Nghiên cứu nâng cao hoạt độ enzyme cellulase từ nấm Aspergillus oryzae

• Tác giả: Dương Thị Quỳnh Như
• Người hướng dẫn: ThS. Nguyễn Quang Duy
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công Nghệ Thực Phẩm
• Đề tài: Nâng Cao Hoạt Độ Enzyme Cellulase Từ Nấm Aspergillus Oryzae
• Loại tài liệu: Khóa Luận Tốt Nghiệp
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Thành Phố Hồ Chí Minh

• LỜI CẢM ƠN
• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
• 1.1. Mục tiêu của đề tài
• 1.2. Giới hạn và phạm vi nghiên cứu của đề tài
• 1.3. Nội dung nghiên cứu
• 1.4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
• 1.5. Bố cục của báo cáo
• 2. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN
• 2.1. Tổng quan cellulose
• 2.2. Giới thiệu chung enzyme cellulase
• 2.3. Phân loại và cơ chế tác động
• 2.4. Ứng dụng
• 2.5. Một số vi sinh vật có khả năng sinh cellulase
• 2.6. Giới thiệu chung chủng Aspergillus oryzae
• 3. CHƯƠNG 3: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 3.1. Nguồn vi sinh vật nghiên cứu
• 3.2. Môi trường sử dụng
• 3.2.1. Môi trường giữ giống
• 3.2.2. Môi trường nhân giống nấm sợi
• 3.2.3. Môi trường lên men
• 3.3. Hóa chất sử dụng cho môi trường
• 3.4. Hóa chất sử dụng cho phương pháp xác định hoạt tính của enzym
• 3.5. Hóa chất sử dụng cho phương pháp tinh sạch enzyme cellulase
• 3.6. Thiết bị dụng cụ
• 3.7. Phương pháp nghiên cứu
• 3.7.1. Phương pháp vi sinh vật
• 3.7.2. Phương pháp giữ giống
• 3.7.3. Phương pháp lên men
• 3.7.4. Phương pháp thu nhận enzyme
• 3.7.5. Phương pháp hóa sinh
• 3.7.6. Phương pháp xác định hoạt tính enzyme cellulase
• 3.7.7. Phương pháp xác định tổng protein hòa tan
• 3.7.8. Phương pháp hóa lý
• 3.7.9. Thu nhận chế phẩm enzyme bằng phương pháp tủa cồn
• 3.7.10. Thu nhận chế phẩm enzyme bằng phương pháp tủa muối
• 3.7.11. Phương pháp xử lý số liệu
• 3.7.12. Cách bố trí thí nghiệm
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
• 4.1. Nghiên cứu các điều kiện sinh tổng hợp enzyme cellulase
• 4.1.1. Nồng độ chất rắn hòa tan tối ưu cho sinh tổng hợp cellulase
• 4.1.2. Nồng độ cơ chất (CMC) tối ưu cho sinh tổng hợp cellulase
• 4.1.3. pH ban đầu tối ưu cho sinh tổng hợp cellulase
• 4.1.4. Thời gian tối ưu cho sinh tổng hợp Cellulase
• 4.1.5. Nhiệt độ tối ưu cho sinh tổng hợp Cellulase
• 4.2. Nghiên cứu thu hồi và tinh sạch enzyme cellulase
• 4.2.1. Tinh sạch enzyme bằng phương pháp kết tủa cồn
• 4.2.2. Tinh sạch enzyme bằng phương pháp kết tủa muối (NH4)2SO4
• 4.2.3. Lựa chọn tác nhân kết tủa thích hợp
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan về enzyme cellulase từ nấm Aspergillus oryzae

Enzyme cellulase là một trong những enzyme quan trọng trong công nghệ thực phẩm, đặc biệt trong việc phân giải cellulose thành glucose. Nấm Aspergillus oryzae được biết đến như một nguồn enzyme cellulase hiệu quả. Nghiên cứu này nhằm nâng cao hoạt độ enzyme cellulase từ nấm Aspergillus oryzae, từ đó ứng dụng vào sản xuất thực phẩm và các ngành công nghiệp khác.

1.1. Đặc điểm của enzyme cellulase

Enzyme cellulase có khả năng thủy phân liên kết β-1,4-D-glucan trong cellulose, tạo ra glucose và các oligosaccharides. Phức hệ enzyme này bao gồm β-glucosidase, endo-1,4-β-D-glucanase và exo-1,4-β-D-glucanase.

1.2. Vai trò của nấm Aspergillus oryzae trong sản xuất enzyme

Nấm Aspergillus oryzae không chỉ được sử dụng trong sản xuất thực phẩm lên men mà còn là nguồn cung cấp enzyme cellulase quan trọng cho nhiều ngành công nghiệp.

II. Thách thức trong việc nâng cao hoạt độ enzyme cellulase

Hoạt độ enzyme cellulase phụ thuộc vào nhiều yếu tố như pH, nhiệt độ, và nồng độ cơ chất. Việc tối ưu hóa các điều kiện này là một thách thức lớn trong nghiên cứu và sản xuất enzyme. Các doanh nghiệp cần tìm ra phương pháp hiệu quả để nâng cao hoạt độ enzyme cellulase nhằm đáp ứng nhu cầu sản xuất.

2.1. Ảnh hưởng của pH đến hoạt độ enzyme

pH là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến hoạt động của enzyme cellulase. Mỗi loại enzyme có một khoảng pH tối ưu để hoạt động hiệu quả nhất.

2.2. Tác động của nhiệt độ đến enzyme cellulase

Nhiệt độ cũng ảnh hưởng lớn đến hoạt độ enzyme. Nấm Aspergillus oryzae có nhiệt độ sinh trưởng tối ưu từ 32-36℃, điều này cần được cân nhắc trong quá trình sản xuất.

III. Phương pháp tối ưu hóa hoạt độ enzyme cellulase

Để nâng cao hoạt độ enzyme cellulase, cần áp dụng các phương pháp tối ưu hóa như điều chỉnh nồng độ cơ chất, pH và nhiệt độ. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc kết hợp các yếu tố này có thể mang lại hiệu quả cao trong sản xuất enzyme.

3.1. Điều chỉnh nồng độ cơ chất CMC

Nồng độ cơ chất CMC là yếu tố quyết định trong quá trình sinh tổng hợp enzyme cellulase. Nghiên cứu cho thấy nồng độ tối ưu là 0,75%.

3.2. Tinh sạch enzyme cellulase

Các phương pháp tinh sạch như kết tủa bằng cồn ethanol và muối ammonium sulfate giúp nâng cao hoạt độ enzyme cellulase thu được từ nấm Aspergillus oryzae.

IV. Kết quả nghiên cứu về enzyme cellulase

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng các điều kiện tối ưu để sinh tổng hợp enzyme cellulase từ nấm Aspergillus oryzae bao gồm pH 5,5, thời gian lên men 72 giờ và nhiệt độ 35℃. Kết quả cho thấy hoạt độ enzyme cellulase thu được cao nhất là 8,69 ± 0,19 (U/ml).

4.1. Hiệu suất thu hồi enzyme cellulase

Sau khi tinh sạch, hoạt độ enzyme cellulase tăng 1,69 lần so với enzyme thô, đạt hiệu suất thu hồi 53,82%.

4.2. Ứng dụng thực tiễn của enzyme cellulase

Enzyme cellulase có thể được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như sản xuất thực phẩm, chế biến giấy và nông nghiệp, mang lại giá trị kinh tế cao cho doanh nghiệp.

V. Kết luận và triển vọng tương lai của enzyme cellulase

Nghiên cứu về enzyme cellulase từ nấm Aspergillus oryzae mở ra nhiều cơ hội mới trong sản xuất thực phẩm và các ngành công nghiệp khác. Việc tối ưu hóa hoạt độ enzyme sẽ giúp nâng cao hiệu quả sản xuất và đáp ứng nhu cầu thị trường.

5.1. Tương lai của nghiên cứu enzyme cellulase

Nghiên cứu tiếp theo có thể tập trung vào việc phát triển các chủng nấm mới hoặc cải tiến quy trình sản xuất enzyme để nâng cao hiệu suất.

5.2. Ứng dụng enzyme cellulase trong công nghiệp

Với sự phát triển của công nghệ, enzyme cellulase sẽ ngày càng được ứng dụng rộng rãi hơn trong các ngành công nghiệp, từ thực phẩm đến dược phẩm.