Nghiên cứu công nghệ lên men sản xuất hoạt chất AVG từ xạ khuẩn streptomyces sp có khả năng ức chế sinh tổng hợp etylen trong quả tươi

VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI
KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
Đề tài:
“NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ LÊN MEN SẢN XUẤT HOẠT CHẤT
AVG TỪ XẠ KHUẨN STREPTOMYCES. SP CÓ KHẢ NĂNG ỨC CHẾ
SINH TỔNG HỢP ETYLEN TRONG QUẢ TƯƠI”

Giáo viên hướng dẫn: TH.S NGUYỄN VĂN NGUYỆN
Sinh viên thực hiện

: LƯƠNG THỊ HỒNG

Lớp

: CNSH -1201

Hà Nội, năm 2016


Viện Đại học Mở Hà Nội

Khóa luận tốt nghiệp

LỜI CẢM ƠN
Khóa luận tốt nghiệp này được thực hiện tại Bộ môn Nghiên cứu Công
nghệ sinh học sau thu hoạch- Viện Cơ điện Nông nghiệp và Công nghệ sau thu
hoạch dưới sự hướng dẫn của ThS. Nguyễn Văn Nguyện.
Với sự kính trọng và lòng biết ơn sâu sắc, tôi xin gửi lời cảm ơn chân
thành đến ThS. Nguyễn Văn Nguyện, người đã định hướng, giúp đỡ, chỉ bảo tận

tình cho tôi trong quá trình hoàn thành khóa luận này.
Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn tới toàn thể cán bộ công nhân viên làm việc
tại Viện Cơ điện Nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch đã luôn tạo điều kiện
tốt nhất cho tôi trong suốt quá trình thực tập và thực hiện khóa luận này.
Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới các thầy cô trong khoa Công nghệ sinh
học- Viện Đại học Mở Hà Nội, đã giảng dạy và truyền đạt những kiến thức quý
giá trong suốt thời gian tôi học tập tại trường.
Cuối cùng tôi xin gửi tới gia đình, bạn bè tôi, những người đã luôn động
viên và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và hoàn thành khóa luận này lời
cảm ơn chân thành.
Hà Nội, ngày… tháng.. năm 2016
Người thực hiện
Lương Thị Hồng

Lương Thị Hồng

Lớp: CNSH-1201


Viện Đại học Mở Hà Nội

Khóa luận tốt nghiệp
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN
MỤC LỤC

DANH MỤC BẢNG .............................................................................................. i
DANH MỤC HÌNH .............................................................................................. ii
MỞ ĐẦU ............................................................................................................... 1
1.1. Xạ khuẩn Streptomyces.sp ............................................................................. 4

1.1.1. Đặc điểm của Streptomyces.sp .................................................................... 4
1.1.1.1. Đặc điểm hình thái. .................................................................................. 4
1.1.1.2. Cấu trúc tế bào và trao đổi chất................................................................ 5
1.1.2. Vòng đời ...................................................................................................... 6
1.1.3. Đặc điểm sinh lí, sinh hóa. .......................................................................... 6
1.1.4. Yêu cầu dinh dưỡng và điều kiện phát triển của Streptomyces.sp.............. 8
1.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men sinh tổng hợp các hợp chất
amino acid của chủng Streptomyces sp. ................................................................ 8
1.2.1 Ảnh hưởng của các yếu tố dinh dưỡng đến sinh trưởng và tích lũy các sản
phẩm amino acid của chủng Streptomyces sp. ...................................................... 8
1.2.1.1 Ảnh hưởng của nguồn Carbon .................................................................. 8
1.2.1.2. Ảnh hưởng của nguồn Nitơ. ................................................................... 10
1.2.1.3. Ảnh hưởng của nguồn thức ăn khoáng. ................................................. 12
1.2.1.4. Một số môi trường dinh dưỡng thích hợp cho lên men sinh tổng hợp các
hoạt chất từ chủng xạ khuẩn Streptomyces.sp..................................................... 16
1.2.2 Ảnh hưởng của điều kiện nuôi cấy đến sinh trưởng và tích lũy các sản
phẩm amino acid của chủng Streptomyces.sp ..................................................... 18
1.2.2.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ .......................................................................... 18
1.2.2.2 Ảnh hưởng của pH .................................................................................. 19
1.2.2.3. Nhu cầu về oxy và sự thông khí trong quá trình lên men. ..................... 20
1.2.2.4 Thời gian nuôi cấy thích hợp cho lên men sản xuất các hợp chất amino
acid từ chủng Streptomyces sp. ........................................................................... 22
Lương Thị Hồng

Lớp: CNSH-1201


Khóa luận tốt nghiệp

Viện Đại học Mở Hà Nội

1.3 Công nghệ lên men sản xuất AVG từ chủng Streptomyces sp. .................... 22
1.3.1 Một số thông tin cơ bản về hoạt chất AVG ............................................... 22
1.3.1.1. Lịch sử phát hiện .................................................................................... 22
1.3.1.2. Một số thông tin cơ bản của hoạt chất AVG.......................................... 24
1.3.2 Công nghệ lên men sản xuất chế phẩm AVG từ xạ khuẩn ........................ 25
Streptomyces sp. .................................................................................................. 25
CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...................... 27
2.1. Vật liệu. ........................................................................................................ 27
2.1.1. Đối tượng................................................................................................... 27
2.1.2. Môi trường................................................................................................. 27
2.1.3. Hóa chất..................................................................................................... 27
2.1.4. Thiết bị và dụng cụ .................................................................................... 27
2.2. Phương pháp nghiên cứu. ............................................................................. 28
2.2.1. Các phương pháp chung ............................................................................ 28
2.2.1.1. Chuẩn bị dịch lên men cho kiểm tra hoạt tính AVG.............................. 28
2.2.1.2. Xác định hàm lượng sinh khối khô ........................................................ 29
2.2.1.3. Định tính bằng sắc ký bản mỏng (TLC): .............................................. 29
2.2.1.4. Định lượng hoạt chất AVG trong dịch lên men bằng sắc ký lỏng cao áp
(HPLC) ................................................................................................................ 30
2.2.2. Bố trí thí nghiệm. ...................................................................................... 31
PHẦN 3: KẾT QUẢ ........................................................................................... 34
3.1. Xác định môi trường lên men thích hợp cho sản xuất AVG. ...................... 34
3.1.1. Xác định nguồn Carbon thích hợp cho quá trình lên men sản xuất AVG từ
chủng Streptomyces sp.S6. .................................................................................. 34
3.1.2. Xác định nguồn Nitơ thích hợp cho quá trình lên men sản xuất AVG từ
chủng Streptomyces sp. S6.. ................................................................................ 36
3.1.2.1. Nguồn Nitơ ảnh hưởng đến sinh trưởng của chủng Streptomyces sp. S6.
............................................................................................................................. 36

Lương Thị Hồng

Lớp: CNSH-1201


Khóa luận tốt nghiệp

Viện Đại học Mở Hà Nội

3.1.2.2. Nguồn Nitơ đến khả năng sinh tổng hợp AVG của chủng Streptomyces
sp. S6 ................................................................................................................... 37
3.1.3. Ảnh hưởng của nguồn chất khoáng đến sinh trưởng và tổng hợp AVG của
chủng Streptomyces sp. S6. ................................................................................. 37
3.1.3.1. Ảnh hưởng của các nguồn chất khoáng. ................................................ 37
3.1.3.2. Ảnh hưởng của nồng độ FeSO4.............................................................. 39
3.1.3.3. Ảnh hưởng của nồng độ MnCl2 ............................................................. 40
3.2. Xác định quy trình công nghệ lên men thích hợp cho sản xuất AVG từ
chủng Streptomyces sp.S6 ................................................................................... 42
3.2.1. Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ đến sinh trưởng và sinh tổng hợp
AVG của chủng Streptomyces sp. S6 .................................................................. 42
3.2.2 . Nghiên cứu ảnh hưởng của pH đến sinh trưởng của chủng Streptomyces
sp. S6. .................................................................................................................. 43
3.2.3. Ảnh hưởng của độ oxy hòa tan đến khả năng sinh tổng hợp AVG của
chủng Streptomyces sp.S6 ................................................................................... 45
3.2.4. Xác định thời gian lên men thích hợp cho sinh tổng hợp AVG của chủng
Streptomyces sp.S6. ............................................................................................. 46
KẾT LUẬN ......................................................................................................... 48
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................... 49
PHỤ LỤC

Lương Thị Hồng

Lớp: CNSH-1201


Viện Đại học Mở Hà Nội

Khóa luận tốt nghiệp

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1: Nguồn C được vi sinh vật sử dụng ....................................................... 9
Bảng 1.2 : Nguồn N được vi sinh vật sử dụng .................................................... 10
Bảng 1.3 : Muối vô cơ và chức năng sinh lý của chúng ..................................... 13
Bảng 1.4: Tác dụng sinh lý của nguyên tố vi lượng ........................................... 15
Bảng 3.1: Ảnh hưởng của nguồn C đến sinh trưởng .......................................... 34
Bảng 3.2: Ảnh hưởng của nguồn Nitơ đến khả năng sinh tổng hợp AVG của
chủng Streptomyces sp. S6 .................................................................................. 37
Bảng 3.3: Ảnh hưởng của các nhân tố, muối khoáng đến trưởng và sinh tổng
hợp AVG của chủng Streptomyces sp. S6 ........................................................... 38
Bảng 3.4: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sinh trưởng của chủng Streptomyces sp.
S6 ......................................................................................................................... 42
Bảng 3.5: Ảnh hưởng của pH đến sinh trưởng của chủng Streptomyces sp. S6 ....... 44
Bảng 3.6: Khảo sát khoảng thời gian thu hồi thích hợp hoạt chất AVG lên men
từ chủng Streptomyces sp.S6. .............................................................................. 46

Lương Thị Hồng

i

Lớp: CNSH-1201

Viện Đại học Mở Hà Nội

Khóa luận tốt nghiệp

DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Hình thái xạ khuẩn Streptomyces ......................................................... 5
Hình 1.2: Khả năng ức chế sự phát triển của vi khuẩn gây bệnh cháy lá Erwinia
amylovora ............................................................................................................ 23
Hình 1.3. Cấu trúc của hợp chất AVG ................................................................ 24
Hình 3.1: Ảnh hưởng của nguồn Carbon đến sinh tổng hợp AVG của chủng
Streptomyces sp.S6 .............................................................................................. 35
Hình 3.2: Ảnh hưởng của nguồn Nitơ đến sinh trưởng của chủng Streptomyces
sp. S6 ................................................................................................................... 36
Hình: 3.3: Ảnh hưởng của các nguồn chất khoáng đến sinh tổng hợp AVG ..... 38
Hình 3.4 : Ảnh hưởng của FeSO4 đến sinh trưởng của chủng Streptomyces sp.
S6 ......................................................................................................................... 39
Hình 3.5: Ảnh hưởng của FeSO4 đến sinh tổng hợp AVG của chủng
Streptomyces sp. S6 ............................................................................................. 40
Hình 3.6: Ảnh hưởng của MnCl2.2H2O đến sinh trưởng và sinh tổng hợp AVG
của chủng Streptomyces sp. S6 ........................................................................... 41
Hình 3.7: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sinh tổng hợp AVG trong lên men
Streptomyces sp.S6 .............................................................................................. 43
Hình 3.8: Ảnh hưởng của pH đến sinh tổng hợp AVG trong dịch lên men ....... 44
Hình 3.9: Ảnh hưởng của độ oxy hòa tan đến khả năng sinh tổng hợp AVG của
chủng Streptomyces sp.S6 ................................................................................... 45
Hình 3.10: Thời gian thu hồi thích hợp hoạt chất AVG lên men từ chủng
Streptomyces sp.S6 .............................................................................................. 47

Lương Thị Hồng

ii

Lớp: CNSH-1201


Viện Đại học Mở Hà Nội

Khóa luận tốt nghiệp

MỞ ĐẦU
Ở nước ta, sản phẩm trái cây ngày càng đóng vai trò quan trọng đối với
nền kinh tế. Năm 2010, sản lượng trái cây Việt Nam đạt gần 6,1 triệu tấn, đứng
hàng thứ 22 trên thế giới và thứ 8 ở khu vực châu Á, sau Trung Quốc, Ấn Độ,
Philippines, Indonesia, Iran, Thái Lan và Pakistan. Tuy nhiên hiện nay trong thu
hái và bảo quản sau thu hoạch đang gặp rất nhiều khó khăn, nhất là vào chính vụ
khi rau quả được thu hoạch ồ ạt khiến giá cả giảm mạnh, tiêu thụ không kịp,
trong khi đó khi hết mùa vụ lại không đáp ứng được nhu cầu của người tiêu
dùng. Theo thống kê, nước ta thiệt hại khoảng 3000 tỉ mỗi năm do hư hỏng nông
sản sau thu hoạch. Do đó, nhu cầu bảo quản hoa quả tươi lâu đảm bảo an toàn là
rất cao.
Từ lâu các nghiên cứu đã chỉ ra rằng etylen là một trong những tác nhân
kích thích sự chín của quả, sự già hoá của các cơ quan và toàn cây. Việc sử dụng
các chất chống lại hoạt động của etylen (kháng etylen) sẽ có tác dụng làm chậm
sự chín và già hóa của quả, nhờ đó có thể kéo dài thời gian bảo quản quả tươi
sau thu hoạch. Rất nhiều chất được ứng dụng để giúp quả chín chậm như các sử
dụng các ion kim loại nặng Ag, Ti, Co, Hg, Pd. Tuy nhiên tồn dư của các kim
loại nặng trong việc bảo quản quả tươi có thể ảnh hưởng xấu đến môi trường và
sức khỏe con người. Do đó, việc sản xuất ra một hợp chất an toàn, hiệu quả để

bảo quản rau quả được rất nhiều nhà khoa học quan tâm. Trong các hoạt chất,
Aminoethoxy Vinyl Glycine (AVG) – một amino acid sinh tổng hợp từ xạ khuẩn
Streptomyces có khả năng kết hợp, ức chế hoạt động của enzyme ACC synthase –
một enzyme quyết định trên con đường hình thành ehtylene trong quả tươi hiện
được ứng dụng rất rộng rãi. Ở Việt Nam, AVG được nhập khẩu để sử dụng trong
kéo dài thời gian thu hoạch và bảo quản quả tươi dưới tên thương mại là Retain.
AVG đến nay vẫn được sản xuất bằng quá trình lên men vi sinh vật mà cụ thể
là chủng Streptomyces. Trong lên men sản xuất AVG, bên cạnh chủng giống vi
sinh vật thì các yếu tố về môi trường dinh dưỡng (nguồn carbon, nitơ, nguyên tố
Lương Thị Hồng

1

Lớp: CNSH-1201


Viện Đại học Mở Hà Nội

Khóa luận tốt nghiệp

khoáng) và các điều kiện lên men (pH, nhiệt độ, oxy…) có ảnh hưởng rất lớn
đến sự sinh tổng hợp AVG của chủng vi sinh vật. Do đó, để sản xuất được AVG
từ chủng Streptomyces sp. với hàm lượng cao, đạt hiệu quả kinh tế cần các thu
hồi sản phẩm là vô cùng cần thiết. Nắm bắt được tình hình đó chúng nghiên cứu
để lựa chọn được môi trường dinh dưỡng phù hợp, chi phí thấp và một tập hợp
các điều kiện công nghệ được tối ưu hóa như nhiệt độ, pH, độ oxy hòa tan, thời
gian thu hồi sản phẩm là vô cùng cần thiết. Nắm bắt được tình hình đó chúng tôi
tiến hành nghiên cứu đề tài “ Nghiên cứu công nghệ lên men sản xuất hoạt
chất AVg từ xạ khuẩn Streptomyces sp. có khả năng ức chế sinh tổng hợp
etylene trong quả tươi.”

Lương Thị Hồng

2

Lớp: CNSH-1201


Viện Đại học Mở Hà Nội

Khóa luận tốt nghiệp
MỤC TIÊU

Xác định được các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men sinh tổng hợp
AVG từ xạ khuẩn Streptomyces sp. S6.
NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
Nghiên cứu ảnh hưởng của môi trường dinh dưỡng đến khả năng sinh
tổng hợp AVG của chủng Streptomyces sp.S6
- Nghiên cứu ảnh hưởng của nguồn Cacbon đến khả năng sinh tổng hợp
AVG của chủng Streptomyces sp.S6.
- Nghiên cứu ảnh hưởng của nguồn Nitơ đến khả năng sinh tổng hợp AVG
của chủng Streptomyces sp.S6.
- Nghiên cứu ảnh hưởng của nguồn chất khoáng đến khả năng sinh tổng
hợp AVG của chủng Streptomyces sp.S6.
Nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện lên men đến khả năng sinh tổng hợp
AVG của chủng Streptomyces sp.
- Nghiên cứu ảnh hưởng của pH đến khả năng sinh tổng hợp AVG của
chủng Streptomyces sp.S6.
- Nghiên cứu ảnh hưởng của độ oxy hòa tan đến khả năng sinh tổng hợp
AVG của chủng Streptomyces sp.S6.

- Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng sinh tổng hợp AVG của
chủng Streptomyces sp.S6.
- Nghiên cứu xác định thời gian thu hồi hiệu quả của AVG sản xuất từ
chủng Streptomyces sp.S6.

Lương Thị Hồng

3

Lớp: CNSH-1201


Viện Đại học Mở Hà Nội

Khóa luận tốt nghiệp

CHƯƠNG I : TỔNG QUAN
1.1. Xạ khuẩn Streptomyces sp.

Xạ khuẩn (Actinomycetes) là một nhóm vi khuẩn nhân thật sống rất phổ
biến trong tự nhiên cũng như trong đất, chúng có nhiều đặc điểm giống với vi
khuẩn và khác với nấm mốc như kích thước tế bào nhỏ, thành tế bào không chứa
cellulose hay kitin… tuy nhiên xạ khuẩn cũng có nhiều đặc điểm giống với nấm
mốc như có hệ sợi khuẩn ty phân nhánh, nhưng ở xạ khuẩn hệ sợi khuẩn ty
không có vách ngăn.
Streptomyces là chi lớn nhất của ngành Actinobacteria và là một chi thuộc
nhánh streptomycetaceae, chúng là vi khuẩn Gram dương, có bộ gen với tỉ lệ
GC% cao. Vi khuẩn này được tìm thấy chủ yếu trong đất và thảm thực vật mục
nát. Streptomyces được nghiên cứu rộng rãi và được biết đến nhiều nhất là chi
của họ xạ khuẩn. Streptomyces thường sống ở đất có vai trò là vi sinh vật phân

hủy rất quan trọng. Chủng vi sinh này sản xuất hơn một nửa số thuốc kháng sinh
trên thế giới và đó là sản phẩm có giá trị lớn trong lĩnh vực y tế.
1.1.1. Đặc điểm của Streptomyces.sp
1.1.1.1. Đặc điểm hình thái.
Đặc điểm nổi bật của xạ khuẩn là có hệ sợi phát triển, phân nhánh mạnh
và không có vách ngăn (chỉ trừ cuống bào tử khi hình thành bào tử). Hệ sợi xạ
khuẩn mảnh hơn của nấm mốc với đường kính thay đổi từ 0,2-2µm, chiều dài có
thể đạt tới vài cm .
Kích thước và khối lượng hệ sợi thường không ổn định và phụ thuộc vào
điều kiện sinh lý và nuôi cấy. Kích thước của hệ sợi xạ khuẩn là một trong
những đặc điểm phân biệt khuẩn lạc xạ khuẩn và khuẩn lạc của nấm mốc vì hệ
sợi của nấm mốc có đường kính rất lớn, dễ quan sát bằng mắt thường.

Lương Thị Hồng

4

Lớp: CNSH-1201


Viện Đại học Mở Hà Nội

Khóa luận tốt nghiệp

Khuẩn lạc của xạ khuẩn thường chắc, xù xì có dạng da, dạng vôi, dạng
nhung tơ hay dạng màng dẻo. Khuẩn lạc xạ khuẩn có màu sắc khác nhau: đỏ, da
cam, vàng, nâu, xám, trắng... tùy thuộc vào loài và điều kiện ngoại cảnh.
Đường kính mỗi khuẩn lạc chỉ chừng 0,5-2mm nhưng cũng có khuẩn lạc
đạt tới đường kính 1cm hoặc lớn hơn.

Hình 1.1. Hình thái xạ khuẩn Streptomyces
Theo Procofieva Bengopxkaia (1936), cho rằng khuẩn lạc của xạ khuẩn có
3 lớp: lớp ngoài gồm các sợi bện chặt lại với nhau, lớp trong tương đối xốp hơn,
và lớp giữa có cấu trúc tổ ong.
Khuẩn ty trong mỗi lớp có chức năng sinh học khác nhau. Các sản phẩm
trong quá trình trao đổi chất như chất kháng sinh, độc tố, enzyme, vitamin, axit
hữu cơ... có thể được tích lũy trong sinh khối của tế bào xạ khuẩn hay được tiết
ra môi trường.
1.1.1.2. Cấu trúc tế bào và trao đổi chất.
Streptomyces có cấu trúc giống nấm. Nhánh của chúng có sự sắp xếp của
các tế bào hình sợi thành một mạng lưới gọi là sợi nấm. Xạ khuẩn thuộc loại vi
khuẩn Gram dương nên ngoài yếu tố di truyền trong nhiễm sắc thể còn có các
yếu tố di truyền ngoài nhiễm sắc thể, chúng có thể tự nhân lên được Lederberg
Lương Thị Hồng

5

Lớp: CNSH-1201


Viện Đại học Mở Hà Nội

Khóa luận tốt nghiệp

gọi là plasmid. Các plasmid đem lại cho tế bào nhiều đặc tính chọn lọc quý giá
như có thêm khả năng phân giải một số hợp chất, chống chịu với nhiệt độ bất
lợi, chống chịu với các kháng sinh, chuyển gene, sản xuất các chất kháng sinh
trong đất và trong môi trường tuyển chọn [24].
Chúng có thể chuyển hóa các hợp chất khác nhau bao gồm:đường,
rượu, acid amin, và các hợp chất thơm bằng cách sản xuất các enzyme thủy phân

ngoại bào. Do gen của chúng lớn nên trao đổi chất của chúng cũng đa dạng,
trong đó có hàng trăm nhân tố phiên mã kiểm soát biểu hiện gene, cho phép
chúng đáp ứng nhu cầu cụ thể.
1.1.2. Vòng đời
Streptomyces có chu kỳ sống phức tạp bao gồm: hình thành các bào tử và
các loại tế bào khác. Thông thường, một bào tử nảy mầm trong điều kiện phải có
chất nền để tạo ra thực vật hoặc các sợi nấm. Điều này bao gồm một mạng lưới
các nhánh sợi nấm mọc lên và cắm vào bề mặt để hấp thu được chất dinh dưỡng.
Đáng chú ý là vài phân vùng có vách trong bề mặt sợi nấm. Kết quả là,
nhiều bản sao của bộ gen được chứa trong "một tế bào".
Khi các chất dinh dưỡng đang khan hiếm (hoặc để đáp ứng với các tín
hiệu khác), một số sợi nấm bắt đầu phát triển ra khỏi bề mặt và ra ngoài không
khí. Trong các loại mới của sợi nấm, vách phân vùng được hình thành thường
xuyên hơn. Đồng thời, các sợi nấm bề mặt bị một quá trình chết tế bào chu kỳ và
các sợi chế của nó được tái sử dụng bởi các sợi nấm phát triển. Cuối cùng,bào tử
hình thành sau quá trình phát triển đầy đủ. Mỗi bào tử có chứa một bản sao của
bộ gen.
1.1.3. Đặc điểm sinh lí, sinh hóa.
Xạ khuẩn phân bố rộng rãi trong tự nhiên, hầu như trong các loại đất đều
có mặt của xạ khuẩn. Đa số xạ khuẩn là vi sinh vật hiếu khí, ưa ẩm, một số ít là
xạ khuẩn ưa nhiệt. pH phù hợp cho sự phát triển của xạ khuẩn đa số là pH trung
tính.
Lương Thị Hồng

6

Lớp: CNSH-1201


Viện Đại học Mở Hà Nội

Khóa luận tốt nghiệp

Xạ khuẩn thuộc cơ thể dị dưỡng nên nguồn hidratcacbon mà chúng sử
dụng có thể là tinh bột, đường, polysaccharide… nguồn N mà chúng sử dụng
bao gồm : muối amon, muối nitrat, protein, pepton, cao ngô…
Một trong những đặc điểm quan trọng nhất của xạ khuẩn là khả năng hình
thành kháng sinh. Streptomyces là xạ khuẩn được sử dụng để sản xuất phần lớn
các thuốc kháng sinh và thú y, áp dụng trong y học của con người và trong nông
nghiệp, cũng như các chất chống ký sinh, chất diệt cỏ, dược chất chuyển hóa
hoạt động (ví dụ: Thuốc ức chế miễn dịch) và một số enzym quan trọng trong
thực phẩm và một số ngành công nghiệp khác. Trong số 8000 kháng sinh hiện
nay trên thế giới thì có trên 80% là có nguồn gốc từ xạ khuẩn. Kháng sinh ra đời
từ rất sớm như kháng sinh lospomal HA – 92, được tách chiết từ xạ
khuẩn Streptomyces CDRLL – 312 tác dụng ngăn chặn cholesterol, tăng sức đề
kháng đối với các chất độc của chuột, ngoài ra kháng sinh này còn có hoạt tính
chống nấm gây bệnh mạnh hay chất kháng sinh yatakemycin được tách chiết từ
xạ khuẩn Streptomyces sp. TP – A0356 có khả năng kiềm hãm sự phát triển của
nấm Aspergillus và Candida albicans. Các kháng sinh có nguồn gốc từ xạ khuẩn
có tính phổ kháng khá rộng và tính chất chọn lọc. Khả năng kháng khuẩn của
kháng sinh cũng là một đặc điểm quan trọng để phân loại xạ khuẩn.
Nhiều chủng xạ khuẩn có khả năng tổng hợp đồng thời 2 hay nhiều chất kháng
sinh có cấu trúc hóa học và có tác dụng tương tự nhau.
Ngoài kháng sinh, xạ khuẩn có thể sinh tổng hợp ra rất nhiều hợp chất hóa
học như chất khác như enzyme, vitamin, các chất kích thích sinh trưởng… Các
loài xạ khuẩn đáng chú ý như Actomyces olivaceus, Propionibacterium có khả
năng sản xuất vitamin B12; xạ khuẩn Streptomyces chrestomyceticus có khả
năng sinh tổng hợp tiền vitamin A hay xạ khuẩn Streptomyces olivochromoferus
có khả năng tổng hợp chất kích thích sinh trường IAA.

Lương Thị Hồng

7

Lớp: CNSH-1201


Viện Đại học Mở Hà Nội

Khóa luận tốt nghiệp

1.1.4. Yêu cầu dinh dưỡng và điều kiện phát triển của Streptomyces.sp
Streptomyces là hiếu khí và chúng cần nguồn cacbon hữu cơ, vô cơ nguồn
nitơ, và các muối khoáng và không cần các vitamin và các yếu tố tăng trưởng
(Lee & Demain 1997). Nhu cầu của Streptomyces đã được điều tra bởi Kutzner
(Kuster & Williams, 1964).
Hầu hết các Streptomyces phát triển ở nhiệt độ 10-370C (Deeble, Fazeli,
Cove, & Baumberg 2005), (James & Edwards, 1989) nhưng có một số ít các loài
như Streptomyces là S.thermovulgaris và S.thermoflavus là chịu nhiệt và phát
triển ở nhiệt độ 45-550C (Srivibool, Kurakami, Sukchotiratanac, & Tokuyamab,
2004). Streptomycetes mọc ở pH 6,5-8,0 (Cabello, Gonzalez, & Genilloud
2003). Streptomycetes có khả năng chịu hạn dưới dạng bào tử và ít nhạy cảm
(Subbarao 1999). Một số báo cáo mô tả là đất thoát nước tốt (thịt pha cát, đá
vôi) có mật độ Streptomyces nhiều hơn đất sét nặng (Sujatha, RajuB, & Ramana,
2005).
1.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men sinh tổng hợp các hợp
chất amino acid của chủng Streptomyces sp.
1.2.1 Ảnh hưởng của các yếu tố dinh dưỡng đến sinh trưởng và tích lũy các
sản phẩm amino acid của chủng Streptomyces sp.
Theo Rafieenia (2013), các nguồn carbon, nitrogen, oxy, pH, nhiệt độ, ion

và một số các tiền chất có thể ảnh hưởng đến năng lực trao đổi chất của chủng
Streptomyces.sp
1.2.1.1 Ảnh hưởng của nguồn Carbon
Năng lực đồng hoá các nguồn Carbon ở các vi sinh vật khác nhau là
không giống nhau. Có loài có khả năng sử dụng rộng rãi nhiều nguồn Carbon
khác nhau, nhưng có loài khả năng này rất chọn lọc. Nguồn Carbon chủ yếu
được vi sinh vật sử dụng gồm có đường, acid hữu cơ, rượu, lipid, hydrocarbon,
CO2, carbonat...

Lương Thị Hồng

8

Lớp: CNSH-1201


Viện Đại học Mở Hà Nội

Khóa luận tốt nghiệp

Bảng 1.1: Nguồn C được vi sinh vật sử dụng
Nguồn C
Đường

Các dạng hợp chất
glucose, fructose, maltose, saccharose, tinh bột, galactose,
lactose,

mannite,

cellobiose,

cellulose,

hemicellulose,

chitin...
Acid hữu cơ

acid lactic, acid citric, acid fumaric, acid béo bậc cao, acid
béo bậc thấp, aminoacid...

Rượu

Ethanol

Lipid

lipid, phospholipid

Hydrocarbon

khí thiên nhiên, dầu thô, dầu paraffin

Carbonate

NaHCO3, CaCO3, đá phấn

Các nguồn C Hợp chất nhóm thơm, cyanide, protein, pepton, acid
khác

nucleic...

Carbon đóng vai trò quan trọng trong cấu trúc tế bào cũng như các sản
phẩm trao đổi chất. Trong tế bào nguồn Carbon trải qua một loạt quá trình biến
đổi hoá học phức tạp sẽ biến thành vật chất của bản thân tế bào và các sản phẩm
trao đổi chất. Carbon có thể chiếm đến khoảng một nửa trọng lượng khô của tế
bào. Đồng thời hầu hết các nguồn Carbon trong các quá trình phản ứng sinh hoá
còn sinh ra trong tế bào nguồn năng lượng cần thiết cho hoạt động sống của vi
sinh vật..Tuy nhiên nguồn carbon này có thể giúp Streptomyces sp sinh trưởng
tốt nhưng chưa chắc đã cho nhiều một sản phẩm mong muốn. Sự tăng trưởng
nhanh làm tiêu hao nguyên liệu vào sự hình thành tế bào cũng là một nguyên
nhân ảnh hưởng tiêu cực đến các hoạt động sinh tổng hợp các hoạt chất (Lounes,
Lebrihi, Benslimane, Lefebvre, & Germain, 1996), (Lounes et al., 1996).
Streptomyces sp sử dụng nguồn carbon chọn lọc, thông thường thì nguồn
Carbon tan trong nước là thích hợp đối với Streptomyces sp trong sinh tổng hợp
các hợp chất như axitamin, kháng sinh… Các polysaccharide như tinh bột,
glycerol được ghi nhận như là một nguồn C cho khả năng sinh trưởng vừa phải
Lương Thị Hồng

9

Lớp: CNSH-1201


Viện Đại học Mở Hà Nội

Khóa luận tốt nghiệp

và thu hồi hoạt chất cao (Jonsbu, McIntyre, & Neilson 2002). Tuy nhiên, một số

nghiên cứu trên các nguồn C mới cho thấy khi kết hợp glucose với lactose cho
sản xuất tối đa một số hoạt chất trong khi hàm lượng tối thiểu khi sử dụng ribose
(Ilić, Konstantinović, Veljković, Savić và Gojgić-Cvijović, 2010; Jonsbu và
cộng sự, 2002). Một số chủng Streptomyces sinh trưởng tốt trên nguồn carbon là
glucose nhưng glucose lại có thể gây ức chế sự hình thành các kháng sinh βlactam như Cephamycin C do Streptomyces clavuligerus tổng hợp.
1.2.1.2. Ảnh hưởng của nguồn Nitơ.
Nguồn Nitơ cung cấp cho vi sinh vật để tổng hợp nên các hợp chất
chứa Nitơ trong tế bào. Nguồn Nitơ dễ hấp thụ nhất đối với vi sinh vật là NH3
Và NH4+ . Sự dư thừa các ion amin hoặc các nitơ chuyển hóa nhanh khác cũng
sẽ ức chế sinh tổng hợp chất kháng sinh.
Bảng 1.2: Nguồn N được vi sinh vật sử dụng
Nguồn N

Các dạng hợp chất

Protein và các sản phẩm Peptone, peptide, aminoacid... (một số vi sinh vật tiết
phân giải của protein

men proteinase phân giải protein thành các hợp chất
phân tử nhỏ hơn rồi mới hấp thu được vào tế bào)

Ammone

và

muối NH3, (NH4)2SO4,... (dễ được hấp thu)

ammone
Nitrate

KNO3 (dễ được hấp thu)

N phân tử

N2 (với vi sinh vật cố định N)

Các nguồn N khác

purine, pyrimidine, urea, amine, amide, cyanide (chỉ
một số nhóm vi sinh vật mới có thể đồng hoá được)

Nguồn Nitơ thường được sử dụng để nuôi cấy vi sinh vật bao gồm cả
Streptomyces có pepton, bột cá, bột nhộng tằm, bột đậu tương, bột khô lạc, cao

Lương Thị Hồng

10

Lớp: CNSH-1201


Viện Đại học Mở Hà Nội

Khóa luận tốt nghiệp

ngô, cao thịt, cao nấm men và một số hợp chất vô cơ như NH4NO3, KNO3,
(NH4)2SO4... Streptomyces sử dụng chọn lọc đối với nguồn Nitơ
Trong sử dụng các nguồn N cho sinh tổng hợp các hoạt chất thường có
hai khái niệm là Nitơ tốc hiệu (cao ngô) và nguồn Nitơ trì hiệu (khô dầu). Loại
Nitơ tốc hiệu là có lợi cho sự sinh trưởng của vi sinh vật, còn loại trì hiệu lại có

lợi cho sự hình thành các sản phẩm trao đổi chất. Trong sản xuất các hoạt chất,
người ta có thể phối hợp sử dụng các nguồn N theo một tỷ lệ nhất định để phối
hợp giữa giai đoạn sinh trưởng tạo sinh khối và giai đoạn sinh tổng hợp các sản
phẩm trao đổi chất, nhằm mục tiêu là nâng cao sản lượng sản phẩm trao đổi
chất.
Các chủng Streptomyces cũng có năng lực hấp thu các nguồn N vô cơ như
muối ammone và nitrate là khá mạnh. Ion NH4+ sau khi được tế bào hấp thu có
thể được trực tiếp sử dụng, do đó các nguồn muối ammone được coi là nguồn
Nitơ tốc hiệu. Còn nitrate sau khi được hấp thụ cần khử thành NH 4+ rồi mới
được vi sinh vật sử dụng.
Một số nghiên cứu cho thấy, loại và nồng độ nguồn N ảnh hưởng rất lớn đến
khả năng sinh tổng hợp các hoạt chất của Streptomyces (Rafieenia, 2013). Như
loài Streptomyces coelicolor có thể sử dụng nguồn Nitơ như nitrat cho tăng
trưởng tốt (Vincent W. Cochrane and Jean E. Conn,1950). Tuy nhiên, một số
loài khác không thuận lợi phát triển với nguồn nitrat vì chúng cần tiêu tốn nhiều
năng lượng để chuyển nitrat thành dạng khử để sử dụng.Một số nghiên cứu cũng
cho thấy rằng tổng hợp kháng sinh liên quan đến loại và nồng độ nguồn nitơ
(Rafieenia, 2013). Nguồn nitơ đơn giản và vô cơ thường giảm sản xuất kháng
sinh (Young & Kempe, 1985). Nguồn nitơ phức tạp như bột đậu tương, ngô và
chiết xuất nấm men có thể là do chúng làm chậm sự phân hủy của các hợp chất
kháng sinh trong môi trường.
Một số môi trường thích hợp cho sinh tổng hợp chất kháng sinh từ
Sreptomyces như ISP-4, Gause-I, Gause-II, môi trường A-4, A-4H,A-9 (Porter
và cộng sự ,1995). Theo Sunita Bundale và cộng sự (2015) [ 33], để nghiên cứu
Lương Thị Hồng

11

Lớp: CNSH-1201

Viện Đại học Mở Hà Nội

Khóa luận tốt nghiệp

khả năng sinh tổng hợp các chất kháng sinh từ Streptomyces dùng môi trường lên
men cơ bản sau (g/1): glucose-10,0, bột đậu tương-10,0, NaCl-10,0, CaCO3-2,0.
1.2.1.3. Ảnh hưởng của nguồn thức ăn khoáng.
Các muối vô cơ là nguồn chất dinh dưỡng không thể thiếu đối với
sự sinh trưởng của vi sinh vật nói chung và Streptomyces nói riêng. Các chất
khoáng có chức năng sinh lý chủ yếu là: tham gia vào thành phần của các trung
tâm hoạt tính ở các enzyme của vi sinh vật, duy trì tính ổn định của kết cấu các
đại phân tử và tế bào, điều tiết và duy trì cân bằng áp suất thẩm thấu của tế bào,
khống chế điện thế oxy hoá khử của tế bào và là nguồn vật chất sinh năng lượng
đối với một số loài vi sinh vật .

Lương Thị Hồng

12

Lớp: CNSH-1201


Viện Đại học Mở Hà Nội

Khóa luận tốt nghiệp

Bảng 1.3: Muối vô cơ và chức năng sinh lý của chúng
Nguyên Hợp chất sử dụng

Chức năng sinh lý

tố
Là thành phần của acid nucleic, nucleoprotein,
P

KH2PO4, K2HPO4 phospholipid, coenzyme, ATP... Làm nên hệ
thống đệm giúp điều chỉnh pH môi trường.
Là thành phần của các aminoacid chứa S, một

S

(NH4)2SO4, MgSO4 số vitamin; glutathione có tác dụng điều chỉnh
điện thế oxy hoá khử trong tế bào.
Là thành phần trung tâm hoạt tính của enzyme
phosphoryl hoá hexose, dehydrogenase của

Mg

MgSO4

acid isocitric, polymerase của acid nucleic,
thành phần của chlorophyll và bacteriochlorophyll.
Tạo tính ổn định của một số cofactor, enzyme

Ca

CaCl2, Ca(NO3)2

duy trì, cần cho sự dựng trạng thái cảm thụ của

tế bào.
Thành phần của hệ thống chuyển vận của tế

Na

NaCl

bào, duy trì áp suất thẩm thấu, duy trì tính ổn
định của một số enzyme.
Là cofactor của một số enzyme, duy trì áp suất

K

KH2PO4, KH2PO4 thẩm thấu của tế bào, là nhân tố ổn định của
ribosome ở một số vi khuẩn ưa mặn.
Thành phần của sắc tố vi khuẩn và một số
enzyme, là vật chất nguồn năng lượng của một

Fe

FeS04

số vi khuẩn sắt, cần thiết để tổng hợp
chlorophyll và độc tố vi khuẩn bạch hầu.

Lương Thị Hồng

13

Lớp: CNSH-1201

Viện Đại học Mở Hà Nội

Khóa luận tốt nghiệp

Photpho bao giờ cũng chiếm tỉ lệ cao nhất trong số các nguyên tố khoáng
của tế bào vi sinh vật, nhiều khi P chiếm đến 50% so với tổng số chất khoáng.
Để đảm bảo nguồn dinh dưỡng Photpho, thường sử dụng các loại photphat vô
cơ. Việc bổ sung photphat ( đặc biệt là photphat kali ) vào các môi trường dinh
dưỡng ngoài việc cung cấp P còn giúp tạo ra tính đệm của môi trường. Với tỉ lệ
thích hợp hỗn hợp K2HPO4 và KH2PO4 có thể tạo ra mức pH ổn định trong
khoảng pH= 4,5-8,0 [6]
Lưu huỳnh không những tham gia vào cấu trúc của protein mà còn có vai
trò quan trọng trong quá trình oxi hóa khử. Việc chuyển nhóm sunphidrin thành
nhóm disunphit có vai trò rất lớn trong quá trình chuyển điện tử từ nguyên liệu
hô hấp đến oxi phân tử.
Các muối sunphat vô vơ với nguyên tử lưu huỳnh cũng ở trạng thái oxi
hóa được cơ thể vi sinh vật đồng hóa rất tốt. Một số vi sinh vật có thể dùng
tiosunfat làm nguồn thức ăn lưu huỳnh, một số khác lại đòi hỏi các thức ăn chứa
lưu huỳnh ở dạng khử ( H2S, xixtin…)
Mg là nguyên tố khoáng được vi sinh vật đòi hỏi khá cao ( 10 -3- 10-4 M) ,
Magie mang tính chất của một cofactor, tham gia vào nhiều phản ứng enzyme có
liên quan đến các quá trình photphoryl hóa.
Canxi có vai trò đáng kể trong việc xây dựng các cấu trúc tinh vi của tế
bào, chúng rất cần thiết đối với việc hình thành các cấu trúc không gian ổn định
của nhiều bào quan như ti thể, riboxom, nhân.. (Nguyễn Lân Dũng, 2009)).
Na và Cl là nguyên tố mà nhiều vi sinh vật yêu cầu với một lượng không
nhỏ, nhưng cho đến ngày nay người ta vẫn còn biết rất ít về vai trò sinh lí của
chúng.

Kali là nguyên tố chiếm tỉ lệ khá lớn trong thành phần khoáng của tế bào
vi sinh vật. Kali thường tồn tại ở dạng K+ bên ngoài của cấu trúc tế bào. Kali có
thể tác dụng như ion các kim loại khác thông qua việc ảnh hưởng đến tính chất
hóa keo và hoạt động xúc tác của enzyme.

Lương Thị Hồng

14

Lớp: CNSH-1201


Viện Đại học Mở Hà Nội

Khóa luận tốt nghiệp

Trong quá trình sinh trưởng vi sinh vật còn cần tới một số nguyên tố vi
lượng. Những nguyên tố này cũng có vai trò quan trọng mặc dầu chỉ cần với số
lượng rất nhỏ, khoảng 10-8-10-6 mol/ L môi trường nuôi cấy. Nguyên tố vi lượng
tham gia vào thành phần enzyme và làm hoạt hoá enzyme .
Bảng 1.4: Tác dụng sinh lý của nguyên tố vi lượng
Nguyên tố

Tác dụng sinh lý

Zn

Có mặt trong alcohol dehydrogenase, lactodehydrogenase,
phosphatase kiềm, ARNpolymerase, ADNpolymerase...

Mn

Có mặt trong peroxyd dismutase, carboxylase ciitric
synthetase

Mo

Có mặt trong reductase nitrate, nitrogenase, dehydrogenase
formic.

Se

Có mặt trong reductase glycin, reductase formic.

Co

Có mặt trong mutase glutamic.

Cu

Có mặt trong cytochrome oxydase.

W

Có mặt trong dehydrogenase formic.

Br

Có mặt trong urease, cần cho sự sinh trưởng của vi khuẩn
hydrogen.

Nếu thiếu nguyên tố vi lượng trong quá trình sinh trưởng thì hoạt tính sinh lý
của vi sinh vật bị giảm sút, thậm chí ngừng sinh trưởng. Bình thường khi nuôi
cấy vi sinh vật, người ta thường không cần bổ sung các nguyên tố vi lượng,
chúng thường có sẵn trong nước máy, hóa chất dùng làm môi trường, dụng cụ
nuôi cấy. Chỉ trong những trường hợp đặc biệt mới cần bổ sung nguyên tố vi
lượng vào môi trường nuôi cáy vi sinh vật. Trong sản xuất các hoạt chất sinh
học từ Streptomyces, các nguyên tố như Mn2+, Cu2+, Fe2+ thường được bổ sung
để tăng cường sinh tổng hợp và tích lũy các hoạt chất.

Lương Thị Hồng

15

Lớp: CNSH-1201


Viện Đại học Mở Hà Nội

Khóa luận tốt nghiệp

Các xạ khuẩn Streptomyces có nhu cầu về nguyên tố khoáng rất khác
nhau. Một số nghiên cứu trên Streptomyces fradiae 3535 cho sản xuất neomycin
cho biết hàm lượng tối ưu của các nguyên tố khoáng trong môi trường sản xuất
kháng sinh là Ca: 10,8 mg/ml, Fe: 1,0 mg/ml, Zn: 0,115 mg/ml, K2HPO4 được
yêu cầu ở 0,1%, các kim loại Mn, Cu không có bất kì tác dụng nào lên sinh tổng
hợp neomycin. Khi sử dụng Zn ở liều cao ( lớn hơn 0,23mg/ml) có thể khiến phá
hủy kháng sinh sau 5 ngày lên men [26] . Đối với Streptomyces kanamyceticus
ATCC 12.853 thì các nguyên tố Ca, Mn lại không gây ảnh hưởng đến khả năng
sản xuất Kanamycin của xạ khuẩn này, Magie sunfat và kali photphat ở nồng độ

0,4g/l và 1,0g/l có lợi cho S. kanamyceticus, Fe ở nồng độ 0,25mg/ml, Zn
:0,575mg/ml và Mo: 0,04mg/ml cho tăng trưởng và sinh tổng hợp kháng sinh
cực đại. Các nguyên tố Cu, Co,Ni, V có thể ức chế sự sinh trưởng của xạ khuẩn
này và sự hình thành kháng sinh( Ketaki Basak and S. K. Majumdar, 1975)
Nhìn chung đối với chủng Streptomyces sp các khoáng chất như phospho
(Martin, 2004), kali, sắt, kẽm và mangan cấp ở mức độ vết (liều lượng nhỏ) làm
tăng mức độ sản xuất kháng sinh (Gesheva, Ivanova, & Genava 2005).
1.2.1.4. Một số môi trường dinh dưỡng thích hợp cho lên men sinh tổng hợp
các hoạt chất từ chủng xạ khuẩn Streptomyces.sp
Các nghiên cứu cho thấy, mỗi chủng khác nhau và tùy mỗi mục đích lên
men mà môi trường dinh dưỡng cũng khác nhau. Như môi trường sản xuất
Streptomycine từ Streptomyces griseus: Để kiểm tra khả năng sinh tổng hợp
Streptomycine của chủng Streptomyces griseus, chủng được nuôi trên môi
trường gồm tinh bột, peptone nước chiết thịt, casein (1% ) in trong nước cất sau
đó môi trường được tối ưu hóa bằng cách khảo sát thay đổi nguồn C (Maltose,
Sucrose, Lactose, Glucose), bổ sung khoáng (Ca, Zn, Fe, Co.). Sau nghiên
cứu, môi trường thích hợp cho sinh tổng hợp Streptomycine là 0.03g Casein,
0.025g Peptone, 0.025g K2HPO4, 0.03g CaCO3, 0.025g Yeast extract, 10g
bột rơm, 100ml nước cất và điều chỉnh pH-10.

Lương Thị Hồng

16

Lớp: CNSH-1201


Viện Đại học Mở Hà Nội

Khóa luận tốt nghiệp

Để tối ưu hóa môi trường sản xuất chất kháng sinh từ Actinomycetes,
Basavaraj K Nanjwade và cộng sự (2010) đã nghiên cứu từ môi trường cơ bản
0.3 % yeast extract, 0.35 % CaCO3 và 0.5 % NaCl, sau đó bổ sung để tối ưu
nguồn C, N, vi lượng.
Theo Myn Uddin và cộng sự (2013), để lựa chọn môi trường thích hợp
cho sinh tổng hợp chất kháng các vi khuẩn gây ngộ độc thực phẩm như E. Coli,
Pseudomonas aeruginosa, Shigella sonnei, Salmonella typhi... từ chủng
Streptomyces albolongus, 4 môi trường đã được kiểm tra gồm: Môi trường A:
Beef extract (3 g), Peptone (5 g), NaCl (5 g), Nước cất (1000 ml); Môi trường B:
Yeast extract (0.2%), Glucose (1.0%), K2HPO4 (0.1%), NaCl (0.5%); Môi
trường C: Beef extract (0.75%), Peptone (0.25%), NaCl (1.5%), KCl (1.0%),
MgCl2(1.0%), FeSO4(1.0%) và Môi trường D: Corn steep liquor (0.2%),
Glucose (1.0%), K2HPO4(0.1%), NaCl (0.5%). pH được điều chỉnh đến 7.0. Kết
quả cho thấy môi trường D cho khả năng tạo chất kháng khuẩn mạnh nhất.
Theo Nguyễn Văn Hiếu và cộng sự (2012), môi trường thích hợp cho sinh
tổng hợp chất kháng sinh là (g/l): Tinh bột tan -15; glucose -2,5; pepton -4;
(NH4)2SO4 -2,5; CaCO3 -2, pH 7;
Theo Phạm Thu Trang và cộng sự (2014), môi trường thích hợp cho sinh
tổng hợp chất kháng sinh là A4H (g/l): Glucoza 15; bột đậu tương 15; NaCl 5;
CaCO3 1; pH=7.
Tổng hợp các nghiên cứu trên, ta thấy rằng, môi trường cho sinh tổng hợp
các hoạt chất của chủng Streptomyces ngoài các nguồn Carbon, Nitơ thông
thường như tinh bột tan, glucose, dextrose, pepton, corn steep liquor (cao ngô),
beef extract (nước chiết thịt), yeast extract (cao nấm men), casein là các muối
khoáng, vi lượng như (NH4)2SO4, CaCO3, NaCl, K2HPO4, MgCl2, FeSO4,
MnCl2.

Lương Thị Hồng

17

Lớp: CNSH-1201


Viện Đại học Mở Hà Nội

Khóa luận tốt nghiệp

1.2.2 Ảnh hưởng của điều kiện nuôi cấy đến sinh trưởng và tích lũy các sản
phẩm amino acid của chủng Streptomyces sp.
1.2.2.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ
Nhiệt độ có ảnh hưởng lớn tới sinh trưởng, phát triển của vi sinh vật trong
đó có xạ khuẩn. Không những thế, sự hình thành một số sản phẩm vi sinh vật
quan trọng cũng có ảnh hưởng không nhỏ bởi nhiệt độ. Tuy nhiên, nhiệt độ tốt
cho sinh trưởng lại chưa chắc tốt cho sinh tổng hợp các hợp chất hữu cơ, sinh
khối nhiều chưa chắc cho sản phẩm nhiều nhưng sinh khối ít cũng có khả năng
giảm sinh tổng hợp các hoạt chất hữu cơ mong muốn. Mỗi chủng vi sinh vật
khác nhau, mỗi hợp chất hữu cơ tạo thành khác nhau có nhu cầu nhiệt độ khác
nhau.
Nhiệt độ có ảnh hưởng rất lớn đến sinh trưởng và khả năng tổng hợp các
hoạt chất của xạ khuẩn. Ở nhiệt độ thích hợp, các hóa chất và các phản ứng của
enzyme trong tế bào tăng nhanh do đó sự sinh trưởng của xạ khuẩn cũng tăng
nhanh. Khi nhiệt độ tăng cao hoặc giảm thấp, các protein, nucleic acid và các
chất khác trong tế bào sẽ nhạy cảm và trở nên bất động. Đa số các xạ khuẩn phát
triển tốt ở nhiệt độ 28-300C nhưng nhiệt độ tối ưu cho sinh trưởng và tổng hợp
các hoạt chất thường nằm trong các khoảng khác nhau. Kết quả nghiên cứu của
Lê Thị Thanh Xuân và cộng sự (2007) cho thấy, ở nhiệt độ 300C hai chủng xạ
khuẩn xạ khuẩn Streptomyces cyaneogryceus HD54 và Streptomyces
hygroscopicus HD58 sinh tổng hợp chất kháng sinh chống nấm Fusarium

oxysporum FO47 đạt cực đại.
Theo nghiên cứu của Đào Thị Lương và cộng sự (2008), chủng
Streptomyces sp L30 sinh tổng hợp chất kháng sinh thích hợp trong khoảng
nhiệt độ từ 28-300C. Năm 2006, Bùi Thị Việt Hà đã công bố nhiệt độ 25-350C là
nhiệt độ tối ưu cho 3 chủng xạ khuẩn Streptomyces T-41, Streptomyces D-42,
Streptomyces TC-54 sinh chất kháng sinh mạnh [2].Theo các nhà khoa học Viện
Công nghệ sinh học-Viện Khoa học và công nghệ Việt Nam (2011), điều kiện

Lương Thị Hồng

18

Lớp: CNSH-1201