TỐI ƯU HÓA SINH TỔNG HỢP LIPASE TỪ BACILLUS LICHENIFORMIS Ử DỤNG MA TRẬN PLACKETTBURMAN VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐÁP ỨNG BỀ MẶT – PHƯƠNG ÁN CẤU TRÚC CÓ TÂM

TỐI ƯU HÓA SINH TỔNG HỢP LIPASE TỪ BACILLUS LICHENIFORMIS
SỬ DỤNG MA TRẬN PLACKETT-BURMAN VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐÁP ỨNG
BỀ MẶT – PHƯƠNG ÁN CẤU TRÚC CÓ TÂM

Tác giả

HUỲNH THỊ THANH HIỀN

Khóa luận được đệ trình để đáp ứng yêu cầu cấp bằng Kỹ sư ngành
Bảo quản và chế biến nông sản và vi sinh thực phẩm

Giáo viên hướng dẫn:
ThS. Bùi Hồng Quân

Tháng 08 năm 2010

i 
 


LỜI CẢM ƠN
Con kính tặng thành quả này cho Ba Mẹ và các thành viên của gia đình, những
người đã nuôi dưỡng, dạy dỗ con nên người, luôn khuyên nhủ, động viên và chia xẻ
cùng con những vui buồn trong cuộc sống.
Mãi ghi nhớ công ơn của các Thầy Cô Khoa Công Nghệ Thực Phẩm Trường
Đại Học Nông Lâm thành phố Hồ Chí Minh đã truyền đạt cho con những kiến thức
quý báu.
Xin cho em bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Thầy Bùi Hồng Quân đã tận tình
giúp đỡ và nhiệt tình hướng dẫn cho em trong thời gian thực hiện đề tài.
Cảm ơn tập thể Vi sinh 32 đã động viên giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực
hiện đề tài này và cho tôi những kỷ niệm khó phai của đời sinh viên.

Một lần nữa xin cảm ơn tất cả.
Huỳnh Thị Thanh Hiền

ii 
 


TÓM TẮT
Đề tài “Tối ưu hóa sinh tổng hợp lipase từ Bacillus licheniformis sử dụng ma
trận Plackett-Burman và phương pháp đáp ứng bề mặt – phương án cấu trúc có tâm”
đã được thực hiện tại phòng thí nghiệm hóa sinh thuộc viện công nghệ sinh học và
thực phẩm đại học Công Nghiệp, thành phố Hồ Chí Minh, từ ngày 8/03/2010 đến
30/06/2010. Đề tài gồm 2 phần chính:
Trong phần 1, chúng tôi tiến hành thí nghiệm xây dựng đường cong sinh trưởng
của B. licheniformis để xác định mức độ tăng trưởng của vi khuẩn từ đó tìm ra thời
điểm bổ sung giống thích hợp (tuổi của giống). Kết quả thí nghiệm cho thấy vi khuẩn
phát triển nhanh và đạt mật độ cao nhất sau 25 giờ nuôi cấy trong điều kiện nhiệt độ
thường và chế độ lắc. Thời gian nuôi cấy ảnh hưởng rất có ý nghĩa lên mật độ vi sinh
vật.
Trong phần 2, chúng tôi khảo sát ảnh hưởng của các yếu tố trong môi trường
nuôi cấy lên sản lượng lipase. Thí nghiệm trải qua hai giai đoạn: thí nghiệm sàng lọc
và thí nghiệm chính.
Thí nghiệm sàng lọc sử dụng ma trận Plackett-Burman để xác định các yếu tố
ảnh hưởng chính đến sản lượng lipase. Kết quả thí nghiệm cho thấy CaCl2, tỷ lệ giống
và dịch chiết nấm men là ba yếu tố có ảnh hưởng chính đến sản lượng lipase với hệ số
ảnh hưởng lần lượt là 3,25; 3,09; 2,67.
Thí nghiệm chính được thiết kế theo phương pháp đáp ứng bề mặt (RSM)phương án cấu trúc có tâm. Giá trị tối ưu của ba yếu tố để đạt được sản lượng lipase
cao nhất đã được xác định như sau tỷ lệ CaCl2 (1,52%), tỷ lệ giống (4,39%) và dịch
chiết nấm men (3,63%) cho sản lượng lipase cực đại theo mô hình là 20,5327 U/ml.

iii 
 


MỤC LỤC
Trang
Trang tựa........................................................................................................................ i
Lời cảm ơn .................................................................................................................... ii
Tóm tắt ......................................................................................................................... iii
Mục lục ....................................................................................................................... iv
Danh sách các chữ viết tắt .......................................................................................... vii
Danh sách các bảng ................................................................................................... viii
Danh sách các hình ...................................................................................................... ix
CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU ................................................................................................1
1.1. Đặt vấn đề ...............................................................................................................1
1.2. Mục đích của đề tài.................................................................................................2
CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN ........................................................................................3
2.1. Bacillus licheniformis .............................................................................................3
2.1.1. Đặc điểm của B. licheniformis ......................................................................3
2.1.2. Các nghiên cứu về B. licheniformis ..............................................................3
2.1.3. Tác hại ...........................................................................................................5
2.1.4. Ứng dụng ......................................................................................................5
2.2. Tổng quan về enzym lipase ....................................................................................7
2.2.1. Cấu tạo ..........................................................................................................7
2.2.2. Cấu trúc .........................................................................................................7
2.2.3. Các phản ứng xúc tác của lipase ...................................................................8
2.2.4. Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng sinh tổng hợp lipase .................................... 9
2.2.4.1 Ảnh hưởng của thành phần môi trường dinh dưỡng ............................. . 9
2.2.4.1.1.Ảnh hưởng của nguồn cacbon ................................................. 9
2.2.4.1.2. Ảnh hưởng của nguồn nitơ ...........................................10

2.2.4.1.3. Ảnh hưởng của nguồn khoáng ......................................10
2.2.4.2. Ảnh hưởng của điều kiện nuôi ......................................................10
2.2.4.2.1. pH môi trường .............................................................10
2.2.4.2.2. Độ thông khí

.............................................................11
iv 

 


2.2.4.2.3. Mật độ tế bào .............................................................11
2.2.5. Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính của lipase ..........................................11
2.2.5.1. Nhiệt độ .........................................................................................11
2.2.5.2. pH ..................................................................................................11
2.2.5.3. Hoạt độ nước .................................................................................12
2.2.5.4. Ion kim loại ...................................................................................12
2.2.6. Nguồn thu nhận ...........................................................................................13
2.2.6.1. Động vật ........................................................................................13
2.2.6.2. Thực vật .........................................................................................14
2.2.6.3. Vi sinh vật .....................................................................................14
2.2.7. Ứng dụng ....................................................................................................15
2.2.7.1. Trong công nghệ thực phẩm .........................................................16
2.2.7.2. Trong mỹ phẩm .............................................................................17
2.2.7.3. Trong công nghiệp thuộc da, công nghiệp giấy ............................17
2.2.7.4. Trong y học ...................................................................................18
2.2.7.5. Trong công nghiệp tẩy rửa, xử lí nước thải ..................................18
2.2.7.6. Trong công nghiệp hóa dầu, trong nông nghiệp ...........................19
2.2.7.7. Dầu sinh học .................................................................................19
CHƯƠNG 3 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...........................20

3.1. Địa điểm và thời gian tiến hành thí nghiệm .........................................................20
3.2. Vật liệu và hóa chất sử dụng ................................................................................20
3.2.1. Chủng vi sinh vật ........................................................................................20
3.2.2. Hóa chất ......................................................................................................20
3.2.3. Thiết bị sử dụng ..........................................................................................20
3.2.4. Môi trường nghiên cứu ...............................................................................21
3.3. Bố trí thí nghiệm ..................................................................................................21
3.3.1. Thí nghiệm xác định mức độ tăng trưởng của vi khuẩn .............................21
3.3.2. Thí nghiệm xác định thành phần môi trường..............................................21
3.3.2.1. Thí nghiệm sàng lọc ..........................................................................21
3.3.2.2. Thí nghiệm chính...............................................................................22
3.4. Phương pháp nghiên cứu ......................................................................................25
v 
 


3.4.1. Phương pháp vi sinh vật..............................................................................25
3.4.2. Phương pháp hóa sinh .................................................................................25
3.5. Phương pháp xử lí số liệu .....................................................................................26
CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.............................................................27
4.1. Thí nghiệm xây dựng đường cong sinh trưởng của B. licheniformis ..................27
4.1.1. Thí nghiệm .................................................................................................27
4.1.2. Kết quả ........................................................................................................27
4.2. Thí nghiệm sàng lọc .............................................................................................28
4.2.1. Thí nghiệm ..................................................................................................28
4.2.2. Kết quả ........................................................................................................28
4.3 Thí nghiệm chính ...................................................................................................32
4.3.1. Thí nghiệm ..................................................................................................32
4.3.2. Kết quả ........................................................................................................33
4.3.2.1. Kết quả ảnh hưởng của tỷ lệ CaCl2 ...................................................35

4.3.2.2. Kết quả ảnh hưởng của tỷ lệ giống....................................................36
4.3.2.3. Kết quả ảnh hưởng của tỷ lệ dịch chiết nấm men .............................37
4.3.2.4. Kết quả ảnh hưởng qua lại của từng cặp yếu tố ...............................38
4.3.2.4.1. Tìm các điểm cực trị trên bề mặt đáp ứng thu được khi các
yếu tố trong phạm vi nghiên cứu .......................................................39
4.3.2.4.2 Tìm các điểm cực trị trên bề mặt đáp ứng thu được khi tỷ lệ
giống thấp nhất

............................................................................41

CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ .................................................................43
5.1. Kết luận.................................................................................................................43
5.2. Đề nghị .................................................................................................................43
TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................................45
PHỤ LỤC ...................................................................................................................59

vi 
 


DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT
CCD: Central Composite Design
CV: Coefficient of Variation
df: Degree of freedom
MS: Mean squares
NA: Nutrient Broth Agar
NB: Nutrient Broth
RSM: Response Surface Methodology
SnDL: Snail digestive lipase
SS: Sum of squares

 

 

vii 
 


DANH SÁCH CÁC BẢNG
Trang
Bảng 2.1: Các tác nhân ức chế và xúc tác hoạt động của lipase vi khuẩn..................12
Bảng 2.2: Ứng dụng của lipase trong các ngành công nghiệp....................................15
Bảng 3.1: Các biến trong ma trận Plackett-Burman ..................................................23
Bảng 3.2: Ma trận thiết kế thí nghiệm Plackett – Burman .........................................23
Bảng 3.3: Nồng độ 3 yếu tố dùng trong RSM-CCD...................................................24
Bảng 3.4: Môi trường cơ bản theo RSM-CCD để tối ưu hóa sản lượng lipase ........ 24
Bảng 4.1: Sản lượng lipase thu được trong thí nghiệm sàng lọc yếu tố .....................29
Bảng 4.2: Ảnh hưởng của các biến trong ma trận Plackett – Burman .......................30
Bảng 4.3: Sản lượng lipase thu được trong thí nghiệm CCD .....................................32
Bảng 4.4: Bảng ANOVA của các yếu tố khảo sát ....................................................34  
Bảng 4.5: Các giải pháp để thu được sản lượng lipase cao nhất ................................39
Bảng 4.6: Các điểm cực trị thu được từ mô hình (bề mặt đáp ứng) ...........................41

viii 
 


DANH SÁCH CÁC HÌNH
Trang

Hình 2.1: B. licheniformis............................................................................................ 3
Hình 2.2: cấu trúc lipase của B. subtilis .......................................................................8
Hình 4.1: Đường cong sinh trưởng của B. licheniformis trong môi trường NB ....... 27
Hình 4.2: Ảnh hưởng của tỷ lệ CaCl2 lên sản lượng lipase của B. licheniformis ...... 35
Hình 4.3: Ảnh hưởng của tỷ lệ giống lên sản lượng lipase của B. licheniformis .......36
Hình 4.4: Ảnh hưởng của tỷ lệ dịch chiết nấm men lên sản lượng lipase của B.
licheniformis ............................................................................................................... 37
Hình 4.5: Mặt đáp ứng sản lượng lipase theo CaCl2 và tỷ lệ giống .......................... 38
Hình 4.6: Mặt đáp ứng sản lượng lipase theo tỷ lệ giống và chiết nấm men ............ 38

 

ix 
 


 

Chương 1
MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề
Enzym là chất xúc tác sinh học được tạo thành trong tế bào sinh vật. Nó đóng
vai trò quan trọng và không thể thiếu được trong trao đổi chất. Nhiều enzym đã được
nghiên cứu và sử dụng trong các ngành công nghiệp như công nghiệp thực phẩm, dược
phẩm, mỹ phẩm, công nghiệp hóa dầu, công nghiệp sản xuất chất tẩy rửa (Choi và ctv,
2006).
Lipase chiếm khoảng 5% thị trường enzym, nó chỉ đứng sau protease và
carbohydrase trên thị trường enzym thế giới (Vakhlu và Kour, 2006). Lipase ngày
càng được ứng dụng nhiều trong các ngành công nghiệp: thực phẩm, hoá học, dược
phẩm, mỹ phẩm, thuộc da và công nghiệp tẩy rửa. Lipase có thể được tìm thấy trong

thực vật, động vật và vi sinh vật. Giống như carbohydrase và protease, lipase có nguồn
gốc từ vi sinh vật có tầm quan trọng trong thương mại và nghiên cứu hơn so với lipase
từ thực vật và động vật vì nó có các ưu điểm sau:
 Một lượng lớn lipase tinh sạch có thể được sản xuất trong thời gian ngắn.
 Lipase từ vi khuẩn nói chung ổn định hơn lipase từ động vật và thực vật.
 Lipase hoạt động dưới những điều kiện nhiệt độ và áp suất ôn hòa do đó giúp
tiết kiệm chi phí cho sự tiêu phí năng lượng trong các quá trình xử lý so với các
phương pháp truyền thống.
 Enzym sản xuất từ vi sinh vật có khả năng chịu nhiệt và những môi trường hóa
chất bất lợi thì ổn định ở nhiệt độ cao.
 Do tính đặc hiệu của enzym, những sản phẩm không mong muốn thường xuất
hiện trong phản ứng được giảm hoặc giới hạn.
 Lipase có thể hoạt động trong dung môi hữu cơ dùng trong công nghiệp.

1 
 


 Khi được cố định lipase có thể sử dụng được dưới những điều kiện công nghiệp
đặc thù như nhiệt độ khoảng 70oC trong thời gian dài (Hasan và ctv, 2006;
Vakhlu và Kour, 2006; Ardhaoui và ctv, 2004).
Sự sản xuất enzym chịu nhiều ảnh hưởng của thành phần môi trường, nhiệt độ,
pH, thời gian nuôi cấy, hoạt độ nước… Đã có nhiều nghiên cứu về ảnh hưởng của
thành phần môi trường đến sự sinh tổng hợp lipase của B. subtilis, Aspergillus niger...
Ở Việt Nam, nhóm nghiên cứu của Quyền Đình Thi đã nghiên cứu phân lập
tương đối nhiều các chủng vi sinh vật sinh tổng hợp lipase (Quyền Đình Thi và ctv,
2003), tối ưu sinh tổng hợp lipase từ chủng Geotrichum sp. DTQ-26.3 (Nguyễn Sỹ Lê
Thanh và ctv, 2006) và từ Ralstonia M1 (Quyen và ctv, 2007), đánh giá các tính chất
lý hóa của lipase từ chủng Geotrichum sp. DTQ-26.3 (Nguyễn Sỹ Lê Thanh và Quyền
Đình Thi, 2007), Ralstonia M1 (Quyen và ctv, 2007) cho tới nhân dòng lipase (Quyen

và ctv, 2004) và biểu hiện lipase tái tổ hợp từ chủng Ralstonia M1 với mức độ cao ở E.
coli (Quyền Đình Thi và ctv, 2004; Quyen và ctv, 2005). Nhóm nghiên cứu của Bùi
Hồng Quân đã nghiên cứu về lipase của B. licheniformis và Pichia anomala (Bùi
Hồng Quân và Nguyễn Đức Lượng, 2009). Tuy nhiên, ở Việt Nam chưa có nhiều
nghiên cứu về khả năng sinh tổng hợp lipase bởi vi khuẩn B. licheniformis.
Được sự chấp thuận của Ban Chủ nhiệm khoa Công Nghệ Thực Phẩm, dưới sự
hướng dẫn của Thạc sĩ Bùi Hồng Quân, chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài: “TỐI ƯU
HÓA SINH TỔNG HỢP LIPASE TỪ Bacillus licheniformis SỬ DỤNG MA TRẬN
PLACKETT-BURMAN VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐÁP ỨNG BỀ MẶT”.
1.2. Mục đích của đề tài
Đề tài nhằm thực hiện mục tiêu sau đây:
- Khảo sát ảnh hưởng của nguồn C, nguồn Nitơ, pH, nguồn khoáng và tỷ lệ
giống lên quá trình sinh tổng hợp lipase của B. licheniformis.
-Trên cơ sở đó tìm ra tỷ lệ thích hợp các thành phần của môi trường cho quá
trình sinh tổng lipase của B. licheniformis.
Mục đích của chúng tôi là tối ưu hóa thành phần môi trường và điều kiện nuôi
cấy để gia tăng khả năng sinh tổng hợp lipase từ B. licheniformis nhằm gia tăng quy
mô sản xuất để thu nhận lipase.
2 
 


Chương 2
TỔNG QUAN
2.1. Bacillus licheniformis
2.1.1. Đặc điểm của B. licheniformis
B. licheniformis là trực khuẩn Gram dương sinh bào tử thường thấy trong đất và
lông chim. B. licheniformis sản xuất nhiều loại enzym ngoại bào có liên quan đến chu
trình của các chất dinh dưỡng trong tự nhiên như chu trình pentose phosphate, chu
trình tricarboxylic acid (Veith và ctv, 2004; Schallmey và ctv, 2004). Nó được sử dụng

rộng rãi với quy mô lớn trong sản xuất công nghiệp như sản xuất các enzym
(proteases, α-amylase, penicillinase, pentosanase, cycloglucosyltransferase, βmannanase), kháng sinh. B. licheniformis có thể tiết ra 20 - 25 g/lprotein.
Nhiệt độ tăng trưởng tối ưu của B. licheniformis là 50°C, nhưng nó cũng có thể
tồn tại ở nhiệt độ cao hơn.

Hình 2.1: B. licheniformis
( />2.1.2. Các nghiên cứu về B. licheniformis
Khả năng chuyển hóa kỵ khí đường và các dẫn xuất của đường như sorbitol,
gluconate và glucuronate của B. lichenifomis đã được nghiên cứu. Glucose được lên
3 
 


men qua con đường lên men hỗn hợp acid thành acetate, 2,3-butanediol, ethanol,
formate, lactate, succinate và pyruvate. Tuy nhiên, vi khuẩn này không có khả năng
lên men các dẫn xuất ba glucose. Khi B. lichenifomis được ủ kỵ khí với đường trong
sự hiện diện của nitrate, các sản phẩm chuyển hóa giảm, formate không xuất hiện và
acetate được tạo thành như là chất chuyển hóa chính. Sự phát triển và sự hình thành
acetate cũng xảy ra khi lên men kỵ khí B. licheniformis với từng dẫn xuất 3 glucose
khi có nitrate (Shariati và ctv, 1995).
Các chủng B. licheniformis phân lập từ ruột cá trôi Ấn Độ (Labeo rohita) cho
thấy khả năng sử dụng dimethoate như là nguồn cacbon duy nhất. Loại vi khuẩn này
sử dụng nhanh chóng dimethoate (hơn 0,6 mg/ml) và chúng có khả năng tăng trưởng
tốt trong môi trường có chứa 0,45 mg/ml dimethoate (Mandal và ctv, 2005).
Gần đây, việc giải trình tự gen của chủng B. licheniformis DSM13 đã được
hoàn tất, điều này cho phép nghiên cứu sâu hơn quá trình trao đổi chất và các khả năng
tiềm ẩn của nó (Veith và ctv, 2004).
Nhiễm sắc thể của B. licheniformis có một khu vực rộng lớn tương tự như B.
subtilis và B. halodurans. Khoảng 80% trong chuỗi mã hóa của B. licheniformis chứa
các gen cùng nguồn với B. subtilis vì vậy nó được coi là một phần của nhóm subtilislicheniformis. Mặc dù nhiễm sắc thể tương tự như B. subtilis nhưng giữa chúng có sự

khác nhau ở số lượng và vị trí của tiền phage, yếu tố chuyển vị, ngoại enzym và các
operon của con đường biến dưỡng chất thứ cấp.
Hai nhóm gen liên quan đến sự thoái hóa và sử dụng cellulose đã được tìm thấy
trong B. licheniformis nhưng không có ở B. subtilis. Hai nhóm gen này giúp cho B.
licheniformis có khả năng sử dụng cellulose như nguồn carbon và năng lượng.
Cellulose được biến đổi thành cellobiose và cuối cùng là thành glucose. B.
licheniformis ATCC14580 còn có khả năng phát triển trên carboxymethyl cellulose
như nguồn cacbon duy nhất. Những gen của B. licheniformis ATCC 14580 còn mã hóa
thêm những hoạt tính carbohydrase do đó vi khuẩn có khả năng phát triển trên nhiều
polysaccharides như: xylanase, endo-arabinase và pectate lyase giúp giảm
hemicelluloses; α-amylase và α-glucosidase giúp thủy phân tinh bột; chitinases cho sự
phân giải chito-oligosaccharides từ nấm và côn trùng; levanase cho sự sử dụng β-Dfructans (levans). B. licheniformis ATCC 14580 chiếm ưu thế về khả năng sử dụng
4 
 


nitrogen từ bên ngoài (proteins, peptides, amino acids, ammonia, nitrate và nitrite). B.
licheniformis cũng có khả năng sử dụng amino và imino nitrogen từ arginine,
asparagine và glutamine thông qua arginine deiminase, arginase, asparaginase và
glutaminase (Rey và ctv, 2004).
Một số điều kiện tăng trưởng của B. licheniformis có thể bị ức chế bởi
bacitracin. Hiệu quả ức chế của bacitracin chủ yếu trong giai đoạn đầu của quá trình
tăng trưởng. Mức bacitracin cần thiết để ngăn cản sự phát triển của B. licheniformis
cao hơn nhiều lần so với các sinh vật nhạy cảm như Staphylcoccus aureus. Do đó B.
licheniformis được coi là vi sinh vật có độ nhạy cảm thấp. Các quá trình ức chế này
đòi hỏi sự có mặt của cadmium hoặc ion kẽm (Snoke và Cornell, 1965).
Feijoo và ctv (1997) đã nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ và áp suất lên mức
độ tiêu diệt bào tử của B. licheniformis trong kem sữa. Tỷ lệ tiêu diệt bào tử đạt cao
nhất là 68% khi nhiệt độ đầu vào là 50°C và áp suất 200.000 kPa.
2.1.3. Tác hại

B. licheniformis thường gây ra tình trạng hư hỏng bánh mì. Vi khuẩn này sẽ làm
cho bánh mì dính và nhớt. Các bào tử của vi khuẩn không bị giết chết trong quá trình
nướng bánh (Pepe và ctv, 2003).
Các vụ ngộ độc thực phẩm từ sữa tươi, thức ăn cho trẻ em liên quan đến B.
licheniformis đã được nghiên cứu. Mặc dù, B. licheniformis thường gây hại cho đường
tiêu hóa nhưng nó cũng có thể gây hại đến các bộ phận khác của cơ thể. Nó có thể gây
ra viêm mắt, sẩy thai và làm giảm tính di động tinh trùng. Các độc tố sản xuất bởi B.
licheniformis có thể gây hại cho màng tế bào và làm thể đỉnh của tinh trùng sưng lên.
Tuy nhiên nó không gây hại trên ty thể (Kampfer và ctv, 1999).
2.1.4. Ứng dụng
Năm 1960, việc sản xuất protease bằng B. licheniformis theo phương pháp nuôi
cấy chìm đã được thực hiện (Chen và Tsai, 2006). Protease kiềm sản xuất bởi B.
licheniformis được sử dụng để bổ sung vào chất tẩy rửa, loại bỏ vết máu và làm mềm
da trong công nghiệp thuộc da. Protease này có khả năng hoạt động ở nhiệt độ thấp do
đó ngăn ngừa tình trạng co rút và phai màu quần áo (Thu Quỳnh Mai, 2010; Nadeem
và ctv, 2008; Shehri, 2004).
5 
 


Amylase từ B. licheniformis được sử dụng trong thủy phân tinh bột, công
nghiệp dệt, hồ dán (Gray và ctv, 1986; Stephens và ctv, 1984). B. licheniformis có khả
năng sản xuất cyclodextrin glycosyltransferase (EC 2.4.1.19) tốt nhất khi tinh bột
khoai tây được sử dụng như nguồn cacbon (Bonilha và ctv, 2006). B. licheniformis A2
được phân lập từ ruột của loài bọ trong cây cọ đỏ (Rhynchophorus ferrugineus) có khả
năng sản xuất chitinase hoạt động tối ưu ở 70oC và pH = 5 (Khiyami và Masmali
2008). Ngoài ra B. licheniformis còn có khả năng tổng hợp các loại enzym khác như
elastase (Chen và ctv, 2007), tannase (Mohapatra và ctv, 2009).
Bacitrain tổng hợp từ đồng phân L- của amino acid bởi B. licheniformis đã
được tinh sạch. Phản ứng enzym phụ thuộc vào ATP và Mg2+ (hoặc Mn2+). Khi đồng

phân L- của glutamic acid, ornithine, phenylalanine hay asparagine được thay thế bởi
các đồng phân D tương ứng, sự tổng hợp bacitracin vẫn xảy ra ngoại trừ trường hợp
của D-ornithine (Froyshov và Laland, 1974). Bacitracin được sản xuất bởi B.
licheniformis là một hỗn hợp của ít nhất 5 polypeptide. Kháng sinh này gồm có 3 hợp
chất riêng là kháng sinh A, B, C. Kháng sinh A thì chiếm ưu thế hơn so với hai loại
còn lại. Nó hoạt động chống lại nhiều vi khuẩn gram dương như Staphylococcui,
Streptococci, Corynebacter và Clostridia nhưng hầu như không chống lại vi khuẩn
gram âm (AL-Janabi, 2006).
Lin và ctv (2002) đã nghiên cứu các phản ứng sinh hóa của B. licheniformis
R08 với Pd2+ bằng các kỹ thuật quang phổ học để tạo điều kiện phát triển phương pháp
xử lí nước ở các vùng bị ô nhiễm. Ngoài ra nó còn có khả năng phục hồi của các ion
kim loại quý.
B. licheniformis còn được sử dụng để sản xuất một polymer không nhớt không
hòa tan trong nước. Polymer này dùng như một tác nhân để bịt kín các mao quản ở
vùng đất cao giúp quản lý và lưu trữ phân bón. Phân được lưu trữ sẽ giảm chi phí, tăng
hiệu quả sử dụng và an toàn môi trường đất. Là một sinh vật sống trong đất nên B.
licheniformis có khả năng cạnh tranh với phần lớn các loài phổ biến trong đất như
Arthrobacter và Bacillus (Ghaly và ctv, 2007).
Chủng B. licheniformis SB3086 là thành phần hoạt chất của thuốc trừ nấm vi
sinh để sử dụng trên các bãi cỏ, các loài cây lá kim, thảm cỏ trang trí và vườn ươm
(US Environmental Protection Agency Office of Pesticide Programs, 2001).
6 
 


Govender (2005) đã nghiên cứu khả năng chống lại Colletotrichum
gloeosporioides và Botryosphaeria parva, là các tác nhân gây hư hỏng xoài sau thu
hoạch, của B. licheniformis trong điều kiện ống nghiệm.
Các nhà nghiên cứu đang cố gắng để biến lông chim thành một thức ăn chăn
nuôi bằng cách lên men protein không tiêu hóa trên lông chim với B. licheniformis.

Khả năng B. licheniformis gây ra những thay đổi về màu sắc ở lông chim cũng được
nghiên cứu (Thu Quỳnh Mai, 2010).
B. licheniformis PTCC 1595 đã được nghiên cứu sản xuất chất nhũ hóa sinh
học. Chất hoạt động bề mặt sinh học có một số lợi thế hơn so với chất hoạt động bề
mặt hóa học như độc tính thấp hơn, thân thiện với môi trường hơn, tạo bọt cao hơn,
tính chọn lọc cao và có thể hoạt động ở nhiệt độ khắc nghiệt (Noudeh và ctv, 2007).
Chất hoạt động bề mặt sinh học được sản xuất từ B. licheniformis ở vịnh Ba Tư có khả
năng làm giảm sức căng bề mặt từ 72 xuống 35 mN/m (Rismani và ctv, 2006).
2.2. Tổng quan về enzym lipase
2.2.1. Cấu tạo
Lipase (EC 3.1.1.3) thuộc lớp enzym thủy phân có khả năng thủy phân
triglycerit thành di, mono glycerit hoặc glycerol và acid béo nhờ khả năng hoạt động
trên bề mặt dầu-nước. Hơn nữa lipase còn thủy phân một số ester khác như thiol,
polyol hay polyacid ester. Ngoài ra lipase còn có thể được sử dụng để tổng hợp các
acyglyceride (Treichel, 2010; Amara và ctv, 2009).
2.2.2. Cấu trúc
Van Pouderoyen và ctv (2001) đã xác định được cấu trúc bậc 3 của lipase từ B.
subtilis bằng tinh thể học tia X ở độ phân giải 1,5. Đây là cấu trúc đầu tiên được xác
định của một thành viên tronghọ I.4 của lipases vi khuẩn.Các lipase của B. subtilis có
dạng hình cầu với kích thước 35 Ao x 36Ao x 42Ao. Đây là enzyme một cấu tử có cấu
trúc cuộn α/β nhỏ với một tấm β có 6 sợi song song và 5 xoắn α hai trên một mặt của
tấm và ba ở mặt khác. Các xoắn của lipase B. subtilis tương tự như xoắn α/β của
enzym thủy phân khácSo sánh cấu trúc bậc 2 của lipase B. subtilis và của enzym thủy
phân thông thường cho thấy rằng lipase B. subtilis thiếu hai sợi β (β1 và β2) đầu tiên
so với các xoắn thông thường và xoắn αD được thay thế bởi một xoắn nhỏ 310. Hơn
nữa, xoắn αE nhỏ khác thường với chỉ một lượt xoắn ốc và một số một xoắn α bắt đầu
7 
 

hoặc kết thúc với 310. Bộ ba xúc tác Ser77, Asp133 và His156 và các phần còn hình
thành nên lỗ trống ái oxy (nhóm amit chính của Ile12 vàthì ở vị trí tương tự như những
lipase có cấu trúc bậc 3 đã được biết đến khác.Tuy nhiên, nó không có nắp và vị trí
hoạt động Ser77 thì tiếp xúc với dung môi.

Hình 2.2: Cấu trúc lipase của B. subtilis (van Pouderoyen và ctv, 2001)
(Với bộ ba xúc tác Ser77, His156 và Asp133 được ký hiệu lần lượt là S, H và D. Chữ
cái N và C biểu thị cho đầu N và đầu C).
2.2.3. Các phản ứng xúc tác của lipase
Xúc tác của enzym lipase được chia làm hai loại: thủy phân và tổng hợp (Öztürk,
2001)
a. Phản ứng thủy phân
RCOOR1 + H2ORCOOH + R1OH
b. Phản ứng tổng hợp
Có thể được chia thành 5 nhóm nhỏ sau:
Ester hóa (esterification) (1)
RCOOH +R1OH RCOOR1 + H2O
Ester hóa tương hỗ (interesterification) (2)
RCOOR1 + R2COOR3 RCOOR3 + R2COOR1
Rượu phân (alcoholysis) (3)
8 
 


RCOOR1 + R2OH RCOOR2 + R1OH
Acid phân (acidolysis) (4)
RCOOR1 + R2COOH R2COOR1 + RCOOH
Amino phân (aminolysis) (5)
RCOOR1 + R2NH2  RCONHR2 + R1OH
3 nhóm (1), (2), (3) thường được gọi chung là tranesterification

2.2.4. Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng sinh tổng hợp lipase
Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến sinh tổng hợp enzym. Những đặc điểm về tính chất,
sinh lý, sinh hóa của vi sinh vật có ý nghĩa quyết định hơn cả. Không phải tất cả mọi vi sinh
vật đều có khả năng sinh tổng hợp enzym như nhau, ngay cả trong những chủng cùng chi,
cùng loài cũng có thể rất khác nhau về sản lượng enzym. Trong số 4 chủng B. pumilus
(SG1, SG2, SG3 và SG4) thì B. pumilus SG2 có khả năng sản xuất lipase vượt trội hơn
cả (Sangeetha và ctv, 2008). Ngoài việc tuyển chọn chủng vi sinh vật có khả năng tổng
hợp các hệ enzym có hoạt tính cao còn cần phải tiến hành nuôi cấy chúng trong các điều
kiện tối ưu nhằm đảm bảo khả năng sinh tổng hợp và duy trì hoạt lực enzym của chúng.
2.2.4.1. Ảnh hưởng của thành phần môi trường dinh dưỡng
Thành phần môi trường là nhân tố có tác động quan trọng đến sự phát triển cũng như
quá trình tổng hợp enzym của vi sinh vật. Vi sinh vật thường phát triển trên môi trường
dinh dưỡng có chứa nguồn cacbon (dầu ăn), nguồn nitơ, nguồn photpho, khoáng đa
lượng (K, Ca, Mg, Fe) và các yếu tố vi lượng. Ngoài ra để vi sinh vật sinh tổng hợp
enzym tốt cũng cần phải cung cấp các chất cảm ứng đặc trưng riêng cho từng enzym.
2.2.4.1.1.Ảnh hưởng của nguồn cacbon
Có nhiều nguồn cacbon để lên men sinh tổng hợp lipase: các loại dầu thực vật,
tinh bột và các tween (Dutta và Ray, 2009; Mori và ctv, 2009; Dutra và ctv, 2008).
Dầu olive là nguồn cacbon tốt cho Penicillium aurantiogriseum, Fusarium oxysporum
sinh tổng hợp lipase (Rifaat và ctv, 2010; Lima và ctv, 2003). Tween 20 ở nồng độ
0,8% kích thích sự tổng hợp lipase của Staphylococcus epidermidis CMST Pi 2 cao
hơn so với các tween khác (Esakkiraj và ctv, 2010). Tuy nhiên, Tween 80 lại có ảnh
hưởng tốt lên khả năng sinh tổng hợp lipase bởi B. licheniformis, Serratia marcescens
ECU1010, Staphylococcus sp. Lp12 (Sangeetha và ctv, 2010; Zhao và ctv, 2009,
Pogaku và ctv, 2010).
9 
 


2.2.4.1.2. Ảnh hưởng của nguồn nitơ

Nitơ là yếu tố ảnh hưởng lớn đến sự sinh tổng hợp của nhiều enzym vì nitơ là
nguồn cung cấp vật liệu (nguyên tố nitơ) cho quá trình sinh tổng hợp protein. Peptone,
dịch chiết malt và casein là nguồn nitơ thích hợp cho sự sản xuất lipase của Fusarium
oxysporum (Rifaat và ctv, 2010). Bột rượu bắp sấy khô là nguồn nitơ rẻ tiền có thể
thay thế dịch chiết thịt bò trong quá trình sinh tổng hợp lipase của Serratia marcescens
ECU1010 (Zhao và ctv, 2009). Lin và ctv (1996) đã nhận thấy lipase kiềm của P.
alcaligenes F-111 được tổng hợp tốt nhất khi môi trường chứa bột đậu nành (1%),
peptone (1,5%) và dịch chiết nấm men (0,5%).
2.2.4.1.3. Ảnh hưởng của nguồn khoáng
Các nguyên tố đa lượng và vi lượng có ảnh hưởng lớn đến sự sinh trường và
sinh tổng hợp lipase của vi sinh vật. Sự sản xuất lipase của Bacillus sp LBN 4 tốt nhất
với sự có mặt của Na+ kế đến là K+ và Mg2+ trong môi trường lên men (Bora và Kalita,
2009). Lipase sản xuất bởi P. alcaligenes F-111 bị ảnh hưởng khi môi trường được bổ
sung thêm Mg2 + (Lin và ctv, 1996).
2.2.4.2. Ảnh hưởng của điều kiện nuôi
Điều kiên nuôi có ảnh hưởng lớn đến quá trình sinh trưởng và phát triển của vi
sinh vật. Điều kiện nuôi ở đây bao gồm các yếu tố pH, độ thông khí, mật độ tế bào.
2.2.4.2.1. pH môi trường
pH ban đầu của môi trường là một trong những yếu tố quan trọng ảnh hưởng rất
lớn đến sự phát triển và quá trình sinh tổng hợp lipase.Vi sinh vật sinh tổng hợp lipase
phát triển ở pH rất rộng, nấm Fusarium oxysporum có khả năng phát triển ở pH từ 5
đến 11 (Rifaat và ctv, 2010). Bora và Kalita (2009) nhận thấy pH gần giá trị trung tính
thường thích hợp cho sự phát triển cũng như quá trình sinh tổng hợp lipase của vi
khuẩn. Sự sản xuất lipase của Amycolatopsis mediterranei DSM43304 tốt nhất ở pH
của môi trường ban đầu là 7,5 (Dheeman và ctv, 2010). Sản lượng lipase của
Staphylococcus sp. Lp12 tăng từ 1 đến 3 đơn vị khi pH môi trường tăng dần từ 4 đến 8
(Pogaku và ctv, 2010). B. pumilus SG2 sản xuất lipase tốt nhất ở điều kiện kiềm (pH =
9,0). pH trên hoặc dưới giá trị này sản lượng enzym giảm đáng kể (Sangeetha và ctv,
2008). Pseudomonas sp. chủng S5 không tạo lipase trong môi trường axit (pH 3 và 5)
10

 
 


hoặc môi trường quá kiềm (pH 11). Lipase được sản xuất tối đa khi pH môi trường là
7. Ở pH = 9, sản lượng lipase giảm đến 80% (Baharum và ctv, 2003)
2.2.4.2.2. Độ thông khí
Rifaat và ctv (2010) đã nhận thấy sự thông khí có ảnh hưởng đến sản lượng
lipase. Các nghiên cứu cho thấy, tăng nồng độ ôxy làm tăng lượng lipase. Sự sản xuất
lipase của Fusarium oxysporum tăng khi tốc độ trao đổi oxy tăng. Tuy nhiên sự sản
xuất lipase bị ức chế hoàn toàn với chế độ lắc 200 vòng/phút ở mọi tỷ lệ giống.Tăng
hệ số trao đổi oxy từ 26 lên 38 h-1 làm cho sự sản xuất lipase của Staphylococcus
warneri EX17 tăng xấp xỉ 4 lần và đạt sản lượng cao nhất là 800 U/L (Volpato và ctv,
2009)
2.2.4.2.3. Mật độ tế bào
Số lượng tế bào vi sinh vật cũng có ảnh hưởng lớn tới sinh tổng hợp lipase. Sự
sản xuất lipase của Amycolatopsis mediterranei DSM 43304 tăng khi tỷ lệ giống tăng
và ở tỷ lệ giống 10% (v/v) lipase được tạo thành nhiêu nhất. Tuy nhiên khi tỷ lệ giống
tăng quá cao thì quá trình sinh tổng hợp enzym lại giảm (Dheeman và ctv, 2010)
2.2.5. Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính của lipase
2.2.5.1. Nhiệt độ
Nói chung, lipase có thể hoạt động trong khoảng nhiệt độ khá rộng. Lipase của
động vật và thực vật thường chịu nhiệt kém hơn so với lipase của vi sinh vật. Lipase
của tuyến tụy mất hoạt tính ở nhiệt độ trên 40oC trong khi lipase từ Asp. niger ổn định
ở 50oC (Öztürk, 2001).
Lipase từ các Bacilli ưa nhiệt hoạt động ở nhiệt độ cao hơn so với các sinh vật
ưa ấm. Lipase từ Pseudomonas sp. ưa ấm có hoạt tính dưới 50oC, nhưng cũng có thể
hoạt động ở vùng nhiệt độ cao hơn (Lin và ctv, 1996). Lipase từ hạt quả óc chó hoạt
động tối ưu ở 80oC (Yesiloglu và Demirkan, 2009).
Ngày nay để tăng khả năng chịu nhiệt của enzym người ta thường cố định

enzym trong các chất nền khác nhau.
2.2.5.2. pH
Tác động của pH lên hoạt tính của lipase phụ thuộc vào nguồn gốc của nó. Mặc
dù lipase có khoảng pH hoạt động khá rộng từ 4,0 đến 10,0 nhưng pH tối ưu của phần
lớn lipase trong khoảng từ 7,0 đến 9,0 (Öztürk, 2001).
11
 
 


Lipase của nấm Malassezia furfur có pH tối ưu ở vùng acid cũng như ở vùng
kiềm (Brunke và Hube, 2006). Lipase do Staphylococcus aureus, Staphylococcus
epidermidis hoạt động mạnh ở vùng acid (Ingham và ctv, 1981; Dupis và ctv, 1993).
Lipase được sản xuất bởi Escherichia coli BL21(DE3), Alcaligenes, B. cereus,
B. subtilis có khả năng hoạt động tốt ở pH kiềm (Rabbani và ctv, 2009; Mori và ctv,
2009; Dutta và Ray, 2009, Ma và ctv, 2006).
2.2.5.3. Hoạt độ nước
Dựa theo ảnh hưởng của hoạt độ nước lên hoạt tính của lipase có thể chia lipase
thành 3 loại.
Loại thứ nhất là lipase hoạt động tối ưu ở hoạt độ nước thấp. Newlase F
(Rhizopus niveus), lipase FAP-15 (Rhizopus oryzae) hoạt động tối ưu ở aw 0,19.
Loại thứ hai là lipase hoạt động tốt ở hoạt độ nước trung bình. Hầu hết các
lipase thuộc loại này và hoạt độ nước tối ưu trong loại này là khoảng 0,60.
Loại thứ ba là lipase hoạt động tốt ở hoạt độ nước cao (aw > 0,75). Lipase của
mầm lúa mì thuộc loại này và hoạt động tối ưu ở aw 0,90 (Xia và ctv, 2009).
2.2.5.4. Ion kim loại
Tùy vào nguồn gốc của lipase mà hoạt tính của nó có thể bị ảnh hưởng bởi một
lượng nhỏ ion kim loại. Các ion như Fe3+, Co2+ làm hoạt tính của lipase giảm đến 95%
(Ahmed và ctv, 2009). Ở nồng độ 1mM SeO2 và Li2SO4 làm hoạt tính của enzym
trong cám gạo giảm tương ứng 78 và 71% (Gangadhara và ctv, 2009).

Trái lại, Ca2+ (1 mM), Co2+ (0,1 mM) và Cu2+ (0,1 mM) lại có khả năng làm
tăng hoạt tính của lipase từ B. cereus C7 (Dutta và Ray, 2009). Lipase của P.
alcaligenes F-111 không chịu ảnh hưởng của các chất tẩy rửa khác nhau. Các chất hoạt
động bề mặt như sodium tripolyphosphate, sodium dodecyl benzene sulfonatevà
sodium alkyl benzene sulfonate không ảnh hưởng lên hoạt tính của enzym. Vì vậy
enzyme này rất thích hợp để áp dụng vào các chất tẩy rửa (Lin và ctv, 1996)
Bảng 2.1: Các tác nhân ức chế và xúc tác hoạt động của lipase vi khuẩn
Nguồn
Humicola
lanuginose

Ức chế

Xúc tác

Co2+, Ni2+, Cu2+, Sn2+, Hg2+

K+, Ca2+

12
 
 


Phycomyces nitens

Ag+, Hg2+, Pb2+ , Cu2+,

muối mật

KMnO4, NBS

C. deformans

Cu2+, Zn2+, PCMB, EDTA

Ca2+, Mg2+, Co2+

Asp. Niger

Ag+, iodoacetamide

-----------------------

Hg2+, Fe2+, Ca2+, Mg2+,

-----------------------

C. rugosa

Cu2+,Co2+

Bacillus spp.

Cu2+, Zn2+, Hg2+

-----------------------

P. fluorescens

I2, Fe3+, NBS

Ba2+, Ca2+

C. viscosum

Cu2+, Hg2+, Sn2+

Ca2+, Mg2+, Mn2+, muối mật

B. bassiana

Fe2+, Cu2+, Tween-80

Mg2+

Tuyến tụy của lợn

Ca2+, Sr2+, Mg2+

Zn2+, Cu2+, Hg2

(Fadõloğlu và Söylemez, 1997)
2.2.6. Nguồn thu nhận
Lipase có thể được thu nhận từ động vật, thực vật và vi sinh vật (Treichel và
ctv, 2010; Dutra và ctv, 2008). Nhưng nguồn lipase chủ yếu được tạo ra từ vi sinh vật
đặc biệt là nấm mốc, vi khuẩn và nấm men (Esakkiraj và ctv, 2009; Volpato và ctv,
2009).
2.2.6.1. Động vật
Nồng độ lipase trong tuyến tụy nhiều hơn 100 lần so với trong gan, ruột tá, ruột

non. Dựa theo khối lượng, tuyến tụy chứa nhiều lipase hơn 35 – 40 lần so với toàn bộ
máy tiêu hóa.
Nguồn lipase cũng đã được tìm thấy ở nơi khác trong đường tiêu hóa của con
người, ví dụ như bóng tá tràng, xoang môn vị, trong lưỡi, dạ dày và thực quản, bạch
cầu, mô mỡ, huyết thanh, phổi và sữa (Tietz và Shuey, 1993).
Lipase còn được thu nhận từ ruột cá trắm cỏ (Labeo rohita), vây của cá lia thia
(Cirrhinus reba) (Nayak và ctv, 2004; Islam và ctv, 2009). Amara và ctv (2009) đã
13
 
 


tinh sạch lipase từ hệ tiêu hóa của ốc sên (Eobania vermiculata). SnDL tinh sạch có
khối lượng khoảng 60 kDa. Nó tác động lên các chuỗi triacylglycerol mạch ngắn tốt
hơn các triacylglycerol mạch dài.
2.2.6.2. Thực vật
Lipase thực vật đa số được tìm thấy trong ngũ cốc và các hạt lấy dầu. Trong
những năm gần đây đã có sự quan tâm nghiên cứu lipase từ thực vật vì chúng rẻ, dễ
tinh sạch, rất linh hoạt và ổn định trong môi trường hữu cơ (Chen và Tsai, 1960).
Lipase từ các họ thực vật Asclepiadaceae, Euphorbiaceae, Caricaceae, hoặc
Rosaceae đã có nhiều ứng dụng. Nhiều nghiên cứu về một số đặc điểm sinh hóa và
tinh sạch lipase từ hạt óc chó trong phòng thí nghiệm đã được thực hiện (Yesiloglu và
Demirkan, 2009; Maeshima và Beevers, 1985; Moreau và ctv, 1980). Lipase từ hạt
thầu dầu mất khoảng 20% hoạt tính ở 60oC trong 30 phút ở pH 7,0 (Ory và ctv, 1960).
Lipase từ cám gạo xúc tác thủy phân các mối liên kết este chủ yếu trong chất béo trung
tính như các triglyceride (Gangadhara và ctv, 2009).
Hai loại lipase đã được tìm thấy trong nội nhũ của hạt thầu dầu (Ricinus
communis L.). Một loại có pH tối ưu là 5,0 (lipase acid) hoạt động mạnh trong suốt 2
ngày đầu của giai đoạn nẩy mầm. Loại thứ hai tối ưu ở pH kiềm (lipase kiềm) hoạt
động tốt từ ngày thứ 3 đến ngày thứ 5 (Muto và Beevers, 1974).

Lipase còn được tìm thấy trong Babaco (Carica pentagona Heilborn) - một cây
trong họ đu đủ có nguồn gốc ở vùng núi cận nhiệt đới của Ecuador. Lipase này có tốc
độ rượu phân sau 24h nhanh hơn 1,3 lần và tốc độ ester hóa nhanh gấp gần 6 lần so với
dạng papain thô (Mayer và ctv, 2003).
2.2.6.3. Vi sinh vật
Lipase từ vi khuẩn có nhiều khả năng thương mại hóa do chúng ổn định, tính
chọn lọc cao và đặc hiệu trên nhiều cơ chất (Dutra và ctv, 2008).
Lipase có thể được tạo ra từ nhiều chủng vi khuẩn như Bacillus lipase (B.
alkalophilus, B. amyloliquefaciens, B. licheniformis, B. stearothermophilus, B.
brevis,…) hoặc Streptomyces lipase (Streptomyces lividans, Streptomyces murinus...).
Lipase còn có thể được tổng hợp từ các loại nấm men như Candida, Pichia,
Saccharomyces... (Treichel, 2010; Rey và ctv, 2003; Charles và ctv; 1988). Fusarium
14
 
 


oxysporum sản xuất lipase tốt nhất trong điều kiện nuôi cấy chìm, hoạt tính enzym đạt
16,0 U/ml trong môi trường lỏng (Rifaat và ctv, 2010).
Vi sinh vật sinh tổng hợp lipase chủ yếu được phân lập từ đất và nơi chứa dầu
thực vật. Nhiều lipase có những tính chất đặc biệt được sinh tổng hợp bởi những vi
sinh vật phân lập từ Alaska và Siberi (Choo và ctv 1998), suối nước nóng (Olusesan và
ctv, 2009) và những nơi có nồng độ đường hoặc muối cao (Camacho và ctv, 2009;
Elwan và ctv, 1985).
2.2.7. Ứng dụng
Lipase tác động đến nhiều vị trí khác nhau trên các cơ chất, do đó, nó được ứng
dụng nhiều trong công nghiệp: thực phẩm, hoá học, dược phẩm, mỹ phẩm, thuộc da và
công nghiệp tẩy rửa.
Bảng 2.2: Ứng dụng của lipase trong các ngành công nghiệp
Ảnh hưởng

Công nghiệp
Bánh mì

Sản phẩm

Cải thiện mùi vị và kéo dài thời Bánh mì
gian bảo quản

Rau củ

Tăng hương vị

Rau củ

Hóa chất

Chọn lọc đồng phân

Hóa chất và các dạng thuốc

Tẩy rửa

Tổng hợp

Hóa chất

Thủy phân

Loại bỏ vết bẩn bề mặt

Mỹ phẩm

Tổng hợp

Tác nhân nhũ hóa và giữ ẩm

Sữa

Thủy phân mỡ sữa

Tác nhân tạo mùi

Làm chín phomat

Phomat

Cải biến chất béo của bơ

Bơ

Transesterification

Bơ ca cao, margarine

Thủy phân

Acid béo, glycerol, mono và

Mỡ và dầu

diglycerides

15
 
 


Nước chấm

Cải thiện chất lượng

Mayonnaise, nước sốt và
whippings và các loại nhũ
như kem và trứng

Thực

phẩm Transesterification

Thực phẩm dinh dưỡng

dinh dưỡng
Thuộc da

Thủy phân

Sản phẩm da

Thịt và cá

Tăng hương vị và loại bỏ chất Sản phẩm thịt, cá
béo

Giấy

Thủy phân

Sản xuất giấy

Dược phẩm

Transesterification

Lipit đặc biệt

Thủy phân

Thuốc hỗ trợ tiêu hoá

(Vulfson, 1994).
2.2.7.1. Trong công nghệ thực phẩm
Lipase có tác dụng cải thiện đặc tính của bột nhào làm tăng khả năng giãn nở,
giảm tính dính của bột nhào nhờ đó bột có thể cắt bằng máy một cách dễ dàng. Lipase
còn làm tăng thể tích và làm cho bánh xốp hơn. Lipase thủy phân một phần
triglyceride để làm tăng hàm lượng monoglyceride cho phép làm chậm đi quá trình
thoái hóa tinh bột (Horsmans và ctv, 2005; Rey và ctv, 2003).
Lipase có vai trò làm chín, tăng hương vị và chất lượng phomat. Lipase từ R.
miehei và chủng Aspergilli được thương mại hóa và sử dụng trong một vài loại phomai
Ý (Aehle, 2004; Chang và ctv, 2003).

Các ester có khối lượng phân tử thấp được tổng hợp nhờ lipase dùng làm chất
tạo mùi bổ sung vào các sản phẩm như bơ, rượu, mứt, kẹo (Chang và ctv, 2003). Ester
saccharide–acid béo, monoglycerides và diglycerides là chất nền, chất nhũ hóa phân
hủy sinh học quan trọng trong thực phẩm, mỹ phẩm và dược phẩm được sản xuất bởi
lipase của R. miehei, C. antarctica B, Burkholderia cepacia (Fregolente và ctv, 2009;
Freitas và ctv, 2009; Valério và ctv, 2009; Ye và ctv, 2009; Fregolente và ctv, 2008).
Các loại dầu thực vật rẻ tiền, chất lượng thấp có thể được nâng cao chất lượng
nhờ sử dụng lipase. Lipase có tác dụng cải biến các triacyglycerol bằng cách thay thế
các axít béo no bởi các axít béo không no, trong dung môi hiếm nước.
16