Tuyển chon xạ khuẩn và phân tích đặc tính của hệ Enzyme amylase ngoại bào từ xạ khuẩn :Báo cáo tổng kết đề tài Khoa học Cấp Trường

1

BỘ CÔNG THƢƠNG

ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC

KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI

NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƢỜNG

Tên đề tài: TUYỂN CHỌN XẠ KHUẨN VÀ PHÂN TÍCH ĐẶC TÍNH

CỦA HỆ ENZYME AMYLASE NGOẠI BÀO TỪ XẠ KHUẨN

Mã số đề tài: 184.TP13

Chủ nhiệm đề tài: Nguyễn Thị Diệu Hạnh

Đơn vị thực hiện: Viện Công nghệ Sinh học và Thực phẩm

Tp. Hồ Chí Minh – 12/2020

2

LỜI CÁM ƠN

Chúng tôi xin chân thành cám ơn Trường Đại học Công nghiệp Thành phố Hồ Chí

Minh đã cấp kinh phí và tạo điều kiện thuận lợi cho nghiên cứu “Tuyển chọn xạ khuẩn và

phân tích đặc tính của hệ enzyme amylase ngoại bào từ xạ khuẩn”.

Chúng tôi xin cám ơn phòng Quản lí Khoa học và Hợp tác Quốc đã tạo điều kiện

thuận lợi cho chúng tôi hoàn tất nghiên cứu này. Đồng thời, chúng tôi cũng trân trọng cám

ơn Viện Công nghệ Sinh học và Thực phẩm đã tạo điều kiện về cơ sở vật chất, thiết bị cho

việc thực hiện các thí nghiệm trong đề tài.

Chúng tôi trân trọng cám ơn PGS. TS. Nguyễn Đình Quân, ThS. Trần Thị Tưởng An

- Phòng Thí nghiệm Biomass, Trường Đại học Bách Khoa Thành phố Hồ Chí Minh đã hỗ

trợ chúng tôi trong quá trình thực hiện đề tài.

Chân thành cám ơn các em sinh viên Bùi Thảo Vy, Đặng Lương Phương Thảo, Hứa

Trường Chinh, Đặng Bích Ngân, Hứa Huỳnh Minh Thảo và tất cả thành viên Phòng thí

nghiêm Công nghệ Vi sinh đã hỗ trợ chúng tôi trong quá trình thực hiện đề tài này.

Trân trọng cám ơn.

NHÓM TÁC GIẢ

3

PHẦN I. THÔNG TIN CHUNG

I. Thông tin tổng quát

1.1. Tên đề tài: Tuyển chọn xạ khuẩn và phân tích đặc tính của hệ enzyme amylase ngoại

bào từ xạ khuẩn

1.2. Mã số: 184.TP13

1.3. Danh sách chủ trì, thành viên tham gia thực hiện đề tài

TT

Họ và tên

(học hàm, học vị)

Đơn vị công tác Vai trò thực hiện đề tài

1 TS. Nguyễn Thị Diệu

Hạnh

Viện CNSH&TP￾Trường ĐHCN Tp.

HCM

Chủ nhiệm đề tài thực hiện các nội

dung:

- Tuyển chọn các chủng xạ khuẩn

có hoạt tính sinh học

- Sản xuất dung dich enzyme

amylase ngoại bào từ xạ khuẩn

- Các thí nghiệm xác định hoạt tính

enzyme, động học enzyme

- Viết đề cương chi tiết

- Chịu trách nhiệm tổng thể về tất

cả các thí nghiệm trong đề tài

- Viết báo cáo tổng kết đề tài, viết

bài báo khoa học

2 TS. Phạm Tấn Việt Viện CNSH&TP -

Trường ĐHCN Tp.

HCM

- Thu thập các mẫu đất từ các

nguồn khác nhau để phân lập xạ

khuẩn

- Tinh sạch enzyme amylase

- Xác định động học enzyme

3 TS. Nguyễn Ngọc Ẩn Viện CNSH&TP -

Trường ĐHCN Tp.

HCM

- Tinh sạch enzyme amylase

- Phân tích kết quả định danh xạ

khuẩn

- Xử lý số liệu.

4 Nguyễn Thị Thanh Thúy ĐHSH11ATT- Viện

CNSH&TP -Trường

ĐHCN Tp. HCM

- Phân lập xạ khuẩn

- Khảo sát khả năng sinh enzyme

amylase của xạ khuẩn

- Khảo sát các điều kiện cảm ứng

sản sinh amylase từ xạ khuẩn

5 Nguyễn Thị Thu Trang ĐHSH11A- Viện

CNSH&TP -Trường

ĐHCN Tp. HCM

- Phân lập xạ khuẩn

- Khảo sát khả năng sinh enzyme

amylase của xạ khuẩn

- Khảo sát các điều kiện cảm ứng

sản sinh amylase từ xạ khuẩn

6 Hứa Huỳnh Minh Thảo ĐHSH10A- Viện

CNSH&TP -Trường

ĐHCN Tp. HCM

- Quan sát cấu trúc đại thể, vi thể

của xạ khuẩn

- Xác định hoạt tính enzyme

1.4. Đơn vị chủ trì: Viện Công nghệ sinh học và thực phẩm, Trường Đại học Công nghiệp

Tp. Hồ Chí Minh

1.5. Thời gian thực hiện:

4

1.5.1. Theo hợp đồng: từ tháng 10 năm 2018 đến tháng 10 năm 2019

1.5.2. Gia hạn (nếu có): đến tháng 7 năm 2020

1.5.3. Thực hiện thực tế: từ tháng 11 năm 2018 đến tháng 8 năm 2020

1.6. Những thay đổi so với thuyết minh ban đầu (nếu có):

Không có sự thay đổi so với thuyết minh ban đầu

1.7. Tổng kinh phí đƣợc phê duyệt của đề tài: 40 triệu đồng (Bốn mươi triệu đồng chẵn)

II. Kết quả nghiên cứu

1. Đặt vấn đề

Amylase là nhóm enzyme quan trọng có khả năng thủy giải tinh bột tạo thành các loại

đường khác nhau như fructose, glucose, maltose và các dextrin trung gian. Amylase được

ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau như công nghiệp thực phẩm, các ngành

công nghệ lên men, dệt may và công nghệ sản xuất giấy [1, 2]. Amylase được sử dụng thành

công trong quá trình đường hóa tinh bột, trong công nghệ sản xuất rượu bia, cải thiện chất

lượng bột trong công nghệ làm bánh và là thành phần trong công nghệ giặt tẩy [3-5]. Ngoài

ra, nhiều nghiên cứu cũng đã cho thấy amylase còn được ứng dụng trong y học, công nghệ

sinh học và hóa học [5, 6]. Amylase là một trong ba nhóm enzyme được sử dụng nhiều nhất

trong các enzyme công nghiệp, chiếm khoảng 25-33% thị trường enzyme trên toàn thế giới

[7]. Amylase được thu nhận từ nhiều nguồn khác nhau như thực vật, động vật, vi sinh vật và

chủ yếu là được sản xuất từ vi sinh vật. Amylase vi sinh vật đáp ứng được nhu cầu công

nghiệp và có thể gia tăng sự tổng hợp enzyme bằng các kỹ thuật di truyền, phương pháp

nuôi cấy liên tục, cảm ứng và tối ưu hóa các điều kiện sinh trưởng [8]. Các chủng vi sinh vật

thường được sử dụng để sản xuất amylase thuộc chi Bacillus, Streptomyces, Micrococcus,

Pseudomonas, Arthrobacter, Escherichia, Proteus, Aspergillus và Serratia, trong đó các

chủng xạ khuẩn thuộc chi Streptomyces ngày càng được quan tâm [5, 9-12].

Streptomyces là nhóm vi sinh vật quan trọng có hiệu quả kinh tế cao thuộc họ

actinobacteria. Các chủng xạ khuẩn Streptomyces là đối tượng trong sản xuất khoảng 50%

các hợp chất trao đổi thứ cấp, đặc biệt là các chất kháng sinh, kháng khối u, các enzyme và

các chất ức chế enzyme, các hợp chất kháng khuẩn và kháng oxy hóa, các chất điều hòa

thực vật và vitamin [13-15]. Streptomyces tham gia vào việc sản xuất nhiều loại enzyme

khác nhau và đóng vai trò quan trọng trong việc phân hủy các hợp chất hữu cơ như

cellulase, protease, keratinase, amylase, xylanase, lipase, chitinase, pectinase [5]. Với các

đặc tính chịu nhiệt và chịu kiềm cao, việc sản xuất amylase từ xạ khuẩn ngày càng được

quan tâm. Các amylase chịu nhiệt được sản xuất từ xạ khuẩn được ứng dụng dễ dàng trong

5

nhiều ngành công nghiệp khác nhau [5]. Do đó, việc phân lập và chọn lọc các chủng xạ

khuẩn có khả năng sinh tổng hợp amylase mạnh cũng như tối ưu hóa các điều kiện sản xuất

amylase từ các chủng xạ khuẩn được nghiên cứu nhiều trong những năm gần đây [16-19].

Bên cạnh việc xác định môi trường nuôi cấy thích hợp để tạo điều kiện cho sự sinh tổng

hợp amylase ngoại bào của xạ khuẩn, các đặc tính sinh hóa của enzyme cũng cần được quan

tâm để có cơ sở cho việc ứng dụng enzyme hiệu quả nhất trong các lĩnh vực khác nhau.

Hiện nay, những nghiên cứu về đặc tính hệ enzyme của xạ khuẩn tại Việt Nam còn nhiều

hạn chế. Do đó, chúng tôi tiến hành nghiên cứu tuyển chọn các chủng xạ khuẩn có khả năng

sản sinh amylase ngoại bào và tiến hành phân tích các đặc tính sinh học của hệ enzyme

ngoại bào từ chủng xạ khuẩn tuyển chọn được, cung cấp thêm đối tượng sản xuất amylase

cho các nghiên cứu trong nhiều mục đích khác nhau.

2. Mục tiêu

a. Mục tiêu đề tài

Phân lập và tuyển chọn các chủng xạ khuẩn có khả năng sản sinh enzyme

amylase ngoại bào và phân tích các đặc tính sinh học của hệ enyme amylase từ chủng xạ

khuẩn phân lập được.

b. Nội dung đề tài.

- Phân lập các chủng xạ khuẩn từ nhiều nguồn khác nhau và tuyển chọn các

chủng xạ khuẩn có hệ enzyme amylase ngoại bào.

- Khảo sát điều kiện thích hợp sinh tổng hợp amylase ngoại bào từ chủng xạ

khuẩn được chọn.

- Phân tích các đặc tính sinh học của hệ enzyme amylase của chủng xạ khuẩn.

3. Phƣơng pháp nghiên cứu

3.1. Phân lập và tuyển chọn xạ khuẩn sinh tổng hợp amylase

Các mẫu đất được thu thập từ nhiều địa phương khác nhau trên tỉnh Tiền Giang và Bến

Tre, Tây Ninh, Tp. Hồ Chí Minh. Mẫu đất sau đó được pha loãng trong nước muối sinh lý

và trải trên môi trường thạch Gause I (20,0 g tinh bột tan; 0,5 g MgSO4.7H2O; 3,0 g

K2HPO4; 1,0 g KNO3; 0,5 g NaCl; 0,1 g FeSO4; 20,0 g agar; nước cất vừa đủ 1 lít; pH 7,2-

7,4) ủ ở 37C trong 5 – 10 ngày. Các khuẩn lạc riêng rẽ có các đặc điểm đặc trưng của xạ

khuẩn có khả năng tạo vòng phân giải tinh bột khi có sự hiện diện của dung dịch lugol được

chọn và cấy ria liên tiếp 3 lần trong cùng môi trường và điều kiện như trên để làm thuần.