Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sinh trưởng, phát triển và sinh tổng hợp enzyme

Nhiệt độ tối ưu cho sinh trưởng và sinh tổng hợp enzyme -galactosidase là 30ºC. Khi nhiệt độ tăng ngoài 45ºC khả năng sinh trưởng và sinh tổng hợp enzyme của chủng LT2 giảm đáng kể.

Sau 24 giờ nuôi cấy ở 30ºC trên môi trường MRS dịch thể (pH 7) và trên các môi trường thay thế, chúng tôi thu được kết quả ở Bảng.6.

Thời gian thu hoạch enzyme là yếu tố quan trọng trong quy trình sản xuất enzyme vi sinh vật, quyết định một phần giá thành của quy trình sản xuất và sản phẩm cuối. Chính vì vậy, chúng tôi tiến hành khảo sát ảnh hưởng của thời gian đến động thái sinh trưởng, phát triển và sinh tổng hợp enzyme β- galactosidase của chủng LT12.

Hình 8 mô tả động thái sinh trưởng và sinh tổng hợp enzyme β- galactosidase của chủng LT12 cho thấy quá trình sinh tổng hợp enzyme β- galactosidase tỉ lệ thuận với quá trình sinh trưởng của chủng LT12 trong suốt thời gian nghiên cứu. Trong khoảng từ 2 giờ đến 10 giờ, cùng với sự tăng nhanh sinh khối tế bào là sự giảm nhanh pH của dịch nuôi (pH từ 6,21 xuống còn 4,42).

Sau 16 giờ, quá trình sinh trưởng trong dịch nuôi đi vào giai đoạn ổn định, sự tăng trưởng chậm dần và dần đạt trạng thái cân bằng, pH của dịch nuôi giảm chậm và gần như không đổi trong suốt thời gian còn lại. Quá trình sinh tổng hợp enzyme β- galactosidase tăng nhanh và đạt cực đại tại thời điểm 28 giờ, sau đó giảm dần. Enzyme β- galactosidase của chủng LT12 được sinh tổng hợp trong suốt pha cân bằng và đạt cực đại ở cuối pha cân bằng. Vì vậy, cần phải thu hoạch enzyme β- galactosidase trước thời điểm 36 giờ là hiệu quả nhất. Kết quả này cũng tương tự như kết quả nghiên cứu khác về thời gian sinh tổng hợp enzyme β- galactosidase của các chủng vi khuẩn lactic đã được các tác giả khác báo cáo [9, 10].

 Kết luận

Từ nguồn mẫu sáp ong tự nhiên, chúng tôi đã phân lập được 61 chủng vi khuẩn lactic, tuyển chọn được 12 chủng vi khuẩn lactic có khả năng sinh tổng hợp enzyme β- galactosidase. Chủng vi khuẩn lactic LT12 sinh enzyme β- galactosidase cao nhất, được tuyển chọn cho các nghiên cứu tiếp theo. Chủng vi khuẩn lactic LT12 là vi khuẩn Gram dương, tế bào hình que, không sinh nội bào tử, hoạt tính catalase âm, lên men lactic dị hình. Khả năng sinh enzyme của chủng LT12 là tốt nhất sau 36 giờ nuôi cấy (đạt 0,47 IU/ml) trong điều kiện môi trường MRS dịch thể (pH= 7) và nhiệt độ là 30ºC. Môi trường 25% bắp cải : 75% MRS hoặc 50% bắp cải : 50% MRS có thể được sử dụng để thay thế môi trường MRS để sản xuất enzyme β- galactosidase với giá thành rẻ hơn.

Tài liệu tham khảo

[1] Đặng Thị Thu, Nguyễn Văn Cách, Bùi Thị Hải Hòa (2007) Tuyển chọn và nghiên cứu điều kiện lên men sinh tổng hợp β-galactosidase từ chủng nấm mốc Aspergillus oryzae. Tạp chí Khoa học và Công nghệ 45(1): 23-31.

[2] Đỗ Thị Huyền Trang (2007) Tuyển chọn và nghiên cứu một số đặc điểm sinh học của hai chủng vi khuẩn lactic YHN35 và FV28 để tạo chế phẩm probiotic cho lợn con. Luận văn cao học, trường ĐH Sư phạm Hà Nội.

[3] Emanuel V., Adrian V., Ovidiu P., Gheorghe C. (2005) Isolation of a Lactobacillus plantarum strain used for obtaining a product for the preservation of fodders. African J Biotechnol 4 (5): 403-408.

[4] Furlan S.A., Schneider A.L.S., Merkle R., Jonas MFC. & Jonas R. (2000) Formulation of a lactose-free, low-cost culture medium for the production of β- D galactosidase by Kluyveromyces marxianus. Biotechnol Lett 22:589-593.

[5] Gonzalez Siso M. I. (1994) -galactosidase production by Kluyveromyces lactis on milk ưhey: Batch versus Fed-Batch cultures. Process Biochem 29:565-568.

[6] Shaikh S.A., Khire J.M., Khan M.I. (1997) Production of -galactosidase from thermophilic fungus Rhizomucor sp. J Ind Microbiol Biotechnol 19:239-245.

[7] Mahoney R.R. (1998) Galactosyloligosaccharides formation during lactose hydrolysis. Food Chem 63:147-154.

[8] Montanaril G., Zambonelli1 C., Grazia L., Benevelli M., Chiavar C. (2000) Release of -galactosidase from Lactobacilli. Food Technol Biotechnol 38 (2):129-133.

[9] Nguyễn Thị Hải Yến. Khảo sát đặc tính và khả năng thu nhận enzym

[10] Nguyễn Thị Vân Linh, Nguyễn Thị Thùy Dung, Trần Bích Lam (2012) Thu nhận và tinh sạch -Galactosidase từ Lactobacillus acidophilus. Tạp chí phát triển KH&CN 15(T3):65-72

[11] Tari C., Ustok F.I., Harsa S. (2009) Optimization of the associative growth of novel yoghurt cultures in the production of biomass, -galactosidase and lactic acid using response surface methodology. InternDairy J 19:236-243.

[12] Trần Thị Thúy (1999) Phân lập, tuyển chọn và nghiên cứu vi khuẩn lactic sinh bacterocin cao từ thực phẩm giàu protein lên men lactic. Luận văn cao học, trường ĐH Sư phạm Hà Nội.

[13] Vasiljevic T., Jelen P. (2005) Retention of -galactosidase activity in crude cellular extracts from Lactobacillus delbrueckiis sp. bulgaricus11842 upon drying. InterN J Dairy Technol 56(2):111-115.

ISOLATION AND SCREENING LACTIC ACID BACTERIA PRODUCING β- GALACTOSIDASE FROM BEE BREAD

Tran Thi Thuy, Nguyen Thi Van

Faculty of Biology, Hanoi National University of Education

Summary

Bee bread has been known to be a natural product which is valuable in nutrient and medical application. From this natural material, we have isolation lactic acid bacteria and 12 LAB strains have been creened for β- galactosidase production. Among them, strain LT12 was selected for futher study since it produces highest β- galactosidase. Strain LT12 was characterized to be Gram positive, rod shaped cell, non sporulating, non motile, negative in catalase, and heterofermentation. This strain produce highest β- galactosidase after 36 hours of cultivation (reached to 0,47 IU/ml) in liquid medium of MRS (pH= 7) at 30ºC. In order to produce enzyme β- galactosidase with low cost, medium which contain 25% of cabbage extract: 75% of MRS (v/v) or 50% of cabbage extract: 50% of MRS (v/v) could be used to replace costly MRS medium.