phân lập và tuyển chọn một số dõng nấm có khả năng sản xuất chitosan

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
VIỆN NGHIÊN CỨU VÀ PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ SINH HỌC





LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
NGÀNH CÔNG NGHỆ SINH HỌC


PHÂN LẬP VÀ TUYỂN CHỌN MỘT SỐ DÕNG NẤM
CÓ KHẢ NĂNG SẢN XUẤT CHITOSAN


CÁN BỘ HƢỚNG DẪN SINH VIÊN THỰC HIỆN
ThS. TRẦN THỊ XUÂN MAI HUỲNH HỮU KHIÊM
MSSV: 3103340
LỚP: CNSHTT K36



Cần Thơ, Tháng 11/2014


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
VIỆN NGHIÊN CỨU VÀ PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ SINH HỌC

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
NGÀNH CÔNG NGHỆ SINH HỌC



PHÂN LẬP VÀ TUYỂN CHỌN MỘT SỐ DÕNG NẤM
CÓ KHẢ NĂNG SẢN XUẤT CHITOSAN


CÁN BỘ HƢỚNG DẪN SINH VIÊN THỰC HIỆN
ThS. TRẦN THỊ XUÂN MAI HUỲNH HỮU KHIÊM
MSSV: 3103340
LỚP: CNSHTT K36


Cần Thơ, Tháng 11/2014

PHẦN KÝ DUYỆT


CÁN BỘ HƢỚNG DẪN SINH VIÊN THỰC HIỆN

Trần Thị Xuân Mai Huỳnh Hữu Khiêm

DUYỆT CỦA HỘI ĐỒNG BẢO VỆ ĐỀ CƢƠNG

…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………

Cần Thơ, ngày tháng năm 2014
CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG

LỜI CẢM TẠ
Trong suốt quá trình học tập và thực hiện luận văn tốt nghiệp tại Viện Nghiên
cứu và Phát triển Công nghệ Sinh Học thuộc trƣờng Đại học Cần Thơ, tôi đã nhận
đƣợc nhiều sự quan tâm, động viên từ phía gia đình cũng nhƣ hƣớng dẫn, truyền đạt
kiến thức tận tình của các thầy cô cùng với sự giúp đỡ, hỗ trợ của bạn bè trong Viện
nói chung và bạn bè cùng lớp nói riêng. Để hoàn thành luận văn tốt nghiệp này, tôi xin
gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc đến:
Ba mẹ, những ngƣời luôn quan tâm, động viên, ủng hộ và tạo điều kiện tốt nhất
cho con trong quá trình học tập và thực hiện luận văn.
Cô Trần Thị Xuân Mai, cán bộ hƣớng dẫn đồng thời là cố vấn học tập, ngƣời đã
tận tình hƣớng dẫn, truyền đạt kiến thức, kinh nghiệm cũng nhƣ quan tâm, hỗ trợ em
trong quá trình thực hiện luận văn và tạo điều kiện tốt nhất cho em thực hiện các thí
nghiệm.
Cô Nguyễn Thị Liên, cô Nguyễn Thị Pha và thầy Võ Văn Song Toàn đã tạo điều
kiện thuận lợi và sẵn sàng giúp đỡ, hỗ trợ em trong quá trình thực hiện luận văn.
Các thầy cô đã giảng dạy và truyền đạt một cách tận tình cho em những kiến thức
chuyên môn cùng những kỹ năng quý báu trong quãng thời gian học tập tại trƣờng Đại

học Cần Thơ.
Các anh chị học viên cao học và các bạn sinh viên cùng làm việc tại phòng thí
nghiệm Công nghệ gen thực vật, mọi ngƣời đã tận tình giúp đỡ tôi trong suốt thời gian
thực hiện luận văn.
Xin gửi đến tập thể lớp Công nghệ Sinh Học tiên tiến khóa 36 lời cảm ơn chân
tình vì đã luôn bên cạnh, đồng hành cùng tôi trong quá trình học tập cũng nhƣ các hoạt
động khác trong suốt những tháng ngày học cùng nhau trên giảng đƣờng đại học.
Xin kính chúc quý thầy cô cùng toàn thể các bạn sinh viên thuộc Viện Nghiên
cứu và Phát triển Công nghệ Sinh học lời chúc sức khỏe, may mắn và thành công.
Cần Thơ, ngày tháng năm 2014


Huỳnh Hữu Khiêm
Luận văn Đại học khóa 2010-2015 Trường ĐHCT
Chuyên ngành Công nghệ sinh học i Viện NC&PT Công nghệ sinh học

TÓM LƢỢC
Đề tài “Phân lập và tuyển chọn một số dòng nấm có khả năng sản xuất
chitosan” đã được thực hiện với mục tiêu phân lập được một số dòng mốc có thể dùng
để sản xuất trực tiếp chitosan. Trong quá trình nghiên cứu, 5 dòng nấm mốc đã được
phân lập từ các mẫu đất thu thập từ những vùng ven biển thuộc các tỉnh Trà Vinh, Sóc
Trăng và Bạc Liêu. Qua phương pháp nhận diện chitosan bằng phương pháp hóa học
đã cho thấy 5 dòng nấm mốc trên cùng với 2 dòng Aspergillus niger và Rhizopus
oryzae đều có khả năng sản xuất chitosan. Kết quả nghiên cứu cũng cho thấy lượng
chitosan trích được từ R. oryzae là nhiều nhất (71,7mg/g sinh khối sấy khô). Chitosan
ly trích từ nấm đã được sử dụng để kiểm tra khả năng kháng khuẩn và kháng nấm. Thí
nghiệm khảo sát khả năng kháng khuẩn cho thấy dung dịch chitosan được trích từ
dòng nấm R. oryzae có thể ức chế được sự phát triển của vi khuẩn Escherichia coli khi
được sử dụng với nồng độ 500mg/L và ức chế hoàn toàn sự phát triển của vi khuẩn lây
nhiễm trong các mô nuôi cấy in vitro. Kết quả thí nghiệm khảo sát khả năng kháng

nấm đã cho thấy chitosan trích từ R. oryzae có thể giảm bớt sự phát triển của nấm
Collectotrichum gloeosporioides và giảm bớt sự lây nhiễm các loài nấm mốc khác
trong các mô nuôi cấy in vitro.
Từ khóa: chitosan, dung môi, kháng khuẩn, kháng nấm, khối lƣợng.

Luận văn Đại học khóa 2010-2015 Trường ĐHCT
Chuyên ngành Công nghệ sinh học ii Viện NC&PT Công nghệ sinh học

MỤC LỤC
Trang
PHẦN KÝ DUYỆT
LỜI CẢM TẠ
TÓM LƢỢC i
MỤC LỤC ii
DANH SÁCH BẢNG v
DANH SÁCH HÌNH vi
CÁC TỪ VIẾT TẮT viii
CHƢƠNG 1. GIỚI THIỆU 1
1.1. Đặt vấn đề 1
1.2. Mục tiêu 1
CHƢƠNG 2. LƢỢC KHẢO TÀI LIỆU 2
2.1. Chitin 2
2.1.1. Sơ lƣợc về chitin 2
2.1.2. Cấu trúc của chitin 2
2.1.3. Tính tan của chitin 3
2.1.4. Dẫn xuất của chitin 3
2.1.5. Ứng dụng của chitin 4
2.1.6. Sản xuất chitin trong công nghiệp 5
2.2. Chitosan 5
2.2.1. Sơ lƣợc về chitosan 5

2.2.2. Cấu trúc của chitosan 6
2.2.3. Tính tan của chitosan 6
2.2.4. Ứng dụng của chitosan 7
2.2.4.1. Ứng dụng về mặt dƣợc liệu 7
2.2.4.2. Ứng dụng về dƣợc lý 7
2.2.4.3. Ứng dụng trong nông nghiệp 7
2.2.4.4. Ứng dụng trong nuôi cấy mô 8
2.2.4.5. Ứng dụng trong công nghiệp thực phẩm 8
2.2.5. Sản xuất chitosan trong công nghiệp 9
2.3. Chitosan có nguồn gốc từ nấm 9
2.3.1. Những nghiên cứu về chitosan có nguồn gốc từ nấm 9
2.3.2. Triển vọng trong công nghiệp 10
2.3.3. Ƣu điểm của việc tận dụng nấm làm nguồn nguyên liệu sản xuất chitosan10
Luận văn Đại học khóa 2010-2015 Trường ĐHCT
Chuyên ngành Công nghệ sinh học iii Viện NC&PT Công nghệ sinh học

2.4. Aspergillus niger 10
2.4.1. Sơ lƣợc về Aspergillus niger (A. niger) 10
2.4.2. Sinh thái học 11
2.4.3. Phân loại học 11
2.4.4. Ứng dụng trong công nghiệp 12
2.5. Rhizopus oryzae 12
2.5.1. Sơ lƣợc 12
2.5.2. Ứng dụng trong thƣơng mại 13
CHƢƠNG 3. PHƢƠNG TIỆN VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 14
3.1. Thời gian và địa điểm 14
3.2. Phƣơng tiện nghiên cứu 14
3.2.1. Vật liệu 14
3.2.2. Dụng cụ 14
3.2.3. Hóa chất 14

3.3. Phƣơng pháp nghiên cứu 15
3.3.1. Phân lập và khảo sát đặc điểm các dòng nấm mốc 15
3.3.2. Quy trình trích chitosan của các dòng nấm 17
3.3.3. Nhận diện chitosan bằng phƣơng pháp hóa học 18
3.3.4. Phƣơng pháp nuôi cấy vi khuẩn 19
3.3.5. Chuẩn bị dung dịch chitosan 19
3.3.6. Khảo sát khả năng kháng khuẩn của chitosan 19
3.3.6.1. Khảo sát trên môi trƣờng đặc 19
3.3.6.2. Khảo sát trên môi trƣờng lỏng 20
3.3.7. Khảo sát khả năng kháng nấm của chitosan 20
3.3.8. Xử lý số liệu 21
3.4. Bố trí thí nghiệm 21
3.4.1. Thí nghiệm 1: Phân lập và khảo sát đặc điểm các dòng nấm mốc 21
3.4.2. Thí nghiệm 2: Khảo sát khả năng sản xuất chitosan của các dòng nấm 21
3.4.3. Thí nghiệm 3: Đánh giá khả năng kháng khuẩn của chitosan 22
3.4.3.1. Đánh giá khả năng kháng khuẩn của các dung dịch chitosan trích đƣợc từ
các dòng nấm trong môi trƣờng đặc 22
3.4.3.2. Khảo sát nồng độ tối thiểu có khả năng kháng khuẩn của chitosan 23
3.4.4. Thí nghiệm 4: Khảo sát khả năng kháng nấm của chitosan 24
CHƢƠNG 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 25
4.1. Kết quả phân lập và khảo sát đặc điểm các dòng nấm mốc 25
4.1.1. Kết quả quá trình phân lập 25
4.1.2. Khảo sát đặc điểm của các dòng nấm mốc đã phân lập 25
Luận văn Đại học khóa 2010-2015 Trường ĐHCT
Chuyên ngành Công nghệ sinh học iv Viện NC&PT Công nghệ sinh học

4.2. Kết quả thí nghiệm khảo sát khả năng sản xuất chitosan của các dòng nấm 27
4.3. Đánh giá khả năng kháng vi khuẩn Escherichia coli của chitosan 29
4.4. Đánh giá khả năng kháng nấm Colletotrichum gloeosporioides của chitosan 32
4.5. Ứng dụng chitosan trong nuôi cấy mô 34

CHƢƠNG 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 36
5.1. Kết luận 36
5.2. Kiến nghị 36
TÀI LIỆU THAM KHẢO 37
PHỤ LỤC 40


Luận văn Đại học khóa 2010-2015 Trường ĐHCT
Chuyên ngành Công nghệ sinh học v Viện NC&PT Công nghệ sinh học


DANH SÁCH BẢNG

Trang

Bảng 1. Những ứng dụng của chitosan, chitin và dẫn xuất của chúng trong công nghiệp
thực phẩm 9
Bảng 2. Bố trí thí nghiệm khảo sát đặc điểm hình thái của các dòng nấm mốc 21
Bảng 3. Bố trí thí nghiệm đánh giá khả năng sản xuất chitosan giữa các dòng nấm 22
Bảng 4. Bố trí thí nghiệm khảo sát khả năng kháng khuẩn của chitosan trong dung môi
acid acetic 5% trên môi trƣờng đặc 23
Bảng 5. Bố trí thí nghiệm khảo sát khả năng kháng khuẩn của chitosan trên môi trƣờng
lỏng 24
Bảng 6. Bố trí thí nghiệm khảo sát khả năng kháng nấm của chitosan 24
Bảng 7. Kết quả khảo sát đặc điểm hình thái của các dòng nấm mốc 26
Bảng 8. Trung bình sinh khối và trung bình chitosan trích đƣợc giữa 3 lần lặp lại của
các dòng nấm 28
Bảng 9. Lƣợng chitosan/1g sinh khối nấm thu đƣợc từ các dòng nấm 29
Bảng 10. Kết quả thí nghiệm đánh giá khả năng kháng khuẩn của chitosan trên môi
trƣờng lỏng 31

Bảng 11. Kết quả khảo sát khả năng kháng khuẩn của dung dịch chitosan với dung môi
acid acetic 1% 32
Luận văn Đại học khóa 2010-2015 Trường ĐHCT
Chuyên ngành Công nghệ sinh học vi Viện NC&PT Công nghệ sinh học


DANH SÁCH HÌNH

Trang
Hình 1. Cấu trúc 1 monomer của phân tử chitin (N-acetyl-β-D-glucosamine) 3
Hình 2. Cấu trúc mạch chitosan 6
Hình 3. Khuẩn ty và túi bào tử của nấm Aspergillus niger 11
Hình 4. Khuẩn ty và túi bào tử của nấm Rhizopus oryzae 13
Hình 5. Sơ đồ quy trình ly trích chitosan từ nấm mốc 18
Hình 6. Nhận diện chitosan bằng phƣơng pháp hóa học 18
Hình 7. Sơ đồ khảo sát khả năng kháng khuẩn của chitosan trên môi trƣờng đặc 20
Hình 8. Sơ đồ khảo sát khả năng kháng nấm của chitosan 21
Hình 9. Vòng sáng xuất hiện quanh 1 khuẩn lạc của dòng nấm ST3 (phải) và TV1
(trái) sau 5 ngày nuôi cấy trong môi trƣờng chitin 25
Hình 10. Khuẩn ty và túi bào tử của dòng nấm ST3 (phải) và ST2.2 (trái) quan sát dƣới
kính hiển vi độ phóng đại 400 lần 26
Hình 11. Chitosan trích đƣợc từ dòng nấm R. oryzae đƣợc nhận diện bằng phƣơng
pháp hóa học 27
Hình 12. Hàm lƣợng chitosan trích đƣợc/1g sinh khối của các dòng nấm 29
Hình 13. Thí nghiệm khảo sát khả năng kháng vi khuẩn E. coli của chitosan trích đƣợc
từ 2 dòng nấm R. oryzae và ST2.2 30
Hình 14. Khả năng kháng khuẩn của chitosan trích từ R. oryzae ở các nồng độ khác
nhau thông qua chỉ số OD
610nm
31

Hình 15. Vòng kháng khuẩn xuất hiện quanh các mẫu giấy đƣợc tẩm dung dịch
chitosan 1% trong dung môi acid acetic 1% 32
Hình 16. Nấm C. gloeosporioides phát triển tốt trên môi trƣờng PDA không có
chitosan 33
Hình 17. Khả năng kháng nấm của chitosan 1% trích từ nấm với các thể tích 100µL
(phải) và 150µL (trái) 33
Hình 18. Các mẫu đinh lăng nuôi cấy mô bị nhiễm khuẩn (A) và nấm mốc (B) 34
Luận văn Đại học khóa 2010-2015 Trường ĐHCT
Chuyên ngành Công nghệ sinh học vii Viện NC&PT Công nghệ sinh học

Hình 19. Chồi đinh lăng giảm bớt nhiễm nấm mốc (A) và không còn nhiễm khuẩn (B)
trên môi trƣờng nuôi cấy có chứa chitosan 400mg/L. Hình C: Mẫu đinh lăng bị nhiễm
nấm mốc trở lại trên môi trƣờng không có bổ sung chitosan 35
Luận văn Đại học khóa 2010-2015 Trường ĐHCT
Chuyên ngành Công nghệ sinh học viii Viện NC&PT Công nghệ sinh học


CÁC TỪ VIẾT TẮT

LB-agar Luria-Bertani Agar
LB Luria-Bertani Broth
PDA Potato Dextrose Agar
PDB Potato Dextrose Broth
Luận văn Đại học khóa 2010-2015 Trường ĐHCT

Chuyên ngành Công nghệ sinh học 1 Viện NC&PT Công nghệ sinh học

CHƢƠNG 1. GIỚI THIỆU
1.1. Đặt vấn đề
Chitin là một loại polymer sinh học rất dồi dào trong tự nhiên, đƣợc tìm thấy

nhiều nhất trong vỏ giáp xác nhƣ tôm, cua. Trong công nghiệp, đó cũng là nguồn
nguyên liệu chính để sản xuất ra chitin. Sau khi bị khử gốc acetyl trong cấu tạo bởi
NaOH ở nhiệt độ cao, chitin sẽ trở thành chitosan. Chitosan đƣợc ứng dụng rộng rãi
trong nhiều lĩnh vực của đời sống nhƣ nông nghiệp, công nghiệp và y học. Tuy nhiên,
việc sử dụng vỏ giáp xác làm nguyên liệu sản xuất chitosan bằng phƣơng pháp hóa học
trong công nghiệp có một số bất lợi nhƣ nguồn cung cấp vỏ giáp xác không ổn định, ô
nhiễm môi trƣờng, tiêu tốn nhiều năng lƣợng và chất lƣợng thành phẩm không cao.
Gần đây, một số nghiên cứu đã thành công trong việc trích chitosan từ nấm mốc,
đặc biệt là những loài nấm sử dụng chitin nhƣ nguồn carbon chính trong quá trình dinh
dƣỡng. Việc trích chitosan từ nấm mốc có những thuận lợi nhƣ nấm mốc sinh trƣởng
nhanh trong môi trƣờng dinh dƣỡng phổ biến, quy trình trích đơn giản.
Chitosan có nguồn gốc từ nấm có nhiều ứng dụng nhƣ làm chất diệt khuẩn, làm
chất hấp thụ trong sắc ký, chất kích thích sinh trƣởng trên thực vật, hút giữ các ion kim
loại nặng. Trong đó, khả năng diệt khuẩn đang đƣợc chú ý hàng đầu. Những nghiên
cứu về chitosan có nguồn gốc từ nấm đã đƣợc nghiên cứu trên thế giới. Tuy nhiên, lĩnh
vực nghiên cứu này vẫn còn khá mới mẻ ở Việt Nam. Do đó đề tài “Phân lập và tuyển
chọn một số dòng nấm có khả năng sản xuất chitosan” đã đƣợc thực hiện.
1.2. Mục tiêu
Mục tiêu của đề tài này là phân lập và tuyển chọn đƣợc một số dòng nấm mốc có
khả năng sản xuất chitosan.
Luận văn Đại học khóa 2010-2015 Trường ĐHCT

Chuyên ngành Công nghệ sinh học 2 Viện NC&PT Công nghệ sinh học

CHƢƠNG 2. LƢỢC KHẢO TÀI LIỆU
2.1. Chitin
2.1.1. Sơ lƣợc về chitin
Chitin là polymer quan trọng và phổ biến thứ nhì trên thế giới (sau cellulose)
(Rinaudo, 2006). Chitin, hay còn gọi là poly (β-(1-4)-N-acetyl-D-glucosamine)
(GlcNAc), đƣợc phát hiện lần đầu tiên vào năm 1884. Chitin là polymer sinh học đƣợc

tổng hợp bởi nhiều loài sinh vật sống. Hằng năm, có một lƣợng lớn chitin đƣợc tổng
hợp nên. Chitin tồn tại trong tự nhiên dƣới dạng vi sợi kết tinh đƣợc sắp xếp theo một
trật tự nhất định và những vi sợi này tạo thành các cơ quan cấu trúc trong bộ xƣơng
ngoài của các loài chân khớp hoặc trong vách tế bào của nấm. Một số thực vật bậc
thấp và một số loài động vật khác cũng có khả năng tổng hợp chitin để sử dụng trong
các cơ quan có chức năng gia cố và chịu đựng sức bền.
Mặc dù chitin rất đa dạng về nguồn gốc nhƣng hiện nay chất này chỉ đƣợc khai
thác chủ yếu từ vỏ tôm và cua – hai loài giáp xác sống ở biển. Trong công nghiệp,
chitin thu đƣợc từ hai loài giáp xác trên bằng cách dùng acid để hòa tan calcium
carbonate, sau đó chiết tách kiềm để hòa tan protein. Thêm vào đó quy trình trên
thƣờng đi kèm một bƣớc làm phai màu nhằm thu đƣợc sản phẩm không màu. Những
quy trình xử lý này phải chuyên biệt và đặc trƣng theo từng nguồn chitin riêng biệt.
Chitin thu đƣợc trong các quá trình chiết tách cần phải đƣợc phân loại chất lƣợng dựa
vào các chỉ tiêu nhƣ độ tinh khiết và màu sắc bởi lƣợng protein còn sót lại cũng nhƣ
các chất khác có thể ảnh hƣởng đến kết quả cũng nhƣ sản phẩm của các quy trình có
sử dụng chitin, đặc biệt là các dƣợc liệu sinh học.
Deacetyl hóa một phần chitin trong môi trƣờng kiềm có thể tạo ra đƣợc chitosan.
Chitosan là dẫn xuất quan trọng nhất của chitin về mặt ứng dụng.
2.1.2. Cấu trúc của chitin
Tùy thuộc vào nguồn gốc, chitin thƣờng có hai dạng tha hình: α và β. Hai dạng
trên có thể phân biệt bởi phƣơng pháp hồng ngoại và quang phổ cộng hƣởng từ hạt
nhân cùng với nhiễu xạ tia X. Một dạng tha hình khác là γ cũng từng đƣợc đề cập đến
nhƣng qua quá trình phân tích cho thấy rằng đây chỉ là một biến thể của dạng α. Trong
hai loại trên thì α-chitin có nguồn gốc phong phú hơn. Loại này có thể đƣợc tìm thấy ở
Luận văn Đại học khóa 2010-2015 Trường ĐHCT

Chuyên ngành Công nghệ sinh học 3 Viện NC&PT Công nghệ sinh học

nấm, các loài nhuyễn thể, trong gân và vỏ của tôm hùm và cua, trong vỏ tôm cũng nhƣ
trong lớp cutin của côn trùng. Nó cũng có thể đƣợc tìm thấy ở hoặc tạo ra bởi nhiều

loại sinh vật biển khác. Ngoài ra, α-chitin còn có thể tổng hợp nhân tạo bằng cách tái
kết tinh từ dạng dung dịch, sinh tổng hợp in vitro, hoặc polymer hóa bằng enzyme.
Β-chitin thƣờng hiếm hơn và đƣợc tìm thấy ở dạng liên kết với các protein trong
mai mực cũng nhƣ trong một số loài sâu có khoang và ống cơ thể. Cho đến nay vẫn
chƣa thể thu đƣợc β-chitin bằng các phƣơng pháp chiết tách hoặc bằng cách tổng hợp
sinh học trong phòng thí nghiệm.

Hình 1. Cấu trúc 1 monomer của phân tử chitin (N-acetyl-β-D-glucosamine)
(Rinaudo, 2006)
2.1.3. Tính tan của chitin
Chitin trong tự nhiên thƣờng bị deacetyl hóa một phần, ít hay nhiều tùy thuộc
vào nguồn gốc. Tuy nhiên, cả hai dạng α và β đều không tan trong tất cả các dung môi
thông thƣờng mặc dù có xảy ra nhiều biến đổi tự nhiên trong quá trình kết tinh. Tính
không tan là một vấn đề lớn gây khó khăn trong các quy trình có sử dụng chitin cũng
nhƣ trong việc ứng dụng chitin. Một cơ chế quan trọng đã đƣợc đề cập trƣớc đó là sự
chuyển đổi dạng rắn của β-chitin sang α-chitin bằng cách xử lý bởi acid HCl đậm đặc
và sau đó rửa lại với nƣớc. Thêm vào đó β-chitin thì hoạt động hơn dạng α, một đặc
điểm quan trọng liên quan đến sự biến đổi do enzyme và do tác nhân hóa học của
chitin.
2.1.4. Dẫn xuất của chitin
Dẫn xuất quan trọng nhất của chitin là chitosan. Chitosan đƣợc tạo ra bằng cách
deacetyl hóa một phần chitin dạng rắn trong môi trƣờng kiềm hay bằng cách thủy phân
chitin bởi enzyme chitin deacetylase. Bởi hình thái bán tinh thể của chitin, chitosan thu
đƣợc có sự phân bố hỗn tạp các nhóm acetyl dọc theo chuỗi cấu trúc. Thêm vào đó, có
Luận văn Đại học khóa 2010-2015 Trường ĐHCT

Chuyên ngành Công nghệ sinh học 4 Viện NC&PT Công nghệ sinh học

một điều đã đƣợc chứng minh là trong quá trình deacetyl hóa, β-chitin phản ứng mạnh
hơn α-chitin.

Ngoài ra chitin cũng có một số dẫn xuất khác đã đƣợc tìm ra, chẳng hạn nhƣ
fluorinated-chitin, N và O-sulfated chitin, (diethylamino)ethyl-chitin, phosphoryl
chitin, mercaptochitin và chitin carbamates. Sự biến đổi của chitin còn bị ảnh hƣởng
bởi các dẫn xuất tan trong nƣớc của chúng.
Chitin có thể đƣợc sử dụng trong hỗn hợp với những polymer tự nhiên hoặc tổng
hợp khác. Chitin có thể liên kết đan xen với các polymer khác bởi các tác nhân dùng
cho cellulose nhƣ epichlorhydrin, glutaraldehyde, v.v, hoặc đƣợc ghép vào dƣới sự
hiện diện của muối ceric hoặc sau quá trình thay đổi chọn lọc.
Chitin bị phân cắt một phần bởi acid và thu đƣợc những chuỗi oligochitin. Những
oligomer này có những hoạt tính đã đƣợc công nhận, chẳng hạn nhƣ: chống ung thƣ,
kháng khuẩn và kháng nấm, tạo ra chitinase và điều hòa sự phát triển của thực vật.
Chúng đƣợc dùng để kiểm tra hoạt tính của lysozyme và đƣợc ghép vào protein và
lipid để tạo ra những chất tƣơng tự glycoprotein và glycolipid.
2.1.5. Ứng dụng của chitin
Chitin có nhiều ƣu điểm nhƣ ít độc và trơ trong ruột của động vật có vú, ngoài ra
còn có thể bị phân giải sinh học trong tự nhiên bởi enzyme chitinase đƣợc tạo ra ở
những sinh vật nhƣ vi khuẩn, nấm và thực vật và cả trong hệ tiêu hóa của động vật.
Ngoài ra chitinase cũng góp phần quan trọng vào cơ chế tự vệ của vật chủ trƣớc sự tấn
công của vi khuẩn. Chitin đƣợc dùng để chuẩn bị cột sắc ký ái lực nhằm phân tách các
lectin (một loại đạm thực vật) và xác định cấu trúc của chúng. Chitin và 6-O-
carboxymethyl-chitin đƣợc dùng để hoạt hóa các đại thực bào ở màng bụng, ngăn chặn
sự phát triển của tế bào ung thƣ ở chuột và kích thích sự miễn dịch không đặc trƣng
trong cơ thể vật chủ để chống lại sự lây nhiễm của E.coli. Ngoài ra chitin cũng làm
tăng tốc độ chữa lành vết thƣơng.
Chitin đƣợc ứng dụng rộng rãi trong việc cố định enzyme và tế bào. Sự cố định
enzyme đƣợc ứng dụng trong công nghiệp thực phẩm, chẳng hạn nhƣ tinh lọc nƣớc
trái cây và chế biến sữa khi α và β-amylsase đƣợc ghép vào chitin. Bên cạnh đó, chitin
còn đƣợc ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác chẳng hạn nhƣ chế tạo các thiết bị cảm
biến sinh học.
Luận văn Đại học khóa 2010-2015 Trường ĐHCT

Chuyên ngành Công nghệ sinh học 5 Viện NC&PT Công nghệ sinh học

Những vật liệu có nguồn gốc từ chitin còn đƣợc dùng để xử lý các chất gây ô
nhiễm do các hoạt động công nghiệp thải ra và hấp thu các phức hệ chứa Ag
2
SO
4
và
các actinit. Chitin cũng có thể đƣợc dùng để tạo ra các lớp phim và các loại sợi. Sợi
chitin không gây dị ứng, không mùi, kháng khuẩn và có độ ẩm thấp. Sự phát triển các
loại phim và sợi chitin nhằm ứng dụng trong sản xuất thuốc và các ứng dụng y học
khác nhƣ vật liệu băng bó vết thƣơng và sự phóng thích thuốc đƣợc điều khiển. Chitin
còn đƣợc dùng làm tá dƣợc, chất mang thuốc dƣới dạng phim, gel và bột. Một ứng
dụng khác trong y học của chitin đó là chitin dùng để tạo nên dạng phức hợp
hydroxyapatite-chitin-chitosan có tác dụng trong việc lấp đầy chỗ khuyết trên răng.
2.1.6. Sản xuất chitin trong công nghiệp
Trong công nghiệp, chitin đƣợc sản xuất bằng cách thực hiện quy trình chiết xuất
từ vỏ tôm và cua – những phụ phẩm của nền công nghiệp chế biển hải sản. Vỏ tôm,
cua chứa 14 – 27% chitin cùng với những thành phần khác nhƣ protein, canxi và một
lƣợng nhỏ sắc tố. Qua từng các công đoạn của quy trình, canxi đƣợc loại bỏ bằng acid
HCl, các protein đƣợc loại bỏ bằng NaOH và phần còn lại thƣờng đƣợc tẩy với
KMnO
4
hoặc H
2
O
2
(Wu et al., 2005).
2.2. Chitosan

2.2.1. Sơ lƣợc về chitosan
Khi tỷ lệ deacetyl hóa của chitin đạt mức 50%, chúng có thể tan trong môi trƣờng
acid lỏng và đƣợc gọi là chitosan. Sự hòa tan xảy ra bởi sự thêm proton của nhóm
chức –NH
2
và vị trí C-2 của những phân tử D-glucosamine, nhờ đó các phân tử đƣờng
đa đƣợc chuyển hóa thành những chất điện phân trong môi trƣờng acid. Chitosan là
chất giả polymer mang điện tích dƣơng duy nhất và vì thế nó có nhiều ứng dụng đáng
quan tâm. Với đặc tính tan trong nƣớc, chitosan đƣợc sử dụng dƣới nhiều dạng khác
nhau nhƣ dung dịch, gel, phim và sợi. Bƣớc đầu tiên trong quá trình đặc điểm hóa
chitosan là tinh sạch mẫu: chitosan đƣợc hòa tan trong lƣợng dƣ acid và lọc qua giấy
lọc có lỗ lọc có đƣờng kính thấp nhất là 0,45μm. Điều chỉnh pH của dung dịch về mức
7,5 bằng cách thêm NaOH hoặc NH
4
OH gây ra sự kết cụm do sự mất proton và tính
không tan của polymer ở pH trung tính (Rinaudo, 2006).
Luận văn Đại học khóa 2010-2015 Trường ĐHCT

Chuyên ngành Công nghệ sinh học 6 Viện NC&PT Công nghệ sinh học


Hình 2. Cấu trúc mạch chitosan
(
2.2.2. Cấu trúc của chitosan
Theo Rinaudo (2006), ở dạng rắn, chitosan là một polymer bán tinh thể. Những
tinh thể đơn lẻ của chitosan thu đƣợc bằng cách dùng chitin có khối lƣợng phân tử
thấp đã đƣợc deacetyl hóa hoàn toàn. Nói một cách đơn giản, sau khi loại bỏ gốc
acetyl, chitin sẽ trở thành chitosan.
2.2.3. Tính tan của chitosan
Theo Rinaudo (2006), một polymer có mức độ deacetyl hóa cao đã đƣợc dùng để

nghiên cứu cách đặc điểm hóa. Những đặc tính của một dung dịch chitosan không chỉ
phụ thuộc vào mức độ acetyl hóa mà còn vào sự phân bố của những nhóm acetyl trên
mạch chính và khối lƣợng phân tử. Sự deacetyl hóa thƣờng đƣợc thực hiện ở trạng thái
rắn và tạo ra một cấu trúc không đều tùy thuộc vào đặc điểm của polymer ban đầu
(chitin) trƣớc khi deacetyl hóa. Quá trình khảo sát vai trò của sự nhận proton đối với
tính tan của chitosan khi có mặt acid acetic và acid HCl cho thấy rằng mức độ ion hóa
phụ thuộc vào pH và pKa. Chitosan tan ở pH nhỏ hơn 6. Tính tan của chitosan thƣờng
đƣợc kiểm tra trong acid acetic bằng cách hòa tan nó trong acid acetic 1% hoặc 0,1M.
Lƣợng acid acetic cần dùng phụ thuộc vào chất lƣợng của loại chitosan cần hòa tan.
Ngoài ra, HCl 1M cũng đƣợc dùng để hòa tan chitosan trong một số thí nghiệm.
Tính tan là một thông số rất khó để điều khiển. Nó phụ thuộc vào mức độ acetyl
hóa, nồng độ ion, độ pH, tính chất của acid dùng để cho proton, và sự phân bố của các
nhóm acetyl dọc theo mạch chitosan cũng nhƣ là các điều kiện tách và sấy khô của
chúng. Một nghiên cứu mới đây đã thu đƣợc một dạng chitosan tan trong nƣớc ở pH
trung tính dƣới sự hiện diện của glycerol-2-phosphate. Những dung dịch chitosan bền
đã đƣợc thu lấy ở pH 7 – 7,1 ở nhiệt độ phòng và dung dịch này chuyển thành dạng gel
Luận văn Đại học khóa 2010-2015 Trường ĐHCT

Chuyên ngành Công nghệ sinh học 7 Viện NC&PT Công nghệ sinh học

ở 40
o
C. Sự chuyển đổi giữa dạng gel và dạng dung dịch của chitosan có thể xảy ra
thuận nghịch và nhiệt độ hóa gel phụ thuộc một phần vào điều kiện thí nghiệm.
2.2.4. Ứng dụng của chitosan
Theo Rinaudo (2006), chitosan có những ứng dụng cơ bản sau:
2.2.4.1. Ứng dụng về mặt dƣợc liệu
Một số ứng dụng cơ bản của chitosan trong lĩnh vực dƣợc liệu là:
- Làm chất pha loãng trong quá trình nén thuốc.
- Chất mang thuốc trong những vi hệ thống.

- Màng điều khiển sự phóng thích thuốc.
- Sản xuất gel nƣớc, một tác nhân làm tăng độ nhớt trong dung dịch.
- Nhân tố làm ẩm, và tăng cƣờng sự hòa tan của các chất thuốc khó tan.
- Chất phân hủy.
- Polymer bám dính sinh học.
- Phát tán thuốc đến những vị trí đặc biệt (nhƣ dạ dày hoặc ruột).
- Làm tăng sự hấp thu (các loại thuốc ngửi hoặc thuốc uống).
- Là polymer có khả năng bị phân hủy sinh học (mô cấy, những hạt có kích thƣớc
hiển vi, v.v, ).
- Chất vận chuyển trong sự phát tán vaccine hoặc trong liệu pháp gene.
2.2.4.2. Ứng dụng về dƣợc lý
Chitosan có những ứng dụng về mặt dƣợc lý nhƣ sau:
- Làm chất kháng khuẩn, kháng nấm, kháng virus.
- Là tác nhân chống ung thƣ, chống oxi hóa.
- Chất chống đông.
- Chất chữa lành vết thƣơng và thuốc cầm máu.
- Chất chống kích thích.
- Chất kháng viêm.
- Điều chỉnh chức năng thận.
2.2.4.3. Ứng dụng trong nông nghiệp
Luận văn Đại học khóa 2010-2015 Trường ĐHCT

Chuyên ngành Công nghệ sinh học 8 Viện NC&PT Công nghệ sinh học

Trong lĩnh vực nông nghiệp, chitosan đƣợc dùng để xử lý hạt giống hoặc làm lớp
phủ bên ngoài hạt. Hạt giống của những cây nhƣ bông, bắp, khoai tây, đậu nành, củ cải
đƣờng, cà chua, lúa mì và nhiều loại cây khác sau khi xử lý bằng chitosan có thể đƣợc
kích thích khả năng miễn dịch tự nhiên và biểu hiện ra trên rễ, giúp tiêu diệt những
loài giun ký sinh mà không gây hại đến thiên địch. Nghiên cứu của Ali et al. (2012),
đã chỉ ra rằng ở nồng độ tối thiểu 1,5% (w/v), chitosan có thể ngăn ngừa sự phát triển

của nấm Collectotrichum gloeosporioides trên trái đu đủ bằng cách ngâm trái đu đủ
vào dung dịch chitosan trong 5 giây.
Chitosan còn đƣợc dùng để tăng cƣờng sự phát triển của cây trồng. Chitosan giúp
tăng cƣờng quang hợp, kích thích cây trồng phát triển, kích thích sự hấp thu dinh
dƣỡng, tăng khả năng nảy mầm và mọc chồi cũng nhƣ sức sống của cây.
Ngoài ra chitosan còn dùng làm thành phần thuốc trừ sâu sinh học có khả năng
giúp cây trồng tăng cƣờng khả năng phòng thủ và miễn dịch tự nhiên của chúng để có
thể tự vệ trƣớc côn trùng, mầm bệnh, v.v, khi đƣợc phun xuống đất hoặc phun trực
tiếp lên lá. Chitosan có thể giúp kiểm soát đƣợc nhiều bệnh trên nông sản trƣớc và sau
khi thu hoạch. Chúng có thể kích thích một chuỗi các phản ứng bảo vệ tƣơng quan với
các hoạt động enzyme.
2.2.4.4. Ứng dụng trong nuôi cấy mô
Nghiên cứu của Zakaria et al. (2009) cho thấy rằng chitosan có khả năng giúp
tăng kích thƣớc cành, kích thƣớc rễ, số lƣợng lá và chiều dài cây khoai tây con khi
đƣợc nuôi cấy in vitro. Hơn thế nữa, những cây khoai tây con đƣợc nuôi cấy in vitro
trong môi trƣờng có bổ sung chitosan sau khi đƣợc mang ra trồng ở nhà kính có thể
tăng khối lƣợng cũng nhƣ số lƣợng củ.
2.2.4.5. Ứng dụng trong công nghiệp thực phẩm





Luận văn Đại học khóa 2010-2015 Trường ĐHCT

Chuyên ngành Công nghệ sinh học 9 Viện NC&PT Công nghệ sinh học

Bảng 1. Những ứng dụng của chitosan, chitin và dẫn xuất của chúng trong
công nghiệp thực phẩm
Lĩnh vực ứng dụng

Ví dụ
Chất kháng vi sinh
vật
- Kháng khuẩn
- Kháng nấm
- Đo lƣờng mức độ nhiễm nấm mốc trong nông sản
Công nghiệp sản
xuất film ăn đƣợc
- Điều khiển sự truyền hơi ẩm giữa thực phẩm và môi trƣờng
xung quanh
- Điều khiển sự phóng thích các hoạt chất kháng vi sinh vật
- Điều khiển sự phóng thích các chất chống oxi hóa, chất dinh
dƣỡng, mùi vị và chất thuốc
- Giảm một phần áp suất oxi
- Điều hòa tốc độ hô hấp
- Điều hòa nhiệt độ
- Đảo ngƣợc màn thẩm thấm
Chất phụ gia
- Tinh lọc và khử acid trong trái cây và thức uống
- Tăng mùi vị tự nhiên
- Chất điều khiển kết cấu
- Tác nhân làm nhũ hóa
- Tác nhân tăng độ dày và độ bền
- Duy trì màu sắc tự nhiên
Những phẩm chất
về mặt dinh dƣỡng
- Làm chất xơ
- Làm phụ gia trong thức ăn cho thú nuôi và cá
- Giảm sự hấp thụ chất béo
- Sản sinh ra protein đơn bào

- Chất chống viêm dạ dạy
- Thành phần trong thức ăn cho trẻ sơ sinh
Làm sạch nƣớc
- Thu hồi ion kim loại, thuốc trừ sâu, phenol và PCB‟s
- Loại bỏ các chất nhuộm
Những ứng dụng
khác

- Cố định enzyme
- Đóng gói dƣợc phẩm
- Dùng trong sắc ký
- Chất phân tích
(Yogeshkumar et al., 2013)
2.2.5. Sản xuất chitosan trong công nghiệp
Theo Wu et al. (2005), trong công nghiệp, chitosan đƣợc tạo ra từ nguyên liệu là
chitin. Chitin bị khử acetyl bằng NaOH đậm đặc ở nhiệt độ cao (NaOH nồng độ từ 40
– 50% ở 80 – 150
o
C).
2.3. Chitosan có nguồn gốc từ nấm
2.3.1. Những nghiên cứu về chitosan có nguồn gốc từ nấm
Luận văn Đại học khóa 2010-2015 Trường ĐHCT

Chuyên ngành Công nghệ sinh học 10 Viện NC&PT Công nghệ sinh học

Theo Pochanavanich và Suntornsuk (2002), những tiến bộ gần đây trong kỹ thuật
lên men chỉ ra rằng những loài nấm đƣợc chọn lọc và nuôi cấy có thể là một nguồn
cung cấp chitosan thay thế cho vỏ giáp xác. Vách tế bào và vách ngăn của
Ascomycetes, Zygomycetes, Basidiomycetes và Deuteromycetes chủ yếu chứa nhiều
chitin để giúp duy trì hình dạng, sức bền và tính toàn vẹn của cấu trúc tế bào. Những

loài nấm này có thể đƣợc nuôi cấy nhanh chóng ở điều kiện dinh dƣỡng đơn giản và có
thể thu đƣợc chitosan từ vách tế bào một cách dễ dàng.
2.3.2. Triển vọng trong công nghiệp
Theo Wu et al. (2005), việc sản xuất chitosan cũng nhƣ chitin từ nguồn nấm đã
và đang ngày càng đƣợc quan tâm trong những năm gần đây bởi vì những thuận lợi
tiềm năng so với nguồn nguyên liệu vỏ tôm, cua đang đƣợc sử dụng hiện nay.
Khi tính đến lƣợng chất thải đáng kể từ nấm từ nguồn công nghiệp lên men cùng
với chi phí không nhỏ cho việc xử lý chất thải. việc tận dụng nguồn chất thải trên cho
việc sản xuất chitosan từ nấm có thể là một giải pháp mang lại lợi nhuận cho công
nghiệp.
2.3.3. Ƣu điểm của việc tận dụng nấm làm nguồn nguyên liệu sản xuất chitosan
Việc sử dụng nấm làm nguồn nguyên liệu sản xuất chitosan có nhiều lợi ích thiết
thực so với sử dụng nguồn nguyên liệu từ vỏ giáp xác. Thứ nhất, nguồn cung ứng vỏ
giáp xác thì có hạn và thay đổi theo mùa cũng nhƣ địa điểm đánh bắt trong khi đó có
thể thu đƣợc sợi nấm bằng cách lên men đơn giản mà không cần chú ý tới điều kiện
thời tiết và địa lý. Thêm vào đó, sợi nấm có ít chất vô cơ hơn vỏ giáp xác vì lẽ đó
không cần phải qua các bƣớc xử lý để loại bỏ khoáng tạp trong quá trình trích (Wu et
al., 2005). Hơn nữa, chitosan sản xuất từ vỏ tôm có thể chứa kháng nguyên của tôm
nên chất lƣợng không đƣợc đảm bảo (Nwe et al., 2010)
2.4. Aspergillus niger
2.4.1. Sơ lƣợc về Aspergillus niger (A. niger)
A. niger đã và đang là chủ đề nghiên cứu cũng nhƣ đƣợc ứng dụng trong công
nghiệp từ nhiều thập kỷ qua. Nó lần đầu tiên chứng nhận đƣợc tầm quan trọng trong
thực tiễn vào năm 1919, khi khả năng sản xuất acid citric của chủng nấm này đƣợc
khai thác triệt để trong công nghiệp. Acid gluconic và fumaric cũng đƣợc sản xuất từ
A. niger mặc dù 2 acid này kém quan trọng hơn về mặt kinh tế. Tuy nhiên, từ những
Luận văn Đại học khóa 2010-2015 Trường ĐHCT

Chuyên ngành Công nghệ sinh học 11 Viện NC&PT Công nghệ sinh học

năm 1960, A. niger đã trở thành nguồn cung cấp của nhiều loại enzyme đƣợc chứng
minh là có tác dụng trong các quy trình chế biến trái cây, làm bánh cũng nhƣ trong nền
công nghiệp thực phẩm và tinh bột. Công nghệ gene đã đƣợc ứng dụng thành công
trong việc cải tiến những quy trình sản xuất và sử dụng A. niger nhƣ một hệ thống biểu
hiện cho những protein đƣợc đƣa vào từ bên ngoài (Schuster et al., 2002).
2.4.2. Sinh thái học
Theo Schuster et al. (2002), nhiều nấm Aspergilli đen đã đƣợc phân lập trên toàn
thế giới. A. niger là một loài nấm sợi phát triển hiếu khí trên vật chất hữu cơ. Trong tự
nhiên, chúng đƣợc tìm thấy trong đất, rơm, trong phân trộn và trên xác thực vật đang
phân hủy. A. niger có thể phát triển trong khoảng nhiệt độ từ 6 – 47
o
C với nhiệt độ tối
ƣu vào khoảng 35-37
o
C. Hoạt độ nƣớc giới hạn cho sự phát triển là 0.88, con số này
khá cao so với những loài Aspergillus khác. A. niger có thể sinh trƣởng trong khoảng
pH rất rộng: 1,4 – 9,8.

Hình 3. Khuẩn ty và túi bào tử của nấm Aspergillus niger
(
2.4.3. Phân loại học
Chi Aspergillus đƣợc chia thành các nhóm dựa vào màu sắc của của cuống bào
tử. Những nấm Aspergillus với bào tử nâu và đen bóng đƣợc liệt vào nhóm A. niger.
Mặc dù những thành viên của nhóm này khá đa dạng, chỉ có một số ít sự khác biệt rõ
ràng giúp phân loại những loài thuộc nhóm này.
Luận văn Đại học khóa 2010-2015 Trường ĐHCT

Chuyên ngành Công nghệ sinh học 12 Viện NC&PT Công nghệ sinh học

2.4.4. Ứng dụng trong công nghiệp

A. niger đã trở thành một loài đƣợc sử dụng ở quy mô công nghiệp khi acid citric
đƣợc sản xuất lần đầu tiên bằng phƣơng pháp lên men vào năm 1919. Acid citric đƣợc
ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp. Acid citric là chất tạo vị chua cơ
bản trong công nghiệp thực phẩm và đồ uống. Nó đƣợc dùng trong những loại thực
phẩm nhƣ nƣớc ngọt, nƣớc ép trái cây, tráng miệng, mứt, thạch, kẹo và rƣợu. Trong
công nghiệp dƣợc, sắt citrate đƣợc dùng nhƣ nguồn cung cấp sắt và acid citric để bảo
quản máu. Trong công nghiệp mỹ phẩm và tắm gội, nó đƣợc dùng nhƣ buffer để điều
chỉnh pH và dùng nhƣ chất chống oxi hóa. Acid citric cũng có những ứng dụng khác
nhƣ làm chất tẩy rửa, thuộc da, thuật mạ điện cùng với nhiều ứng dụng khác cần đến
khoảng pH trung tính trở xuống.
Ngoài ra, A. niger là một nguồn cung cấp trù phú các loại enzyme. Các enzyme
pectinase, protease và amyloglucosidase là những enzyme dã đƣợc khai thác đầu tiên
và đƣợc sản xuất trong sự nuôi cấy bề mặt. Để sản xuất ra nhiều loại thành phẩm thì
tinh bột – một trong những carbonhydrate chiếm lƣợng lớn nhất trong tự nhiên – phải
đƣợc thủy phân thành xi-rô có chứa glucose, maltose và các dextrin có khối lƣợng
phân tử thấp. Enzyme amyloglucosidase, hay còn gọi là glucoamylase, là một exo-
amylase xúc tác sự giải phóng những phân tử glucose từ đầu không khử của mạch tinh
bột bằng cách thủy phân liên kết α-1,4-D-glucosidic. Nền công nghiệp sản xuất xi-rô
glucose và rƣợu là những lĩnh vực chủ yếu sử dụng amyloglucosidase sản xuất bởi A.
niger.
Pectin, một đƣờng đa, là thành phần chủ yếu trong những trái cây và rau củ
thƣơng mại. Một vài enzyme, bao gồm pectin esterases, endo- và exo-
polygalacturonidase, và pectin lyases, đƣợc sản xuất từ A. niger phân hủy pectin.
Chúng đƣợc dùng trong sản xuất rƣợu và nƣớc trái cây để giảm độ nhớt của nƣớc ép
trái cây trƣớc khi đóng chai và tăng độ sạch (Schuster et al., 2002).
2.5. Rhizopus oryzae
2.5.1. Sơ lƣợc
Rhizopus oryzae là một tập hợp của các sinh vật dị tản có quan hệ mật thiết.
Những sinh vật này sinh sống phổ biến và hoại sinh trong đất, phân và thực vật mục
nát. Phần lớn các dòng thuộc loài R. oryzae đã đƣợc phân lập nhằm sử dụng nhƣ là các

Luận văn Đại học khóa 2010-2015 Trường ĐHCT

Chuyên ngành Công nghệ sinh học 13 Viện NC&PT Công nghệ sinh học

thành phần trong sản xuất thực phẩm phƣơng Đông hoặc thức uống có cồn ở
Indonesia, Trung Quốc và Nhật Bản. Nhiều loài khó phân biệt đã đƣợc mô tả trong các
văn bản cũ hơn. R. oryzae đã đƣợc sử dụng từ lâu trong sản xuất enzyme, tổng hợp các
acid hữu cơ và nhiều ứng dụng lên men thực phẩm.
Rhizopus oryzae là một trong những thành viên quan trọng nhất về mặt kinh tế
của nhóm nấm ký sinh. Khả năng ký sinh của R. oryzae trên thực vật đƣợc cho là do
sự hiện diện với số lƣợng lớn của các enzyme phân hủy carbonhydrate. Ngoại trừ
cellulases và hemicellulases, một vài enzyme khác cũng đã đƣợc chứng minh là đƣợc
tiết ra bởi R. oryzae trong môi trƣờng nuôi cấy, nhƣ protease, urease, ribonuclease,
pectate lyase và polygalacturonase, ở nhiều mức độ hoạt động. Tuy nhiên, bên cạnh
khả năng sản xuất enzyme, R. oryzae còn có hiệu quả trong việc sản xuất một số lƣợng
các acid hữu cơ, ancol và esters (Ghosh và Ray, 2011).

Hình 4. Khuẩn ty và túi bào tử của nấm Rhizopus oryzae
(
2.5.2. Ứng dụng trong thƣơng mại
Theo Ghosh và Ray (2011), Rhizopus oryzae đƣợc ứng dụng trong sản xuất các
enzyme: Cellulase, pectinase, xylanase, amylase, tannase, các protease, phytase, lipase
và nhiều enzyme khác. Ngoài ra, một số polymer cũng đƣợc chiết xuất từ R. oryzae
nhƣ chitosan, chitin và biopolymer. R. oryzae còn đƣợc ứng dụng trong sản xuất các
acid hữu cơ nhƣ fumaric và lactic. Ngoài ra, loài nấm này còn đƣợc dùng để sản xuất
các loại ester, ancol, biodiesel và các hợp chất dễ bay hơn.