Download miễn phí Luận văn Nghiên cứu sản xuất Cellulase từ Aspergillus Oryzea
MỤC LỤC
LỜI CẢM TẠ. iii
MỤC LỤC. iv
DANH SÁCH HÌNH . vi
DANH SÁCH BẢNG . vii
TÓM LƯỢC.1
CHƯƠNG I. GIỚI THIỆU.2
1.1. Đặt vấn đề.2
1.2. Mục tiêu nghiên cứu.2
CHƯƠNG II. LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU .4
2.1. Sơlược vềenzyme cellulase .4
2.1.1 Đặc tính và cơchếtác dụng cellulase.4
2.1.2 Hoạt lực của cellulase.6
2.2. Các yếu tố ảnh hưởng hoạt tính của cellulase .7
2.2.1 Ảnh hưởng của nồng độenzyme .7
2.2.2 Ảnh hưởng của nồng độcơchất.8
2.2.3 Ảnh hưởng của nhiệt độ .8
2.2.4 Ảnh hưởng của pH đến phản ứng enzyme .10
2.2.5 Ảnh hưởng của các chất kìm hãm .10
2.2.6 Các chất hoạt hóa.12
2.3. Một số ứng dụng của cellulase trong công nghiệp.12
2.3.1 Trong công nghiệp rượu bia .12
2.3.2 Trong sản xuất thức ăn gia súc .13
2.3.3 Trong công nghiệp dệt, giấy, ô nhiễm môi trường .13
2.3.4 Trong kỹthuật di truyền .13
2.4. Sản xuất cellulase từvi sinh vật .13
2.4.1 Sinh tổng hợp cellulase ởvi sinh vật.13
2.4.2 Môi trường nuôi cấy .13
2.4.3 Giống vi sinh vật.14
2.4.4 Phương pháp nuôi cấy .16
2.4.5 Thu nhận enzyme.18
2.4.6 Các yếu tốmôi trường ảnh hưởng đến sựtổng hợp cellulase .18
2.5. Kỹthuật sản xuất cellulase từvi sinh vật.19
2.5.1 Sơ đồkỹthuật sản xuất chếphẩm cellulase .19
2.5.2 Thuyết minh qui trình .20
Trường Đại học Cần Thơ Luận văn tốt nghiệp khóa 29 năm 2008
Ngành Công nghệThực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng v
CHƯƠNG III. PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .23
3.1. Vật liệu sản xuất.23
3.2. Đối tượng nghiên cứu.23
3.3. Dụng cụ, hóa chất.23
3.4. Phương pháp thí nghiệm .24
3.4.1 Quy trình thí nghiệm tham khảo.24
3.4.2 Tiến hành thí nghiệm.26
3.4.3 Phân tích thống kê .28
4.1 Kết quảkhảo sát ảnh hưởng của thành phần môi trường và thời gian nuôi cấy đến
sựtạo thành cellulase .29
4.2 Kết quảkhảo sát ảnh hưởng điều kiện môi trường đến sựtạo thành enzyme
cellulase .34
CHƯƠNG V. KẾT LUẬN VÀ ĐỀNGHỊ .41
5.1 Kết luận .41
5.2 Đềnghị .42
TÀI LIỆU THAM KHẢO.43
PHỤLỤC. vi
Phương pháp kiểm tra hoạt tính cellulase . vi
Kết quảthống kê thí nghiệm. vii
Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của thành phần môi trường khác nhau và thời gian
nuôi cấy đến sựtạo thành cellulase . vii
Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của điều kiện môi trường khác nhau (pH, nhiệt độ,
độ ẩm) nuôi cấy đến sựtạo thành cellulase.x
Để tải tài liệu này, vui lòng Trả lời bài viết, Mods sẽ gửi Link download cho bạn ngay qua hòm tin nhắn.
Ketnooi -
Ai cần tài liệu gì mà không tìm thấy ở Ketnooi, đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
+ Chuẩn bị mỗi mẫu 100 g, hấp thanh trùng và chuẩn pH, ẩm độ (pH từ 4,5-5,5; ẩm độ từ
60-65%).
Tiến hành thí nghiệm theo qui trình. Nguyên liệu được xử lý, hấp thanh trùng sau đó nuôi
cấy theo thời gian B với thành phần môi trường A. Sau đó thu enzyme và khảo sát hoạt
tính (sử dụng cơ chất là hợp chất CMC).
+ Chỉ tiêu theo dõi: hoạt tính enzyme cellulase thu được
+ Kết quả tối ưu được chọn làm cơ sở cho thí nghiệm sau.
Giai đoạn thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của điều kiện môi trường đến sự tạo thành
cellulase
- Mục đích: Xác định điều kiện môi trường thích hợp cho sự phát triển và tạo thành
cellulase
- Nguyên liệu: kết quả tối ưu của thí nghiệm 1.
- Tiến hành thí nghiệm
Thí nghiệm gồm có các nhân tố
+ Nhân tố C: pH của môi trường
• C1: 4,5
• C2: 5,0
• C3: 5,5
+ Nhân tố D: nhiệt độ nuôi
• D1: 25oC
• D2: 30oC
• D3: 35oC
+ Nhân tố E: độ ẩm môi trường
• E1: 55%
• E2: 60%
• E3: 65%
* Tổng số nghiệm thức: 27
* Số lần lặp lại: 2
Trường Đại học Cần Thơ Luận văn tốt nghiệp khóa 29 năm 2008
Ngành Công nghệ Thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng 28
Thí nghiệm được tiến hành theo qui trình. Nguyên liệu được xử lý, hấp thanh trùng và
sau đó trộn giống vi sinh vật rồi nuôi ở nhiệt độ D, độ ẩm môi trường E, pH môi trường
F. Thu enzyme và khảo sát hoạt độ.
+ Chỉ tiêu theo dõi: hoạt tính cellulase thu được.
Sơ đồ bố trí thí nghiệm như sau
Hinh13. Sơ đồ bố trí thí nghiệm 2
3.4.3 Phân tích thống kê
Số liệu sau khi thu thập được tính toán và phân tích thống kê theo phương pháp ANOVA,
sử dụng phần mềm thống kê StatGraphics Plus 4.0
Kết quả thống kê sẽ được thể hiện ở phần phụ lục.
C2 C1 C3
D1 D2 D3 D1 D2 D3 D1 D2 D3
E1 E2 E3 E1 E2 E3 E1 E2 E3 E1 E2 E3 E1 E2 E3 E1 E2 E3 E1 E2 E3 E1 E2 E3 E1 E2 E3
Trường Đại học Cần Thơ Luận văn tốt nghiệp khóa 29 năm 2008
Ngành Công nghệ Thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng 29
CHƯƠNG IV. KẾT QUẢ THẢO LUẬN
Quá trình tạo enzyme của nấm mốc phụ thuộc và nhiều yếu tố, mỗi yếu tố có ảnh hưởng
riêng đối với lượng cũng như hoạt tính enzyme tạo thành. Các yếu tố bao gồm: thời gian,
thành phần môi trường, nhiệt độ nuôi cấy, pH, độ ẩm, Nấm mốc được cấy vào môi
trường nuôi đã được thanh trùng, sau thời gian nuôi cấy, thu môi trường và thử hoạt tính
cellulase tạo thành. Kết quả khảo sát các yếu tố thể hiện như sau:
4.1 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của thành phần môi trường và thời gian nuôi cấy
đến sự tạo thành cellulase
Thí nghiệm được tiến hành bằng cách nuôi cấy nấm mốc Aspergillus oryzae trên các môi
trường khác nhau, thu nhận môi trường sau nuôi cấy ở các khoảng thời gian khác nhau và
đo hoạt tính enzyme thu được.
Với:
A1 là mẫu 75% cám + 15% trấu + 9% mùn cưa + 1% bột gạo
A2 là mẫu 75% cám + 20% trấu + 5% mùn cưa + 1% bột gạo
B1 là mẫu 30 giờ
B2 là mẫu 40 giờ
B3 là mẫu 45 giờ
B4 là mẫu 50 giờ
Hoạt tính cellulase riêng
Ảnh hưởng của thành phần môi trường nuôi và thời gian nuôi cấy đến hoạt tính riêng của
cellulase được thể hiện ở bảng và hình sau:
Trường Đại học Cần Thơ Luận văn tốt nghiệp khóa 29 năm 2008
Ngành Công nghệ Thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng 30
Bảng 3. Hoạt tính riêng của cellulase
Môi trường
Thời gian
nuôi (giờ)
Môi trường-
thời gian
Hoạt tính cellulase
riêng (đv/g)
Hoạt tính cellulase
riêng trung bình (đv/g)
16,5
15,9
30
A1B1
16,5
16,3f
44,23
38,16
40
A1B2
41,55
41,31a
32,4
30,4
45
A1B3
31,75
31,52bc
27,53
25,88
A1 (75% cám+
15% trấu+9%
mùn cưa+1%
bột gạo
50
A1B4
26,25
26,55d
28,92cd
14,7
15,3
30
A2B1
15
15,0f
36,44
30,44
40
A2B2
34,1
33,66b
25,68
26,92
45
A2B3
28,5
27,03d
24,28
22,84
A2 ((75%
cám+
20% trấu+4%
mùn cưa+1%
bột gạo
50
A2B4
23,75
23,62e
24,83de
Ghi chú: các số mang chữ số mũ khác nhau cùng một cột sai khác có ý nghĩa thống kê (P<0.05)
Trường Đại học Cần Thơ Luận văn tốt nghiệp khóa 29 năm 2008
Ngành Công nghệ Thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng 31
SỰ PHỤ THUỘC HOẠT TÍNH CELLULASE VÀO MÔI TRƯỜNG VÀ THỜI GIAN
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
1 2 3 4
THỜI GIAN NUÔI CẤY
H
O
Ạ
T
TÍ
N
H
TR
U
N
G
BÌ
N
H
A1
A2
Hình 14. Đồ thị biểu diễn hoạt tính cellulase riêng
Ở Bảng 3, ta thấy ở hai kiểu môi trường nuôi cấy A1và A2, thu được enzyme có hoạt
tính cellulase riêng trung bình khác biệt có ý nghĩa ở mức 5%.
Ở Hình 14, ta thấy trên kiểu môi trường nuôi cấy A1 và A2 hoạt tính enzyme tăng dần
khi thời gian nuôi cấy tăng từ 30 đến 40 giờ và sau đó giảm dần khi nuôi đến 50 giờ. Tuy
nhiên, hoạt tính cellulase riêng trung bình thu được ở 40 giờ là cao nhất. Như vậy, 40 giờ
là thời điểm nấm mốc sinh enzyme cho hoạt tính phát triển nhất
Hoạt tính cellulase riêng cao nhất thu được trên kiểu môi trường A1 (75% cám, 15% trấu
và 9% mùn cưa, 1% bột gạo) với thời gian nuôi cấy 40 giờ (41,31 đv/g). .
Hoạt tính cellulase tổng
Ảnh hưởng của thành phần môi trường nuôi và thời gian nuôi cấy đến hoạt tính tổng của
cellulase được thể hiện ở bảng và hình sau:
30 40 45 50
Trường Đại học Cần Thơ Luận văn tốt nghiệp khóa 29 năm 2008
Ngành Công nghệ Thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng 32
Bảng 4. Hoạt tính tổng của cellulase
.
Ghi chú: các số mang chữ số mũ khác nhau cùng một cột sai khác có ý nghĩa thống kê (P<0.05)
- Ý nghĩa của việc xác định hoạt tính tổng: Giúp đánh giá kết quả tổng quát hơn vì khối
lượng môi trường cũng phụ thuộc vào thời gian, pH, nhiệt độ, độ ẩm và thành phần môi
trường cũng như thời gian nuôi. Cách xác định hoạt tính tổng: hoạt tính tổng bằng hoạt
tính riêng nhân với khối lượng môi trường sau nuôi cấy
(Theo Công nghệ Enzyme, Nguyễn Đức Lượng và ctv, 2004)
Môi trường
Thời
gian
nuôi
(giờ)
Khối lượng môi
trường sau nuôi
cấy (g)
Hoạt tính
cellulase
riêng
(đv/g)
Hoạt tính
cellulase
tổng (đv)
Hoạt tính cellulase
tổng trung bình (đv)
75,8 16,5 1250,70
76,4 15,9 1214,76
30
76,4 16,5 1260,60
1242,02f
76 44,23 3361,48
76,3 38,16 2911,61
40
77,2 41,55 3207,66
3160,25a
75 32,4 2430,00
78,1 30,4 2374,24
45
77,3 31,75 2454,28
2419,51b
78,2 27,53 2152,85
76,9 25,88 1990,17
A1 (75%
cám+
15%
trấu+9%
mùn
cưa+1%
bột gạo)
50
78,5 26,25 2060,63
1381,01c
2050,70de
76,6 14,7 1126,02
75,7 15,3 1158,21
30
79 15 1185,00
1156,41f
78,1 36,44 2845,96
77,3 30,44 2353,01
40
77,8 34,1 2652,98
2617,32b
77,6 25,68 1992,77
78 26,92 2099,76
45
78,3 28,5 2231,55
2108,03c
76,5 24,28 1857,42
75,7 22,84 1728,99
A2 (75%
cám+
20%
trấu+4%
mùn
cưa+1%
bột gạo)
50
77,8 23,75 1847,75
1811,39e
1923,29de
Trường Đại học Cần Thơ Luận văn tốt nghiệp khóa 29 năm 2008
Ngành Công nghệ Thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng 33
SỰ PHỤ THUỘC HOẠT TÍNH TỔNG VÀO MÔI TRƯỜNG VÀ THỜI GIAN
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
1 2 3 4
THỜI GIAN NUÔI CẤY
H
OẠ
T
TÍN
H
TỔ
NG A1 A2
Hình 15. Đồ thị biểu diễn hoạt tính cellulase tổng
Ta có hoạt tính cellulase tổng là tích của hoạt tính cellulasse riêng nhân với khối lượng
môi trường thu được sau nuôi cấy được tính toán và thể hiện ở Bảng 4 và Hình 15.
Ở Bảng 4, ta thấy cũng tương tự như hoạt tính cellulase riêng hoạt tính cellulase tổng trên
hai kiểu môi trường A1 và A2 thu được có trung bình khác biệt, có ý nghĩa thống kê ở
mức 5%. .
Ở Hình 15, ta thấy hoạt tính enzyme tăng nhanh theo thời gian đầu từ 30 đến 40 giờ nuôi
cấy và đạt giá trị cực đại ở 40 giờ nuôi trên môi trường A1 và A2, sau đó giảm dần đến
50 giờ.
Kết quả thống kê thí nghiệm được trình bày ở Bảng 4 cho thấy hoạt tính cellulase tổng
thu được trên môi trường A1 khi nuôi trong 40 giờ có nghiệm thức thí nghiệm lớn nhất
(3160,25 đv) tương ứng với hoạt tính enzyme thu được là cao nhất.
30 40 45 50
Trường Đại học Cần Thơ Luận văn tốt nghiệp khóa 29 năm 2008
Ngành Công nghệ Thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng 34
Tóm lại, môi trường A1 là môi trường tốt nhất để thu được cellulase có hoạt tính cao nhất
và thời gian nuôi 40 giờ cho hoạt tính cao nhất.
4.2 Kết quả khảo sát ảnh hưởng điều kiện môi trường đến sự tạo thành enzyme
cellulase
Thí nghiệm được tiến hành bằng cách nuôi cấy nấm mốc Aspergillus oryzae trên các môi
trường khác nhau về độ ẩm, pH và nhiệt độ khi nuôi cấy. Sau đó tiến hành đo hoạt tính
enzyme thu được.
Hoạt tính cellulase riêng
Ảnh hưởng của nhiệt độ nuôi cấy đến hoạt tính riêng của cellulase
Bảng 5. Hoạt tính cellulase riêng trung bình theo nhiệt độ môi trường nuôi cấy
Ghi chú: các số mang chữ số mũ khác nhau cùng một cột sai khác có ý nghĩa thống kê (P<0.05) theo phép thử XXX
Ở nhiệt độ nuôi cấy 30oC (pH 5,0 và độ ẩm 55%), hoạt tính cellulase thu được là cao
nhất. Trong khi ở nhiệt độ nuôi cấy 25oC, hoạt tính cellulase thu được là thấp nhất, sự
khác bi...