Nghiên cứu thu nhận cellulase từ vi khuẩn ruột mối và khả năng ứng dụng

TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH
KHOA HÓA HỌC
===  ===

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Đề tài:

NGHIÊN CỨU THU NHẬN CELLULASE TỪ VI
KHUẨN RUỘT MỐI VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG

Giáo viên hướng dẫn : Th.S Đào Thị Thanh Xuân
Sinh viên thực hiện

: Nguyễn Thị Hoa_ MSSV:1152043873
Dƣơng Thị Hoài_MSSV:1152040549

Lớp

: 52K - CNTP

Vinh – tháng 5/2016


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH

Độc lập -Tự do -Hạnh phúc

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên :

Nguyễn Thị Hoa_ MSSV:1152043873
Dƣơng Thị Hồi_MSSV:1152040549

Khóa

:

52K - Hóa Thực Phẩm

Ngành

:

Công nghệ thực phẩm

1.Tên đề tài :

Nghiên cứu thu nhận cellulase từ vi khuẩn ruột mối và khả năng
ứng dụng.

2. Nội dung nghiên cứu, thiết kế tốt nghiệp

Cán bộ hƣớng dẫn

:

ThS. Đào Thị Thanh Xuân

Ngày giao nhiệm vụ đồ án :

Ngày

tháng

năm 2016

Ngày hoàn thành đồ án

Ngày

tháng

năm 2016

:

Ngày

tháng

năm 2016

Chủ nhiệm bộ môn

Cán bộ hƣớng dẫn

(Ký ghi rõ họ tên)

(Ký, ghi rõ họ tên)

Sinh viên đã hoàn thành và nộp đồ án vào ngày

tháng

Ngƣời duyệt
(Ký, ghi rõ họ tên

năm 2016


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH

Độc lập -Tự do -Hạnh phúc

BẢN NHẬN XẾT TỐT NGHIỆP

Họ và tên sinh viên :

Nguyễn Thị Hoa_MSSV:1152043873
Dƣơng Thị Hồi_MSSV:1152040549

Khóa

:

52K - Hóa Thực Phẩm

Ngành

:

Cơng nghệ thực phẩm

Cán bộ hƣớng dẫn :
Cán bộ duyệt

ThS. Đào Thị Thanh Xuân

:

1. Nội dung nghiên cứu, thiết kế:
..........................................................................................................
..........................................................................................................
..........................................................................................................
..........................................................................................................
..........................................................................................................
2. Nhận xét của cán bộ hƣớng dẫn:
..........................................................................................................
..........................................................................................................
................................................. .........................................................
..........................................................................................................
............................................................................................ ..............
Ngày

tháng

năm 2016

Cán bộ hƣớng dẫn

(Ký, ghi rõ họ tên)


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH

Độc lập -Tự do -Hạnh phúc

BẢN NHẬN XẾT TỐT NGHIỆP

Họ và tên sinh viên :

Nguyễn Thị Hoa_MSSV:1152043873
Dƣơng Thị Hồi_MSSV:1152040549

Khóa

:

52K - Hóa Thực Phẩm

Ngành

:

Cơng nghệ thực phẩm

Cán bộ hƣớng dẫn :
Cán bộ duyệt

ThS. Đào Thị Thanh Xuân

:

1. Nội dung nghiên cứu, thiết kế:
..........................................................................................................
..........................................................................................................
........................................... ...............................................................
..........................................................................................................
2. Nhận xét của cán bộ duyệt:
...................................................... ....................................................
..........................................................................................................
................................................................................................ ..........
..........................................................................................................
Ngày

tháng

năm 2016

Cán bộ duyệt
(Ký, ghi rõ họ tên)


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Th.S Đào Thị Thanh Xuân
MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN.................................................................................................................. 1

TÓM TẮT ĐỒ ÁN .......................................................................................................... 2
LỜI NÓI ĐẦU ................................................................................................................. 3
MỞ ĐẦU ......................................................................................................................... 4
1. Lý do chọn đề tài ......................................................................................................... 4
2. Nhiệm vụ nghiên cứu .................................................................................................. 5
3. Vật liệu, phạm vi và nội dung nghiên cứu .................................................................. 5
3.1. Vật liệu ..................................................................................................................... 5
3.2. Phạm vi nghiên cứu .................................................................................................. 5
3.3. Nội dung nghiên cứu ................................................................................................ 5
3.4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài ................................................................. 6
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN ........................................................................................... 7
1.1. Tổng quan về loài mối .............................................................................................. 7
1. 1.1. Giới thiệu chung ................................................................................................... 7
1.1.2. Đặc điểm hình thái sinh học .................................................................................. 7
1.1.3.Vi sinh vật cộng sinh trong ruột mối ...................................................................... 8
1.2. TỔNG QUAN VỀ ENZYM CELLULASE ............................................................. 8
1.2.1. Giới thiệu chung .................................................................................................... 8
1.2.2. Cấu trúc của enzym cellulase ................................................................................ 9
1.2.3. Phân loại enzym cellulase ................................................................................... 10
1.2.4. Tính chất của enzym cellulase ............................................................................. 10
1.2.5. Cơ chất của enzym cellulase ............................................................................... 11
1.2.6. Cơ chế tác dụng của enzym cellulase .................................................................. 13
1.2.7. Nguồn gốc của enzym cellulase........................................................................... 15
1.2.8. Hoạt lực của enzym cellulase (cơ chế thủy phân cellulose)................................ 15
1.4. Nghiên cứu thu nhận enzym cellulase .................................................................... 16
1.4.1. Nuôi cấy bằng phương pháp lên men bề mặt ...................................................... 16
1.4.2. Nuôi cấy bằng phương pháp lên men chìm ......................................................... 17
1.5. Các ứng dụng thực tiễn của nhóm enzym cellulase ............................................... 18
1.5.1. Sơ lược về ứng dụng của nhóm enzym cellulase ................................................. 18
1.5. 2. Các ứng dụng của nhóm enzym cellulase .......................................................... 19

SVTH: Nguyễn Thị Hoa
Dương Thị Hoài

Page 1


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Th.S Đào Thị Thanh Xuân

CHƢƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP .......................................................... 26
2.1. Vật liệu ................................................................................................................... 26
2.2. Hóa chất và thiết bị ................................................................................................. 26
2.2.1. Hóa chất .............................................................................................................. 26
2.2.2. Thiết bị, dụng cụ .................................................................................................. 28
2.3. Các môi trƣờng nuôi cấy ........................................................................................ 28
2.3.1. Môi trường giữ giống .......................................................................................... 28
2.3.2. Môi trường nhân giống ....................................................................................... 28
2.3.3. Môi trường tiếp giống M3 ................................................................................... 28
2.4. Phƣơng pháp nghiên cứu ........................................................................................ 28
2.5. Phƣơng pháp nghiên cứu tuyển chọn các chủng có hoạt tính ................................ 30
2.5.1. Phương pháp chấm điểm ..................................................................................... 30
2.5.2. Phương pháp làm sạch ........................................................................................ 30
2.5.3. Phương pháp cấy chuyền và giữ giống ............................................................... 31
2.5.4. Phương pháp nhuộm Gram ................................................................................. 31
2.6. Các phƣơng pháp tiến hành định tên vi sinh vật .................................................... 32
2.6.1. Nhuộm Gram (phương pháp Hucker cải tiến ) ................................................... 32
2.6.2.Thử khả năng di động ........................................................................................... 32
2.6.3.Thử Indol .............................................................................................................. 33
2.6.4.Thử Metyl đỏ......................................................................................................... 33

2.6.5.Phản ứng Ure ....................................................................................................... 34
2.6.6. Thử khả năng phản ứng Citrate .......................................................................... 35
2.6.7. Thử catalaza ........................................................................................................ 36
2.6.8. Khả năng thủy phân tinh bột (Test Amylaza) ...................................................... 36
2.6.9. Kiểm tra khả năng lên men các loại đường ........................................................ 37
1.7. Xác định hàm lƣợng cellulose. ............................................................................... 38
1.7.1. Tổng quát. ............................................................................................................ 38
1.7.2. Cách xác định ...................................................................................................... 38
2.8. Nghiên cứu ứng dụng của vi khuẩn cellulase từ vi khuẩn ruột mối ....................... 39
2.8.1. Phương pháp nghiên cứu khả năng thủy phân cellulose đối với các cơ chất khác
nhau nhờ cellulase ......................................................................................................... 39

SVTH: Nguyễn Thị Hoa
Dương Thị Hoài

Page 2


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Th.S Đào Thị Thanh Xuân

2.8.2. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng tới khả năng thủy phân trên cơ chất lá sắn và lá
ngô ................................................................................................................................. 39
CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ................................................................ 42
3.1. Sàng lọc chủng sinh cellulase cao .......................................................................... 42
3.1.1. Kết quả tuyển chọn .............................................................................................. 42
3.1.2. Kết quả chấm điểm .............................................................................................. 42
3.1.3. Kết quả làm sạch và cấy chuyền ......................................................................... 43
3.1.4. Kết quả nhuộm Gram .......................................................................................... 44

3.2. Đặc điểm tế bào và sinh lý sinh hóa của chủng Bacillus G4 ................................. 44
3.2.1. Đặc điểm hình thái khuẩn lạc và hình thái tế bào .............................................. 44
3.2.2. Đặc điểm sinh hóa của chủng ............................................................................. 45
3.3.Nghiên cứu thu nhận enzym cellulase và khả năng ứng dụng của enzymcellulase 49
3.3.1.Nghiên cứu thu nhận enzym cellulase .................................................................. 49
3.3.2. Xác định hoạt tính Enzym .................................................................................... 50
3.3.3. Nghiên cứu khả năng ứng dụng........................................................................... 51
3.3.4.Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng tới khả năng thủy phân đối với cơ chất lá sắn và
lá ngô ............................................................................................................................. 52
3.3.5.Xác định hàm lượng cellulose .............................................................................. 59
CHƢƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ..................................................................... 61
4.1. Kết luận .................................................................................................................. 61
4.2. Đề nghị ................................................................................................................... 61
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................. 62

SVTH: Nguyễn Thị Hoa
Dương Thị Hoài

Page 3


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Th.S Đào Thị Thanh Xuân

DANH MỤC HÌNH
Hình 3.1. Kết quả chấm điểm chủng vi khuẩn sinh enzym cellulase ............................ 43
Hình 3.2. Chủng

đã đƣợc làm sạch và cấy chuyền................................................... 44

Hình 3.3. Đặcđiểm hình thái của chủng

.................................................................. 44

Hình 3.3. Hình thái khuẩn lạc và hình thái tế bào của chủng Bacillus G4. .................. 45
Hình 3.4. Hình ảnh nhuộm gram chủng G4 .................................................................. 46
Hình 3.5 Thử khả năng di động của chủng G4 ............................................................. 46
Hình 3.6 Thử Indol ........................................................................................................ 47
Hình 3.7 Thử metyl đỏ. ................................................................................................. 47
Hình 3.8: Thử phản ứng Ure. ........................................................................................ 48
Hình 3.9. Thử citrate ..................................................................................................... 48
Hình 3.10. Thử catalaza................................................................................................. 48
Hình 3.11.Đƣờng kính vịng thủy phân tinh bột ........................................................... 49
Hình 3.12.Thử khả năng lên men của các loại đƣờng ................................................... 49
Hình 3.15.Ảnh hƣởng của nhiệt độ tới khả năng thủy phân của enzym ....................... 53
Hình 3.16.Ảnh hƣởng của nhiệt độ tới hàm lƣợng glucose trên cơ chất lá sắn ............ 54
Hình 3.17.Ảnh hƣởng của nồng độ enzym tới hàm lƣợng glucose trên cơ chất lá ngơ 55

Hình 3.18.Ảnh hƣởng của tỷ lệenzym/cơ chất tới hàm lƣợng glucose trên cơ
chất sắn…………………………………………………………………………56
Hình 3.19.Ảnh hƣởng của giá trị pH tới hàm lƣợng glucose trên cơ chất ngơ ............. 57
Hình 3.20.Ảnh hƣởng của giá trị pH tới hàm lƣợng glucose trên cơ chất sắn .............. 57
Hình 3.21. Ảnh hƣởng của thời gian tới hàm lƣợng glucose trên cơ chất ngơ ............. 58
Hình 3.22.Ảnh hƣởng của thời gian tới hàm lƣợng glucose trên cơ chất sắn ............... 59

SVTH: Nguyễn Thị Hoa
Dương Thị Hoài

Page 4

Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Th.S Đào Thị Thanh Xuân
DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 3.2. Bảng kết quả các phương pháp định tên....................................................... 45
Bảng 3.3. Bảng hàm lƣợng glucose theo giá trị mật độ quang ..................................... 50
Bảng 3.4.Hàm lượng glucose đối với các cơ chất khác nhau ....................................... 51
Bảng 3.5.Hàm lượng glucosekhi thủy phân cơ chất ngô trên các nhiệt độ khác nhau.
....................................................................................................................................... 52
Bảng 3.6.Hàm lượng glucose của cơ chất lá sắn trên các nhiệt độ khác nhau ............ 53
Bảng 3.7.Hàm lượng glucose của cơ chất ngô trên các nồng độ enzym khác nhau .... 54
Bảng 3.8.Hàm lượng glucose của cơ chất sắn trên các nồng độ enzym khác nhau ..... 55
Bảng 3.9.Hàm lượng glucose của cơ chất ngô trên các giá trị pH khác nhau ............. 56
Bảng 3.10.Hàm lượng glucose của cơ chất sắn trên các pH khác nhau ...................... 57
Bảng 3.11.Hàm lượng glucose của cơ chất lá ngô ở thời gian khác nhau ................... 58

SVTH: Nguyễn Thị Hoa
Dương Thị Hoài

Page 5


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Th.S Đào Thị Thanh Xuân

LỜI CẢM ƠN

Em xin chân thành cảm ơn ThS. Đào Thị Thanh Xuân, giảng viên khoa Hóa
học, trƣờng Đại học Vinh đã tận tình hƣớng dẫn em trong suốt quá trình nghiên cứu và
hoàn thành đồ án tốt nghiệp.
Em xin bày tỏ lịng cảm ơn sâu sắc tới các thầy cơ, cán bộ hƣớng dẫn thí
nghiệm Phịng hóa thực phẩm, Phịng hóa hữu cơ, Trung tâm vệ sinh an toàn thực
phẩm Trƣờng Đại học Vinh đã tạo điều kiện và tận tình giúp đỡ em trong suốt q
trình nghiên cứu và hồn thành đồ án tốt nghiệp.
Tôi xin gửi lời cám ơn chân thành tới các bạn cùng phịng thí nghiệm thực
phẩm, các bạn trong lớp cùng gia đình đã tạo điều kiện giúp đỡ tơi hồn thành đồ án
này.

SVTH: Nguyễn Thị Hoa
Dương Thị Hoài

Page 1


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Th.S Đào Thị Thanh Xuân
TÓM TẮT ĐỒ ÁN

Nghiên cứu thu nhận cellulase từ vi khuẩn ruột mối và khả năng
ứng dụng.
Nội dung nghiên cứu:
- Tuyển chọn ra chủng có hoạt tính cellulase cao để tiến hành những nghiên cứu
tiếp theo.
- Nghiên cứu các đặc điểm của chủng cho hoạt tính cellulase cao.
- Nghiên cứu khả năng ứng dụng của cellulase bằng cách khảo sát để tìm ra cơ
chất thích hợp ,thời gian ,nhiệt độ , pH, nồng độ enzym tối ƣu nhất.

 Xác định hàm lƣợng cellulose trong cơ chất lá sắn và lá ngô.
Kết quả nghiên cứu:
 Đã tuyển chọn đƣợc 7 chủng cho hoạt tính cellulase cao là: G4, HT1, G5, DE2,
G3.2.2, F2 và H2.1. Chúng tôi sử dụng chủng Bacillus G4 để thực hiện các nghiên cứu
tiếp theo.
 Đã nghiên cứu đƣợc đặc điểm tế bào và đặc điểm sinh lý sinh hóa của chủng
Bacillus G4.
 Khảo sát ứng dụng của chủng Bacillus G4 trên cơ chất lá sắn cho hoạt độ
enzym tối ƣu là:
Thời gian : 2 giờ
Nhiệt độ:60
pH tối ƣu: 5
Nồng độ enzym:0.5%
 Khảo sát ứng dụng của chủng Bacillus G4 trên cơ chất lá ngô cho hoạt độ
enzym tối ƣu là:
Thời gian :2 giờ
Nhiệt độ:70
pH tối ƣu: 4
Nồng độ enzym:0.5%
 Xác định đƣợc hàm lƣợng cellulose có trong cơ chất lá sắn và lá ngơ.

SVTH: Nguyễn Thị Hoa
Dương Thị Hồi

Page 2


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Th.S Đào Thị Thanh Xuân

LỜI NÓI ĐẦU
Sự phát triển nhanh chóng của cơng nghệ thực phẩm trong hai thập niên gần
đây đòi hỏi sự hiểu biết tồn diện về khả năng phân tích các chất trong thực phẩm và
phƣơng pháp sản xuất thực phẩm. Để đảm bảo u cầu này, cần có kiến thức tồn diện
về hóa sinh thực phẩm, vi sinh thực phẩm, các quy trình chế biến thực phẩm,...
Trong bài tiểu luận này, nhóm chúng tôi tập trung nghiên cứu về các ứng dụng của
nhóm enzym cellulase trong tất cả các lĩnh vực nói chung và nhóm ngành cơng nghệ
thực phẩm nói riêng.Enzym cellulase là một enzym rất phổ biến trong công nghiệp, chỉ
đứng sau amylase và protease nên các ứng dụng của chúng đối với công nghiệp là rất
nhiều.
Qua bài tiểu luận này, mục tiêu mà nhóm chúng tơi hƣớng tới đó là xây dựng
một cách tƣơng đối hoàn chỉnh về các ứng dụng của nhóm enzym cellulase trong cơng
nghiệp, qua đó có thể cung cấp các kiến thức hữu ích và đầy đủ hơn cho mọi ngƣời về
nhóm enzym này.

SVTH: Nguyễn Thị Hoa
Dương Thị Hoài

Page 3


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Th.S Đào Thị Thanh Xuân
MỞ ĐẦU

1. Lý do chọn đề tài
Enzym là loại protein, xúc tác cho mọi phản ứng sinh học trong mọi tế bào của
sinh vật.Enzym rất quan trọng với cơ thể con ngƣời, nếu khơng có enzym thì mọi sự

chuyển hóa trong cơ thể con ngƣời bị đình trệ và con ngƣời khơng thể sống
đƣợc.Ngồi ra nó cịn đóng vai trị rất quan trọng trong công nghiệp chế biến thực
phẩm, trong y học, trong kỹ thuật phân tích, cơng nghệ gene và bảo vệ môi trƣờng. Từ
đầu thế kỷ XX, hàng loạt enzym đƣợc tìm ra và ứng dụng rộng rãi nhƣ: amylase,
protease, pectinase, cellulase... Hàng năm lƣợng enzym đƣợc sản xuất trên thế giới đạt
khoảng trên 300.000 tấn với trên 500 triệu USD, đƣợc phân phối trong các lĩnh vực
khác nhau. Enzym cellulase đƣợc ứng dụng nhiều trong công nghiệp sản xuất cồn,
công nghiệp chế biến vải, công nghiệp sản xuất giấy và bột giấy, trong sản xuất thức
ăn chăn nuôi và trong xử lý môi trƣờng... Enzym cellulase đƣợc ứng dụng rất nhiều
trong thực phẩm và hầu nhƣ quá trình chế biến nào liên quan đến nguồn nguyên liệu
có chứa enzym cellulase đều cho hiệu suất cao. Việc khai thác enzym từ động vật và
thực vật rất phức tạp vì nguồn nguyên liệu thu nhận khó khăn, hiệu suất thấp dẫn đến
giá thành cao nên hạn chế. Do những ƣu điểm về mặt sinh lý và kỹ thật sản xuất mà
nguồn vi sinh vật ngày càng đƣợc ứng dụng rộng rãi. Ƣu điểm nổi bật đó là tốc độ sinh
trƣởng nhanh, sinh sản và phát triển của vi sinh vật nhanh, nhanh hơn nhiều so với
thực vật và động vật. Việc cải tạo giống vi sinh vật để tạo ra những chủng vi sinh vật
có khả năng tổng hợp ra các loại enzym theo ý muốn đƣợc thực hiện một cách dễ dàng
trong một thời gian ngắn vì khả năng thích ứng môi trƣờng của vi sinh vật là rất cao.
Việc nghiên cứu enzym đã bƣớc vào một giai đoạn mới với sự kết hợp nhiều
ngành khoa học khác nhau: hoá học protein, lý sinh phân tử, sinh học phân tử…Trong
nghiên cứu cũng nhƣ thu nhận, tinh chế enzym, hay thiết kế định hƣớng những phân tử
enzym ƣu việt hơn dạng tự nhiên. Chế phẩm enzym không chỉ đƣợc ứng dụng trong y
học mà còn đƣợcứng dụng trong nhiều lãnh vực cơng nghiệp khác nhau,trong nơng
nghiệp, trong hóa học… Do vậy, q trình thunhận và tinh sạch protein/enzym giữ vai
trị cực kỳ quan trọng và không ngừng đƣợc cải tiến để đạt đƣợc độ tinh sạch cao nhất
để phục vụ cho con ngƣời.
Mối đóng một vai trị quan trọng đối với hệ sinh thái bởi khả năng phân hủy
sinh khối lignocellulose và góp phần vào chu trình carbon. Khả năng phân hủy hiệu
SVTH: Nguyễn Thị Hoa
Dương Thị Hoài

Page 4


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Th.S Đào Thị Thanh Xuân

quả lignocellulose của mối là kết quả hoạt động tổng hợp của enzym cellulase và
hemicellulase đƣợc tiết ra từ bản thân mối và từ vi sinh vật sống cộng sinh trọng ruột
mối. Trong đó, hệ vi sinh vật cộng sinh trong ruột mối đóng vai trị quan trọng trong
việc tiêu hóa hiệu quả nguồn thức ăn lignocellulose của mối. Vì vậy, ruột mối là một
nguồn gene cellulase phong phú cần đƣợc khai thác nhằm tìm ra các enzym mới liên
quan đến sự phân hủy cellulose.
Ở Việt Nam, các nghiên cứu về cellulase từ ruột mối còn hạn chế và chƣa đƣợc
ứng dụng rộng rãi.
Do có nhiều ứng dụng trong thực tế song việc ứng dụng chúng vào thực tiễn không
phải là điều dễ dàng nên đó là lý do vì sao vấn đề “Nghiên cứu thu nhận cellulase từ
vi khuẩn ruột mối và khả năng ứng dụng” đƣợc chúng tôi chọn làm đề tài thảo luận.
2. Nhiệm vụ nghiên cứu
Mục tiêu của đề tài là khảo sát các đặc tính cơ bản của enzym cellulase và
hƣớng ứng dụng rộng rãi của enzym này trong cơng nghiệp nói chung và cơng nghiệp
thực phẩm nói riêng. Hƣớng đi chính của đề tài mà chúng tôi hƣớng đến là nghiên cứu
thu nhận cellulase từ vi khuẩn ruột mối và khả năng ứng dụng thực tiễn cao của loại
enzym này.
3. Vật liệu, phạm vi và nội dung nghiên cứu
3.1. Vật liệu
Các chủng giống của enzym cellulase từ ruột mối đƣợc cung cấp bởi phòng giữ
giống khoa Hóa học - Trƣờng Đại học Vinh.
3.2. Phạm vi nghiên cứu

Nghiên cứu đƣợc tiến hành tại phịng thí nghiệm cơng nghệ thực phẩm, khoa
Hóa Học, trƣờng Đại học Vinh trong thời gian từ 10/10/ 2015 đến 15/5/2016.
3.3. Nội dung nghiên cứu
Trong đồ án này, chúng tơi có các nhiệm vụ:
 Tìm hiểu và khảo sát các đặc điểm cơ bản của chủng G4 từ enzym cellulase
trong ruột mối trên môi trƣờng lỏng.
+ Thực hiện phƣơng pháp làm sạch.
+Đặc điểm hình thái khuẩn lạc và hình thái tế bào.
+Các đặc điểm sinh hóa chủng.
 Khảo sát ứng dụng của enzym này trên:
SVTH: Nguyễn Thị Hoa
Dương Thị Hoài

Page 5


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Th.S Đào Thị Thanh Xuân

+Cơ chất khác nhau( Sắn,ngô,giấy lọc …)
+Nhiệt độ.
+pH.
+Nồng độ enzym.
+Thời gian.
- Xác định hàm lƣợng celulose trong cơ chất.
3.4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
Đề tài mang lại một số ý nghĩa khoa học và thực tiễn cho những nghiên cứu sâu
hơn về enzym cellulase từ ruột mối .
Kết quả nghiên cứu còn là nguồn tham khảo tốt cho những nghiên cứu về

những ứng dụng cụ thể của enzym cellulase thu nhận từ một nguồn mới để đƣa vào
thực tiễn sản xuất và đời sống nhằm giảm giá thành chế phẩm và nâng cao hiệu quả sử
dụng của chế phẩm này.

SVTH: Nguyễn Thị Hoa
Dương Thị Hoài

Page 6


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Th.S Đào Thị Thanh Xuân

CHƢƠNG 1
TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về loài mối
1. 1.1. Giới thiệu chung
Mối là lồi cơn trùng hoạt động ẩn náu theo đàn. Vào khoảng tháng 5 và tháng
6 hàng năm, mối trƣởng thành cánh dài từ trong tổ bay ra, sau đó thì rụng cánh rồi bị.
Trong thời gian đó, mối đực tìm mối cái giao phối ở khu vực phù hợp.Mối đực là mối
chúa, chuyên gia phối.Mối cái là mối hậu, chuyên sinh sản.Chúng là nền tảng để hình
thành và xây dựng tổ mối mới.Sau khi làm tổ 10 ngày thì mối bắt đầu đẻ trứng, một
tháng sau ấu trùng ra đời, qua vài lần lột xác thành mối thợ và mối lính (khoảng hai
tháng).
Cơ thể mối gồm 3 phần: đầu, ngực, bụng với ranh giới rõ rệt, dính nhau bằng
các tấmmàng đệm, cơ thể có cấu tạo cutin rắn chắc nhƣng rất mềm dẻo ở phần giữa
các đốt vàcác phần phụ chuyển động.
Phân loại khoa học:
Giới (regnum): Animalia

Nghành (phylum): Arthropoda
Lớp (class): Insecta
Phân lớp (subclass): Pterygota
Phân lớp thứ (infraclass): Neoptera
Liên bộ (superordo): Dictyoptera.
1.1.2. Đặc điểm hình thái sinh học
Trên thế giới mối có trên 2700 lồi.Các lồi có đặc điểm khác nhau. Chúng
khác nhau về cấu trúc tổ (có lồi làm tổ nổi trên mặt đất, có lồi làm tổ chìm, có lồi
làm tổ trên cây), đặc điểm dinh dƣỡng (có lồi chun ăn gỗ khơ, có lồi chun ăn gỗ
ẩm, có lồi chun ăn mùn), có lồi đắp đƣờng mui, có lồi khơng đắp đƣờng mui khi
đi kiếm ăn,có lồi ăn bên ngồi có lồi chun ăn bên trong gỗ….
Ở Việt Nam, hiện đã phát hiện 106 loài mối [10].
Mối là lồi có tổ chức xã hội cao. Chúng phân chia thứ bậc và nhiệm vụ trong đàn rất
rõ ràng:
SVTH: Nguyễn Thị Hoa
Dương Thị Hoài

Page 7


Đồ án tốt nghiệp
o

GVHD: Th.S Đào Thị Thanh Xuân

Mối chúa (mối hậu) có bộ phận sinh dục khá phát triển. Mối hậu có thể sống

đến 10 năm. Lúc đầu đẻ trứng ít, nhƣng sau 4-5 năm thì chúng có thể đẻ 8000-10000
trứng mỗi ngày [10].
o

Mối thợ chiếm đến 85% số cá thể trong đàn. Cơ thể nhỏ nhƣng các chi phát

triển. Chúng chuyên làm nhiệm vụ kiếm ăn, chế biến thức ăn, xây dựng tổ (dựa vào đồ
ăn và bùn), chăm sóc con non và các cá thể trong đàn. Mối thợ có cơ quan sinh sản
tiêu giảm [10].
o

Mối lính phân hóa từ mối thợ. Trong tổ, chỉ có khoảng 10% cá thể là mối lính.

Chúng làm nhiệm vụ canh gác và tấn cơng khi có kẻ thù. Mối lính có hàm trên phát
triển, là vũ khí rất lợi hại, thậm chí một số con có tuyến hàm tiết ra dịch nhũ trắng làm
đối phƣơng bị hôn mê [10].
o

Mối cánh là do mối non qua nhiều lần lột xác hình thành. Sau khi trƣởng thành

chúng sẽ bay ra ngồi, tìm và giao phối với mối cái để hình thành tổ mối mới [10].
Thức ăn chính của mối là chất cellulose có trong gỗ. Mối thợ có giác quan hai
bên miệng rất nhạy và hàm rất chắc. Trong ruột mối có lồi siêu trùng roi tiết ra dung
mơi để phân giải cellulose. Do vậy, những vật dụng và những cơng trình kết cấu bằng
gỗ thƣờng rất dễ bị mối tấn công. Ngồi ra, mối cịn ăn cây sống, đặc biệt vào mùa khô
để bổ sung nƣớc, nhất là các cây non nhƣ bạch đàn, chè sắn và các cây trồng khác.
Mối cũng ăn cao su, vải…[10].
1.1.3.Vi sinh vật cộng sinh trong ruột mối
Nhờ có hệ vi sinh vật cộng sinh trong ruột nên mối có hệ tiêu hóa tốt các thức
ăn là cellulose. Có khoảng 200 lồi vi khuẩn khác nhau sống trong ruột sau của mối
(Subodh và cộng sự, 2012). Theo Schaefer và cộng sự (1996), tồn tại trong ruột mối có
các chủng Gram dƣơng thuộc chi Bacillus, Streptomyces hoặc nhóm Actinobacteria;
các chủng Gram âm thuộc chi Pseudomonas, Acinetobacter và Ochrobactrum [10].

1.2. TỔNG QUAN VỀ ENZYM CELLULASE
1.2.1. Giới thiệu chung
Cellulose là thành phần cơ bản của tế bào thực vật, vì vậy nó có mặt trong mọi
loại rau quả cũng nhƣ trong các nguyên liệu, phế liệu của các ngành trồng trọt và lâm
nghiệp.Tuy nhiên, ngƣời và động vật không có khả năng phân giải cellulose. Nó chỉ có
giá trị làm tăng tiêu hóa, nhƣng với lƣợng lớn nó trở nên vơ ích hay cản trở tiêu hóa
[4].
SVTH: Nguyễn Thị Hoa
Dương Thị Hoài

Page 8


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Th.S Đào Thị Thanh Xuân

Cellulose là các polysaccharid mạch thẳng đƣợc cấu tạo từ 3000 – 10.000 đơn vị
β-D-Glucose nối với nhau bởi liên kết 1-4 [4].

Cấu trúc hóa học của cellulose
Cellulase là một phức hệ enzym có tác dụng thủy phân cellulose thơng qua việc
thủy phân liên kết β-1,4-glucoside trong cellulose [4].
Cellulase có khả năng thủy phân cellulose thành đƣờng. Con ngƣời và động vật
không có khả năng phân giải cellulose, nó có vai trị chất độn. Phƣơng pháp tìm chế
phẩm cellulase cịn hạn chế [4].
Chế phẩm cellulase thƣờng dùng để:
-Tăng chất lƣợng thực phẩm và thức ăn gia súc.
- Tăng hiệu suất trích ly các chất từ nguyên liệu thực vật.
Enzym cellulase đã đƣợc nghiên cứu từ rất lâu trên thế giới…

Đây là enzym đƣợc ứng dụng rất rộng rãi, chỉ đứng sau protease và amylase [4].
1.2.2. Cấu trúc của enzym cellulase
Cellulase có bản chất là protein đƣợc cấu tạo từ các đơn vị là axit amin, các axit
amin đƣợc nối với nhau bởi liên kết peptid –CO-NH- . Ngoài ra, trong cấu trúc cịn có
những phần phụ khác [8].
Cấu trúc hồn chỉnh của các loại enzym nhóm endoglucanase (EG) và
exoglucanase (CBH) giống nhau trong hệ cellulase của nấm sợi, gồm một trung tâm
xúc tác và một đuôi tận cùng, phần đuôi này xuất phát từ trung tâm xác tác và đƣợc
SVTH: Nguyễn Thị Hoa
Dương Thị Hoài

Page 9


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Th.S Đào Thị Thanh Xuân

gắn thêm vùng glycosil hóa, cuối đi là vùng gắn kết với cellulose (CBD: cellulose
binding domain). Vùng này có vai trị tạo liên kết với cellulose tinh thể.Trong quá
trình phân hủy cellulose có sự tƣơng quan mạnh giữa khả năng xúc tác phângiải
cellulose của các enzym và ái lực của enzym này đối với cellulose.Hơn nữa, hoạt tính
của cellulase dựa vào tinh thể cellulose và khả năng kết hợp của CBD với cellulose.
Điều này chứng tỏ CBD làm gia tăng hoạt tính cellulase đối với tinh thể cellulose. Sự
có mặt của CBD sẽ hỗ trợ cho enzym cellulase thực hiện việc cắt đứt nhiều liên kết
trong cellulose tinh thể.Vùng gắn kết với cellulose có cấu tạo khác với liên kết thơng
thƣờng của protein và việc thay đổi chiều dài của vùng glycosil hóa có ảnh hƣởng đến
hoạt tính xúc tác của enzyme [8].

1.2.3. Phân loại enzym cellulase

Dựa vào đặc điểm của cơ chất và cơ chế phân cắt, enzym cellulase đƣợc chia
thành ba loại:
- 1,4-β -D-glucan cellobiohydrolase
- 1,4-β -D-glucan 4-glucanohydrolase
- β -D-glucoside glucohydrolase
Các enzym này đƣợc tìm thấy trong vi khuẩn sống trong dạ dày cỏ bò và ruột mối và
trong một số nấm nhƣ Trichoderma, Aspergillus,...[2].
1.2.4. Tính chất của enzym cellulase
Cellulase thủy phân cellulose tự nhiên và các dẫn xuất nhƣ carboxymethyl
cellulose (CMC) hoặc hydroxyethyl cellulose (HEC). Cellulase cắt liên kết β-1,4glucosid trong cellulose, lichenin và các β-D-glucan của ngũ cốc [2].
SVTH: Nguyễn Thị Hoa
Dương Thị Hoài

Page 10


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Th.S Đào Thị Thanh Xuân

Độ bền nhiệt và tính đặc hiệu cơ chất có thể khác nhau.Cellulase hoạt động ở
pH từ 3-7, nhƣng pH tối thích trong khoảng 4-5. Nhiệt độ tối ƣu từ 40-50 độ C. Hoạt
tính cellulose bị phá hủy hồn tồn ở 80 độ C trong 10 đến 15 phút [2].
Cellulase bị ức chế bởi các sản phẩm phản ứng của nó nhƣ glucose, cellobiose
và bị ức chế hoàn toàn bởi Hg. Ngoài ra, cellulase còn bị ức chế bởi các ion kim loại
khác nhƣ Mn, Ag, Zn nhƣng ở mức độ nhẹ [2].
Trọng lƣợng của enzym cellulose thay đổi từ 30 -110 KDa (Begunin, 1990;
Gilkes và cộng sự, 1991) [2].
1.2.5. Cơ chất của enzym cellulase
Cellulose là cơ chất của enzymcellulase. Việc phân hủy sinh học cellulose bởi

vi sinh vật là một trong những bƣớc chính của chu trình carbon trên trái đất [2].
1.2.5.1. Cellulose
Cellulose là thành phần chính của tế bào thực vật. Trong gỗ chứa khoảng 5 %
cellulose, sợi bông vải 97-98 %, sợi lanh, sợi gai chứa 81-90 %, sợi đay 75%, thân cây
họ cói, họ lúa 30-40% [25].
Cellulose là polimer đƣợc cấu thành từ các đơn phân glucose đƣợc liên kết bởi
β-1,4 glycoside, là vật liệu chủ yếu của vách tế bào thực vật và là nguồn
carbohydrate phong phú nhất trong tự nhiên. Mức độ polimer hóa thƣờng từ 100 đến
20.000.Các chuỗi cellulose gần nhau đƣợc liên kết với nhau tạo thành các tấm
cellulose qua liên kết hydrogen và liên kết Vander Waal tạo thành cấu trúc tinh thể,
phân tử dạng sợi, bền vững [25].
Khoảng 30 phân tử cellulose riêng lẻ đƣợc sắp xếp thành đơn vị lớn hơn gọi là
sợi cơ bản, sau đó đƣợc bó thành sợi lớn hơn gọi là vi sợi và đƣợc cấu trúc thành
những sợi cellulose. Sợi cellulose bền vững bởi các liên kết nội phân tử cũng nhƣ liên
kết hydrogen nội phân tử.Sự sắp xếp các chuỗi riêng lẻ bên trong những sợi cơ bản đã
đƣợc tìm hiểu từ sự phân tích tán xạtia X [25].
Cấu trúc cellulose tinh thể bao gồm những cấu trúc cố định trong những vị trí
riêng biệt có quan hệ chặt chẽ với những vị trí khác.Chúng có khả năng ngăn ngừa sự
xâm nhập khơng chỉ enzym mà thậm chí những phân tử nhỏ nhƣ nƣớc.Bên cạnh
cellulose cấu trúc tinh thể, những sai sót trong cấu trúc tinh thể đã dẫn đến hình thành
một nhóm sợi cellulose có cấu trúc vơ định hình. Sợi cellulose cịn có những cấu trúc
bất quy tắc khác nhƣ: những chỗ xoắn trong vi sợi, những lỗ trống trên bề mặt, những
SVTH: Nguyễn Thị Hoa
Dương Thị Hoài

Page 11


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Th.S Đào Thị Thanh Xuân

lỗ, hốc nhỏ và một số mạch nhỏ. Tổng diện tích tiếp xúc của sợi cellulose lớn hơn bề
mặt tinh thể trong cấu trúc cùng kích thƣớc. Sự khơng đồng nhất trong cấu trúc làm
cho sợi bị hydrate bởi nƣớc khi nhúng vào môi trƣờng lỏng và cho phép sự xâm
nhập bởi các phân tử lớn bao gồm các enzym thủy phân cellulose [26].
Celulose khơng có vai trị dinh dƣỡng trong cơ thể con ngƣời. Vị dịch tiêu hóa
của con ngƣời có enzym để cắt các liên kết β-1,4 glycoside . Nhƣng trong khẩu phần
thức ăn của con ngƣời ln ln có thành phần celulose, celulose ăn vào hằng ngày từ
rau, hoa quả, giúp cho cơ thể dễ tiêu hóa thức ăn, do nó làm cho lƣu động ruột tốt, dễ
dàng. Ngồi ra celulose còn giúp ruột già đào thải những chất bã, chống lại sự táo bón
[26].
Hàng năm có khoảng 230 tỷ tấn chất hữu cơ đƣợc tổng hợp bằng quá trình
quang hợp ở thực vật trong đó có tối đa 70 tỷ tấn (30%) cellulose. Đây là polyme tự
nhiên β-D- lucose đƣợc nối với nhau qua liên kết β-D-1,4- glucan. Tùy theo các lồi
thực vật mà.các phân tử cellulose có trọng lƣợng phân tử khác nhau rất nhiều từ
50.000- 2.500000 [12].
Cellulose là hợp chất tự nhiên khá bền, không tan trong nƣớc chỉ bị trƣơng
phồng do hút nƣớc, bị phân hủy khi đun nóng với kiềm hay axit hoặc do các enzyme
[26].
Phân tử cellulose rất bền vững, với thời gian bán rã là 5- 8 triệu năm cho sự
phân cắt liên kết β-1,4 glycoside tại 250C. Trong khi, quá trình phân hủy sinh học
thƣờng nhanh hơn và cung cấp dòng carbon cho khí quyển [26].
1.2.5.2. Carboxymethyl cellulose (CMC)
Định nghĩa
Carboxymethyl cellulose (CMC) là một polime, là dẫn xuất của cellulose với
các nhóm carboxymethyl (-CH2COOH) liên kết với một số nhóm hydroxyl của
cácglucopyranose monomer tạo nên khung sƣờn cellulose, nó thƣờng đƣợc sử dụng
dƣới dạng muối natri carboxymethyl cellulose.
Dạng

natri

carboxymethyl

cellulose

có

cơng

thức

phân

tử

là

[C6H7O2(OH)x(OCH2COONa)y]n [3].
Tính chất

SVTH: Nguyễn Thị Hoa
Dương Thị Hoài

Page 12


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Th.S Đào Thị Thanh Xuân

Là chế phẩm ở dạng bột trắng, hơi vàng, hầu nhƣ không mùi, hạt hút
ẩm.Carboxymethyl cellulose tạo dung dịch dạng keo với nƣớc, khơng hịa tan trong
ethanol.
Các tính chất hóa học của Carboxymethyl cellulose phụ thuộc vào mức độ thế
của các cấu trúc cellulose (tức là bao nhiêu nhóm hydro đã tham gia vào phản ứng
thế), cũng nhƣ độ dài chuỗi các cấu trúc sƣờn cellulose và mức độ của các phân nhóm
của nhóm thế carboxymethyl [3].
Carboxymethyl cellulose có thể kết hợp dễ dàng với thành phần hóa học thực
phẩm nhƣ làm chậm sự kết tinh của đƣờng, protein, tinh bột và hầu hết các polymer
trung tính [3].

1.2.6. Cơ chế tác dụng của enzym cellulase
1.2.6.1. Cơ chế 1,4-β-D-glucan cellobiohydrolase
Enzym này cịn có tên gọi khác nhƣ: exoglucanase, exo-β-1,4-glucanase,
cellobiohydrolase, exo – cellobiohydrolase, exo-β -1,4-glucan cellobiohydrolase, 1,4-β
-D-glucan cellobiosidase, cellobiosidase, CBH 1, C1 cellulase, avicelase. Enzyme này
thủy phân liên kết 1,4-β -D-glucoside từ đầu không khử của chuỗi cellulose để tạo
thành celllobiose [11].

SVTH: Nguyễn Thị Hoa
Dương Thị Hoài

Page 13


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Th.S Đào Thị Thanh Xuân

1.2.6.2. Cơ chế 1,4-β -D-glucan 4-glucanohydrolase
Enzym này cịn có tên gọi khác nhƣ: Endoglucanase, Endo-1,4-β -D-glucanase,
Endo-1,4

glucanase,

β-1,4-endoglucan

Celludextrinase, Cellulase A, Cellulosin

hydrolase,

Carboxymethyl

cellulase,

AP, Alkali Cellulase, Cellulase A3, 9,5

Cellulase, Avicelase, Pancellase SS. Enzym này thủy phân ngẫu nhiên liên kết 1,4-β D-glucoside giữa mạch của chuỗi cellulose, lichenin và các β -D-glucan của ngũ cốc
[11].

1.2.6.3. Cơ chế β -D-glucoside glucohydrolase
Enzym này có tên gọi khác nhƣ là: β- glucosidase, β - D-glucosidase, β -1,6glucosidase, β - glucoside glucohydrolase, p-nitrophenyl β -glucosidase, aryl-β glucosidase, gentiobiase, cellobiase, emulsin, elaterase, arbutinase, amygdalinase,
primeverosidase, amygdalase, limarase, salicilinase [11].
Enzym này thủy phân gốcβ -D-glucoside khơng khử ở đầu tận cùng để phóng
thích ra β -D-glucose.

SVTH: Nguyễn Thị Hoa
Dương Thị Hoài

Page 14


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Th.S Đào Thị Thanh Xuân

1.2.7. Nguồn gốc của enzym cellulase
• Đƣợc thu nhận từ các nguồn khác nhau:
- Động vật: ruột mối, dịch tiết dạ dày bị, các nhóm thân mềm…
- Thực vật: trong hạt ngũ cốc nảy mầm nhƣ đại mạch, yến mạch, lúa mì mạch
đen…
- Vi sinh vật: các loại xạ khuẩn, vi khuẩn, nấm sợi, nấm men…
• Trong thực tế ngƣời ta thƣờng thu nhận enzym cellulase từ vi sinh vật. Các
chủng vi sinh vật thƣờng sử dụng:
- Nấm mốc: Aspergillus niger, Aspergillus oryzae, Aspergillus candidus…
- Xạ khuẩn: Actinomyces griseus, Streptomyces reticuli…
- Vi khuẩn: Acetobacter xylinum, Bacillus subtilis, Bacillus pumilis…
1.2.8. Hoạt lực của enzym cellulase (cơ chế thủy phân cellulose)
Thủy phân cellulose phải có sự tham gia của cả ba loại enzym cellulase nhƣ
endoglucanase, exoglucanase và β-glucosidase.Thiếu một trong ba loại enzym trên thì
khơng thể thủy phân phân tử cellulose đến cùng. Từ những nghiên cứu riêng lẽ đối với
từng loại enzym đến nghiên cứu tác động tổng hợp của cả ba loại enzym cellulase,
nhiều nhà khoa học đều đƣa ra kết luận chung là các loại enzym cellulase sẽ thay phiên
nhau phân hủy cellulose để tạo thành sản phẩm cuối cùng là glucose [7].
Có nhiều cách giải thích khác nhau về cơ chế tác động của cellulase, trong đó
cách giải thích do Erikson đƣa ra đƣợc nhiều ngƣời công nhận hơn cả. Theo Erikson
và cộng tác viên (1980), cơ chế tác động hiệp đồng của 3 loại cellulase nhƣ sau: đầu
SVTH: Nguyễn Thị Hoa

Dương Thị Hoài

Page 15


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Th.S Đào Thị Thanh Xuân

tiên endoglucanase tác động vào vùng vơ định hình trên bề mặt cellulose, cắt liên kết
β-1,4-glucosid và tạo ra các đầu mạch tự do. Tiếp đó exoglucanase tấn cơng cắt ra
từng đoạn cellobiose từ đầu mạch đƣợc tạo thành.Kết quả tác động của endoglucanase
và exoglucanase tạo ra các celloligosaccharit mạch ngắn, cellobiose, glucose,βglucosidase thủy phân tiếp và tạo thành glucose [7].
Các loài vi sinh vật có khả năng sinh tổng hợp cellulase trong điều kiện tự nhiên
thƣờng bị ảnh hƣởng bởi tác động nhiều mặt của các yếu tố ngoại cảnh nên có lồi
phát triển rất mạnh, có lồi lại phát triển yếu [7].
Chính vì thế, việc phân hủy cellulose trong tự nhiên đƣợc tiến hành không đồng bộ,
xảy ra rất chậm. Trong điều kiện phịng thí nghiệm hay điều kiện cơng nghiệp, việc
phân hủy cellulose bằng enzym, ngoài các yếu tố kỹ thuật nhƣ nhiệt độ, pH, nồng độ
cơ chất, lƣợng enzym…, một yếu tố hết sức quan trọng là tính đồng bộ của hệ enzym
cellulase từ nhiều nguồn vi sinh vật khác nhau. Q trình thủy phân cellulose chỉ có
thể đƣợc tiến hành đến sản phẩm cuối cùng khi sử dụng đồng bộ ba loại
enzymcellulose [7].
Mỗi loại vi sinh vật chỉ có khả năng sinh tồng hợp ƣu việt một loại enzym.
Chính vì thế cần phải khai thác enzym cellulase từ nhiều nguồn vi sinh vật [7].
1.4. Nghiên cứu thu nhận enzym cellulase
1.4.1. Nuôi cấy bằng phương pháp lên men bề mặt
Theo phƣơng pháp này giống vi sinh vật hiếu khí sau khi gieo cấy sẽ phát triển
trên bề mặt và dần dần lan xuống phía dƣới theo các khe hỡ giữa các cấu tử thành phần
môi trƣờng. Môi trƣờng nuôi cấy bề mặt là môi trƣờng rắn hoặc xốp.Vi sinh vật phát

triển sử dụng oxy của khơng khí để hơ hấp và làm tác nhân oxy hóa trong các q trình
biến đổi hóa sinh, đồng thời thải

ra mơi trƣờng xung quanh và tỏa nhiệt.Môi

trƣờng dinh dƣỡng sau khi thanh trùng đƣợc tãi lên các khay sạch với chiều dày từ 3 –
5cm và ni ở nhiệt độ thích hợp trong buồng ni cấy có độ ẩm khơng khí là 90%
[12].
Phƣơng pháp bề mặt thƣờng thích hợp cho các quá trình ni nấm mốc, một số
trƣờng hợp là xạ khuẩn những nhóm vi sinh vật trƣởng thành hệ sợi. Cũng có một vài
trƣờng hợp ni cấy vi khuẩn theo phƣơng pháp này [12].
Nuôi vi sinh vật trên bề mặt môi trƣờng rắn hoặc bán rắn, cơ chất dinh dƣỡng là
cám có trộn các loại bột ngũ cốc, đậu tƣơng và một số thành phần dinh dƣỡng
SVTH: Nguyễn Thị Hoa
Dương Thị Hoài

Page 16