I. Tối ưu hóa sinh tổng hợp nattokinase
Nghiên cứu tập trung vào tối ưu hóa quy trình sinh tổng hợp enzyme nattokinase từ đậu nành lên men bằng chủng vi khuẩn Bacillus subtilis natto. Mục tiêu chính là tăng hiệu suất sản xuất enzyme này thông qua việc điều chỉnh các yếu tố môi trường như nhiệt độ, pH, thời gian lên men và mật độ chủng cấy. Phương pháp quy hoạch thực nghiệm Plackett-Burman kết hợp với RSM-CCD được sử dụng để xác định điều kiện tối ưu. Kết quả cho thấy hoạt tính nattokinase đạt 136 FU/g, mở ra hướng phát triển các sản phẩm sinh học từ đậu nành.
1.1. Ảnh hưởng của điều kiện lên men
Các yếu tố như mật độ chủng cấy, thời gian lên men, pH và nhiệt độ được khảo sát để đánh giá tác động đến quá trình sinh tổng hợp nattokinase. Kết quả cho thấy pH 7.0 và nhiệt độ 37°C là điều kiện lý tưởng. Thời gian lên men tối ưu là 48 giờ, trong khi mật độ chủng cấy 10^8 CFU/ml mang lại hiệu suất cao nhất.
1.2. Phương pháp quy hoạch thực nghiệm
Phương pháp Plackett-Burman được sử dụng để sàng lọc các yếu tố ảnh hưởng chính. Sau đó, RSM-CCD được áp dụng để tối ưu hóa các điều kiện. Phương trình hồi quy thu được từ phần mềm Design-Expert cho phép dự đoán chính xác điều kiện tối ưu, giúp nâng cao hiệu suất sản xuất nattokinase.
II. Ứng dụng công nghệ sinh học
Nghiên cứu này không chỉ dừng lại ở việc tối ưu hóa quy trình mà còn hướng đến việc phát triển các sản phẩm sinh học từ đậu nành lên men. Nattokinase được biết đến với khả năng phân hủy fibrin, ngăn ngừa huyết khối và hỗ trợ điều trị các bệnh tim mạch. Việc sản xuất nattokinase từ đậu nành mở ra tiềm năng lớn trong ngành công nghệ sinh học, đặc biệt là trong lĩnh vực thực phẩm chức năng.
2.1. Sản xuất nattokinase từ đậu nành
Quy trình sản xuất nattokinase bao gồm lên men đậu nành với Bacillus subtilis natto, sau đó tách chiết và tinh chế enzyme. Sản phẩm cuối cùng được sấy thăng hoa để bảo toàn hoạt tính enzyme. Kết quả thử nghiệm cho thấy độ ẩm 4.3% và hoạt tính nattokinase 515 FU/g, đáp ứng tiêu chuẩn chất lượng.
2.2. Phát triển sản phẩm sinh học
Nghiên cứu hướng đến việc phát triển các sản phẩm sinh học như bột đậu nành giàu nattokinase, có thể ứng dụng trong thực phẩm chức năng. Đây là hướng đi tiềm năng để đa dạng hóa sản phẩm và nâng cao giá trị dinh dưỡng của đậu nành.
III. Giá trị và ứng dụng thực tiễn
Nghiên cứu mang lại giá trị khoa học và thực tiễn cao. Việc tối ưu hóa quy trình sinh tổng hợp nattokinase không chỉ nâng cao hiệu suất sản xuất mà còn giảm chi phí. Sản phẩm sinh học từ đậu nành có tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong y học và thực phẩm, đặc biệt là trong phòng ngừa và điều trị các bệnh tim mạch.
3.1. Ý nghĩa khoa học
Nghiên cứu đóng góp vào việc hiểu rõ hơn về cơ chế sinh tổng hợp nattokinase và các yếu tố ảnh hưởng. Đồng thời, phương pháp tối ưu hóa sử dụng Plackett-Burman và RSM-CCD có thể áp dụng cho các quy trình sinh học khác.
3.2. Ứng dụng thực tiễn
Sản phẩm nattokinase từ đậu nành có thể được sử dụng trong các sản phẩm thực phẩm chức năng, hỗ trợ sức khỏe tim mạch. Nghiên cứu cũng mở ra cơ hội phát triển các sản phẩm công nghệ sinh học khác từ nguyên liệu tự nhiên.
