đánh giá các tính chất Lý-Hóa của cellulase từ chung vi sinh vật phân lập từ suối nước nóng

khoa khoa học tự nhiên và xã hội Đề tài sinh viên nghiên cứu khoa học đánh giá các tính chất lý hóa của cellulase từ chủng vi sinh vật phân lập từ suối nớc nóng Chuyên ngành : Hóa Sinh

khoa khoa học tự nhiên và xã hội

Đề tài sinh viên nghiên cứu khoa học

đánh giá các tính chất lý hóa của cellulase từ chủng vi sinh vật phân lập từ suối nớc nóng

Chuyên ngành : Hóa Sinh

Giáo viên hớng dẫn : ThS Trịnh Đình Khá Sinh viên thực hiện : Đinh Thị Hồng Trang

1 Mở đầu

2 Mục tiêu nghiên cứu

3 Tổng quan tài liệu

4 Vật liệu và phơng pháp nghiên cứu

5 Kết quả nghiên cứu và thảo luận

6 Kết luận và đề nghị

Mở đầu

Lý do chọn đề tài

• Cellulase là một trong những loại enzyme cú vai trũ rất quan trọng trong nhiều lĩnh vực đời sống, sản xuất của con người

• Việc nghiờn cứu để tỡm ra cỏc enzyme chịu nhiệt và bền nhiệt

chỳng

• Đó cú nhiều cụng trỡnh nghiờn cứu về enzyme bền nhiệt núi chung và cellulase chịu nhiệt núi riờng từ cỏc nguồn vi sinh vật khỏc nhau

• Cỏc vi sinh vật suối nước núng là nguồn khai thỏc tiềm năng

để sản xuất enzyme này

• Hiện nay cỏc nghiờn cứu về vi sinh vật suối nước núng của Việt Nam cũn chưa được quan tõm đỳng mức và cũn hạn chế

vật phõn lập từ suối nước núng”

Môc tiªu nghiªn cøu

1 Phân lập các chủng vi sinh vật từ các suối nước nóng

2 Tuyển chọn chủng vi sinh vật có khả năng

sinh tổng hợp cellulase cao

3 Đánh giá các tính chất lý hóa của cellulase

Tæng quan tµi liÖu

1.1 Khái niệm Cellulase

β-1,4-O-glycoside của cellulase

1.2 Cơ chất của Cellulase

Hình 1.2 Cấu trúc cellulose và mạng lưới liên kết hydro

Hình 1.3 Cấu trúc cellulose

1.3 Cơ chế thủy phân của cellulase

Enzyme C 1 Cellulose kết tinh

1.4 Khả năng ứng dụng của cellulase

1.4.1 Trong công nghiệp

 Trong công nghiệp thực phẩm

 Trong công nghiệp sản xuất thức ăn gia súc

 Trong công nghiệp sản xuất dung môi hữu cơ

 Trong công nghiệp sản xuất giấy và bột giấy

 Trong công nghiệp sản xuất chất tẩy rửa

 Trong công nghiệp dệt

1.4.2 Trong nông nghiệp

1.4.3 Trong bảo vệ môi trường

1.4.4 Trong công nghệ sinh học

vËt liÖu vµ ph¬ng ph¸p

2.1 VËt liÖu

Bảng 2.1 Mẫu nước suối nước nóng dùng phân lập các chủng vi sinh vật

Stt Tên mẫu Địa điểm suối nước nóng Ngày lấy mẫu Nhiệt độ

1 CP1 Cẩm Thạch - Cẩm Phả

Quảng Ninh

Ngày 5 tháng 7 năm 2007

40 0 C

2 CP2 Quang Hanh - Cẩm Phả

Quảng Ninh

Ngày 28 tháng 7 năm 2007

45 0 C

3 CP3 Quang Hanh - Cẩm Phả

Quảng Ninh

Ngày 8 tháng 10 năm 2007

45 0 C

4 PT La Phù - Thanh Thủy

Phú Thọ

Ngày 12 tháng 8 năm 2007

46 0 C

* Xác định thời gian phản ứng tối ưu

* Xác định nhiệt độ phản ứng tối ưu

* Xác định nồng độ cơ chất phản ứng tối ưu

* Xác định pH phản ứng tối ưu

* Ảnh hưởng của ion kim loại đến hoạt tính cellulase

2.2.6 Ph¬ng ph¸p xö lý sè liÖu theo thèng kª sinh häc trªn Excel

KÕt qu¶ vµ Th¶o luËn

3.1 KẾT QUẢ PHÂN LẬP

Bảng 3.1 Các chủng vi sinh vật phân lập được trên các môi

trường khác nhau và hoạt tính của chúng

Stt Tên chủng Môi trường phân lập Hoạt tính Loài

CELLULASE BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH TÍNH

có hoạt tính cellulase khác nhau

Yếu Không có hoạt tính

Chủng CP3.4 có đường kính vòng phân giải lớn nhất

(HT = 33 mm) (Hình 3.2)

Hình 3.2 Hoạt tính cellulase của chủng CP3.4

3.3 TUYỂN CHỌN CÁC CHỦNG VI SINH VẬT SINH TỔNG HỢP

CELLULASE BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH LƯỢNG

Bảng 3.2 Hoạt tính cellulase Hình 3.3 Hoạt tính

của một số chủng vi sinh vật phân lập cellulase của các chủng vi sinh vật

0 20 40 60 80 100 120

Hình 3.4 Khả năng sinh tổng hợp cellulase của chủng CP3.4 theo thời gian

3.4 KHẢ NĂNG SINH CELLULASE THEO THỜI GIAN

Bảng 3.3 Ảnh hưởng của thời gian nuôi cấy tới khả năng sinh tổng hợp

cellulase của chủng CP3.4

Thời gian (giờ) 18 20 22 24 26

Hoạt tính (IU/ml) 0,43 ± 0,008 0,74 ± 0,012 0,87 ± 0,009 0,67 ± 0,004 0,50 ± 0,007

Hình 3.5 Ảnh hưởng của thời gian phản ứng đến hoạt tính cellulase của chủng CP3.4

Thời gian (phút) Hoạt tính (IU/ml) Thời gian (phút) Hoạt tính (IU/ml)

3.5 TÍNH CHẤT LÝ HÓA CỦA CELLULASE

3.5.1 Thời gian phản ứng tối ưu

Bảng 3.4 Ảnh hưởng của thời gian phản ứng tới hoạt tính cellulase của chủng CP3.4

0 20 40 60 80 100 120

3.5.2 Ảnh hưởng của nồng độ cơ chất đến hoạt tính cellulase

Nhiệt độ ( 0 C) Hoạt tính (IU/ml) Nhiệt độ ( 0 C) Hoạt tính (IU/ml)

Đệm pH Hoạt tính (IU/ml)

Acetate

3,5 0,03 ± 0,001 4,0 0,11 ± 0,003 4,5 0,14 ± 0,004

5,0 0,97 ± 0,012

5,5 0,69 ± 0,101

Phosphate

6,5 0,34 ± 0,005 7,0 0,58 ± 0,008

Kim loại Hoạt tính (IU/ml)

Hình 3.9 Ảnh hưởng của ion

kim loại đến hoạt tính cellulase của

chủng CP3.4

 KẾT LUẬN

khuẩn, 28 chủng xạ khuẩn, 1 chủng nấm Trong số 61 chủng vi sinh vật có 32 chủng có khả năng sinh tổng hợp cellulase

PT.5 có hoạt tính cellulase mạnh Chủng CP3.4 có hoạt tính cellulase mạnh nhất được chọn để tiến hành các nghiên cứu tiếp theo

3 Chủng CP3.4 có khả năng tổng hợp cellulase mạnh nhất sau 22

giờ nuôi cấy

4 Cellulase của chủng CP3.4 phản ứng tối ưu ở thời gian 5 phút,

CP3.4 theo các mức độ khác nhau: ion Mn2+ ức chế mạnh nhất, ion Cu2+ kìm hãm nhẹ nhất

 ĐỀ NGHỊ

1 Tiếp tục phân lập các chủng vi sinh vật sinh tổng hợp

cellulase từ nhiều nguồn suối nước nóng khác nhau

2 Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng sinh

tổng hợp cellulase của chủng CP3.4 để tối ưu hóa khả năng sinh enzyme của chủng này

3 Tiếp tục đánh giá các tính chất lý hóa của cellulase của

chủng CP3.4

4 Nghiên cứu tạo enzyme tái tổ hợp và nghiên cứu ứng

dụng cellulase của chủng CP3.4

Xin ch©n thµnh c¶m ¬n !

Cấu trúc cellulase của T fusca

Một số hình ảnh về cellulase

Mô hình Endoglucanase Cel5A của

Cấu trúc Cellulase của B agaradhaerens

Cấu trúc Endo-Beta-1,4-Glucanase của

Acetobacter Xylinum

Mô hình cellulase hoạt động trên bề mặt cellulose

Mô hình cellulase thủy phân cellulose

Cấu trúc cellulase của T fusca

Mô hình Endoglucanase Cel5A của

Cấu trúc Cellulase của B agaradhaerens

Cấu trúc Endo-Beta-1,4-Glucanase của

Acetobacter Xylinum

Mô hình cellulase hoạt động trên bề mặt cellulose

Mô hình cellulase thủy phân cellulose

Xin ch©n thµnh c¶m ¬n !