Nghiên cứu vi khuẩn từ rong biển Việt Nam có khả năng sinh enzyme chuyển hóa alginate

LỜI CAM ĐOAN

LỜI CẢM ƠN

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

DANH MỤC CÁC BẢNG

DANH MỤC CÁC HÌNH

1. CHƯƠNG I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1. TỔNG QUAN VỀ ALGINATE

1.1.1. Giới thiệu chung alginate

1.1.2. Nguồn gốc và cấu trúc của alginate

1.1.3. Đặc điểm về alginate của rong nâu Việt Nam

1.1.4. Hoạt tính sinh học của alginate và alginate KLPT thấp

1.1.5. Các ứng dụng của alginate và alginate KLPT thấp

1.1.6. Các phương pháp điều chế alginate KLPT thấp

1.1.6.1. Điều chế alginate KLPT thấp bằng phương pháp hóa học

1.1.6.2. Điều chế alginate KLPT thấp bằng phương pháp vật lý

1.1.6.3. Điều chế alginate KLPT thấp bằng phương pháp enzyme

1.2. TỔNG QUAN VỀ ALGINATE LYASE

1.2.1. Định nghĩa về alginate lyase

1.2.2. Phân loại alginate lyase

1.2.3. Nguồn thu nhận alginate lyase

1.2.4. Các phương pháp xác định hoạt tính alginate lyase

1.2.4.1. Phương pháp đĩa thạch

1.2.4.2. Phương pháp đo độ đục

1.2.4.3. Phương pháp đo độ nhớt

1.2.4.4. Phương pháp đường khử

1.2.4.5. Phương pháp đo độ hấp thụ bước sóng

1.3. TỔNG QUAN VỀ ALGINATE LYASE TỪ VI KHUẨN BIỂN

1.3.1. Nguồn phân lập vi khuẩn biển sinh alginate lyase

1.3.2. Đặc tính xúc tác của một số alginate lyase từ vi khuẩn biển

1.3.3. Tình hình nghiên cứu alginate lyase từ vi khuẩn biển ở Việt Nam

2. NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. THỜI GIAN VÀ ĐỊA ĐIỂM NGHIÊN CỨU

2.2. NGUYÊN VẬT LIỆU

2.2.1. Vật liệu thí nghiệm

2.2.2. Nguồn phân lập vi khuẩn biển

2.2.3. Dụng cụ, thiết bị thí nghiệm

2.2.4. Môi trường nuôi cấy

2.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.3.1. Phương pháp phân lập vi khuẩn biển từ rong biển

2.3.2. Phương pháp sàng lọc và tuyển chọn các chủng vi khuẩn sinh alginate lyase

2.3.3. Phương pháp định danh chủng vi khuẩn tuyển chọn

2.3.4. Phương pháp xác định khả năng bẻ mạch alginate của enzyme thu được từ chủng vi khuẩn tuyển chọn trên cơ chất alginate

2.3.5. Phương pháp lên men vi khuẩn biển để thu nhận alginate lyase

2.3.6. Phương pháp thu nhận alginate lyase từ chủng vi khuẩn tuyển chọn

2.3.7. Phương pháp xác định đặc tính xúc tác của enzyme

2.3.8. Phương pháp xử lý số liệu

3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

3.1. KẾT QUẢ PHÂN LẬP CÁC CHỦNG VI KHUẨN

3.2. KẾT QUẢ SÀNG LỌC VÀ TUYỂN CHỌN CÁC CHỦNG VI KHUẨN THEO ĐỊNH HƯỚNG SINH ALGINATE LYASE

3.3. KẾT QUẢ ĐỊNH DANH CÁC CHỦNG VI KHUẨN TUYỂN CHỌN

3.3.1. So sánh trình tự 16S rDNA của chủng vi khuẩn biển với các chủng trên ngân hàng gen (NCBI)

3.3.2. Xây dựng cây phát sinh loài

3.4. KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH MỘT SỐ ĐẶC TÍNH XÚC TÁC CỦA ALGINATE LYASE TỪ CHỦNG VI KHUẨN BIỂN TUYỂN CHỌN

3.4.1. Kết quả chiết xuất sơ bộ alginate lyase từ chủng vi khuẩn biển B.

3.4.2. Kết quả xác định ảnh hưởng của nhiệt độ đến hoạt tính của BalyA

3.4.3. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của pH đến hoạt tính của BalyA

3.4.4. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của ion kim loại đến hoạt tính của BalyA

3.4.5. Kết quả khảo sát ảnh hưởng nồng độ NaCl đến hoạt tính của enzyme

3.4.6. Kết quả xác định khả năng phân cắt alginate của enzyme thu nhận được

4. CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

Phụ lục 1. Sắc ký đồ, bảng số liệu và các hình ảnh thực nghiệm nghiên cứu

Phụ lục 2. Trình tự 16S rDNA của các chủng vi khuẩn biển tuyển chọn. Các dãy trình tự gen so sánh độ tương đồng 16S rDNA của 03 chủng vi khuẩn biển phân lập được bằng công cụ Blast tương ứng với các chủng vi khuẩn trên ngân hàng Genbank NCBI.

MỞ ĐẦU

I. Tổng quan về alginate

Alginate là một polysaccharide anion, chủ yếu được tìm thấy trong thành tế bào của rong nâu và một số loài vi khuẩn như Pseudomonas và Azotobacter. Cấu trúc của alginate bao gồm hai axit uronic: α-L-guluronic (G) và β-D-mannuronic (M), được liên kết với nhau qua liên kết glycosidic 1,4. Hàm lượng alginate trong rong nâu có thể lên đến 40%, làm cho rong nâu trở thành nguồn nguyên liệu chính để chiết xuất alginate. Việc điều chế alginate KLPT thấp từ rong nâu có ý nghĩa quan trọng trong các ứng dụng công nghiệp, đặc biệt trong lĩnh vực thực phẩm và dược phẩm. Alginate KLPT thấp có thể được điều chế bằng các phương pháp hóa học, vật lý hoặc sinh học, trong đó việc sử dụng enzyme cắt mạch alginate được xem là phương pháp xanh, hạn chế hóa chất độc hại. Việc nghiên cứu alginate từ rong nâu Việt Nam không chỉ giúp khai thác tài nguyên biển mà còn mở ra cơ hội cho các ứng dụng mới trong công nghệ sinh học.

1.1. Nguồn gốc và cấu trúc của alginate

Alginate được chiết xuất chủ yếu từ rong nâu, nơi mà nó đóng vai trò quan trọng trong cấu trúc tế bào. Cấu trúc của alginate có thể thay đổi tùy thuộc vào nguồn gốc, với các dạng block khác nhau như poly M, poly G và poly MG. Sự khác biệt trong cấu trúc này ảnh hưởng đến tính chất hóa học và sinh học của alginate, từ đó quyết định khả năng ứng dụng của nó trong các lĩnh vực khác nhau. Đặc biệt, alginate có khả năng tạo gel mạnh mẽ, điều này làm cho nó trở thành một thành phần quan trọng trong ngành công nghiệp thực phẩm và dược phẩm.

II. Tổng quan về alginate lyase

Alginate lyase là enzyme có khả năng cắt mạch alginate, tạo ra các oligo alginate. Vi khuẩn biển là nguồn chính để thu nhận enzyme này, với nhiều chủng vi khuẩn như Bacillus circulans và Pseudomonas aeruginosa đã được nghiên cứu. Việc sử dụng alginate lyase từ vi khuẩn biển không chỉ mang lại hiệu quả cao trong việc sản xuất alginate KLPT thấp mà còn giúp giảm chi phí sản xuất. Các nghiên cứu cho thấy alginate lyase có thể được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau, từ thực phẩm đến dược phẩm, nhờ vào khả năng tạo ra các sản phẩm có hoạt tính sinh học cao. Việc tìm kiếm và phân lập các chủng vi khuẩn biển có khả năng sinh alginate lyase là một hướng đi tiềm năng trong nghiên cứu và phát triển công nghệ sinh học.

2.1. Định nghĩa và phân loại alginate lyase

Alginate lyase được phân loại dựa trên cơ chế hoạt động và cấu trúc của enzyme. Có hai loại chính là endolytic và exolytic, mỗi loại có cách thức cắt mạch alginate khác nhau. Việc hiểu rõ về các loại alginate lyase này sẽ giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất và ứng dụng enzyme trong các lĩnh vực khác nhau. Nghiên cứu về alginate lyase từ vi khuẩn biển không chỉ giúp phát triển các sản phẩm mới mà còn mở ra cơ hội cho việc ứng dụng trong công nghệ sinh học và bảo vệ môi trường.

III. Nghiên cứu vi khuẩn từ rong biển Việt Nam

Việt Nam có nguồn tài nguyên rong biển phong phú, đặc biệt là rong nâu, với khả năng tự tái tạo và sản lượng khai thác lớn. Nghiên cứu phân lập các chủng vi khuẩn từ rong biển có khả năng sinh alginate lyase là cần thiết để phát triển công nghệ sản xuất alginate KLPT thấp. Các chủng vi khuẩn được phân lập từ rong nâu không chỉ có khả năng sinh enzyme mà còn có tiềm năng ứng dụng cao trong các lĩnh vực thực phẩm và dược phẩm. Việc nghiên cứu này không chỉ giúp khai thác tài nguyên biển mà còn góp phần vào sự phát triển bền vững của ngành công nghiệp sinh học tại Việt Nam.

3.1. Phân lập và sàng lọc vi khuẩn

Quá trình phân lập và sàng lọc các chủng vi khuẩn từ rong nâu được thực hiện thông qua các phương pháp nuôi cấy và xác định hoạt tính enzyme. Các chủng vi khuẩn được tuyển chọn dựa trên khả năng sinh alginate lyase, từ đó xác định được những chủng tiềm năng cho việc sản xuất alginate KLPT thấp. Nghiên cứu này không chỉ giúp phát hiện ra các chủng vi khuẩn mới mà còn mở ra hướng đi mới cho việc ứng dụng enzyme trong công nghiệp.

Luận văn thạc sĩ: Phân lập và sàng lọc vi khuẩn từ rong biển Việt Nam với khả năng sinh enzyme chuyển hóa alginate