Nghiên cứu enzyme chitinase từ vỏ hạt đậu nành Glycine max

LỜI CẢM ƠN

LỜI CAM ĐOAN

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1. Tổng quan về đậu nành

1.2. Đặc điểm của hạt đậu nành

1.3. Thành phần hóa học của hạt đậu nành

1.4. Cấu trúc phân tử

1.5. Tính chất của chitin

1.6. Ứng dụng của chitin

1.7. Enzyme chitinase (EC 3.2)

1.8. Cấu trúc, phân loại

1.9. Cơ chế tác động của enzyme chitinase

1.10. Các đặc tính cơ bản của hệ enzyme chitinase

1.11. Trọng lượng phân tử

1.12. Điểm đẳng điện, hằng số Michaelis

1.13. Nhiệt độ và pH hoạt động của enzyme

1.14. Chất ức chế

1.15. Nguồn thu nhận

1.16. Vai trò của chitinase trong phản ứng phòng vệ thực vật

1.17. Các kỹ thuật cơ bản trong quá trình tinh sạch protein enzyme

1.18. Phá vỡ tế bào

1.19. Ổn định protein trong dịch chiết thô

1.20. Phân riêng protein enzyme

1.21. Tinh sạch enzyme

1.22. Ứng dụng của enzyme chitinase

1.23. Trong nông nghiệp

1.24. Kiểm soát muỗi

1.25. Sản xuất protein đơn bào

1.26. Các ứng dụng khác

1.27. Các nghiên cứu về enzyme chitinase trên thực vật

1.28. Các nghiên cứu trên hạt đậu nành

1.29. Các nghiên cứu trên một số thực vật khác

2. NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. Nguyên liệu, hóa chất và thiết bị sử dụng

2.2. Dụng cụ - Thiết bị

2.3. Nội dung và phương pháp nghiên cứu

2.4. Quy trình thu nhận enzyme chitinase

2.5. Phương pháp thực hiện

2.5.1. Khảo sát phương pháp xử lí nguyên liệu

2.5.2. Khảo sát quá trình trích ly enzyme

2.5.3. Khảo sát quá trình kết tủa/ cô đặc enzyme

2.5.4. Sấy đông khô

2.6. Khảo sát các tính chất của enzyme

2.7. Phương pháp phân tích

2.7.1. Xác định hàm lượng protein hòa tan theo phương pháp Lowry

2.7.2. Xác định hoạt tính chitinase theo phương pháp định lượng đường khử với thuốc thử DNS

2.7.3. Định nghĩa đơn vị hoạt tính chitinase

2.7.4. Xác định hoạt tính chitinase

2.7.5. Phân tích số liệu

3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

3.1. Khảo sát hoạt tính enzyme ở các bộ phận khác nhau của nguyên liệu

3.2. Khảo sát quá trình trích ly enzyme chitinase

3.2.1. Ảnh hưởng của pH dung môi đến quá trình trích ly enzyme

3.2.2. Ảnh hưởng của tỉ lệ giữa nguyên liệu và dung dịch đệm đến trích ly enzyme

3.2.3. Ảnh hưởng của thời gian đến trích ly enzyme

3.2.4. Tối ưu hóa quá trình trích ly enzyme từ vỏ đậu nành bằng phương pháp quy hoạch thực nghiệm

3.3. Khảo sát quá trình kết tủa/ cô đặc enzyme

3.3.1. Kết tủa enzyme bằng acetone

3.3.2. Kết tủa enzyme bằng ethanol

3.3.3. Kết tủa enzyme bằng amonium sulfate

3.3.3.1. Trước khi thẩm tích

3.3.3.2. Sau khi thẩm tích

3.3.4. Cô đặc enzyme bằng siêu lọc

3.3.5. Chọn phương pháp kết tủa enzyme

3.4. Kết quả sấy đông khô

3.5. Tính chất enzyme

3.5.1. Ảnh hưởng của các ion kim loại đến hoạt tính enzyme

3.5.2. Xác định động học enzyme

4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Giới thiệu về enzyme chitinase

Enzyme chitinase là một enzyme quan trọng trong việc phân hủy chitin, một polysaccharide có mặt trong cấu trúc của vỏ động vật không xương sống và thành tế bào của nấm. Enzyme này có khả năng thủy phân liên kết β-1,4-glycoside trong chitin, tạo ra các sản phẩm như N-acetylglucosamin. Trong nghiên cứu này, enzyme chitinase được thu nhận từ vỏ hạt đậu nành (Glycine max), một nguồn tài nguyên phong phú nhưng thường bị lãng quên. Việc khai thác enzyme từ nguồn thực vật như đậu nành không chỉ giúp giảm chi phí sản xuất mà còn tạo ra các sản phẩm enzyme có giá trị trong nông nghiệp và y học. Theo Gijzen và cộng sự (2001), enzyme này đóng vai trò quan trọng trong phản ứng tự phòng vệ của cây trồng chống lại nấm và côn trùng gây hại. Điều này cho thấy tiềm năng ứng dụng của enzyme chitinase trong việc phát triển các sản phẩm sinh học thân thiện với môi trường.

II. Phương pháp thu nhận enzyme chitinase

Nghiên cứu này tập trung vào việc khảo sát các điều kiện tối ưu để thu nhận enzyme chitinase từ vỏ hạt đậu nành. Các bước đầu tiên bao gồm xác định phương pháp chuẩn bị nguyên liệu và các thông số của quá trình trích ly. Kết quả cho thấy rằng việc sử dụng đệm citrate với pH 5.5, tỷ lệ giữa khối lượng nguyên liệu và dung dịch đệm là 1:20 (w/v), thời gian trích ly 210 phút ở nhiệt độ 36°C mang lại hoạt tính enzyme cao nhất. Sau khi trích ly, enzyme được kết tủa bằng các tác nhân như acetone và ethanol. Kết quả cho thấy rằng acetone với tỷ lệ 1:4 (v/v) cho hiệu suất thu hồi cao nhất là 74.567% và độ tinh sạch đạt 1.560 lần. Quá trình cô đặc enzyme bằng siêu lọc qua màng có kích thước 25 kDa cũng được thực hiện để nâng cao độ tinh khiết của enzyme, cho thấy tiềm năng của các phương pháp này trong sản xuất enzyme từ nguồn thực vật.

III. Tính chất và ứng dụng của enzyme chitinase

Enzyme chitinase thu được từ vỏ hạt đậu nành có nhiều tính chất nổi bật. Nghiên cứu cho thấy nhiệt độ xúc tác tối ưu là 40°C và pH tối ưu là 6.0. Enzyme này bị ức chế bởi các ion kim loại như Al3+, Fe2+, Co2+, Fe3+, Hg+ nhưng lại được hoạt hóa bởi Mn2+, Cu2+. Các hằng số Km và Vmax trên cơ chất chitin huyền phù được xác định tương ứng là một yếu tố quan trọng trong việc đánh giá hoạt tính enzyme. Enzyme chitinase không chỉ có giá trị trong nông nghiệp như một loại thuốc trừ sâu sinh học mà còn có tiềm năng trong sản xuất protein đơn bào và các ứng dụng khác trong y học. Việc nghiên cứu và phát triển enzyme này từ Glycine max không chỉ góp phần vào việc tái sử dụng phế phẩm nông nghiệp mà còn mở ra hướng đi mới cho các sản phẩm sinh học trong tương lai.

Luận văn thạc sĩ: Nghiên cứu thu nhận enzyme chitinase từ vỏ hạt đậu nành Glycine max