Nghiên cứu thu nhận và ứng dụng chế phẩm Glucoamilaza của Aspergillus niger trong lên men Etanol từ bột sắn sống202634

MỤC LỤC
Phần I . Mỏ BAU 1
Phân II.TổNG QUAN TAI l i ệ u 4
I . GA và quá trìn h thủy phân b ột số ng
4
1 .1 .Dại cuơng quá trìn h thủy phân tinh bột và GA 4
1 .2 .Mối liê n quan g iũa khả nảng bám và thủy phân b ột sống
cùa GA 9
1 .3 .Phàn úng thuần nghich và chất úc chế GA thủy phân
bột sốn g 11
1 .3 .1 .GA xúc tắc cho phản úng ngưộc 11
1 .3 . 2 .Chất úc chế GA thùy phân bột sống 11
I I .s à n x u ất GA tù v i sin h v ậ t 14
2 .1. Chùng giống v i sinh v ậ t

■
14
2 .2 .Diều kiện và thành phần môi trưòng sàn xuất GA

15
2. 3 .Lên men sản xuất GA '.17
2-3.1.Phưông pháp lên men xốp 18
2.3.2.Phưông phấp lên men dịch th ể 18
I I I .s ử dụng chế phẩm GA tro n g lê n men eta n o l tù tỉn h b ô t 19
3.1.Ph\lông pháp Amylo 20
3.2.Ph \iông pháp M ycomalt
20
3 .3 .Lên men etanol trực tiế p tù bột sống

20
- 2 -

Phần 1 1 1 . NGUYÊN LlỆU VÀ PHƯONG PHAP

27
I.V i sinh v ậ t 27
II.H ó a c h ấ t và t h i ế t b i 27
2 .1 .Hóa c h ấ t 27
2 . 2 .T h iết b ị 28
I I I . Cấc phUòng pháp phân t í c h 28
3.1.Đing lượng đưòng khủ theo phương pháp m icro-B ertrand.28
3 .2 .Xác đinh hàm lượng tinh bột trong mẫu
29
3 .3 .Xác định hiệu suất lên men etan ol 29
3. 4 .Xác đinh protein theo phương pháp Lowry

29
IV .C ác môi truồ ng dùng tro n g n ghiên cú u 30
4.1. Mô ỉ trưòng Hansen 30
4. 2. Môi trưòng M a r t i n . : 30
4 . 3 . Môi truòng Czapek 31
4 .4 .Môi trưòng cám trấu sản xuất enzim

31
4. 5 .Môi trưòng lên men e t a n o l 31
V.Các phưdng pháp x ác đinh h oạt độ enzim 3 1
5 .1 . Xác định hoạt <JỘ GA 31
5 .2 .Xác định hoạt độ GA thủy phân bột sống
31
V I.C ác t h í nghiệm cv t h ể 32
6 . 1 .Phân lập,tuyển chọn và tố i ưu hóa môi trưòng cho
sân xuất GA 32

6 .1 .1 .Phân lập chủng nẩm sỢi có hoạt tinh GA thùy phân
bột sống. .
.
32
- 3 -
6 .1 .2 .Tuyển chon các chủng có hoạt tin h c a o

33
6 .1 .3 .Tối ưu hoá môi trưòng cho sàn xuất chế phẩm GA

33
6.2. Bảo quản che phẩm GA 38
6 .3 .Phương pháp nghiên cứu GA 38
6 .3 .1 . Tinh sạch GA 38
6 .3 . 2 . Nghiên cúu mọt số ctặc tín h của GA 40
6.4.PhucJng pháp n ghiên cúu ch ất úc chế GA thủy phân
bột số n g 42
6 .4 . 1 .Xác định hoạt độ kìm hãm của chất úc ch ế
42
6. 4 . 2 .Tinh sach tùng phân ch ất úc c h ế 42
6 . 4 .3 .Một số đặc tín h cùa chất úc chế liê n quan (Jen
phàn úng thủy phân bột sống của GA


. 43
6 . 5 . Tuyển chon các chừng nấm men lê n men e ta n o l ỏ
nh iệt ctộ c a o 45
6.5.1. Sổ tuyển cấc chủng nấm men lên men ỏ 42 c 45
6 .5 . 2 . So sánh khả năng lên men của các chùng
trong bình Smith

46
6.5.3. So sánh hiệu su ất lên men cùa các chủng

46
6 .6 . Lên men etano l trực tiế p từ bột sấn sống

47
6 .6 .1 .Thí nghiệm lên men trực t iế p tù bột sấn sống 47
6.6.2.Lựa chọn các thông số th ích hộp cho lên men
trự c ti ế p tù b ộ t sẩn số n g 48
6 . 6 .3 .Dộng học quá trìn h lên men ả qui mô thử nghiệm

48
V II-T ín h k ết qu à 49
_ 4 -
Phần IV :KET QũẢ và thao LUẠN 50
I.Phần lập và tuyển chpn các chủng nấm S0Ỉ sỉnh
trưổng tr ê n môi trư ồng chúa bột số ng 50
1.1. Phần lập 50
1 . 2 . Tuyển chọn 50
I I . Tố ỉ Tiu hóa d iêu k iện v à thành phần môỉ triiòng
sản x u ấ t chế phẩm GA 59
2 . 1 . Tối ưu đ iể u k iện môi trư ò ng 59
2 . 1 . 1 . Ảnh hường của nhiệt đ ộ 60
2 . 1 . 2 . Ảnh hưỏng của tỷ lệ cám t r ấ u

61
2 . 1 . 3 . Anh hường cùa độ ấm môi trư òn g 62
2 . 1 . 4 . Ảnh hưởng cùa pH ban dầu 63

2 . 1 . 5 . Anh hưởng của th ò i gian lên men 64
2 . 2 .T ối ưu hóa thành phấn môi trường

65
2 .2 .1 . Lựa chọn cá c yếu tố thành phần môi trư òn g 65
2.2.2.Lập clưòng cong t ố i ưu cho tùng yếu tố
thành phần môi trư ò n g
66
2 . 2 . 3 . Qui hoạch hóa thực nghiệm theo 2 nhân t ố . . . . 68
2.2.4.BưỐc leo đốc tố i điểm tố i ÜU theo Box-Wilson

70
I II .L ụ a chọn ctỉểu k iậ n bâo quản chế phẩm G A
72
IV .N ghiên cúu tin h sạch và đặc tín h của GA

74
4 .1 .Tách tùng phần phần GA 74
4 . 1 . 1 . Lựa chọn dung d ịch c h iế t r ú t 74
4 . 1 . 2 . Thấm dò đ iểu k iện k ế t tủa enzim 75
- 5 -
4 . 1 .3 .s ấ c ký qua cô t lo c g e l Sephadex G -200

76
4 .1 .4 .s ẳ c ký qua cột CM Sephadex C-50 77
4.2. Nghiến cúu một số đặc tín h của GA-I và GA-II

81
4 .2 .1 .Anh hưỏng của nhiệt độ ctến hoạt ctộ GA-I và GA-II 82
4 .2 . 2 . Anh hường cũa pH đến hoạt độ GA-I v à G A -II

84
4 .2 . 3 .Anh hương cùa các ion kim loạ.i và các ch ất khác
đến hoạt cíộ GA-I và GA-II 85
4 .2 . 4 .Nghiên cứu khà nàng thủy phần bôt sống của GA-I
và G A -II 86
V.Nghiên cúu tỉn h sạch vầ áặic tín h của ch ất úc ch ế

88
5 .1 . Tách tùng phần ch ất úc chế (G I)
89
5. 2 .Đặc tín h của G I 9 1
VI.Tuyển chon các chùng nấm men lên men e ta n o l ả 42 c . . . . 97
6 . 1 . Số tu y ển 97
6 .2. So sánh khà năng lên men trong bình Smith 98.
6 .3 . So sánh h iêu su ấ t lên men của các chùng ố 42 c

100
V II.L ê n men e ta n o l trự c t iế p tù bộ t sắn Bống
105
7 . 1 . Anh hưởng của lượng enzim ctến h iệu su ất lên men

105
7 . 2 .Anh hường của lượng nấm men đến h iệu su ấ t lên m e n 108
7 .3 . Ánh hứỏng cùa số lưộng bột sẩn sống cỉến
h iệ u su ất lên men 109
7 .4 . Nghiến cửu ctọng học quá tr ìn h lên men e ta n o l

1 1 3
Phần V : kỂt luận

1 17
Phần VI: TAI LlỆU tham khao 120
- 6 -
CẤC CHỮ VIET TAT đuọc dùng trong luận ấn
1.cộng tá c viên = c tv .
2.G lu coam ilaza = GA
3 .Chế phẩm GA nhân ctưộc sau k hi qua cộ t Sephadex G-200 = GA-G200
4 .Chất úc chế GA thủy phân bột sống = GI
5 . Hoạt ctộ cùa chẩt úc chế = GIA
6 .Trung tâm nghiên cúu v i sin h v ậ t hoc úng dụng = TTNCVSVt
7 .T etram eth yleth ylen ed iam ine = TEMED
8 . E th y le n d in it ro tr ia c e tic a c id e = EDTA
Phân I . M Ở Đ A U
Trong số các sàn phẩm lên men nhò v i Binh v â t eta n ol
chiếm v a i tr ò quan tro ng đác b iệ t ctối v ố i đ ò i sỐng.Neu x a xưa
con ngưòi ch ỉ b iế t v a i tr ò của nó tro ng sàn phẩm lên men
tru yề n thống các ló ạ i đổ uống chúa rượu th ì clển nay thực tế <áã
khẳng đin h v a i t rò to lốn cùa e ta n o l tron g nh iều lin h vức như
thức phẩm,điiửc phẩm,y tế ,cô n g nghỉêp ẽtỉểu chể các v â t liê u
hữu cố mối .Hơn thế nữa nó còn ctưoc co ỉ là nguồn nâng lilộng
có t r iể n vọng cho tương l a i.C h ỉ riê n g tro n g công n ghiệp thực
phẩm ,nhu cầu e ta n o l trê n thế g ió i ctã đạt 9 tỳ l í t [ 1 3 9 ] .
Thực tế này đã thúc cfẩy các nhà nghiên cúu tìm kiếm nguồn
cơ ch ất mói cho sản x u ất e ta n o l. Việc sàn xu ất eta n o l tù
x e n lu lo z a đã cíạt cíuộc những kểt quả nhất cỉịnh nhung r ỉ đưòng
v à nguyên li ệ u chúa bột vẫn là nguồn cơ ch ất chủ yếu .R Ỉ đưòng
thuận l ộ i cho quá t rìn h lê n men đơn giản trự c t iế p thành
e ta n o l.N g o à i các lo ạ i ctưòng lê n m en ,rỉ đưòng còn chúa nhiều
ch ất có g ỉá t r i dinh dưỡng cao khác do đó đang trổ thành nguon
cơ ch ất hấp dẫn hơn cho sàn x uấ t các sàn phấm lên men khác quý

và có g iá t r ị như các a x it a m in ía x it g lu tam íc , l ỉ z i n ,
m etio n in ), v ỉta m in ( B i2, Be, Bz), kháng s in h í t e t r a x y li n ,
p e n n ỉx ilin b a x y tr a x ln ) , a x ít hũu cơ( x ì t r ỉ c ) , dung môi hữu
cơ( ax etồ n , b u ta n o l).T rù một số nưóc có trữ lượng r ỉ đưòng
lón như B ra zin v à M êhico, nguyên liệ u chúa b ột vẫn l à có ch ất
chù yếu cho sản x u ất e ta n o l.
ỏ các nưốc kinh tế nông n ghiệp có tiềm năng to lốn vể
nguyên l iệ u tin h bột và nhân lực cho sàn x u ất e ta n o l. Tuy vậy
tlrức tế sàn xu ấ t đang gập một trỏ n gạ i lón vể g iá thành sân
phẩm cao do các c h ỉ p hi về nhần công, nhiên liê u , enzira cần
cha v iệ c hổ hóa , d ịch hóà vầ ctuòng hóa tin h bộ t. cùng v ó i
nhũng cố gang tro n g tổ chúc quản l ý sản x uất v à tiê u thụ sàn
phẩm,khà năng sản xuấ t ỏ clây ch ỉ có thể được mỏ rộng nếu như
các nưóc này có cfủ khả năng t iế p nhận các tiế n bô kỹ th u ật ,
cfổi mói công 'nghê nhắm hạ g iá thành sản phẩm.Theo huống này
phần lốn cấc nghiên cúu đểu tập tru ng vào khá nãng h& g iả
thành sản xu ấ t enzim dịch hoá , ctưòng hoá, tăn g h iêu quà tá c
dụng cùa nó và h iê u su ẩ t lê n men e ta n o l cùa các chủng v i sinh
v ậ t sừ dụng.CÓ những nghiên cúu áp dụng kỹ thu ật d i tru yền để
tạo ra c ấc chủng v i sin h v â t nhân tạ o vùa có khả nãng sinh
enzim clưòng hóa vùa lê n men e tan olc 1 5 ,1 6 ] . Điểu đó vùa t i ế t
kiêm đtlộc nguồn enzim vùa đơn g iàn hóa quá t rìn h sàn xu at.T u y
v ậy , khâu hổ hóa tin h bột chiếm 40% ch i phí nhân cống v à nãeg
lương cho cà quả tr ìn h sản xu ất vẫn đang tổn t ạ ỉ ỏ hầu h ết các
cổ sở sàn x u ấ t .
ứng dụng khả năng thủy phân trự c t iế p tin h bọt không
qua hổ hóa cùa glu co am ilaz a là một t iế n bộ tro ng sàn xu ất
e ta n o l n ó i riê n g v ầ các công nghệ lên men tù tin h bột nó i
chu n g.V iệc lo a i bô hoàn toàn khâu hồ hóa tỉn h bôt dẫn ctến ha
g iá thành sàn x u ất và mỏ r a t r iể n vong sàn x u ất và BÚc canh

tran h mối tro n g lên men e ta n o l tù tỉn h b ộ t. Ke tù thâp ký 80
cíen nay trê n th ế g iố ỉ.m ộ t số nưốc đã áp dụng thành công t iế n
bò này tro n g sàn xu ấ t lốn như Nhật Bàn, P h il ỉ p i n [ 1 2 ,1 1 5 ] , một
số nưóc khác áang thu đuộc k ế t quà úng dụng ở múc t r iể n khai
~ 3 -
! như Thái Lan,Indonesia, Nigerỉa[22,34,131].
c? nưốc t a ,kể từ kh i mất t h i trưòng Liên xô cũ v à các
nưốc Dông Ẩ u,sàn xu ất eta n o l gần như ngùng t rê do nhũng ch i
ph i quá lốn cho nhộp khẩu enzỉm và h&n chế của các quỉ tr ìn h
cũ cần p hảỉ hổ hóa tin h bôt.H ầu như chưa có môt tiế n bộ nào
đưoc úng dụng t a i các cơ sỏ sàn x u ất.G iá thành sàn xu at
eta n o l tro n g nưốc lốn hon g iá xu ất khẩu dẫn ctến hàng nễưn ph ải
xu ấ t khẩu hàng trăm ngàn tấ n ngũ cốc không qua chế b iế n tron g
khi đó tiềm năng sàn xu ất khoáng 30 t r iệ u l í t e ta n o ic 139 ]c ù a
các cơ sỏ sán xu ấ t kéo theo môt số lượng đáng kể nhân công
tro ng nưóc không đưộc sủ dụng.
Xuất ph át tù thực tế tr ên và các k ết quả nghiên cứu gần
đầy chúng t ô i t iế n hành <ẩể t à i "Nghiên cúu sản x u ất v à úng
dung khả năng th ủy phân b ột sống của glucoam yla za. -tù
Àspergỉllus nlger trong lên men etanol trực tiế p tìl bột Ban
số n g ".K êt quả đã đưa ra một q uỉ t rìn h lên men e ta n o l trự c
t ỉế p tù bôt sấn sống đ ạt h iệu su ấ t 87-90% 80 v ó i lý th u y ế t.
Đóng góp nhò bé nầy cũng là mong muốn của chúng t ô i nhắm tùng
bưóc đ ố i móỉ công nghê sàn x uấ t theo hưống t ỉ ể t kiậm năng
lưộng,đơn g iản hóa qui tr ìn h công nghệ dẫn đến hạ g iá thành
sàn phẩm ta o r a cô hôi xu ất khẩu khôi phvc v à mỏ rộng sàn
xu ất e ta n o l tro n g nưốc.
- 4 -
Phần I I : T ố N G Q U A N T A I L ĩ Ệ U
I . Glucoamllaza và quá trình thùy phần bột Bồng.

1 . 1 . D ại cilông về quấ tr ìn h thủy phân tin h bột v à GA
Tinh bôt ctưộc tổng hộp nhò quá trìn h quang hop của thực
v ấ t .Đó là nguồn cung cấp cacbon và năng lũộng chù yếu cho con
ngưòi v à động v ậ t .
Tỉnh bột bao gổm các mạch am iloza v à a m ilo p e ctỉn cấu
trú c tù các phân tứ g lu c o z a .Trong mạch am iloza các phần tủ
glu coza được gấn v ố i nhau bầng liê n k ết ÍX ( 1- 4 ) g lu c o z ỉt , còn
tro ng mạch a m ilo pe ctin các phân tủ glu co za l a i chlOc liê n kế t
v ó i nhau ờ v i t r í « ( 1- 4 ) và <x ( 1- 6 ) g lu co z it tạ.o thành các
mạch phân nhánh (hình 1 ) .
ClijOH
 ~ ~ \
0-
__
,,
__
K oH ỵ l ■
CHjOI ! — 0— \ ị i/ o
—' 0 ■■ 1 0HÇH,
J \ 0 H . / L _ o i . l/
J \0 " ¡/I — 0 - Ị/ N ■ ỵ
0._ J \0 " / 1
ÒH I— I. I L
■ OH ' OH
A B
Hình 1-C ấu tr ú c mạch am iloza(A ) v à a m ỉlo p e c tỉn (B )-
Tinh bôt lầ nguõn nguyên liê u ban đầu quan trọ ng cho
nhiều quá tr ìn h công nghệ sàn xu ất và chế b iế n th\ic phẩm, diiộc
phẩm và các dung môi hữu cO.Phẳn lố n các quá tr ìn h chế biến
tin h b ọt éềxx b ẩ t đầu bắng v ỉê c thuỷ phân các liê n kế t giữ a các

phần từ g lu co za .sâ n phẩm thuỳ phân có thể ctiiộc dùng trự c t iế p
- 5 -
chlối dạng d ỉch chlòng đậm đặc hay ctũộc tin h chế để thu gluco za
tinh khiết.M ăt khác sản phẩm sau thuỷ phân có thể dùng làm
nguyên liê u ban đầu cho các quá tr ìn h công nghệ tiế p theo ctể
sàn xuất ra hàng lo ạ t các sàn phẩm nhu:mì ch ín h (n a tr i g lu ta m at),
b ia,rư O u ,cá c dung môi hữu cứ<axeton, bu tan ol) hoăc các a x ít hũu
cơ như a x e t ic , l a c t ỉ c .
Nguòi phát h iên ra khả năng sàn x uất g lu co za tù tin h
bột là Kirchoff .ông đã tạo ra chlộc một dung d ịch có v ị ngọt
như đưòng k hỉ xủ lý tin h b ọt v ố i a x ít [ 4 8 ] .Sau dó Payen và
P e rso r [ 11 ,4 8 ] lần ctắu t iê n tá ch ctưộc ố dạng k ết tùa chế phẩm
a m ila z a bấng cach thêm e ta n o l vầo d ich c h iế t của mầm cíại
mạch.ThUc ra v iê c dùng enzim để thuỳ phần tin h bôt c h i thức sư
b ẩt áầu kế tù kh ỉ enzim này ctư^c sàn xu ất ỏ qui mô công nghiệp
nhò quá t rìn h lên men v i sin h v ậ t v ố i sáng chế cùa Takamine
vào nãm 19 14 ứ Nhât BẲn.đ^ cfây chế phẩm amilaza chlộc sản Xỉiất
tù nấm S0 i Aspergỉllus nigerC A.oryzae) trê n môi trư ồng cám
m ì. Tên thướng phẩm của chế phẩm này là T ak a -d iasta z a [1 1 0 ] .
Vối ưu thế hơn hẳn a x ít về tín h ctăc h iêu c ao ,h iêu su ất
thuỷ phân c a o ,tố c cfộ phản úng nhanh cũng như khà năng de dàng
điều khiển quá trình phản úng , enzim áã thay thể hầu như toàn
bộ quá t r ìn h thuỳ phấn tin h b ột.
Cùng v ố i sự ph át t r iể n của sin h học,những t iế n bộ khấc
tro ng lĩn h vực hoá học và v ậ t lý học đã giú p cho ngành enzim
học nói chung và linh vuc nghiên cửu a m il a z a nói riên g
đ ạt ctưộc n hiều k ết quả to lố n . Khoa học ctã làm sáng tò cấu
trú c phân tủ và cơ chế tấ c dung của a m il a z a tron g quá tr ìn h
thuỳ phân tin h bột.C ho ctến nay ngũòỉ t a đã phát h iện ctươc 6
lo ạ i enzim liê n quan trự c t iế p ctến quá trìn h thuỷ phân tin h

b ộ t.
Quá tr ìn h thuỳ phần tin h bột b ẩt đẵu v ó i v iệ c xừ lý
tin h bột ổ n h iệ t ctộ 8 0 -100 c khiến cho tin h bột đ ạt t ố i múc hồ
hoá hoàn to àn [4 8 ,8 9 ].Sau đó là v ỉê c duy t r ì đ iểu k iện phàn úng
ctể cho các enzim được bổ sung vào r iên g rẽ hay k ế t hop tu ỳ
theo mục đ íc h thu nhận sản phẩm úng v ố i v a i tr ò cùa các lo ạ i
enzim khấc nhau.
a-amilaza hay a(1-4)glucohidrolaza(EC. 3.2.1.1) la enzim
hưống n ộ i,ph ân c ấ t các liê n k ết « (1- 4 ) g lu co z it có tro ng mach
am iloza và am ilo pe ctin C 1 1 ,3 0 ,8 8 ] .V iệ c xù lý tin h b ôt hồ hoá
v ố i a -a m ila z a lầm giảm nhanh khà năng b a t mầu cùa tin h bôt v ố i
ìố t v à <JÔ nhốt cùa d ich hổ hoấ tin h bôt.M ạch am iloza chlöc
thuỷ phân thành các sản phẩm có phần tủ lương nhỏ chù yếu l à
m altoza và m a lto tr io z a .v ố i a m ilo pectin kh ỉ b ỉ thuỷ phân bời
a-amilaza , n goai m altoza va m alto trio z a sản phẩm cồn chíla cà
các d e x tr ỉn g iố i h ạ n [4 1,1 1 8 , 129 ]cù ng v ó i 5-10% g lu co za [4 8 ].
ß-amilaza hay ß(1-4) glucomaltohydrolaza (EC.3.2.1.2)
là enzim .hưống ngo ạỉ xúc tá c thuỷ phân các l iê n kết
« ( 1 - 4 ) g lu c o z it p h la tro n g b ẩ t đầu tù đấu không khử trê n mạch
am iloza v à a m ilopectin .E n zim khống có khà năng thuỷ phân các
liê n k ết <x ( l- 6 )g lù c o z it và k ết quả sau thuỳ phân, sàn phẩm
chúa cà m alto za v ó i mạch am ilo za còn v ó i mạch a m ilo p e c tin sàn
phẩm chúa cà m alto za v à B -d e x tr ỉn g i ó i h a n [2 1,8 8 ].
glucoamilaza(GA) hay amyloglucozidaza, Ịfamilaza
- 6 -
- 7 -
(EC. 3.2.1.3) là enzim hưòng ngoại xúc tác thuỷ phần các liên
kêttt (1-4),« (1-6) và cx(l-3) g lu c o z it bất ¿tầu tù đầu không khủ
trê n mạch am iloza v ầ am ilo p ec tin v ầ tạo thành sản phấm chù
yếu c uố i cùng là g lu c o z a [4 8 ,7 0 ,8 5 ,9 6 ].

Ngoài ba lo a i a m l l a z a chù yếu n o i tr ê n , l iê n quan cten
h iệ u su ất v à tố c độ quá tr ìn h thuỳ phân tỉn h bột còn có các
enzim khác như p u ll u la n a z a f g lu c o l z o m e r a z a , t r a n g l u c o z i l a z a .
P u l l u la n a z a xúc tá c qua tr in h thuỳ phân các liên
k ết (X ( 1 -6 )ể lu c o z ỉt tron g mạch a m ilo p e c tỉn ,m altrio z a , B d ex trin
va cxdextrin g iố i han [4 8 ,9 6 ].
Glucoizomeraza không tham g ia vào quá tr ìn h thuỳ phân
n ói trên ,nó c h ỉ xúc tá c v iệ c chuyển hoá glu co za thành
fr u c to z a tạo v ị ngọt cho sàn p h ẩ m [ll,4 8 ].
T r a n g lu c o zil a z a . hay g l u c o z i l t r a n s f e r a z a xuc ta c cho
quá t rin h tạo nên các liê n k ế t « ( 1- 6 ) g lu c o z it giữa h a i phân
từ glu co za , k ết quà làm giảm h iệu su ấ t thuỳ phân cùa các
amilaza [4 8 ,8 8 ].
Khả năng cẩ t các liên kết « (1-4),«(1-6) và «(1-3) giữa
các phân tủ g lu c o za tro n g cà mach am iloza và am ilo p e ctin đế
thu dhlộc sản phẩm thuỳ phân t r i ê t cfể là ưu th ể tu y ệ t đ ối cùa
GA so v ó i cấc amilaza khác [2 6 ,7 0 , 8 5 ,10 8 ]. Chinh v i vậ.y ma enzim
này cíã và đang thu hút sự quan tẳm cùa các nhầ n ghiên cúu sàn
xu ất và úng dung.GA nắm tron g số những enzim có sàn lượng cao
tr ên thế giói ( p r o te a z a , a -a m l
lasa
) . sản phẩm GA nầm 1990 đat
t ố i 320 tấn [2].G A chiức sàn x uất chủ yếu nhò nấm sợ i như :
Rhizopus delemar, A.niger [48 , 7 1,9 6 ] và nấm men Endomycopsỉs
fib u Ji^ e r a C 2 1 ,8 8 ,12 5 ] . Ngoài ra nó còn đưoc phát hiên trê n
nh iều v i sin h v ậ t khấc nhu: Mucorl1 3 5 ] , Cephalosporium,
N eu ro sp o ra [85,96].
GA tin h k h iế t ton t ạ i chủ yếu ả h a i dạng GA I và
GA I I [ 1 1 , 2 1 ,8 5 ,8 9 ,9 6 ] .Các GA bền ở môi trưòng a x ít hơn so v ố i
ờ môi trư òng kiềm t1 1 , 7 0 ,9 6 ] .Phàn úng thuỷ phân cùa GA th ích

hộp ồ pH 4 ,5 đến 5 ,0 v à ỏ n h iệt ctộ 40-50 C.Enzim bển ỏ n h iệ t
độ 40 C[ 1 1 , 2 1 ,9 6 ] . Điểm dtẳng đ iên dao động tù 3 ,5 v ố i GA cùa
A. awamori đến 8 ,4 v à i GA cùa Mucor rau A'iar?us[96]. Trọng
lưong phần tủ cùa các GA th ay ctối tù 50.000 đến 100 -0 0 0 [8 8 ].
Các enzim tương đố i g iống nhau về thành phân a x ít am in.ctiểu
này không ch ỉ đúng v ố i cùng một l o à i mà còn ctúng v ố i cả các
lo à i khấc nhau[8 5 ].
Thành phần h yd ratcacbo n chiếm tù 3% v ố i GA cùa Mucor
rauxianus và Penỉcilium oxalum đến 20% vò i GA tU A.
oryzaeiBB] -Như v ậ y ,t ắ t cà GA là g ly c o p ro te in chíia các thanh
phần hydratcác bon chủ yểu là m anoza,glucoza, g a la c to z a [8 4 ,8 5 ,
8 8 ]. Các thành phẵn p ro te in và h yd ratcacbon gẩn v ố l nhau bang
liề n k ểt g lu c o z it g iữ a các phân từ h yd ratcacbon và các a x it
amin như trê o n in v à s ê r in [ 8 5 ] . H ydratcácbon không những làm
bên hoạt tín h GA mà còn liê n quan đến h oạt đô enzim một cách
khấ rõ rê t.K h i lo ạ i bò thành phần hyd ratcacbon b à i các ch ất
ô x yh ó a ,S h ire nhận th ấy rắng hoạt áo cùa enzim giảm theo tỳ lê
thuận v ố i lưộng hyd ratcacbo n b ị ô xy h óa [70 ,8 3 ] .Theo H irom i,
tro n g trung tấm hoạt cĩộng của enzim có i t nhất h a i nhóm
c a c b o x y l, tro n g kh i đó v a i tr ò cửa cấc ion kim lo ạ i và các nhổm
- 8 -
,1
- 9 -
s u l fih y d r y l l a i không quan tro n g v ố i hoạt độ cùa GA. Khi xủ lý
v ố ỉ CN -,F - , EDTA t h ì hoạ.t ctộ enzim không b i úc ch ế [8 5 ,8 8 ,9 6 ] .
1-2 -M ố ỉ X iên quan giữ a khà năng bám vầo b ột sống v à khả
năng thu ỳ phân bpt sống của GA.
Mặc dù GA l à môt tro n g những enzim ẽhiộc nghiên cúu sầu
rộng nhất vế mẶt lý thuyết cũng như úng dụng thực t ế , nhưng
v ỉê c úng dung khà năng thuỷ phần bột sống của nó mói c h ì

đuộc quan tâm nh ỉểu tro ng những năm gần đây.Nhũng thành tựu
tro ng ngh iên cúu úng dụng khả năng này là môt tiế n bô cíáng kế
tro ng những ngh iên cửư về amilazatllb'i.
Trong v iê c phất h iện khả năng thuỷ phần bọt sống cùa
GA p hảỉ kể đến đóng góp cùa Yam asaki [ 1 3 6 ] .Nhung nhũng nghiên
cứu theo hưóng này ch ỉ được chú ý sau kh i Yamasaki và Ueda báo
cáo vể thành công tro n g úng dụng khả nãng thuỳ phân b ột sống
của GA để lê n men e ta n o l trự c t iế p tù bột gạo và bộ t n g ồ [13 7 ].
GA tin h sạch thưòng tồn t ạ i ờ h a i dạng GA I và GA I I .
Hai dạng izozim đã ctược tin h chế tù A.nlger và có trọn g lilộng
phân tủ 74900 và 54300 v ố i thành phần hyd ratcacbon tương úng
là 13% và 18% .GAI thuỳ phân tin h b ột v ó i tố c đô nhanh htín GA"
I I [ 8 8 ].D iều đổ có n ghĩa l à hầng số Km v ố i tin h bột hổ hoá của
GA I I cao hơn BO v ố i cùa GA I.T u y mhỉên các tá c g ià chưa quan
tầm đến khà nãng thuỳ phân bọt sống cùa các izozim này.
Khi nghiên cúu GA của các chủng nấm mốc khác nhau ,
Yam asaki nhận th ấy chúng thưòng tồn t ạ i ả các izo zim và khác
nhau vể khà năng thuỳ phân bôt sống.GA I có hoat ắò thuỳ phân
bôt sống mạnh gấp ba lần so v ố i GA I I [ 1 3 4 , 1 3 5 ] . Các nghiên cúu
- 1 0 -
khác cùa U eda[124] v à H ayashỉda [4 5 ,4 6 ]tr ê n A. awamori cũng
cho thấy GA I có khả năng thuỷ phân bột sống cao hôn nhiêu 80
v ố ỉ GA II.D ổ n g th ồ ỉ các tá c g iả [4 4 , 1 1 6 , 1 2 1 , 12 4 ] cũng nhận
th ấy cố môt mốỉ tướng quan g iũ a khà nãng thuỷ phân bột sống
của GA I v à khả nãng bám của nó vào b ột sống.GA I có khà năng
bám và thuỷ phân m©,nh mẽ bô t sống còn GA I I l ạ i không có khả
năng bám cũng như khà năng thuỷ phấn b ột sống hoăc bám và thuỷ
phân bôt sống ỏ múc clô thẩpc 1 1 6 ,1 2 4 ] . Ket quá tilđng tư cũng
cíilOc A lam [17] báo cáo kh i n ghiên cúu GA tù v i khuẩn
B .subtilis 3018. TÌẨ th-Uc nghiệm ¿ta c g iả nhận định ran g trê n

phân tủ enzim có h ai v ỉ t r í chúc năng khác nhau,m ột v i t r í
giúp cho enzim bám vào bột sống còn v ị t r í k ia xúc tá c quá
tr ìn h thuỳ phân như là trun g tầm hoạt ctong. Nghiên cứu trê n
RhizowvcoríGO'i Amylomycesí 109 ] , Rhlzopusi 1 2 1 ] , A. awamoriíAA,
46] E. fibuligera[117Jc\y.B. môt số tá c g iả khac cũng đồng ý v ò i
nhân đỉnh này. Tuy v ây cho ctển lúc đó chưa có n ghiên cứu nào
chúng minh đưoc g iả t h iế t trê n . Đe làm sáng tò vấn để này,
H ayashỉda v à c t v . [ 4 4 ,4 5 ,4 6 ,5 2 ,5 5 ] nghiên cứu GA tron g môi
trưòng d ịch th ể nuôi
A.awamori v à nhận th ay rang : enzim tỉn h
sạch tổrí t ạ i ờ ba dang GA I,GA I ' v à GA I I v ố i trọng lưong
phân tủ tương úng là 9 0 .0 0 0 ,8 3 .0 0 0 v à 5 7 .0 0 0 .GA I có khả nảng
bám và thuỳ phân b ột sống m©.nh mẽ tro n g kh i đó GA I l ộ i không
có c ả h a i khả năng n ày.T ác g ià đã tiế n hành th uỳ phân g ió i hạn
GA I v ố i proteaza a x ỉt hoạc subtỉlisỉn , lu e clb th a y ran g GA I
b i c ấ t v à g i ả i phóng ra một g ly c o p e p tỉt (G P I) có tro n g lưộng
phân tủ là 7000 v à GA I'.G A I ' không có khả năng bám v à thuỳ
phằn bôt eồng nhưng vẫn còn h oạt tín h "thuý phân bộ t sau hồ
hoá.Céic tá c g iả khấc cũng dta.t chlöc k ểt quả tương tiA kh i nghiên
cứu GA tù A.niger K-27118 ] . về mầt d ỉ tru yền học H ayashida
cũng chúng minh đuoc rang b iến chủng A.fícum mất khả nầng
tổng hop proteaza ch i tồn t a ỉ một dạng GA I tron g môi trưòng
nuôi c ấ y. Trong kh ỉ đó v ố i chủng chưa b i đôt biển GA vẫn tổn
t a i ờ cà h a ỉ dang GA I và GA I I [4 93.
1 .3 .Phản úng thuận nghịch và chất úc chế 6A thuỷ phân bôt sống
1 .3 .1. 6A xúc tấc cho phản -ủng ngưoc.
Khỉ th uỳ phân j tin h bột không chlộc thuỳ phẳn hoàn toàn
thành g lu co za .S ö d ĩ như vậy v ì v ỉê c tạo nên các li ê n k ết
« ( 1- 6 ) g lu c o z it g iữ a h a i phần từ g lu co za không c h ỉ do v a i trò
của glucozíltranaferaza,b ò ỉ v ì k hỉ thuỳ phân vồ ỉ GA tin h k h iế t

sản phẩm vẫn không đ ạt t ố i múc độ thuỳ phân t r i ệ t đ ể.D iều đó
cho phép nhân đỉnh rắng GA có th ể đã tham g ia vào phàn úng
theo ch iều ngưoc l ạ ỉ ctể tạo nên các liê n k ế t g lu c o z it tù các
phân tủ g lu c oz a tro n g đ iề u k iện nhất cfịnh [4 8 ]. Nghiên cứu của
W atanabe[130] ctã làm rỗ g ià t h ỉế t tr ê n .K h i giữ dung d ich
glu co za 40% v ố i GA tin h sạch thu nhận tù Rhizopus endomyces ò
55 C,pH 5 ,0 sau 96 g iò ,t á c g ià nhận đưoc sản phẩm chúa 2,2%
m altoza,0,5% izo m altrio za .T h ü c tế sàn x uấ t t a i hãng Novo,
H anbarfoed cũng không nhân đưoc sàn phẩm thuỷ phân t r i ệ t để
d ich tỉn h bôt( 30% - 40% ) v ố i chế phẩm GA[48].D o dtó phưông
pháp cổ định GA ctã ctưọc sù dụng ctể tá ch enzim ra kh ổi sàn phẩm
nhầm khấc phvc nhưoc ctiểm tr ê n .
1 .3 .2 .Chất úc chế GA thuỳ phấn bột sống.
- 1 1 -
- 1 2 -
Chất úc chế đãc h iậ u các phản úng enzim ctang thu hút
su quan tâm của nhiểu nhà nghiên cứu,nếu enzỉm là chất xúc tác
Bỉnh hoc có vaỉ trò quan trong trong moi hoeit đông sống th ì
chất úc chế đặc hiệu l&ỉ chiếm một v i tr i quan trong khác
trong việc điều hoà cắc phàn úng enzim.Nhiêu hiên tuơng bậnh
lý liê n quan đến chúc năng sinh học của một Bố enzim và khi đó
việc sù dụng cấc chất úc chế đặc hiệu trỏ thành phưỏng pháp
d iều t r i có h iệu quá.Như vầy v iậ c nghiên cứu ch ất úc chế vùa
có ý nghĩa khoa hoc trong nghiên cúu tính đẶc hiệu của enzỉm
la i vừa có ý nghĩa trong điều tr i các bênh liên quan đến chúc
năng cúa enzim[80].Tuy nhỉên ,những nghiên cúu về chất úc chế
phần lốn tập trung ỏ đối tưộng thực vật . Cấc chất úc chế có
nguồn gốc tù v i sinh vèt chỉ th\Ac sư thu hút ctưoc su chú ý kể
tù khi Umerawa tách duoc chất úc chế proteaza (Trypsln) tìl v i
khuẩn ClostrldiumC 119]. Nghiên cílu chất ùc chế am:tlaza chịpc

b ất ctầu châm hơn k h i Murau [7 5] tá ch đưoc ch ất úc chế S P I- 1
tù s . đlastadicvs 2476 v a U ed a[120] tách chlOc ch ất ílc chế tĩl
S.sp 280 .Tiếp theo Fukuhara đã nhận ctưoc chất íic chế GA thuộc
loộ-ỉ amylosterolt [39 ] tìl S.dỉastatỉcus.
Nghiên cúu ch ất úc chế đạc hiệu cho phản úng thuỳ phân
bột sống v ố i GA b ất đầu kể tù p hát hiên cùa Saha và Ueda [ 12 6 ,
127 ].Khi sử dụng chế phấm GA cfể lên men etanol trực tiếp tù
bột sống , Saha và Ueda nhân thấy hoat độ của enzim bỉ úc chế
¿Ịáng kể k h i tăng nổng ctộ enzim,nhưng h iên tượng này l ạ i không
thấy trong trưòng hộp sủ dụng enzỉm tỉnh sạoh[1 26].Cho rấng
thương phẩm GA tù A.nlger chíla chắt nào đó có hoat tinh ÍẲC
c h ế ,tấ c g iả đã tiế n hành cảc bưốc tin h B&ch chế phẩm qua c ôt
trao đ ổ i lon DEAE-Sephadex-A25 r ổ i lọ c qua g e l G -100 và nhân
ctưởc mồt ch ất có bản chất là glycoprotein chíla 25%
h yd ratca rb on , trọ ng lưong phân tủ 12 000 .C hất úc chế bám hoàn
toàn vào bộ t sống và úc chế mạnh me quố tr ìn h thuỷ phân bột
sống v ố ỉ G A.V iệc tă ng nồng <JỘ cớ ch ất cũng làm giảm khà năng
kim hãm của ch ấ t úc c h ế [9 1].T iế p ctó các tá c g iả ũfã hưống
nghiên cúu đến v iệ c l\Aa chọn cấc chủng có ho ạt tin h úc chế và
nhèn ctưoc chủng A.nỉger K19. Bang các bưbc tỉnhSẠcỊi tưóng tự ,họ
đã tá ch ctưoc một glycoprotein có trọ n g ruộng phân tử 10 .5 0 0
cố hoạt tính úc chế.Chất úc chế giàu các a xlt amin như :
s e r in j't r e o n in .g ly x ir ^ a x it a s p a c t ỉc .Thành phần hyd ratcacbon
giàu glucoza,xyloza,manoza và galactoza.Chat úc chế bám hoàn

toàn vào bôt m l;úc chế t ố ỉ 41,5% múc độ thuỳ phân bột sống cùa
GA nhưng l ạ i không gây úc chế phán úng thuỳ phấn tỉn h bột sau
hổ hoá v ố i G A [93]. Towmprayoon cho rầng phần p ro te ỉn có v a i
tr ò quan trọ n g <íốỉ v ố i ho&t tín h kim hãm cùa ch ất úc c h ế.V iệ c
xủ lý v ố ỉ proteaza đa làm mất khả nầng bám v a khả nầng klm hãm

phàn úng thuỷ phấn bột sổng v á i GA của ch ất úc ch ế. Tác g ià
cũng nhận th ấ y ch ất úc chế khác nhau về khà năng bấm vào các
J
lo ạ i bột sống và proteaza chi lam mất hoạt tinh kìm ham khi xử
lý chất úc chế rỉêng re.Proteaza không làm mất hoạt tình íic
chế sau k h i chấ t úc chế đã bám vào bột sổ ng [9 8 ,1 0 0 ,1 0 5 ].
Hiện nay v iệ c ngh iên cúu ch ất úc chế này v à cơ chế
tá c dụng cùa nó vẫn đang ctưộc tỉế n hành t ạ i Nhật
Ban[42,43,101,107].
- 1 3 -
t
I I . SÀn xuất GA tà vi Binh vẬt.
Đăc điểm chung giũa lên men sàn xuất GA và các quá trình
lê n men v i sin h v â t khác l à hiệu su ất của cả quá t rìn h phv
thuôc vào ba yếu tố quan trọng : chùng giống vi sinh vât, ctiều
k iệ n và thành phần môi truồ ng lên men,công nghệ lê n m en [ll,2 0 ,
2 1 ,7 1 ,9 4 ,9 7 ] .
2 . 1 . Chủng giố ng v i sin h v â t.
Nhầm ctat ctưoc hiệu quả kinh tế trong sản xuất,các chủng
v i sin h v ậ t đùng để sản x uấ t GA cắn được tuyển chọn theo một
sổ ch ỉ t ỉê u quan trọ n g nhu: tố c đồ phát t r iể n nhanh ,h iê u su ấ t
tổng hớp enzỉm cao úng v ó i moi đơn v ị cớ ch ấ t,kh ả năng sin h
trường v à tổng hộp enzỉm cao trê n môi trưòng đơn gỉàn ,r è t iê n
có sẵn .T ổng hộp i t hay không có g lu co z iltr a n sfe r a z a ,k h ô n g sin h
cá c (ẩôc tố .N go ài r a các c h ỉ tiê u khác cũng cần đưộc đề cẬp đến
như chịu chlOc các tẩỉểu kiện bất lộ i :nhiệt đô cao, pH thấp,có
mật các chất chống n h iễ m [2 1,9 4 ,9 6 ].
Những nghiên cúu vê GA cho thấy ,hầu h ết các nhóm v i
sin h v ậ t ctều có khả năng tổng hộp GA như: v i khuẩn [2 3 ,5 0 ,5 9 ],
nấm m e n [11 5 ,1 1 7 , 1 2 5 3 , nấm mốc[ 4 6 ,6 4 ,1 2 1 ,1 2 2 , 1 3 3 ] ,xạ khuẩn

[4 0 ], nấm bâc cao [ 1 0 2 ,1 0 4 ] -Tuy nhiên , tro ng thUc tế ctai diện
thuộc cá c ch ỉ Asperglllus v à Rhizopus như: A.niger,
A awamori, Rhizopus delemav,Rhizopus oryzae ctưoc chú ý nhiều
hớ n c ả [ 2 1 ,7 1 ,9 6 ,8 8 ] .
V iêc tu yển chọn các chủng có hoạt đô GA cao dùng tro ng
sản xuất được bắt ctầu vố ỉ các chùng phần lâp tù tu nhỉên hay
có sẵn trong các bộ sưu tập vi sinh vật [94] . Shoichitaka clã
- 1 4 -
- 1 5 -
phân lâ p và tuyển chon đưoc 5 chủng nấm s ô i cố hoạt độ GA cao
tù 76 chủng đang được bảo quàn. Cortlclum ro fe il điiỢc c o i là
chùng có hoạt độ GA cao và khả năng thuỳ phần bột sống hôn hẳn
2 chế phẩm GA ẽtưộc sản xu ất tù A.nlger va JRhizopus
deỉemarí10 3 ].0 T hái La n ,B ru m irata ra[2 2]cũ n g tuyển chọn ctưoc 2
chủng A.niger MUCK và A. níger KMB-1 tòi 38 chung co san th'ich
hop cho quá t r in h lê n men xốp v à d ich thể.T heo hưống phân lậ p ,
Tani v à c t v .[ 1 0 6 ] đã phân lậ.p clüOc 180 chủng nấm s ô ỉ tù bôt
sấn nhỉlm mốc v à chọn cíưoc chủng A.sp N-2 cò hoạt ctộ tương
cfilöng 1 1 4 đôn vỉ/gam k h ỉ lên men xốp và 14 đơn v ị / ml kh i lên
men d ich th ể .T u y nhiên thực tế sàn x u ất không th oà mãn v ố i các
chủng phân lậ p và tuyển chọn tù tự nhiên ,v iệ c nâng cao h iêu
su ất v à c ả ỉ b iế n cá c ctăc tín h sẵn cố của cốc chủng nghiên cúu
nhò kỹ th uật d i tru yề n là b iện pháp hữu h iêu ctáp úng nhu cầu
thtfc tế n óỉ tr ê n . Khi sủ dung búc x ạ bấng t ỉ a tử n go ại •,
Kunỉshim a [6 3] đã tạo được chùng độ t b iến có hoạt độ cao gấp
5 lẫn chủng g ố c.L in [8 5] cũng thành công khi gây đôt biến vầ
chọn được chùng đột biến có hoạt đô GA cao gấp 15 lần so v ố i
chủng gố c. Khi dùng phuớng pháp l a i B a l l [88] đã tao đưộc
chủng l a i A. nlger có ưu thế hớn han chùng gốc về h iệ u xu ất
sin h tổng hop GA và tôc cíô sin h triiớng.

2 2 D iều k iệ n v ầ thành phần môi trưòng lên men sản xu ấ t GA.
Môi trưòng có tầm quan trọ ng đặc b ỉê t dfến hiêu su ấ t và
lo ạ ỉ enzim ctưoc tống hộp.C ác thành phần chù yếu cùa môi trưòng
như h yd ratc acb o n , n ỉ t d , phot pho cố v a i trò quyết đinh đến hiêu
su ất sin h e n z im C ll]-Tinh b ộ t, d e x tr in , m alto za và gluc oz a tỏ
- 1 6 -
ra thích hop cho viêc ainh GA ỏ A. awamorlíQQ'], còn saccaroza,
la c to z a , fru c to z a v à g ala c to z a l a i kém hỉêu quả hớn. Các phụ
phấm nông nghiệp khấc nhu cám ,trấu cũng là nguồn CÖ ch ất th ích
hop cho sàn xuất GA ỏ AspergilluslQñ] .
Hydratcacbon không chỉ là nguồn cacbon và nãng lUOng
cho sỉn h trũ ỏng và sin h enzim cùa chủng nghỉên cứu mà còn là
ch ất càm úng tro n g v ỉê c điều hoà sin h tổn g hộp GA.GA là sàn
phẩm trao ctổi chất bậc hai cùa tế bầo,chx đưoc tống hợp mạnh
mẽ trong những áỉều kiên nhất đinh[21,71,85,96].Theo Alam ,
hoạt độ GA tăng k hi môi trưòng có mặt các nguổn nguyên liệ u
chúa tỉn h b ộ t [ 7 1 ] . Nhìn chung các thành phần hydratcacbon chúa
Xiên kết a (1 -4 )glucozit có vai trò như một chất cảm úng kích
th ich v iệ c tổng hộp GA.VỈẹc thuỳ phần các cỏ chất cao phần tử
b ả i GA thành các sản phấm có trọ ng lưong phân tủ thấp có thể
đ i vào t ế bào v à gây cảm úng quá trin h tổng höp enzim tiế p
th eo [8 8 ]-M alto te tro z a l à ch ất câm úng mạnh đ ối v ó ỉ tổng hộp
enzim ở B. licheni formls [20].
Các nguồn n itơ và lưong n itô khác nhau có ành hưởng
đến h iêu su ất sin h tổng hop GA. Q aale[88] nhân th ấy các nguồn
nìtơ hữu CÖ làm tăng hiệu suất tổng hộp enzim ỏ A. awamori so
vối các nguổn nitơ vô cơ như n itơ ra tn atri. Ket quả tương tư
cũng «áưoc Hang nhận th ấy khỉ sử dụng đâu tuơng làm nguồn n itơ
cho sàn xuất GA tù T. thermophỉlalbA'] . Ngược lạ i vòi A.sp N-2
Tani lạ i nhận th ấy amon sunphat làm tăng h iệu su ất tống hộp GA

gấp ba lần so v ố l nguổn n itơ hữu cơ l à p ep ton [106 3. V iệc sủ
dung p hối hộp th ích hộp tỳ lệ amon sunphat và n it r a t n a tr ỉ cho
w HC- "
1 7
k et qua to t hon kh ỉ dùng r iê n g rẽ tùng lo ạ i muối tron g sản
t xuât GA tù Aspergi 1 Just 11 ] . Sunphat amon còn ảnh hưỏng đến quá
trinh t iế t enzim từ tế bào vào môi trưòng nhu Ingle đã nhân
th ấy k h ỉ sản x u ất ampdaza til A. oryzaeí8 8 ].T y lẹ gíừa cacbon
và n ỉtơ được c o ỉ l ầ thông số quan trọng tron g môi trưòng sản
xuất GA .Tỷ lê này thay đổ ỉ tương đối lốn trên các ctối tưộng

khác nhau thậm c h í ngay cà v ố i các chùng tro n g cùng một lo à i.
Vối các chùng A.niger, tỷ lê trên th ay đ ổ ỉ til 20 v ồ i nghiên cílu
của Minoda đến 1,2 trong nghỉên cúu của Black[96].
Phốtpho chiếm v ị t r í quan trọ ng tro ng các quá t rìn h
tra o đ ố i ch ất cùa t ế bào cũng như tổng hộp enzim -Yamada nhận
thấy liiộng phốtpho tro n g môi trưồng tù 0,05% đến 0,1% là
thich hộp cho quá trình sinh GA ỏ A. awamoríLQB]. Ngoài cac
thành phân môi truòng chủ yếu nói trên , các thông số môi
trư òng khác nhu n h ỉậ t ctô,pH cũng cẩn đưộc duy t r ì th ic h hộp
cho lên men sản xuất GA.Giá tr ị pH tố i ưu cho sụ phát triển
không thưòng xuyên đổng nhất v ố i pH th íc h hộp cho tống hộp GA
đ ối v ố i một chủng. Chẳng han v ố i chùng A. foelides ,pH t ố i th ĩc h
cho p hát t r i ể n là 4 ,0 trong k hỉ ctó pH th ích hop cho sản xu ất
GA là 7 ,0 [8 8 ]„ G iá t r ị pH của môi trưòng không c h ỉ ảnh hưỏng
đến h iệu su ất tổn g hộp GA mà còn ảnh hưỏng đến tỳ lệ giữ a các
dạng izo zim khác nhau. Watanabe nhận th ấy ,k h ỉ pH mối trưòng
tù 2 0 đến 2 ,5 th ì A.awamori tổng hộp chủ yếu các GA ch ịu a x it
trong khi đó ưu thế cho tổng hợp GA không chịu a xít khi giá
t r ị pH môi truòng là 6,0 đến 6 , 5 [ 1 1 ] .

2 3. Lên men sân xuất GA
ề
San xuât enzlm v ỉ sinh v&t nóỉ chung và sản xuất GA nối
riê n g chu yêu theo h ai phương pháp lên men xốp và lên men
d ịch th ê .T u ỳ thuộc vào chủng v ỉ sin h v ậ t dùng tro ng sản x u ấ t,
cơ ch ât v à đ iều k iện th\Ac tế mà chọn mợt phương pháp th íc h
hộ p .
2.3.1.Phiiông pháp lên men xốp(solỉđ State fermentation).
Phương pháp lên men xốp ctưộc Takamine dtể xu ất ,mỏ đâu cho
công nghiệp sân xuất enzim nhò v i sinh vật [48,110]. Phương
phấp này tỏ ra thuận lo i ỏ một số măt chủ yếu như : de dàng thu
nhận sàn phẩm .sả n phẩm có thể ctưoc dùng trự c t iế p cho sàn
xu ất hay làm khô ỏ n h iệt độ th íc h hợp sau đó bảo quàn để dùng
dẵn ; hiêu suất sinh enzim trên môt ctón vỉ cđ chất cao hdn 30
v ố i phương pháp lên men d ỉch th ể ;c ó th ể sàn xuất enzim tù các
nguổn cơ ch ấ t sẵn có, rẻ t iề n chẳng h&n các phụ phẩm nông
n ghiệp như cá m ,trấ u . Tuy nhiên phuơng pháp này cũng bộc lộ một
Bố nhưoc điểm như tốn công và diện tic h nhà xưỏng,d! nhiễm các
v i sin h v ậ t la tro n g sàn xu ất , khó ctỉều khiển v à duy t r ì các
thông số môi trư òng t ố i ưu,khó khăn khỉ t r iể n kh ai sàn xuất
lốn v ố i cáo chủng đột biến hay các chủng l a i mẫn cảm vố i những
thay đổi cùa môi trưòng.các thông số riêng cân chú ý trong lên
men xốp là đô thống khỉ và ctộ ẩm mổi trưòng,chúng có liên quan
ch ậ t chẽ đển hiệu su ất và th ò i g ia n cùa quá tr ìn h lê n men.
2 3 2 Phuơng pháp lên men dịch thể (liquid State
fe r m e n ta tio n ) .
Lên men dịch thể ctuộc t iế n hành tro n g t h iế t b ị lê n men
(ferm en to r) <íưộc Wemver đũa r a lẩn đầu tiê n năm 18 9 1 [9 7] .
- 1 8 -
- 1 9 -

Phướng pháp này có ưu thê hơn phương pháp lên men xốp ổ cho:
cần ỉ t d iên t íc h và không gỉan cho sàn x u ất , lên men tron g
t h i é t b i thuần l ộ i cho đ iêu chinh các 'thong số môi ■brưòng "tối
ưu tro ng sàn x u ấ t , các buốc tiế n hành đươc theo dõỉ v à kiểm
soát chẶt chẽ v ỉệ c nhiễm các v i Bỉnh vật l ạ , nhò <JÓ quá trìn h
lên men có tín h an toàn cao . Phương pháp này thuận lộ i cho sàn
xu ấ t lố n và áp dụng các t iế n bô và kỹ th uât và chủng mốỉ tron g
nghiên cứu v à sàn x uấ t.T uy nhiên có thể nhận th ấy mọt số như<Jc
điểm của phương pháp này nhu tốn kém đầu tu t h iế t b i ban đầu,
không th íc h úng v ố i một số chủng sản x uấ t en zỉm ,h ỉậu su ất sin h
enzim tr ê n một đơn v i cơ ch ất thấp.Tron g sản xu ất , các thông
Bố như độ nhốt môi trưòng , tố c cfô thông kh í và tố c đô khuấy
cần chiOc chú trọ n g.
I
III.sả dung GA trong lên men etanol tò tinh bôt.
Công nghê lê n men e ta n o l tù tin h bột b ất đâu vối" bưóc hồ
hoá tỉn h bộ t ỏ n h iêt độ cao tủ 80 đến 100 C[89] giú p cho
tin h b ột đ ạt t ố i múc <ẩộ hổ hoả hoàn toàn . Khâu d ich hoấ và
đưòng hoá tiế p theo chủ yếu nhò a-am£laza cùa v i khuẩn
B. su btllis và GA của A.niger hay Rhlzopus cteiejnctr[48,89].
Biiốc chuyển hoá tiế p theo . tù đưòng mói g iả i phóng
thành e ta n o l được thtlc h iận nhồ các v i sin h v ậ t chủ yếu như nấm
men
s
cerevisiae,vi khuẩn Zymomonass hay nám s o i Rhizopus.
Công nghệ lê n men tù tin h bột đưoc tiế n hành theo h a i phương
pháp chù yếu l à Amylo và Mycom alt.
3 . 1 . Phướng phấp Amylo.