Sàng lọc và phân tích đặc tính của enzyme thủy phân xylan bền nhiệt và hoạt động ở môi trường axit từ nấm mốc

- BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI.
- ĐÀO KIM TUYẾN SÀNG LỌC VÀ PHÂN TÍCH ĐẶC TÍNH ENZYM THỦY PHÂN XYLAN BỀN NHIỆT VÀ HOẠT ĐỘNG Ở MÔI TRƢỜNG AXIT TỪ NẤM MỐC Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ SINH HỌC LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ SINH HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: 1.
- Tô Kim Anh Hà Nội – Năm 2016 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI.
- Tô Kim Anh Hà Nội – Năm 2016 Trƣờng ĐH Bách Khoa Hà Nội Viện CN Sinh học và CN Thực phẩm Đào Kim Tuyến Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật i MỤC LỤC MỤC LỤC.
- Nguồn xylanase từ vi sinh vật.
- Nấm mốc chịu nhiệt.
- Xylanase từ nấm mốc chịu nhiệt.
- Ứng dụng của xylanase.
- Ứng dụng trong thức ăn chăn nuôi.
- Ứng dụng trong công nghiệp giấy và dệt may.
- Ứng dụng trong thực phẩm chức năng và dƣợc phẩm.
- Ứng dụng trong các ngành công nghiệp khác và nhiên liệu sinh học.
- Tình hình nghiên cứu trong nƣớc và trên thế giới.
- Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam.
- Tình hình nghiên cứu trên thế giới.
- VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.
- 19 Trƣờng ĐH Bách Khoa Hà Nội Viện CN Sinh học và CN Thực phẩm Đào Kim Tuyến Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật ii 2.1.
- Nguồn mẫu phân lập.
- PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.
- Phƣơng pháp phân lập mẫu ở môi trƣờng Czapek pH 2.0.
- Phƣơng pháp nuôi cấy và chiết enzyme.
- Xác định hoạt độ enzyme theo phƣơng pháp DNS.
- Đánh giá độ bền nhiệt của enzyme.
- Phƣơng pháp xác định protein (Lowry.
- Phƣơng pháp điện di protein SDS-PAGE.
- Phƣơng pháp điện di Zymogram.
- Định tên các chủng nấm mốc dựa vào giải trình tự DNA.
- KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN.
- Phân lập và sàng lọc chủng nấm mốc sinh enzyme thủy phân xylan.
- Xác định pH hoạt động của xylanase từ các chủng Thielavia sp.
- Khảo sát tính bền nhiệt của xylanase từ các chủng Thielavia sp.
- 37 Trƣờng ĐH Bách Khoa Hà Nội Viện CN Sinh học và CN Thực phẩm Đào Kim Tuyến Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật iii 3.5.
- Xác định nhiệt độ tối ƣu và độ bền nhiệt của enzyme tinh sạch.
- Xác định pH tối ƣu và độ bền pH của enzyme tinh sạch.
- 50 PHỤ LỤC Trƣờng ĐH Bách Khoa Hà Nội Viện CN Sinh học và CN Thực phẩm Đào Kim Tuyến Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật iv LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đề tài: “Sàng lọc và phân tích đặc tính của enzyme thủy phân xylan bền nhiệt và hoạt động ở môi trƣờng axit từ nấm mốc” do PGS.TS.
- TS Tô Kim Anh hƣớng dẫn là công trình nghiên cứu của bản thân tôi và một số kết quả cộng tác với các học viên khác.
- Các kết quả công bố trong luận văn là trung thực, chính xác và tôi xin chịu trách nhiệm hoàn toàn về các số liệu, nội dung đã trình bày trong luận văn.
- Hà Nội, ngày 17 tháng 03 năm 2016 Học viên Đào Kim Tuyến Trƣờng ĐH Bách Khoa Hà Nội Viện CN Sinh học và CN Thực phẩm Đào Kim Tuyến Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật v LỜI CẢM ƠN Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới PGS.TS.
- Vũ Nguyên Thành - Giám đốc Trung tâm Vi sinh vật công nghiệp, Viện Công nghiệp thực phẩm và PGS.TS.
- Tô Kim Anh - Giảng viên trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội, thầy cô là ngƣời đã tận tình hƣớng dẫn, chỉ bảo và tạo mọi điều kiện giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này.
- Tôi cũng xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ nhiệt tình và trách nhiệm của tập thể cán bộ Trung tâm Vi sinh vật Công nghiệp, Viện Công nghiệp Thực phẩm.
- Tôi cũng xin bày tỏ lòng biết ơn tới các thầy cô giáo trƣờng Đại học Bách Khoa Hà Nội, những ngƣời đã truyền đạt kiến thức cho tôi trong suốt hai năm học.
- Cuối cùng, tôi xin đƣợc cảm ơn gia đình, ngƣời thân và bạn bè đã luôn ở bên động viên, giúp đỡ, hỗ trợ để tôi có thể hoàn tốt quá trình học tập và nghiên cứu của mình.
- Hà Nội, ngày 17 tháng 03 năm 2016 Học viên Đào Kim Tuyến Trƣờng ĐH Bách Khoa Hà Nội Viện CN Sinh học và CN Thực phẩm Đào Kim Tuyến Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật vi DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT APS Ammonium persulfate AX Arabinoxylan AXOs Oligosaccharides arabinoxylan chuỗi ngắn BSA Bovin serum albumin CS Cộng sự DNA Deoxyribonucleic acid dNTPs Deoxynucleotide Triphophates EDTA Ethylene diamine tetra acetate LWX Larch wood xylan (xylan gỗ thông) ITS Internal transcribed spacer IU International Unit kDa Kilo Dalton OD Optical Density OSX Oat spelt xylan (xylan yến mạch) PCR Polymerase Chain Reaction PDA Potato Dextrose Agar rDNA Ribosomal Deoxyribonucleic Acid SDS-PAGE Sodium Dodecyl Sulphate-Polyacrylamide Gel Electrophoresis TEMED N,N,N’,N’-tetramethylene-ethylenediamine Trƣờng ĐH Bách Khoa Hà Nội Viện CN Sinh học và CN Thực phẩm Đào Kim Tuyến Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật vii DANH MỤC BẢNG STT Bảng Nội dung Trang 1 Bảng 1.1 Một vài thuộc tính của xylanase từ nấm chịu nhiệt 11 2 Bảng 3.1 Tổng hợp danh sách các chủng nấm mốc chịu nhiệt và chịu pH thấp đã phân lập đƣợc.
- 60 3 Bảng 3.2 Kết quả định tên loài của 18 chủng dựa vào phƣơng pháp giải trình tự DNA 35 4 Bảng 3.3 Hoạt tính enzyme ở pH 3.0, pH 5.0 và pH 7.0 của 58 chủng nấm mốc phân lập đƣợc 62 5 Bảng 3.4 Độ bền nhiệt của 58 chủng nấm mốc phân lập đƣợc 65 6 Bảng 3.5.3 Hoạt tính xylanase của các phân đoạn tủa muối (NH4)2SO4 và khối lƣợng (NH4)2SO4 cần bổ sung ở các phân đoạn-LM6.
- 39 7 Bảng 3.5.4.1 Hoạt tính xylanase của các mẫu thu từ cột DEAE Sepharose FF của mẫu tủa 40% (NH4)2SO4 –LM6 67 8 Bảng 3.5.4.2 Hoạt tính xylanase của các mẫu thu từ cột DEAE Sepharose FF của mẫu tủa 40% (NH4)2SO4 –LM7 68 9 Bảng 3.5.5 Hoạt tính xylanase của các phân đoạn sau khi chạy qua cột Sepharose High Performance (HIC).
- 68 Trƣờng ĐH Bách Khoa Hà Nội Viện CN Sinh học và CN Thực phẩm Đào Kim Tuyến Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật viii DANH MỤC HÌNH STT Hình Nội dung Trang 1 Hình 1.1 Cấu trúc của xylan và các enzyme xylanolytic liên quan đến sự thủy phân của nó 4 2 Hình 3.1 Hình ảnh khuẩn lạc, hình thái tế bào của một số chủng nấm mốc phân lập 33 3 Hình 3.3 Tỷ lệ hoạt tính xylanase pH 3.0/pH 5.0 các chủng thuộc chi Thielavia 36 4 Hình 3.4 Độ bền nhiệt của các chủng thuộc chi Thielavia.
- 37 5 Hình 3.5.1 Hình ảnh khuẩn lạc và tế bào chủng FCH 9.3 38 6 Hình 3.5.3 SDS-PAGE các phân đoạn LM6 40 7 Hình 3.5.4 Sắc ký đồ và ảnh điện di SDS-PAGE mẫu tủa 40 % (NH4)2SO4-LM6 sau khi chạy qua cột DEAE Sepharose FF-Lần 2 41 8 Hình 3.5.5.1 Sắc ký đồ và ảnh điện di SDS-PAGE, zymogram mẫu qua cột HIC 42 9 Hình 3.5.5.2 Ảnh SDS-PAGE và zymogram các bƣớc của quá trình tinh chế 43 10 Hình 3.5.6.1 Nhiệt độ tối ƣu của phản ứng enzyme-cơ chất ở pH 5.0 44 11 Hình 3.5.6.2 Độ bền nhiệt của enzyme ở pH 5.0 45 12 Hình 3.5.7.1 Ảnh hƣởng của pH lên phản ứng enzyme cơ chất ở 65°C 46 13 Hình 3.5.7.2 Khảo sát độ bền pH của enzyme ở 65°C 47 Trƣờng ĐH Bách Khoa Hà Nội Viện CN Sinh học và CN Thực phẩm Đào Kim Tuyến Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật 1 MỞ ĐẦU Đứng trƣớc các cuộc khủng hoảng năng lƣợng và môi trƣờng mà thế giới đang trải qua khiến chúng ta cần phải xem xét lại việc sử dụng hiệu quả nguồn năng lƣợng hoặc tìm kiếm sự thay thế cho việc sử dụng tài nguyên ví dụ nhƣ năng lƣợng tái tạo, đặc biệt là từ rác thải hữu cơ.
- Cùng với nhu cầu tăng trƣởng kinh tế và các vấn đề phát triển, các nƣớc phƣơng Tây đã tiến hành nghiên cứu về lignocellulose từ những năm 1970.
- Enzyme xylanase nhận đƣợc sự quan tâm lớn với những ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau nhƣ hỗ trợ quy trình tẩy trắng giấy, sản xuất nhiên liệu sinh học, trong công nghiệp thực phẩm và bổ sung vào thành phần thức ăn chăn nuôi, trong thực phẩm đƣợc ứng dụng vào công nghệ làm bánh mì, tăng độ trong nƣớc hoa quả, rƣợu vang, bia, sản xuất các loại đƣờng chức năng,… Enzyme đƣợc nghiên cứu bổ sung vào thức ăn cho vật nuôi từ những năm 1990 và ngày càng đƣợc phổ biến rộng rãi.
- Nhiều công trình nghiên cứu đã chứng minh hiệu quả dinh dƣỡng và kinh tế khi bổ sung xylanase đơn hoặc kết hợp với các enzyme thủy phân khác vào thức ăn vật nuôi.
- Đa dạng vi sinh vật của Việt Nam hứa hẹn sẽ cung cấp những nguồn gen mới phục vụ ứng dụng trong công nghệ sinh học nói chung và sản xuất enzyme nói riêng.
- Đề tài “Sàng lọc và phân tích đặc tính của enzyme thủy phân xylan bền nhiệt và hoạt Trƣờng ĐH Bách Khoa Hà Nội Viện CN Sinh học và CN Thực phẩm Đào Kim Tuyến Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật 2 động ở môi trường axit từ nấm mốc” đƣợc thực hiện nhằm tìm kiếm nguồn xylanase mới tại Việt Nam với định hƣớng ứng dụng trong chăn nuôi.
- Nội dung nghiên cứu của đề tài bao gồm.
- Phân lập và tuyển chọn chủng nấm mốc chịu nhiệt, chịu pH thấp từ các địa điểm khác nhau ở Việt Nam.
- Xác định hoạt tính enzyme xylanase từ các chủng phân lập đƣợc.
- Định tên các chủng lựa chọn qua đặc điểm hình thái và trình tự DNA.
- Tinh chế một enzyme thủy phân xylan và xác định đặc tính của enzyme sau tinh chế.
- Trƣờng ĐH Bách Khoa Hà Nội Viện CN Sinh học và CN Thực phẩm Đào Kim Tuyến Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật 3 CHƢƠNG I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1

Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn
hoặc xem Tóm tắt