PHÁT TRIỂN MỘT QUY TRÌNH LÊN MEN ĐƠN GIẢN MỚI ĐỂ SẢN SUẤT SINH KHỐI

PHÁT TRIỂN MỘT QUY TRÌNH LÊN MEN ĐƠN GIẢN MỚI ĐỂ SẢN SUẤT
SINH KHỐI MAGNETOSPIRILLUM GRYPHISWALDENSE MSR-1

NHÓM 3:
Nguyễn Thị Bích
Lê Nguyễn Khánh Duy
Lê Minh Hải
Nguyễn Minh Tuấn


•
•
•

Kết luận

III

II

Nguyên liệu, phương pháp tiến hành
Quy trình lên men

I


I.Giới thiệu



Vi khuẩn Magnetotactic (MTB) là các nhóm vi khuẩn đa dạng được phát sinh từ cùng 1 loại

có khả năng tổng hợp magnetosome



Magnetosome các cơ quan nội bào kích thước nano có chứa các hạt từ tính ( magnetite
hoặc greigite )bao bọc bởi một màng phospholipid .


Tại sao phải tổng hợp magnetosome ?

Ứng dụng

Thay thế các sản phẩm nano hạt từ tính

Công nghệ sinh học và y sinh học 

Xử lý nước thải


Sự hình thành magnetosome .



Nồng độ oxygen: điều kiện nghèo oxygen cung cấp không khí chứa 1% O2 để
duy trì điều kiện vi hiếu khí.



Khử nitrogen các con đường sinh hóa .

Năng suất được quyết định bởi các yếu tố như thành phần môi trường, phương pháp
feed, chế độ thủy động trong bioreactor và thành phần oxy khả dụng


Nguyên liệu

Phương pháp tiến hành


Magnetospirillum
Chủng vsv

gryphiswaldense
(MSR-1)

Môi trường nuôi cấy

FSM


Hệ thống lên men

•
•
•
•
•

Lưu lượng khí: 0-100mL/phút
Màng lọc: 0,22 µm

Chế độ khuấy 100-500rpm
pH 7 ± 0.05
o
Nhiệt độ 30 C


Phân tách tế bào theo dòng chảy:
BD Accuri C6
Mẫu
(PBS)

Tạo dịch treo

Nhuộm

Ánh sáng (488 nm)
Tán xạ xuôi
Tán xạ ngang

Thu nhận dữ liệu


Evolution 300 UV-vis
(565 nm)


Đo các phản ứng từ tính (Cmag)


Khảo nghiệm nitrate và nitrite

- 40 lần
Mẫu

Pha loãng

5 g.L-1 tác nhân Szechrome NAS
85-86% (v/v) H3PO4 và 95-97% H2SO4
(1:1)

- 1 giờ
Ủ

- 570 nm
Đo độ hấp thu


Khảo nghiệm acid lactic

L-lactic acid (Megazyme, Ireland)


Nồng độ sắt

Phân tích ở 248.3 nm bằng một
đèn cathode rỗng nguyên tố
sắt (SMI-LabHut Ltd.) hoạt động
ở cường độ dòng 30 mA với
ngọn lửa acetylene/không khí
(0.7 L.phút-1 acetylene và 4.0

L.phút-1 không khí)


Quan sát dưới kính hiển vi điện tử truyền suốt

-14000rpm

Ly tâm

-1

-3 phút

mL dung dịch

glutaraldehyde

Tạo dịch treo

2.5%
-potassium
phosphate 0.1
M

-1 giờ

Ủ

Rửa cồn

Gắn vào nhựa cây

Quan sát


II.1 Quy trình lên men.



Thành phần magnetosome của tế bào được xác định bằng phương pháp phân
tích quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS).



Đầu tiên chế độ cấp khí (0 – 100 ml.Phút-1) và các tốc độ khuấy khác nhau (100500 rpm). Lưu lượng khí trên 10 ml.Phút-1 và tốc độ khuấy trên 300 rpm ở đầu
quá trình lên men


Cung cấp oxygen theo 2 giai đoạn : tăng sinh khối , hình thành
magetosome

  Tăng sinh khối : Nuôi cấy hiếu khí MSR-1 ( FMS nồng độ sắt 7.7 mg.L-1 , khuấy

150-400 rpm, lưu lượng khí 10 ml.Phút-1, mức độ po2 >10%). tới khi ~6 .
t=60h. Hệ thống được lọc liên tục bằng khí nitrogen (0.4 – 0.6 l.Phút-1) để giảm
nhanh po2 xuống 0.


 Hình
thanh magetosome: MSR-1 được nuôi cấy trong điều kiện khí oxygen hạn

 

chế (pO2 ≤ 0.4%) ,chế độ điều chỉnh pH tự động trong 54 giờ tới khi khoảng
4.3. Sau đó feed sắt chloride tăng Fe3+ lên 414 mg.L-14 và Mineral Elixir 1.4mg
Fe2+.L-1



Sau cùng ~6.4, nồng độ sắt nội bào tang từ 3.1-6.1 mg.G-1 DCW sau tổng thời
gian lên men là 71 giờ.


II.2 Tối ưu hóa lượng acid lactic.



Nồng độ acid lactic lần lượt là 50, 100 hoặc 200 g.L-1 . Độ pH của dung dịch feed
lần lượt là 3.65, 3.05 và 2.65. Hệ quả là, dịch feed có tính acid cao nhất cần dung
tích ít nhất để duy trì giá trị pH (7.0 ± 0.05).



Giá trị OD595 cao nhất ở thí nghiệm với dung dịch feed có nồng độ acid lactic 50
g.L-1.


Độ từ tính tế bào (Cmag)



Lượng acid lactic trong dung dịch feed tương quan nghịch so với lượng sinh khối
sau cùng.


Nồng độ sinh khối cao nhất thu được ở thí nghiệm với thành phần feed 50 g.L-1 acid
lactic, tuy nhiên hàm lượng sắt và Cmag cao nhất dụng dịch feed chứa 200 g.L-1
acid lactic.