THU NHẬN ENZYM CELLULASE TỪ TRICHODERMA SP.

Chúng tôi tiến hành khảo sát hoạt tính sinh enzym cellulase ở Trichoderma được phân lập lại từ chế phẩm Trichoderma trên các môi trường nuôi cấy: môi trường bán rắn cơ bản môi trường cá

THU NHẬN ENZYM CELLULASE TỪ TRICHODERMA SP

Đinh Thị Kim1,Nguyễn Thị Kim Tuyến1, Hồ Thiên Hoàng1

1.Phòng thí nghiệm Hóa sinh-Sinh học phân tử , Đại học Công Nghiệp TP.HCM

1.Giới thiệu

Những năm gần đây, nguồn năng lượng hóa thạch ngày càng cạn kiệt Dưới áp lực trên, nguồn năng lượng tái tạo đang được các quốc gia quan tâm Việc sử dụng

cellulase của Trichoderma viride để chuyển hóa nguyên liệu giàu cellulose thành

ethanol đang được nghiên cứu và áp dụng Việt Nam có nguồn sinh khối tự nhiên dồi dào Thêm vào đó, nước ta là một nước nông nghiệp nên nguồn phụ phẩm nông nghiệp phong phú và đa dạng Trước tình hình trên, chúng tôi tiến hành nghiên cứu

“Thu nhận enzym cellulase từ Trichoderma sp.”

Enzym Cellulase là một phức hệ enzym có tác dụng thuỷ phân cellulose thông qua việc thuỷ phân liên kết 1,4-β-glucosid trong cellulose tạo ra sản phẩm glucose cung cấp cho công nghiệp lên men Nguồn thu enzym cellulase lớn nhất

hiện nay là vi sinh vật Trong đó, vi nấm Trichoderma là nguồn thu enzym cellulase

quan trọng vì enzym có hoạt tính khá cao trong thời gian nuôi cấy ngắn

Chúng tôi tiến hành khảo sát hoạt tính sinh enzym cellulase ở Trichoderma được phân lập lại từ chế phẩm Trichoderma trên các môi trường nuôi cấy: môi

trường bán rắn cơ bản (môi trường cám gạo), môi trường cám gạo bổ sung cỏ năng

đóng vai trò là chất cảm ứng sinh enzyme cellulase ở Trichoderma, môi trường bã

đậu nành thay thế cho cám gạo có bổ sung cỏ năng

2 Vật liệu và phương pháp nghiên cứu:

2.1.Vi sinh vật và điều kiện nuôi cấy:

Trichoderma được phân lập và giữ giống ở 40C trên môi trường PGA Vi nấm được nuôi cấy trên môi trường bán rắn ở erlen 250ml chứa 50g môi trường bao gồm cám gạo, bã đậu nành, cỏ năng

Dung dịch Iod loãng, thuốc thử DNS, CMC, đệm acetate

2.2 Phương pháp xác định hoạt tính enzym:

Để xác định hoạt tính enzym cellulose, chúng tôi sử dụng CMC (Carbonxyl Methyl Cellulose) làm cơ chất Hệ enzym cellulose sẽ tác dụng lên CMC, phóng thích phân tử glucose, dựa vào lượng glucose xác định hoạt tính enzym cellulose

2.3 Thiết kế thí nghiệm

¾ Quy trình thực hiện:

Phân lập vi sinh vật hiếu khí

Định tính khả năng sinh enzym cellulase của Trichoderma

Lập đường chuẩn mật độ bào tử Trichoderma bằng phương pháp đo quang tại

bước sóng 610nm

Dựa vào đường chuẩn, bổ sung bào tử Trichoderma vào môi trường nuôi cấy

106 bào tử/g môi trường

Xác định hoạt tính chung của enzym cellulase bằng phương pháp xác định

hàm lượng đường khử (phương pháp Miler)

¾ Các khảo sát khả năng sinh enzym cellulase được bố trí theo 3 nghiệm thức:

Môi trường cám gạo (môi trường bán rắn cơ bản) không bổ sung chất cảm

ứng

Môi trường cám gạo bổ sung cỏ năng nồng độ từ 1% đến 6%

Môi trường bã đậu nành bổ sung cỏ năng nồng độ từ 1% đến 4%

¾ Mỗi nghiệm thức được cấy Trichoderma và nuôi ở nhiệt độ phòng sau 48 giờ

đến 60 giờ, Tiến hành khảo sát hoạt tính chung enzym cellulase theo thời gian nuôi

cấy

3 Kết quả và biện luận:

3.1 Kết quả:

¾ Kết quả định tính khả năng sinh enzym cellulase ở Trichoderma:

Chúng tôi tiến hành nuôi cấy Trichoderma trên môi trường Agar + CMC 1%,

Sau 5 ngày nuôi cấy, đo được đường kính vòng phân giải là 22mm Điều này chứng

tỏ chủng Trichoderma khảo sát có sinh enzym cellulase

¾ Kết quả khảo sát hoạt tính chung celulase trên môi trường cám gạo:

Hoạt tính chung cellulase (đơn 37,351 40,327 52,976 54,216 57,688 39,831 42,808

vị hoạt tính/g canh trường)

Biểu đồ 1: Kết quả khảo sát hoạt tính chung cellulase trên môi trường cám gạo

¾ Kết quả khảo sát hoạt tính chung celulase trên môi trường bã đậu nành:

Hoạt tính chung cellulase (đơn vị

hoạt tính/g canh trường)

Biểu đồ 2: Kết quả khảo sát hoạt tính chung cellulase trên môi trường bã đậu

nành

3.2 Nhận xét:

37.35140.327

52.97654.21657.688

39.83142.808

0 20 40 60 80

Lượng cỏ năng bổ sung vào môi trường nuôi cấy (%)

52.48

78.026

0 20 40 60 80 100

Lượng cỏ nămg bổ sung vào môi trường nuôi cấy (%)

Trong môi trường cám gạo, hoạt tính chung enzym cellulase của chủng

Trichoderma khảo sát cao nhất ở nồng độ 4% cỏ năng với 57,688 đvht/g canh

trường (gấp 1,54 lần so với môi trường không có chất cảm ứng)

Trong môi trường bã đậu nành, hoạt tính chung enzym cellulase của chủng

Trichoderma khảo sát tăng so với môi trường cám gạo Hoạt tính chung enzym

cellulase cao nhất trong môi trường bã đậu nành bổ sung 2% cỏ năng

IV Kết luận:

Trong môi trường nuôi cấy không có chất cảm ứng, chủng nấm mốc

Trichoderma khảo sát vẫn có khả năng sinh tổng hợp enzym cellulase Nếu bổ sung

vào môi trường chất cảm ứng là cellulose ở nồng độ thích hợp, Trichoderma có khả

năng sinh tổng hợp enzym cellulase có hoạt tính cao hơn Điều này phù hợp với các

nghiên cứu của các tác giả trước đây về Trichoderma sinh enzym cellulase tăng

trong môi trường có chất cảm ứng ở nồng độ thích hợp

Chúng tôi chọn ra được môi trường bã đậu nành bổ sung 2% cỏ năng nuôi

cấy Trichoderma thu enzym cellulase có hoạt tính cao hơn và thời gian nuôi cấy

ngắn hơn các môi trường còn lại trong khảo sát này với 78,026 đvht/g canh trường tại 60 giờ nuôi cấy

Abstract

The present study is concerned with the optimization of the cultural conditions of locally isolated mould cultures for the production of cellulose enzymes by both surface culture and submerged culture methods in conical flasks

and stirred fomenter The cultures of Trichoderma sp however were best producer

of cellulases The agricultural by products such as wheat bran, bagasse, rice straw, wheat straw, waste soybeen and grass etc were evaluated as substrate by both mould culture for the production of enzymes Of all the substrates tested, however, waste soybeen and grass was found to be an ideal substrate providing all the nutrients for the synthesis of cellulases High cellulsse activity (78,026U/g substrate) activities were detected in the culture include waste soybeen and grass 2%

Acknowledgements

This work was supported from Deparment of Biochemistry , HCM University of

Natural sciences We thank Dinh Minh Hiep for provide us with Trichoderma sp

Tài liệu tham khảo:

1 Allen, A L., and C D Roche (1989), Effects of strain and fermentation conditions on production of cellulase by Trichoderma reesei

Biotechnol.Bioeng 33:650–656

2 Bailey,M J., and K.M H Nevalainen 1981 Induction, isolation and testing

of stable Trichoderma reesei mutants with improved production of solubilizing cellulase Enzyme Microb Technol 3:153–157

3 Penttila, M., P Lehtovaara, H Nevalainen, R Bhikhabhai, and J Knowles.1986 Homology between cellulase genes of Trichoderma reesei: complete nucleotide sequence of the endoglucanase I gene Gene 45:253–

263

4 Phạm Thị Ánh Hồng (2001) Kỹ thuật sinh hoá, NXB Đại Học Quốc Gia Tp

Hồ Chí Minh

5 Nguyễn Đức Lượng, Phan Thị Huyền, Nguyễn Ánh Tuyết - Thí nghiệm

Công nghệ sinh học tập

6 Nguyễn Đức Lượng, Cao Tường, Nguyễn Ánh Tuyết, Lê Thị Thủy Tiên, Tạ

Thu Hằng, Huỳnh Ngọc Anh, Nguyễn Thúy Hương, Phan Thị Huyền - Công

nghệ enzym, NXB Đại Học Quốc Gia Tp Hồ Chí Minh

7 Trần Linh Thước - Phương pháp phân tích vi sinh vật trong nước, thực

phẩm và mỹ phẩm, NXB Giáo Dục, 2003

8 Lê Thị Hồng Nga – Nghiên cứu sự tổng hợp cảm ứng pectinase và

cellulase của một số chủng nấm mốc¸ Luận văn thạc sĩ sinh học, ĐH Khoa

Học Tự Nhiên Tp HCM, 2005

9 Võ Thị Thu Trâm - Khảo sát hoạt tính enzym cellulose tách chiết từ hệ sợi

nấm bào ngư (Pleurotus Sp) nuôi cấy trên môi trường bã khoai mì, Khóa

luận cử nhân sinh học, ĐH Khoa Học Tự Nhiên Tp HCM, 2004

Tài liệu internet:

10 http://baigiang.bachkim.vn/presentation/show/pr_id/40540

11 http://bdu.edu.vn/webbdu/DiễnđànSinhViên/tabid/54/forumid/23/Scope/thre ads/Default.aspx

12 http://www.fao.org/docrep/w7241e/w7241e08.htm#3.2.3.1development of process for high titer cellulase production

13 http://www.h2vn.com/community/index.php?topic=5416.msg37045

15 http://www.sinhhocvietnam.com/forum/showthread.php?t=1839

16 http://www.sinhhocvietnam.com/

17 http://www.thuvienhoasen.org/anchay-21-daunanh.htm

18 http://vi.wikipedia.org/wiki/%C4%90%E1%BA%ADu_t%C6%B0%C6%A1

ng

19 http://wapedia.mobi/vi/Danh_ph%C3%A1p_khoa_h%E1%BB%8Dc

20 http://wapedia.mobi/vi/Eleocharis_acicularis

21 http://wapedia.mobi/vi/H%C3%ACnh:Eleocharis_dulcis_Blanco1.15.jpg

22 http://xttm.agroviet.gov.vn/images/Nong nghiep/Tieu/QNtrongtieu1small.jpg

23 www.enzymeindia.com/enzymes/hemicellulase.asp