Thạc Sĩ Nghiên cứu thu nhận enzym α-amylase từ trực khuẩn cỏ khô

MỞ ĐẦU



Vi sinh vật trong tự nhiên rất đa dạng và phong phú. Chúng có mặt khắp
nơi: trong đất, trong nước, trong không khí, kể cả trong cơ thể con người. Ngoài
tác hại do vi sinh vật gây ra như: gây bệnh cho thực vật, động vật và con người;
thì nguồn lợi mà chúng mang lại cho chúng ta vô cùng to lớn nếu ta hiểu, biết và
sử dụng chúng hợp lý. Các chủng vi sinh vật nói chung và vi khuẩn Bacillus nói
riêng đã và đang được sử dụng rất phổ biến trong các chế phẩm sinh học để
phục vụ cho các ngành sản xuất như: rượu, bia, công nghiệp dệt, thuộc da, bổ
sung vào thức ăn cho gia súc để dễ tiêu hoá, thức ăn trong nuôi trồng thuỷ sản,
trong y học và nghiên cứu, là nhờ khả năng sinh các loại enzym thuỷ phân của
các chủng vi sinh vật này.

Enzym là những chất xúc tác sinh học, ngoài những tính chất của một chất
xúc tác nó còn có những tính chất ưu việt hơn như: có hiệu suất xúc tác rất cao ở
điều kiện nhiệt độ và áp suất bình thường, có tính đặc hiệu cao. Các tính chất này
vẫn được bảo tồn khi tách enzym ra khỏi hệ thống sống, hoạt động trong điều kiện
invitro. Vì vậy, enzym ngày càng được sử dụng rộng rãi trong thực tế, với quy mô
ngày càng lớn, dẫn đến việc hình thành và phát triển ngành công nghệ sản xuất
enzym. Việc sử dụng enzym trong thực tế không chỉ có ý nghĩa về kinh tế mà còn
giải quyết nhiều vấn đề xã hội, các vấn đề bức xúc về môi trường.
Trước kia, enzym thường được thu nhận từ tế bào thực vật hoặc động vật
(chẳng hạn amylase được lấy từ hạt nảy mầm, protease từ nhựa đu đủ, dạ
dày, ). Tuy nhiên quá trình sinh tổng hợp enzym ở động vật và thực vật gắn liền
với sự trao đổi chất và nhu cầu của tế bào. Ngoài ra, người ta còn phải phá bỏ
các tổ chức tế bào để tách chiết và thu nhận enzym. Như vậy, việc dùng tế bào
động vật, thực vật làm nguồn nguyên liệu để thu nhận enzym là khá hạn chế,
thiếu tính kinh tế và không đáp ứng được nhu cầu về số lượng enzym cần thiết
cho sản xuất.

Trong khi đó, ở vi sinh vật hầu như chứa đầy đủ các loại enzym và việc sử
dụng nguồn enzym từ vi sinh vật mang lại lợi ích lớn hơn, cụ thể như nguồn
nguyên liệu dùng để nuôi cấy vi sinh vật thường rẻ tiền hơn vì chúng thường là
phế phụ phẩm công nông nghiệp (như cám, trấu, bã mía, bã khoai mỳ, ) hoặc
nguồn nguyên liệu tự nhiên như dầu mỏ, khí đốt, Mặt khác, điều kiện nuôi cấy
dễ dàng, và enzym có hoạt tính cao hơn. Vì thế, khoảng 50 năm gần đây các chế
phẩm enzym từ vi sinh vật đã dần thay thế các enzym có nguồn gốc thực vật,
động vật.

Trong hàng loạt các loại enzym khác nhau thì amylase là enzym phân giải
tinh bột tạo đường cho các sinh vật. Từ những năm đầu thế kỷ 18 các nhà khoa
học đã bắt đầu nghiên cứu về amylase và đến nay đã biết khá rõ về loại enzym
này. Amylase được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực sản xuất như công
nghiệp thực phẩm, công nghiệp dệt, Sản xuất amylase công nghiệp đã được chú
ý từ rất lâu và ngày càng phát triển ở nhiều nước trên thế giới. Việt Nam chúng
ta là một trong nhiều nước đã và đang có rất nhiều nghiên cứu và ứng dụng
enzym amylase, nhưng nền công nghiệp sản xuất enzym ở nước ta chưa thật sự
phát triển.

Xuất phát từ cơ sở trên chúng tôi chọn đề tài cho luận văn: “Nghiên cứu
thu nhận enzym a-amylase từ trực khuẩn cỏ khô”.

Nội dung của đề tài gồm một số vấn đề sau:
1. Phân lập và tuyển chọn các chủng vi khuẩn có khả năng sinh trưởng và
sinh enzim amylase có hoạt tính mạnh từ đất vườn qua trung gian cỏ khô.
2. Nghiên cứu hình thái tế bào, hình thái khuẩn lạc, và các đặc điểm sinh
học của chủng tuyển chọn.
3. Khảo sát các điều kiện nuôi cấy tối ưu để thu được dịch enzym amylase
có hoạt độ cao.
4. Định danh chủng được tuyển chọn bằng kỹ thuật di truyền phân tử.
5. Nuôi cấy chủng đã tuyển chọn trong thiết bị bình lên men tam giác 1 lít
với các điều kiện nuôi cấy tối ưu. Nghiên cứu động học quá trình sinh
tổng hợp amylase với 3 thông số là pH, sinh trưởng và hoạt độ enzym.
6. Tách chiết enzym amylase từ dịch lên men nhờ các tác nhân tủa.
7. So sánh hiệu suất thu nhận và hoạt độ chế phẩm enzym (CPE) amylase
thu được từ các tác nhân tủa khác nhau.
8. Nghiên cứu độ bền nhiệt và độ bền pH của CPE amylase.​