luận văn thạc sĩ khoa học Nguyễn Xuân Việt diethyl ether sau axit hóa đến 4,166 4166,0 ± 0,39 100 400 7,894 3157,6 ± 0,31 75,8 6,0 204,322 1225,9 ± 0,45 29,4 4,0 203,16 812,6 ± 0,34 4,0 165,633 662,5 ± 0,29 pH=2 Sử dụng thiết bị chưng cất cồn 1000 mL dịch lên men pH=2, chưng cất 100oC; Thu 800 ml dịch ngưng tụ, chiết rút DE (0,5/1) Thu pha dung môi chiết Cô chân không đuổi dung môi DE nhiệt độ 35oC (760 mmHg); bổ sung ethanol (99,5%) cô chân không đuổi hết dung môi DE nhiệt độ 55oC (350 mmHg) Chưng cất thiết bị Clevenger 1000 mL dịch lên men, pH=2, chưng cất 100oC, thu nhận: - γ-decalactone không tan nước - 800 ml dịch ngưng tụ, chiết rút DE (0,5/1) Thu pha dung môi chiết Cô chân không đuổi dung môi DE 35oC (760 mmHg); bổ sung ethanol (99,5%) cô chân không đuổi hết dung môi DE 55oC (350 mmHg) Tổng 1475,1 35,4 Hiệu suất thu nhận γ-decalactone từ dịch lên men nghiên cứu chúng tôi, phương pháp thấp so với Alchihab cộng (2010): Khi sử dụng nhựa MN-202 để hấp phụ γ-decalactone từ dịch lên men thiết bị dung tích 100 lít chủng nấm men ưa lạnh Rh aurantiaca A19 sau phản hấp phụ ethanol, hiệu suất thu nhận γ-decalactone sau cô kiệt đuổi dung môi đạt 56% [8] Chuyên ngành Vi sinh vật học 51 Khóa 2011-2013 Luận văn thạc sĩ khoa học Nguyễn Xuân Việt (A) Chuyên ngành Vi sinh vật học 52 Khóa 2011-2013 Luận văn thạc sĩ khoa học Nguyễn Xuân Việt (B) (C) Chuyên ngành Vi sinh vật học 53 Khóa 2011-2013 Luận văn thạc sĩ khoa học Nguyễn Xuân Việt (D) Hình 3.5 Sắc ký đồ γ-decalactone thu nhận từ dịch lên men chủng Y lipolytica VTP (A), sau làm phương pháp “Chiết rútlàm sạch” (B), phương pháp “Chưng cất-chiết rút-làm sạch” (C), γ-decalactone cô đặc (D) KẾT LUẬN Các điều kiện lên men thích hợp để chuyển hóa dầu thầu dầu thành γdecalactone nhờ chủng nấm men Y lipolytica VTP5 sau: a) Trên máy lắc, giá trị pH 6,0; tốc độ lắc 200 v/p; tuổi giống tỉ lệ giống 10% (v/v, mật độ giống = 6.5x106 tế bào/mL); thời gian thích hợp ngày b) Trên nồi lên men 5L, so sánh lên men theo mẻ theo mẻ có tiếp dần chất, (khống chế pH, DO) phương thức thứ hai cho lượng γdecalactone cao nhất, đạt 7,343 g/L c) Trên nồi lên men 50L, lên men theo mẻ có tiếp dần chất, không khống chế pH DO, lượng γ-decalactone đạt 8,10 g/L d) So sánh ba quy mô lên men cho thấy xuất thu nhận γ-decalactone Chuyên ngành Vi sinh vật học 54 Khóa 2011-2013 Luận văn thạc sĩ khoa học Nguyễn Xuân Việt sau: 50L > 5L, 5L > máy lắc Các điều kiện thích hợp để thu nhận sản phẩm từ dịch lên men chủng Y lipolytica VTP5 sau: - Dung môi diethyl ether, lactone hóa pH có gia nhiệt 90oC/10 phút - Tốc độ chiết rút 100 v/p - Tỉ lệ dung môi/ dịch lên men 0,5/1, số lần chiết rút So sánh hai phương pháp thu nhận γ-decalactone (“chiết rút – làm sạch” “chưng cất - chiết rút” ) cho thấy: - Hiệu suất thu nhận hai phương pháp thấp (29,4% 35,4%) chất thơm thu có độ tinh cao (99,43%) KIẾN NGHỊ Về trình lên men - Tiếp tục lên men chuyển hóa dầu thầu dầu thành γ-decalactone chủng Y lipolytica VTP nồi lên men 50L lớn mà có khả khống chế pH DO Về dung môi - Cần nghiên cứu thêm dung môi có khả chiết rút nhiều lượng γdecalactone dung môi dùng - Cần nghiên cứu thêm phương pháp thu nhận sản phẩm cách chiết nhờ hai hay nhiều nhóm dung môi khác Chuyên ngành Vi sinh vật học 55 Khóa 2011-2013 Luận văn thạc sĩ khoa học Chuyên ngành Vi sinh vật học Nguyễn Xuân Việt 56 Khóa 2011-2013 Luận văn thạc sĩ khoa học Nguyễn Xuân Việt TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Lại Thị Ngọc Hà (2003), “ Một số yếu tố ảnh hưởng đến khả sinh tổng hợp γ-decalactone chủng nấm men Yarrowica lipolytica W29”, Tạp chí khoa học kỹ thuật Nông nghiệp, tr 222 – 226 Đặng Thị Thu, Cơ sở công nghệ sinh học tập 2, Công nghệ hóa sinh, Nhà xuất Giáo dục Việt Nam Vũ Nguyên Thành (2003), Báo cáo tổng kết nhiệm vụ thường xuyên “ Bảo tồn, lưu giữ nguồn gen vi sinh vật công nghiệp thực phẩm 2003”, Viện Công nghiệp Thực phẩm Bùi Quang Thuật Kula J ( 2006), “ Tổng hợp hợp chất thơm chất hoạt động sinh học từ dầu thầu dầu”, Tuyển tập công trình nghiên cứu ứng dụng công nghệ sinh học – công nghiệp thực phẩm giai đoạn 2001 – 2005, Nhà xuất Lao động xã hội, tr 377 – 383 Internet https://www.google.com.vn/search?q=Ricinus+communis&newwindow Tiếng Anh Aguedo M, Gomes N, Escamilla García E, Waché Y, Mota M, Teixeira J.A & Belo I (2005), “Decalactone production by Yarrowia lipolytica under increased O2 transfer rates”, Biotechnology Lett, 27(20), pp 1617-1621 Aguedo M, Ly MH, Belo I, Teixeira JA, Belin JM, Waché Y (2004), “The use of enzymes and microorganisms for the production of aroma compounds from lipits”, Food Technology and Biotechnology, 42(4), pp 327-336 Alchihab M, Destain J, Aguedo M, Wathelet JP, Thonart P (2010), “The utilization of gum Tragacanth to improve the growth of Rhodotorula aurantiaca and the production of γ-decalactone in large scale”, Appl Biochem, 62(1), pp 233241 Barnett JA (2003), “Beginnings of microbiology and biochemistry: the contribution of yeast research”, Microbiology (Reading, Engl.), pp 557-567 Chuyên ngành Vi sinh vật học 57 Khóa 2011-2013 Luận văn thạc sĩ khoa học Nguyễn Xuân Việt 10 Barth G, Gaillardin C (1997), “Physiology and genetics of the dimorphic fungus Yarrowia lipolytica”, FEMS Microbiology Reviews, 19, pp 219-237 11 Beoloupos A, Mrozova Z, Thevennieau F, Le Dall MT, Hapala I, Papanikolaou S, Chardot T, Nicaud JM (2008), “Control of lipid accumulation in the yeast Yarrowia lipolytica”, Applied and Environmental Microbiology, 74(24), pp 77797789 12 Berger R.G (1986), “Biosynthesis of Flavor Compounds by Microorganisms Odorous Constituents of Polyporus durus”, (Basidiomycetes), Volume 41, Section C, A European journal of biosciences, pp 559-563 13 Boog ALGM, Peters ALJ, Ross R (1998), “Process for producing γdecalactone”, Unite States patent 5.789.212 14 Chanika S, Benjamas C, thanwadde T.S and Thanwien B (2011), “Efficicient concomitant production of lipids and carotenoids by oleaginous red yeast Rhodotorula glutinis culture in palm oil mill effuluent and application of lipids for biodiesel production”, Biotechnology and Bioprocess Engineering, 16(1), pp 23-33 15 Cheetham P.S.J., Maume K.A, De Rooij J.F.M (1993), “Method of producing gamma hydroxydecanoic acid or its lactone by feeding a ricinoleic acid source to Sporobolomyces odrus or Rhodotorula glutinis”, United States Patent 5.219.742 16 Coelho M.A.Z, Amaral P.F.F and Belo I (2010), “Yarrowia lipolytica : an industrial work horse”, Current Research, Technology and Education Topic in Applied Microbiology and Microbial Biotechnology, Vol 2, pp 930-944 17 Farbood MI, Willis BJ (1985), “Production of γ-decalactone”, Unite States Patent 4.560.656 18 Fickers, P., Benetti, P.H., Wache, Y., Marty, A., Mauersberger, S., Smit, M.S and Gerold Barth, Claude Gaillardin, (1996), “Physiology and genetics of the dimorphic fungus Yarrowia lipolytica” 19 Gatfield, I.-L (1999), “Biotechnological production of natural flavor materials”, In Flavor Chemistry: 30 Years of Progress ed, Teranishi, R., Wick, E.L and Hornstein, I., pp 211–227 New York: Kluwer Academic, Plenum Publishers Chuyên ngành Vi sinh vật học 58 Khóa 2011-2013 Luận văn thạc sĩ khoa học Nguyễn Xuân Việt 20 Gatfield, I.-L., Gu¨ntert, M., Sommer, H., and Werkhoff, P.(1993), “Some aspects of the microbiological production offlavor-active lactones with particular reference to γ-decalactone”, Chem Microbiol Technol Lebensm, 15, pp 165–170 21 Gill C.O, Haill M.G, and Ratledge C (1977), “Lipid accumulation in an oleaginous yeast (Candida 107) growing on glucose in single – stage continous culture”, Appl Environ Microbiol 1977 February, 33(2), pp 231-239 22 Gomes N, Teixeira JA, Belo I (2012), “Fed-batch culture of Yarrowia lipolytica for γ-decalactone production from methyl ricinolate”, Biotechnol Lett, 34, pp 649-654 23 Gopinath M, Vijayakumar L, Dhannasekar R, Viruthagiri T (2008), “Microbial biosynthetic of γ-decalactone and its applications”, Global Journal of Biotechnology, Biochemistry, 3(2), pp 60-68 24 Groguenin, A., Wache ´, Y., Escamilla Garcı´a, E., Aguedo, M., Husson, F., Ledall, M.-T., Nicaud, J.-M., and Belin, J.-M (2004), “Genetic engineering of βoxidation pathway in the yeast Yarrowia lipolytica to increase the production of aroma compounds”, J Molec Catal B, 28, pp 75–79 25 Le Clainche A (1997), “Maîtrise de la production de γ-lactone par la levure Yarrowia lipolytica : mise en évidence de l’existence d’une famille multigénitique d’acyl-CoA oxydases” 26 Li Y, Zongbao Z, and Fengwu B (2007), “High density cultivation of oaleagious yeast Rhodosparidrum toruloides Y4 in fed-batch culture”, Enzyme and and Microbial Technology, 41(3), pp 312-317 27 Martina Carnecka, Andrea Halienova, Radka Koci, “Production of carotenoidergosterol-supplemented biomass by red yeast Rhodotorula glutinis grown under external stress”, Food Technology and Biotechology, Vol 48 (1) 28 Mediaros ABP, Pandey A, Vandenberghe LPS, Pastore GM, Soccd CR (2006), “Prodution and recovery of aroma compounds produced by solid-state fermentation using different adsorbents”, Food technol Biotechnol, 44, pp 47-51 Chuyên ngành Vi sinh vật học 59 Khóa 2011-2013 Luận văn thạc sĩ khoa học Nguyễn Xuân Việt 29 Moradi H, Asadllahi MA, Nahvi I (2013), “Improved γ-decalactone production from castor oil by fed-batch culture cultivation of Yarrowia lipolytica”, Biocatalysis and Agriculture Biotechnology, 2, pp 64-68 30 Nadal M, García-Pedrajas MD, Gold SE (2008), “Dimorphism in fungal plant pathogens”, FEMS Microbiol Lett, 284, pp 127–134 31 Pagot Y, Le Clainche A, Nicaud JM, Waché Y, Belin JM (1998), “Peroxisomal β-oxidation activities and γ-decalactone production by the yeast Yarrowia lipolytica”, Appl Microbiol Biotechnol , 49, pp 295-300 32 Papaparaskevas D, Christakopoulos P, Kelos D, Macris BJ (1992), “Optimizing production of extracellular lipase from Rhodotorula glutinis”, Biotechnology Lett, 14, pp 397-402 33 Rabenhorst J, Gatfield I (2002), “Method of producing γ-decalactone using Yarrowia lipolytica strain HR 145 (DSM 12397)”, Unite States Patent 6.415.565 34 Rabenhorst J, Gatfield I (2012), “Method of producing γ-decalactone using Yarrowia lipolytica strain HR 124 (DSM 12397)”, Unite States patent N0 6451565 B1 35 Rodrigues G, Pais C (2007), “The influence of acetic and other weak carboxylic acids on growth and cellular death of the yeast Yarrowia lipolytica”, Food Technology and Biotechnology, 38, pp 27-32 36 Ruiz-Herrera J, Sentandreu R (2002), “Different effectors of dimorphism in Yarrowia lipolytica”, Arch Microbiol, 178, pp 477–483 37 Souchon I, Spinnler HE, Dufoss L,Voilleg A (1998), “Trapping of γdecalactone by adsorption on hydrophobic sorbents: application to the bioconversion of methyl ricinoleate by the yeast”, Sporidiobolus salmonicolor Biotechnol tech, 12, pp 109-113 38 Suryadi I, Suresh B (2000), “Adsorption of flavor ester on granular activated carbon”, CanjChem Eng, 78, pp 892-901 39 Waché Y et al., (2001), “Role of β-oxidation enzymes in γ-decalactone production by the yeast Yarrowia lipolytica”, Appl Environ Microbiol., 67(12), pp 5700-5704 Chuyên ngành Vi sinh vật học 60 Khóa 2011-2013 Luận văn thạc sĩ khoa học Nguyễn Xuân Việt 40 Waché Y et al., (2002),“Optimization of Yarrowia lipolytica 's β-oxidation pathway for γ-decalactone production”, J Mol Catal B: Enzym , pp 347-351 41 Waché Y, Aguedo M, Nicaud JM, Belin JM (2003), “Catabolism of hydroxyacids and biotechnological production of lactones by Yarrowia lipolytica”, Applied Microbiology and Biotechnology, 61, pp 393-600 Chuyên ngành Vi sinh vật học 61 Khóa 2011-2013 [...]... khoa học cũng như các nhà sản xuất Nguồn nguyên liệu dầu thầu dầu ở nước ta sẵn có, rẻ tiền nhưng việc sử dụng nó cho việc nghiên cứu sinh tổng hợp chất thơm nhờ vi sinh vật chưa được quan tâm nghiên cứu nhiều Vì những lẽ trên đây, chúng tôi tiến hành đề tài Nghiên cứu điều kiện nuôi cấy, chuyển hóa sinh học và thu nhận γ-decalactone từ dầu thầu dầu bằng nấm men Yarrowia lipolytica Chuyên ngành Vi sinh. .. γ–decalactone bằng nấm men Yarrowia lipolytica VTP5, quy mô trên máy lắc 2 Lựa chọn điều kiện thích hợp cho quá trình lên men đó trong các nồi lên men dung tích 5L và 50L 3 Tìm các điều kiện tách chiết và thu nhận chất thơm γ–decalactone từ dịch lên men Chuyên ngành Vi sinh vật học 3 Khóa 2011-2013 Luận văn thạc sĩ khoa học Nguyễn Xuân Việt CHƯƠNG I TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Nấm men Yarrowia lipolytica Nấm men Yarrowia. .. họa ở hình 1.3 a và b Dầu thầu dầu có tên thương phẩm tiếng Anh là castor oil (hình 1.3 c), được tách ra từ hạt cây thầu dầu (Ricinus communis) thu c họ Thầu dầu (Euphorbiaceae), bộ Ba mảnh vỏ (Ephorbiales), bằng phương pháp ép lạnh, ép nóng hoặc trích ly a.Cây thầu dầu b.Quả thầu dầu Hình 1.3 Một số hình ảnh về thầu dầu [5] c .Dầu thầu dầu Hạt thầu dầu chứa khoảng 50-60% dầu Dầu thầu dầu là một chất... VÀ PHƯƠNG PHÁP 2.1 Nguyên liệu, hóa chất, thiết bị, dụng cụ và môi trường nghiên cứu 2.1.1 Vi sinh vật Trong nghiên cứu này, chủng nấm men Yarrowia lipolytica VTP-5 được dùng để chuyển hóa dầu thầu dầu thành γ- decalactone Đây là chủng nấm men chuyển hóa chất béo (oleaginous yeast), trước đây được phân lập từ nem chua, hiện đang Chuyên ngành Vi sinh vật học 20 Khóa 2011-2013 Luận văn thạc sĩ khoa học. .. sinh vật học 2 Khóa 2011-2013 Luận văn thạc sĩ khoa học Nguyễn Xuân Việt Mục tiêu của đề tài Chứng minh dầu thầu dầu Việt Nam như một nguyên liệu tiềm năng trong việc sản xuất chất thơm γ–decalactone nhờ nấm men, cũng như nấm men Yarrowia lipolytica VTP5 như một chủng tiềm năng cho việc sản xuất này Nội dung nghiên cứu 1 Lựa chọn điều kiện thích hợp để lên men chuyển hóa sinh học dầu thầu dầu thành... decalactone của vi khuẩn và nấm mốc rất thấp, do đó các Chuyên ngành Vi sinh vật học 13 Khóa 2011-2013 Luận văn thạc sĩ khoa học Nguyễn Xuân Việt nghiên cứu ứng dụng chủ yếu tập trung vào nhóm nấm men chuyển hóa chất béo Một số vi sinh vật có khả năng chuyển hóa chất béo được nêu trong bảng 1.2 Bảng 1.2 Một số vi sinh vật có khả năng chuyển hóa dầu thầu dầu thành chất thơm γ- decalactone Vi sinh vật Sản lượng... hướng nghiên cứu ở lĩnh vực này [20] Một số kết quả nghiên cứu khoa học về chuyển hóa cơ chất tạo thành chất thơm dạng lactone nhờ sử dụng vi sinh vật đã được thống kê như sau: Farbood và Willis (1985) sử dụng các chủng nấm men Yarrowia lipolytica, Aspergillus oryzae, Geotrichum klebahnii và Candida sp Để tổng hợp γdecalactone từ các cơ chất chính là dầu thầu dầu, dầu thầu dầu cùng với enzyme lipase, dầu. .. tạo ra γdecalactone, β- oxy hóa là con đường chính trong công nghiệp để tổng hợp γdecalactone và các lactone khác vì cho năng suất cao [24][36][39] 1.3 Chuyển hóa sinh học axit ricinoleic thành chất thơm γ- decalactone bằng các chủng nấm men chuyển hóa chất béo 1.3.1 Nguồn cơ chất Nguồn axit ricinoleic để vi sinh vật sử dụng chuyển hóa thành γ- decalactone là dầu thầu dầu Cây, quả và dầu thầu dầu thương... văn thạc sĩ khoa học Nguyễn Xuân Việt Một số nấm men chuyển hóa chất béo (oleaginous yeasts) như Yarrowia lipolytica, Rhodotorula sp., Candida sp., Lipomyces sp., Trichosporon sp.,… có khả năng sử dụng, chuyển hóa axít béo và các hợp chất kị nước Trong số đó nấm men Yarrowia lipolytica là loài được nghiên cứu nhiều nhất Vấn đề nâng cao sự chuyển hóa dầu thầu dầu thành chất thơm đang thu hút sự quan... nang sinh học, xử lý ô nhiễm môi trường (nhất là môi trường bị ô nhiễm bởi chất thải chứa dầu như chất thải từ nhà máy chế biến dầu thực vật, từ các nhà máy sữa, môi trường đất ô nhiễm bởi dầu, bởi hạt có dầu và thực phẩm phân hủy) [16] 1.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến chuyển hóa sinh học axit ricinoleic thành chất thơm γ- decalactone bằng nấm men Nồng độ dầu thầu dầu Trong sinh tổng hợp γ- decalactone, dầu
- Xem thêm -

Xem thêm: Nghiên cứu điều kiện nuôi cấy, chuyển hóa sinh học và thu nhận γdecalactone từ dầu thầu dầu bằng nấm men Yarrowia lipolytica, Nghiên cứu điều kiện nuôi cấy, chuyển hóa sinh học và thu nhận γdecalactone từ dầu thầu dầu bằng nấm men Yarrowia lipolytica, Nghiên cứu điều kiện nuôi cấy, chuyển hóa sinh học và thu nhận γdecalactone từ dầu thầu dầu bằng nấm men Yarrowia lipolytica, Bảng 2.1 Các hoá chất sử dụng., CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN

Từ khóa liên quan

Mục lục

Xem thêm

Gợi ý tài liệu liên quan cho bạn

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