32
CÔNG NGHỆ VI SINH ỨNG DỤNG EXOPOLYSACCHARIDES LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay, với sự tiến bộ của khoa học – công nghệ, con người ngày càng tiếp cận gần hơn, hiểu biết nhiều hơn đến thế giới sinh vật nói chung và hệ vi sinh vật nói riêng. Và, với những bước tiến của mình, các nhà khoa học đã nghiên cứu thành công rất nhiều những sản phẩm được sản xuất từ vi sinh vật, góp phần quan trọng trong nền công nghiệp sản xuất, trong y học, trong xử lý môi trường,....Và một trong những sản phẩm quan trọng đó là exopolysaccharides. GVHD: Th.S HỒ THIÊN HOÀNG Page 1

TIỂU LUẬN EXOPOLYSACCHARIDES

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: TIỂU LUẬN EXOPOLYSACCHARIDES

CÔNG NGHỆ VI SINH ỨNG DỤNG

EXOPOLYSACCHARIDES

L I NÓI Đ UỜ Ầ

Ngày nay, v i s ti n b c a khoa h c – công ngh , con ng i ngày càng ti p ớ ự ế ộ ủ ọ ệ ườ ếc n g n h n, hi u bi t nhi u h n đ n th gi i sinh v t nói chung và h vi sinh ậ ầ ơ ể ế ề ơ ế ế ớ ậ ệv t nói riêng. Và, v i nh ng b c ti n c a mình, các nhà khoa h c đã nghiên c uậ ớ ữ ướ ế ủ ọ ứ thành công r t nhi u nh ng s n ph m đ c s n xu t t vi sinh v t, góp ph n ấ ề ữ ả ẩ ượ ả ấ ừ ậ ầquan tr ng trong n n công nghi p s n xu t, trong y h c, trong x lý môi ọ ề ệ ả ấ ọ ửtr ng,....Và m t trong nh ng s n ph m quan tr ng đó là exopolysaccharides.ườ ộ ữ ả ẩ ọ

GVHD: Th.S H THIÊN HOÀNGỒ Page 1

Page 2: TIỂU LUẬN EXOPOLYSACCHARIDES

CÔNG NGHỆ VI SINH ỨNG DỤNG

A. T NG QUAN EXOPOLYSACCHARIDES ( EPS ) & ỔMÀNG SINH H C EXOPOLYSACCHARIDESỌ

I. Đ NH NGHĨAỊ

Exopolysaccharides là polyme có tr ng l ng phân t cao bao g m d l ng ọ ượ ử ồ ư ượđ ng, đ c ti t ra b i m t lo i vi sinh v t vào môi tr ng xung quanh. Vi sinh ườ ượ ế ở ộ ạ ậ ườv t t ng h p nhi u lo i các polysaccharides đa ch c năng bao g m ậ ổ ợ ề ạ ứ ồpolysaccharides trong t bào, các polysaccharides c u trúc và polysaccharides ế ấngo i bào ho c exopolysaccharides (EPS). Exopolysaccharides th ng bao g m ạ ặ ườ ồcác monosacarit và m t s nhóm th không carbohydrate (nh acetate, ộ ố ể ưpyruvate, succinate, và phosphate).

Do s đa d ng, phong phú trong thành ph n, exopolysaccharides đã đ c ng ự ạ ầ ượ ứd ng phong phú trong nhi u ngành công nghi p th c ph m và d c ph m. EPS ụ ề ệ ự ẩ ượ ẩc a vi sinh v t cung c p đ c tính g n gi ng nh ch t gôm hi n đang s d ng. ủ ậ ấ ặ ầ ố ư ấ ệ ử ụV i ph ng pháp ti p c n sáng t o, nh ng n l c đang đ c ti n hành đ thay ớ ươ ế ậ ạ ữ ỗ ự ượ ế ểth các thi t b truy n th ng và ph n l n gôm b i h vi sinh v t c a mình. H n ế ế ị ề ố ầ ớ ở ệ ậ ủ ơn a, m t ti n b đáng k đã đ c th c hi n trong vi c phát hi n và phát tri n ữ ộ ế ộ ể ượ ự ệ ệ ệ ểcác EPS vi sinh v t m i có ý nghĩa trong công nghi p.ậ ớ ệ

II. CH C NĂNGỨ

Nh ng l i ích c m quan c a exopolysaccharides t vi khu n axit lactic cũng ữ ợ ả ủ ừ ẩđ c thành l p và có b ng ch ng cho các thu c tính v s c kh e do ượ ậ ằ ứ ộ ề ứ ỏexopolysaccharides t vi khu n axit lactic.ừ ẩ

Exopolysaccharides Capsular có th b o v vi khu n gây b nh và góp ph n vào ể ả ệ ẩ ệ ầkh năng lây b nh nhân t o c a chúng. Ph n đính kèm c a vi khu n c đ nh ả ệ ạ ủ ầ ủ ẩ ố ịnit r cây và các ph n t trong đ t, có ý nghĩa quan tr ng đ i v i vùng xung ơ ở ễ ầ ử ấ ọ ố ớquanh trong đ t c a vùng r và lây nhi m c a th c v t, có th đ c trung gian ấ ủ ễ ễ ủ ự ậ ể ượb i exopolysaccharides. M t ví d cho vi c s d ng công nghi p c a ở ộ ụ ệ ử ụ ệ ủexopolysaccharides là ng d ng dextran trong bánh mì panettone và các ngành ứ ụcông nghi p bánh. Exopolysaccharides cũng có m t vai trò quan tr ng trong các ệ ộ ọb nh nhi m trùng n i nha.ệ ễ ộ

III. DANH SÁCH CÁC EXOPOLYSACCHARIDES

acetan (Acetobacter xylinum) alginate (Azotobacter vinelandii) cellulose (Acetobacter xylinum) chitosan (Mucorales spp.) curdlan (Alcaligenes faecalis var. myxogenes)

GVHD: Th.S H THIÊN HOÀNGỒ Page 2

Page 3: TIỂU LUẬN EXOPOLYSACCHARIDES

CÔNG NGHỆ VI SINH ỨNG DỤNG

cyclosophorans (Agrobacterium spp., Rhizobium spp. and Xanthomonas spp.)

dextran (Leuconostoc mesenteroides, Leuconostoc dextranicum and Lactobacillus hilgardii)

emulsan (Acinetobacter calcoaceticus) galactoglucopolysaccharides (Achromobacter spp., Agrobacterium

radiobacter, Pseudomonas marginalis, Rhizobium spp. and Zooglea' spp.) gellan (Aureomonas elodea and Sphingomonas paucimobilis) glucuronan (Sinorhizobium meliloti) N-acetyl-glucosamine (Staphylococcus epidermidis) N-acetyl-heparosan (Escherichia coli) hyaluronic acid (Streptococcus equi) indican (Beijerinckia indica) kefiran (Lactobacillus hilgardii) lentinan (Lentinus elodes) levan (Alcaligenes viscosus, Zymomonas mobilis, Bacillus subtilis) pullulan (Aureobasidium pullulans) scleroglucan (Sclerotium rolfsii, Sclerotium delfinii and Sclerotium

glucanicum) schizophyllan (Schizophylum commune) stewartan (Pantoea stewartii subsp. stewartii) succinoglycan (Alcaligenes faecalis var myxogenes, Sinorhizobium meliloti) xanthan (Xanthomonas campestris) welan (Alcaligenes spp.)

GVHD: Th.S H THIÊN HOÀNGỒ Page 3

Page 4: TIỂU LUẬN EXOPOLYSACCHARIDES

CÔNG NGHỆ VI SINH ỨNG DỤNG

Succinoglycan t Sinorhizobium melilotiừ

IV. MÀNG SINH H C EXOPOLYSACCHARIDESỌ

Nhi u nh n đ nh v vi khu n đ c d a trên nh ng nghiên ề ậ ị ề ẩ ượ ự ữ c u trong phòng thí ứnghi m n i vi khu n t n t i, l l ng ệ ơ ẩ ồ ạ ơ ử trong môi tr ng giàu dinh d ng. Th ườ ưỡ ếnh ng, vi khu n ư ẩ trong th gi i t nhiên thì “ ng x ” khác v i vi khu n ế ớ ự ứ ử ớ ẩ trong phòng thí nghi m. Là vì, thiên nhiên, n i k thù thì ệ ơ ẻ nhi u mà th c ăn l i không bao nhiêu,ề ứ ạ là môi tr ng kh c ườ ắ nghi t h n nhi u so v i phòng thí nghi m. Đ t n t i, vi ệ ơ ề ớ ệ ể ồ ạ khu n ẩph i h c cách bám lên b m t, liên k t ch t chẽ v i ả ọ ề ặ ế ặ ớ các loài khác đ c ng sinh và tể ộ ự b o v mình. Cái th gi i ả ệ ế ớ thu nh - g n k t l i v i nhau b ng m t th "ch t nh y" ỏ ắ ế ạ ớ ằ ộ ứ ấ ầpolysaccharides do vi khu n s n sinh ra , thành m t th g i là "Màng Sinh h c". ẩ ả ộ ứ ọ ọ

Màng sinh h c là c u trúc th ng g p trong th gi i t ọ ấ ườ ặ ế ớ ự nhiên. Ng i yêu th y ườ ủsinh v n không l gì v i c n máy ố ạ ớ ặ l c ho c váng trên m t n c; đó (c n ho c váng ọ ặ ặ ướ ặ ặtrên m t ặ n c) là nh ng ví d đi n hình c a màng sinh h c. ướ ữ ụ ể ủ ọ Nh ng tr ng h p ữ ườ ợmàng sinh h c đ c nghiên c u nhi u ọ ượ ứ ề nh tấ , là:

1. cao răng;

2. b nh ệ nhân b x nang vì viêm ph i mãn tính; ị ơ ổ

3. ng n c và ố ướ thân tàu b ăn mòn;ị

4. s nhi m b n các th nh ự ễ ẩ ở ứ ư kính áp tròng, tim nhân t o và các thi t b c y ghép ạ ế ị ấy khoa.

Lý do khi n vi khu n g n vào và t o nên màng sinh h c lên b m t là vì b m t ế ẩ ắ ạ ọ ề ặ ề ặlà n i ch t dinh d ng tích t l i. Chính do m i b m t đ u có đi n tích âm, ơ ấ ưỡ ụ ạ ọ ề ặ ề ệđi n tích âm thì sẽ hút ion d ng và cacbon h u c hoà tan.ệ ươ ữ ơR i các h p ch t mang đi n tích d ng tích t l i bên nhau l i sẽ thu hút các ồ ợ ấ ệ ươ ụ ạ ạh p ch t mang đi n tích âm.ợ ấ ệVì th , ngay c trong môi tr ng n c nghèo ch t dinh d ng, th ng cũng có ế ả ườ ướ ấ ưỡ ườv a đ ch t h u c bám vào b m t đ giúp vi khu n phát tri n. Khi các h p ừ ủ ấ ữ ơ ề ặ ể ẩ ể ợch t h u c t l i trên m t n c, chúng sẽ thu hút các vi khu n, t o và đ ng v t ấ ữ ơ ụ ạ ặ ướ ẩ ả ộ ậnguyên sinh thích ăn chúng đ n, theo th i gian sẽ phát tri n thành m t màng ế ờ ể ộsinh h c, đ c g i là neuston (sinh v t s ng trong màng m t n c/váng b ọ ượ ọ ậ ố ặ ướ ềm t).ặVi khu n bám vào b m t theo nhi u cách khác nhau. Vài loài vi khu n t b n ẩ ề ặ ề ẩ ự ảthân đã có tính k t dính: c b n chúng là “c c keo” bao ph b i các màng dính ế ơ ả ụ ủ ởlipopolysaccharide ho c b i các ph n ph g c prôtêin. Các vi khu n khác ch ặ ở ầ ụ ố ẩ it ng h p ch t k t dính c n thi t khi xu t hi n b m t cho chúng bám vào. ổ ợ ấ ế ầ ế ấ ệ ề ặCh ng h n nh , trong vòng 15 phút khi vi khu n gây viêm đ ng hô h p ă ạ ư ẩ ườ ấ

GVHD: Th.S H THIÊN HOÀNGỒ Page 4

Page 5: TIỂU LUẬN EXOPOLYSACCHARIDES

CÔNG NGHỆ VI SINH ỨNG DỤNG

Psuedomonas aeruginosa g p m t m t kính, nó sẽ kích ho t ngay m t gen c n đặ ộ ặ ạ ộ ầ ể t ng h p polysaccharide. Khi vi khu n đã g n vào b m t, chúng chia ra và liên ổ ợ ẩ ắ ề ặt c s n xu t th t nhi u polysaccharides đ t o nên màng sinh h c hoàn ch nh.ụ ả ấ ậ ề ể ạ ọ i

M t Màng Sinh h c hòan ch nh có th d y t 600-900 µm, ộ ọ i ể ầ ừ t c là d y g p m y trăm ứ ầ ấ ấl n m t con vi khu n đ n l .(m t ầ ộ ẩ ơ ẻ ộ con vi khu n dài kho ng 1µm).ẩ ả

Màng sinh h c không ph i ọ ả là m t ch t vô đ nh hình, hay m t kh i đ c s t các ộ ấ ị ộ ố ặ ệpolysaccharides và vi khu n; nó có ẩ t ch c và c u trúc. Th m chí là khu v c d y ổ ứ ấ ậ ự ầnh t c a ấ ủ màng sinh h c cũng cho lu ng n c ch y qua. N c ọ ồ ướ ả ướ ch y qua các c u ả ấtrúc hình n m c a nh ng kh i c u vi ấ ủ ữ ố ầ khu n, qua đó, cung c p dinh d ng cho ẩ ấ ưỡchúng và đem ch t th i đi. ấ ả

Rõ ràng, c u trúc bên trong c a màng sinh h c không ấ ủ ọ đ c c u thành theo cách ượ ấng u nhiên. Các nhà nghiên ẫ c u cho bi t có s trao đ i thông tin liên t c di n ra ứ ế ự ổ ụ ễgi a ữ các vi khu n đ đ m b o màng sinh h c đ c hình thành ẩ ể ả ả ọ ượ m t cách chính xác. ộ(Các vi khu n đ t ẩ ộ bi n không th truy n thông v i nhau đ t o nên các màng ế ể ề ớ ể ạsinh h c b t th ng.) Các màng sinh h c không luôn luôn gi ng y chang nhau, ọ ấ ườ ọ ốtheo ki u g m nhi u l p vi khu n hi u khí bên trên và nhi u l p vi khu n k ể ồ ề ớ ẩ ế ề ớ ẩ ỵkhí phía d i. Do các lu ng n c ch y qua khu y đ ng nên các vi khu n k khí ướ ồ ướ ả ấ ộ ẩ ỵvà hi u khí song song t n t i trong các h c nh kh p trong màng sinh h c. ế ồ ạ ố ỏ ở ắ ọ Vì th , các nhà nghiên c u thi t ế ứ ệ ng c nhiên khi th y quá trình kh nito x y ra trong ạ ấ ử ảm t ộ b l c x c khí v n dùng đ x lý n c th i. Hộ ọ ụ ố ể ử ướ ả th y ọ ấ l ng vi khu n hi u khí, ượ ẩ ếvi khu n t o nit (nitrat hóa), vi ẩ ạ ơ khu n kh nit , và vi khu n k khí, c đáy và ẩ ử ơ ẩ ỵ ả ởtrên cùng, b ng y nh nhau. Và làm thêm nh ng thí nghi m ằ ư ữ ệ khác, h th y có các ọ ấho t đ ng trao đ i ch t qua l i gi a ạ ộ ổ ấ ạ ữ các vi khu n t o nito (hi u khí) và vi khu n ẩ ạ ế ẩkh nito (ky khí) y nh nhau c t ng đáy cũng nh t ng trên cùng.ử , ư ở ả ầ ư ầ

Có th vi khu n t o nito và các vi khu n khác đã l p ể ẩ ạ ẩ ậ đ c m t m i quan h t ngượ ộ ố ệ ươ h hai bên cùng có l i và ỗ ợ ch t chẽ trong các màng sinh h c c a các b l c sinh h c.ặ ọ ủ ộ ọ ọ Vì các vi sinh hi u khí bình th ng phóng thích NHế ườ 3 trong quá trình phân h y cácủ h p ch t h u c , các ợ ấ ữ ơ vi khu n t o nito có th dùng NHẩ ạ ể 3 (c đ nh đ m) ố ị ạ làm ngu n ồnăng l ng cho mình. R i đ n l t các vi ượ ồ ế ượ khu n kh nito chuyên tiêu th acid, nên, ẩ ử ụcó th đã b o ể ả v cho các vi khu n t o nito - v n đ c bi t nh y c m v i ệ ẩ ạ ố ặ ệ ạ ả ớ tính acid.

Vi khu n trong màng sinh h c có nhi u thu n l i h n là ẩ ọ ề ậ ợ ơ nh ng vi khu n l l ng ữ ẩ ơ ửt do trong n c. Tr c h t, ự ướ ướ ế chúng chia s thông tin di truy n và trao đ i ch t cho ẻ ề ổ ấnhau. Ví d nh , trong màng sinh h c cao răng, vi ụ ư ọ ở khu n ẩ Veillonella s d ng ử ụlactate do vi khu n ẩ Streptococcus sinh ra. Th nhì, vi khu n trong màng sinh ứ ẩ h c ọđ c b o v kh i k thù và các hoá ch t đ c h i.ượ ả ệ ỏ ẻ ấ ộ ạ

GVHD: Th.S H THIÊN HOÀNGỒ Page 5

Page 6: TIỂU LUẬN EXOPOLYSACCHARIDES

CÔNG NGHỆ VI SINH ỨNG DỤNG

Trong th gi i d i n c, màng sinh h c b o v vi khu n kh i b các đ ng v t ế ớ ướ ướ ọ ả ệ ẩ ỏ ị ộ ậnguyên sinh, các lo i t o đ c h i (ạ ả ộ ạ dinoflagellates - t o roi) và khu n đ c ả ẩ ộ(Myxobacteria - niêm khu n) làm h i.ẩ ạ

V b nh c a ng i, màng sinh h c giúp vi khu n không b thu c kháng sinh, hóa ch t, ề ệ ủ ườ ọ ẩ ị ố ấkháng th , t bào mi n d ch,....làm h i.ể ế ễ ị ạ

Vì th , các t bào l l ng c a tr c khu n m xanh - ế ế ơ ử ủ ự ẩ ủ Pseudomonas aeruginosa sẽ b ịtiêu di t b i 0,050 mg/ml ệ ở tobramycin - kháng sinh dùng trong thu c nh m t trong ố ỏ ắkhi nhi u h n th 20 l n thu c này (0.1 mg/ml) mà v n ề ơ ế ầ ố ẫ không di t đ c tr c ệ ượ ựkhu n m xanh khi nó là hoá ch t ẩ ủ ấ c ch nito - nitrapyrin, s tăng tr ng c a vi ứ ế ự ưở ủkhu n trong tr ng h p c y màng sinh h c không b nh h ng ẩ ườ ợ ấ ọ ị ả ưở gì c , còn s ả ựtăng tr ng c a vi khu n s ng trong môi ưở ủ ẩ ố tr ng c y l l ng b gi m 82 %. ườ ấ ơ ử ị ả

Các nhà nghiên c u đã dùng k t qu thí nghi m c a h ứ ế ả ệ ủ ọ đ gi i thích t i sao ch t ể ả ạ ấc ch nito (nitrapyrin) không ngăn ch n đ c quá trình sinh ra nito ngoài th c ứ ế ặ ượ ự

t cho nông dân, nh đã tiên li u theo nghiên c u trong phòng ế ư ệ ứ thí nghi m. Vì th ,ệ ế tuy ch t c ch ni-t (nitrapyrin) là ch t ấ ứ ế ơ ấ c ch hi u qu đ i v i ứ ế ệ ả ố ớ N.europaea s ng ốl l ng trong ơ ử môi tr ng giàu dinh d ng trong phòng thí nghi m, ườ ưỡ ệ nh ng l i khôngư ạ có hi u l c trong nh ng đi u ki n khi vi ệ ự ữ ề ệ khu n có th bám vào các h t đ t và trú ẩ ể ạ ấng bên trong ụ màng b o v sinh h c.ả ệ ọ

M t vài ng d ng c a màng sinh h c là dùng đ L c sinh h c và làm màng tr ộ ứ ụ ủ ọ ể ọ ọ ịb ngỏL c sinh h c:ọ ọL c sinh h c (biofiltration) là m t công ngh đi u khi n s ô nhi m m i. Nó baoọ ọ ộ ệ ề ể ự ễ ớ g m s lo i b và ô xi hóa nh ng h p ch t khí b nhi m b n nh vi sinh v t.ồ ự ạ ỏ ữ ợ ấ ị ễ ẩ ờ ậL c sinh h c đ c thi t l p r t t t trong công ngh đi u khi n ô nhi m Đ c ọ ọ ượ ế ậ ấ ố ệ ề ể ễ ở ứvà Hà Lan và nó cũng thu hút đ c s quan tâm B c Mỹ.ượ ự ở ắL c sinh h c có th x lý nh ng phân t khí h u c - nh ng h p ch t h u c bayọ ọ ể ử ữ ử ữ ơ ữ ợ ấ ữ ơ h i ( Volatile Organic Compound- VOC's) ho c các h p ch t cacbon, hay nh ng ơ ặ ợ ấ ữch t khí đ c vô c - amoniac hay Hấ ộ ơ 2S.L c sinh h c s d ng vi sinh v t đ phân h y nh ng h p ch t h u c ( ho c ọ ọ ử ụ ậ ể ủ ữ ợ ấ ữ ơ ặbi n đ i nh ng h p ch t vô c ) thành cacbonic, n c và mu i. Khi h th ng l c ế ổ ữ ợ ấ ơ ướ ố ệ ố ọsinh h c đ c l p đ t, vi sinh v t đã có s n trong nguyên li u mà đó nó đ c ọ ượ ắ ặ ậ ẵ ệ ở ượs d ng nh m t l p l c. Trong các phòng thí nghi m, v i m c đích tăng c ng ử ụ ư ộ ớ ọ ệ ớ ụ ườt c đ phân h y, vi sinh v t đ c cân nh c đ n đ u tiên là hi u qu c a chúng ố ộ ủ ậ ượ ắ ế ầ ệ ả ủtrong vi c phân h y c a nguyên li u đ c nghiên c u.ệ ủ ủ ệ ượ ứNguyên li u l c th ng là than bùn, đ t, phân comp t hay cây th ch nam, tuy ệ ọ ườ ấ ố ạnhiên b t cacbon đã đ c ho t hóa và polysterene cũng có th đ c s d ng. Sộ ượ ạ ể ượ ử ụ ự

GVHD: Th.S H THIÊN HOÀNGỒ Page 6

Page 7: TIỂU LUẬN EXOPOLYSACCHARIDES

CÔNG NGHỆ VI SINH ỨNG DỤNG

l a ch n nguyên li u l c là vô cùng quan tr ng b i vì nó ph i cung c p cho vi ự ọ ệ ọ ọ ở ả ấsinh v t dinh d ng, s phát tri n v m t sinh h c, và có dung tích h p th t t.ậ ưỡ ự ể ề ặ ọ ấ ụ ốQuá trình sinh h c là m t s ô xi hóa nh vi sinh v t, và có th đ c vi t nh ọ ộ ự ờ ậ ể ượ ế ưsau:H p ch t gây ô nhi m + Oxi -> CO2+ H2O + nhi t + sinh kh iợ ấ ễ ệ ốVi sinh v t s ng trong l p màng sinh h c m , m ng, n i đ c bao b c xung ậ ố ớ ọ ẩ ỏ ơ ượ ọquanh các ph n t c a nguyên li u l c. Khí b n đ c khuy ch tán trong h ầ ử ủ ệ ọ ẩ ượ ế ệth ng l c và đ c h p th bên trên màng sinh h c. Th c t đây là v trí mà quá ố ọ ượ ấ ụ ọ ự ế ịtrình ô xi hóa đ c th c hi n. Các ch t b n không đ c luân chuy n c đ nh ượ ự ệ ấ ẩ ượ ể ố ịđ n nguyên li u l c.ế ệ ọ  

Màng tr b ng:ị ỏNg i ta dùng màng sinh h c đ ngăn ng a bi n ch ng nhi m trùng v t th ngườ ọ ể ừ ế ứ ễ ế ươ b ng, t o đi u ki n che ph s m v t th ng. Qua đó, rút ng n th i gian đi u tr ỏ ạ ề ệ ủ ớ ế ươ ắ ờ ề ịvà gi m thi u s o x u trên vùng b ng sâu.ả ể ẹ ấ ỏ  Ch ph m này c a nhóm nghiên c u có kh năng th m n c cao, kh năng k t ế ẩ ủ ứ ả ấ ướ ả ếdính ch t chẽ và tr v m t hóa h c nên nó có vai trò nh màng sinh h c, có th ặ ơ ề ặ ọ ư ọ ểthay th da t m th i.ế ạ ờMàng có kh năng di t 100% vi khu n th ng gây ra các nhi m trùng v t ả ệ ẩ ườ ễ ếth ng h da nh v t b ng, hay các v t th ng m t. Ch c n áp sát màng vào ươ ở ư ế ỏ ế ươ ấ i ầv t th ng và không c n s d ng b t c th gì khác, màng đã có kh năng c n ế ươ ầ ử ụ ấ ứ ứ ả ảkhu n, đ ng th i, làm v t th ng mau lành do thúc đ y quá trình tái t o mô h t.ẩ ồ ờ ế ươ ẩ ạ ạ

B. T I U HÓA S N XU T EXOPOLYSACCHARIDE B NG Ố Ư Ả Ấ Ằ Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus RR TRONG MÔI TR NG BÁN T NG H P - ƯỜ Ổ ỢStacy A. Kimmel, Robert F. Roberts, Gregory R. Ziegler.

(B ph n Khoa h c – Th c Ph m, Đ i H c Ti u Bang Pennsylvania, University ộ ậ ọ ự ẩ ạ ọ ểPark, Pennsylvania 16802.)

Nhi t đ ệ ộ lên men t iố uư , pH, và n ng đ ồ ộ nito cho quá trình s n xu tả ấ exopolysaccharide b i ở Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus RR trong m tộ môi tr ngườ bán t ng h pổ ợ đã đ cượ xác đ nhị b ng cách s d ngằ ử ụ ph ngươ pháp ph n ng trên ả ứ b m tề ặ . Vi c thi t kệ ế ế bao g mồ 20 thí nghi m,ệ 15 k t h pế ợ đ cộ đáo, và 5 ng d ngứ ụ . T tấ cả các quá trình lên men đã đ cượ th cự hi nệ trong n iồ lên men 2,5l th tích ể làm vi c ệ và k t thúc khiế 90% glucose trong môi tr ngườ đã đ c s d ngượ ử ụ . Qu n thầ ể L. delbrueckii subsp. bulgaricus RR và hàm l ngượ exopolysaccharide đ c xác đ nhượ ị vào cu i ố m i ỗ quá trình lên men. Nhi t đệ ộ t iố

uư , pH, và n ng đồ ộ nito trong s n xu tả ấ exopolysaccharide là 38 ° C, pH = 5, và 30 g / lít, v i s n l ngớ ả ượ d đoánự là 295 mg exopolysaccharide/lit . Năng su t ấ th cự

GVHD: Th.S H THIÊN HOÀNGỒ Page 7

Page 8: TIỂU LUẬN EXOPOLYSACCHARIDES

CÔNG NGHỆ VI SINH ỨNG DỤNG

tế theo nh ng đi u ki n nàyữ ề ệ là 354 mg exopolysaccharide / lít, trong kho ng tinả c yậ 95% (217-374 mg c aủ exopolysaccharide / lít). M t thí nghi mộ ệ b sung th cổ ự hi n theo ệ đi u ki n t i u ề ệ ố ư cho th yấ s n xu tả ấ exopolysaccharide thu đ cượ sự tăng tr ngưở k t h pế ợ , v iớ s n xu t t iả ấ ạ đi mể cu iố thích h p ợ thu 101.4 mg / g tế bào khô. Cu i cùngố , đ có đ cể ượ v t li u cho cácậ ệ đ c tínhặ h n n aơ ữ , m tộ quá trình lên men 100 lít đã đ c ti n hànhượ ế trong đi u ki nề ệ t iố uư . 29g exopolysaccharide đ c phân l p tượ ậ ừ ly tâm, l c ọ n c lên menướ và k t t aế ủ b i ở ethanol.

S quan tâm vự ề vi khu n axit lactic s n xu t ẩ ả ấ exopolysaccharide (EPS) đã tăng lên g n đâyầ b i vì đây là nh ng lo i ở ữ ạ sinh v tậ th cự ph m ẩ s n ả xu tấ polymer quan tr ngọ trong vi c xác đ nhệ ị các đ c tính ặ l u bi n ư ế c a ủ các s n ph m t b s aả ẩ ừ ơ ữ và có thể ng d ng vào ứ ụ th c ự ph m không ch a b s a ẩ ứ ơ ữ . Khi thêm vào s n ph mả ẩ th c ph mự ẩ , polysaccharides mang ch c năng nh ứ ư ch t làm đ c, n đ nh,ấ ặ ổ ị ch tấ chuy n th s aể ể ữ , tác nhân làm đông , và tác nhân gi n c .ữ ướ Đ đánhể giá các thu cộ tính ch c năng ứ mà EPSs mang đ n l i ích ế ợ trong th c ph mự ẩ yêu c u ầ có s nẵ ngu n nguyên li u v i đ y ồ ệ ớ ầ đ s l ngủ ố ượ . Đi u này th ng ề ườ đòi h i ỏ vi c thệ ử nghi mệ từ lên men quy mô thí đi m đ n quy mô công nghi p ể ế ệ m t ộ khi đi u ki nề ệ t i uố ư đã đ c xác đ nh.ượ ị

S t i u hóa ự ố ư môi tr ng tăng tr ngườ ưở là đi u ề quan tr ng đọ ể thu đ cượ EPS t iố đa s nả xu tấ b iở các sinh v tậ như Xanthomonas, Pseudomonas, và Rhizobium spp.Nh ng ữ k t qu đã đ c công b đ t i u hóaế ả ượ ố ể ố ư s nả xu t EPS b i vi khu nấ ở ẩ axit lactic bao g mồ các nghiên c uứ đánh giá tác đ ng c aộ ủ đi u ki n môi tr ngề ệ ườ như nhi tệ độ và đ pHộ . M t sộ ố các nghiên c uứ ki mể tra tác đ ng c aộ ủ nhi t ệ độ b ng cách s d ngằ ử ụ các ch ngủ Lactobacillus delbrueckii subsp s n xu t EPS ả ấ . Garcia-Garibay và Marshall nh nậ th yấ r ngằ s ự s n xu tả ấ polymer t ng ngươ ứ (t ng đ ng 1 ươ ươ 1 mg dextran / 1 đ n v khu n l c ơ ị ẩ ạ ) c aủ ch ngủ NCFB 2772 phát tri n ể ở s a g yữ ầ nhi t đở ệ ộ (48oC) cao h n so v i nhi t đơ ớ ở ệ ộ t i u ố ư cho s tăngự tr ngưở (37-42 ° C). Sự s n xu tả ấ polymer t ng ng cao h n ươ ứ ơ (1 mg/1 gram các t bàoế [tr ng l ng khô]) ọ ượ nhi t đở ệ ộ cao h nơ (45 ° C) cũng đ c tìm th yượ ấ b iở Grobben et al, ng i đã ưở ki mể tra s ự s n xu tả ấ EPS b iở cùng m t ch ng ộ ủ trong môi tr ngườ xác đ nhị . Mozzi et al đã nh n th y m tậ ấ ộ m i t ng quanố ươ gi aữ nhi tệ độ tăng tr ngưở t i u (ố ư 37 đ n ế 42 ° C) và s n xu tả ấ polymer t ừ ch ngủ CRL 870. Ng c l iượ ạ , Schellhaass báo cáo s n l ng polymerả ượ cao h nơ b iở ch ngủ RR nhi tở ệ độ d i m cướ ứ nhi t đ ệ ộ t i uố ư cho s tăng tr ngự ưở .

Van den Berg et al. đã ti nế hành m t nghiên c uộ ứ đánh giá tác đ ng c aộ ủ nhi tệ độ và đ pHộ trong s n xu tả ấ EPS t ch ng ừ ụ L. shake. 0-1. H nh n th yọ ậ ấ , b ng cách sằ ử d ng phép theo dõi m tụ ộ bi nế t iạ m t th i gianộ ờ (OVAT), s n xu t EPS t i đa x yả ấ ố ả ra ở 20 ° C và pH 5,8. M t nghiên c u khácộ ứ c a ủ Mozzi et al. nh nậ th yấ r ngằ sự t ng h pổ ợ polymer t iố đa (488 mg / lít) t ừ ch ng ủ L. casei CRL 87 x y ra ả 30ở ° pH

GVHD: Th.S H THIÊN HOÀNGỒ Page 8

Page 9: TIỂU LUẬN EXOPOLYSACCHARIDES

CÔNG NGHỆ VI SINH ỨNG DỤNG

6,0. Tuy nhiên, đi u ki n ề ệ s n xu tả ấ t i uố ư nh t ấ (EPS đ c s n xu t ượ ả ấ m iỗ gram theo tr ng l ng khô ọ ượ c a t bàoủ ế ) và năng su t ấ EPS (gam EPS x 100/grams c aủ đ ngườ tiêu thụ) đã đ c tìm th yượ ấ pHở 4.0.

Đ i v i m t s ố ớ ộ ố vi khu nẩ s n xu t EPS ả ấ , ch ng h n ă ạ như Xanthomonas,Pseudomonas, và Rhizobium spp, trong nh ng đi u ki nữ ề ệ ngu n ồ nitơ h n ch k tạ ế ế qu ả s n xu tả ấ EPS sẽ tăng lên. Tác đ ng c a n ng đ ộ ủ ồ ộ nit nh h ng đ n ơ ả ưở ế s nả xu tấ EPS b i các ch ng ở ủ lactobacilli không đ cượ ki m traể .

L. delbrueckii subsp.bulgaricus RR là m t ch ng s n xu t EPS ph bi n. Hi u quộ ủ ả ấ ổ ế ệ ả c a vi củ ệ sử d ngụ L. delbrueckii subsp. Bulgaricus RR trong quá trình kh i đ uở ầ nuôi c y ấ trên các đ c tínhặ l u bi nư ế c aủ th ch ạ s aữ (s a chua) ữ đ c ki m traượ ể d i nhi u ướ ề đi u ki n khác nhau ề ệ . Ngoài ra, thành ph n ầ monosaccharide và sự l p đi l p l iặ ặ ạ c u trúcấ c aủ EPS đ c s n xu t b iượ ả ấ ở L. Delbrueckii subsp. bulgaricus RR đã đ c xác đ nhượ ị .Tuy nhiên, đ c ặ tính t ng tácươ gi a các proteinữ s aữ và EPS đ cượ s nả xu tấ b iở L. delbrueckii subsp. bulgaricus RR, cũng nh ư đánh giá nhả h ngưở ch cứ năng c aủ EPS đ n h ế ệ th ngố th c ph m khôngự ẩ lên men, đã b c n trị ả ở b iở vì không có đ s l ng ủ ố ượ các polymer có ch c năng.ứ

M c tiêu ụ c aủ công vi cệ hi nệ t iạ là xác đ nh đi u ki n ị ề ệ t i u v ố ư ề nhi t đệ ộ, pH, và n ng đồ ộ nito cho s n xu tả ấ EPS b iở ch ng ủ subsp L. delbrueckii. bulgaricus RR trong môi tr ng bán xác đ nh ườ ị b ng cáchằ s d ngử ụ thi t kế ế bề m tặ ph n ngả ứ th nghi mử ệ và s d ng cácử ụ đi uề ki nệ này đ s n xu tể ả ấ EPS mang nhi u ề đ c tínhặ h n n aơ ữ .

I. V T LI U & PH NG PHÁPẬ Ệ ƯƠ

1. Ch ng vi khu n và quá trình nuôi c yủ ẩ ấ

L. delbrueckii subsp. bulgaricus RR ban đ u thu đ c t phòng thí nghi m c aầ ượ ừ ệ ủ H.A Morris (Đ i h c Minnesota, St Paul) và duy trì trong môi tr ng MRS (Difco).ạ ọ ườ Nguyên li u c a quá trình nuôi c y đ c chu n b b ng cách tr n v i môiệ ủ ấ ượ ẩ ị ằ ộ ớ tr ng nuôi c y thu n khi t t 12 đ n 16h 42 ° C trong canh tr ng MRS, k tườ ấ ầ ế ừ ế ở ườ ế h p v i 10% glycerol và đ c b o qu n -75ợ ớ ượ ả ả ở oC. Môi tr ng nuôi c y chính th cườ ấ ứ đã đ c chu n b b ng cách chuy n 0,5 ml môi tr ng nuôi c y đ c đông l nhượ ẩ ị ằ ể ườ ấ ượ ạ

trên v i 10 ml canh tr ng MRS và nó t 12 đ n 18 h 40 ° C. Môi tr ngở ớ ườ ủ ừ ế ở ườ làm vi c c a ch ng RR đã đ c chuy n giao (1% [vol / vol) lên 20 ml canhệ ủ ủ ượ ể tr ng MRS và t 12 đ n 18 h 40 ° C. Dung d ch ti n nuôi c y này đã đ c lyườ ủ ừ ế ị ề ấ ượ tâm 8000 × g và 4 ° C trong 10 phút và r a s ch hai l n v i 20 ml n c c t vôở ử ạ ầ ớ ướ ấ trùng. D ch treo t bào (trong n c c t vô trùng) đ c s d ng đ c y kh iị ế ướ ấ ượ ử ụ ể ấ ố l ng l n (2,0 lít) c a môi tr ng bán t ng h p (semidefined medium - SDM).ượ ớ ủ ườ ổ ợ

2. Môi tr ng nuôi c yườ ấ

GVHD: Th.S H THIÊN HOÀNGỒ Page 9

Page 10: TIỂU LUẬN EXOPOLYSACCHARIDES

CÔNG NGHỆ VI SINH ỨNG DỤNG

Môi tr ng bán t ng h p ( SDM ) s d ng nh môi tr ng c s cho các thíườ ổ ợ ử ụ ư ườ ơ ở nghi m EPS có các thành ph n sau đây (g/l): dextrose, 20, 80 Tween, 1,ệ ầ ammonium citrate, 2, sodium acetate, 5; MgSO4 • 7H2O, 0.1, MnSO4, 0.05; K2HPO4, 2, n m men nit c s mà không amoni và axit amino (Difco), 5; Bacto.-ấ ơ ơ ởcasitone (Difco), 10. Đ pH c a t t c môi tr ng đã đ c đi u ch nh đ n 6,5 ±ộ ủ ấ ả ườ ượ ề i ế 0,2 tr c khi kh trùng b ng cách làm nóng trong 15 phút 121 ° C. Glucoseướ ử ằ ở đ c kh trùng m t cách riêng bi t và thêm vào môi tr ng. Quá trình làm vi cượ ử ộ ệ ườ ệ trong phòng thí nghi m c a chúng tôi ch ra r ng th i gian th h m i cho dòngệ ủ i ằ ờ ế ệ ớ RR MRS và SDM không khác bi t đáng k 42 ° C và các ph ng ti n can thi pệ ể ở ươ ệ ệ t i thi u v i các xét nghi m đ c s d ng đ đ nh l ng EPS. ố ể ớ ệ ượ ử ụ ể ị ượ

3.Thi t k th nghi mế ế ử ệ

Đ xác đ nh các đi u ki n t i u cho EPS s n xu t t ch ng RR, m t ph n ngể ị ề ệ ố ư ả ấ ừ ủ ộ ả ứ b m t đ c thi t k th nghi m b ng cách s d ng m t mô hình b c hai đ cề ặ ượ ế ế ử ệ ằ ử ụ ộ ậ ượ t o ra b ng cách s d ng Echip (eChip, Inc, Hockessin, Del). Ba y u t kh bi nạ ằ ử ụ ế ố ả ế đ c đ a vào mô hình: nhi t đ (35-45 ° C), pH (4-6), và Bacto.-Casitone (nit )ượ ư ệ ộ ơ t p trung (10 - 30 g / lít) c a môi tr ng tăng tr ng. Các thi t k có 20 thíậ ủ ườ ưở ế ế nghi m, 15 s k t h p, và năm l n l p l i (xem B ng 1).ệ ự ế ợ ầ ậ ạ ả

4. S lên menự

T t c các quá trình lên men t i u hóa đ c th c hi n trong m t kh i l ngấ ả ố ư ượ ự ệ ộ ố ượ làm vi c 2,5 lít Bio-flow III (New Brunswick, Edison, NJ) lên men chìm. Sau khiệ c y, đ pH gi m t 6,5 đ n đi m thi t l p đ s n xu t axit lactic. pH sau đó đãấ ộ ả ừ ế ể ế ậ ể ả ấ đ c duy trì đi m thi t l p b ng cách thêm 5 N NaOH. S khu y tr n đ cượ ở ể ế ậ ằ ự ấ ộ ượ duy trì 200 rpm su t quá trình lên men. Ngay tr c khi c y, môi tr ng đ cố ướ ấ ườ ượ r a v i nit trong 20 phút v i t c đ 1 lít / phút. M u (kho ng 30 ml) đã đ cử ớ ơ ớ ố ộ ẫ ả ượ lo i b theo chu kì đ u đ n và phân tích cho s tăng tr ng, glucose, và EPS nhạ ỏ ề ặ ự ưở ư mô t d i đây. Quá trình lên men đ c ch m d t khi 90% glucose ban đ uả ướ ượ ấ ứ ầ đ c s d ng.ượ ử ụ

5. Phép đo tăng tr ng.ưở

M c tăng tr ng này đ c theo dõi b ng kĩ thu t đo quang (650 nm) và nuôiứ ưở ượ ằ ậ c y trên đĩa v i đ pha loãng thích h p trên môi tr ng th ch MRS, ti p theo làấ ớ ộ ợ ườ ạ ế

k khí trong 48 gi 42 ° C. V i th nghi m s b , xác đ nh tr ng l ng khôủ ỵ ờ ở ớ ử ệ ơ ộ ị ọ ượ t bào đ c th c hi n trên b n sao m u 10 ml canh tr ng lên men. M i m uế ượ ự ệ ả ẫ ườ ỗ ẫ đ c ly tâm (8000 × g trong 10 phút) và r a s ch hai l n v i n c c t. Các h tượ ử ạ ầ ớ ướ ấ ạ nh đ c tách huy n phù trong 5 ml n c c t, s y khô nhi t đ 97 ° C trong 5ỏ ượ ề ướ ấ ấ ở ệ ộ h, và sau đó đ c cân l i.ượ ạ

6. Phân tích glucose

GVHD: Th.S H THIÊN HOÀNGỒ Page 10

Page 11: TIỂU LUẬN EXOPOLYSACCHARIDES

CÔNG NGHỆ VI SINH ỨNG DỤNG

Glucose c a môi tr ng trong quá trình lên men đã đ c theo dõi b ng s c kýủ ườ ượ ằ ắ l ng hi u su t cao. Các column và đ u dò đ c duy trì m c 35 ° C. Dung môiỏ ệ ấ ầ ượ ở ứ 0,005 M sulfuric acid, đã đ c chuy n t i m t t c đ dòng ch y 0,6 ml / phút.ượ ể ạ ộ ố ộ ả D li u đ c thu th p b ng cách s d ng h th ng thu th p d li u SSI Visionữ ệ ượ ậ ằ ử ụ ệ ố ậ ữ ệ IV (khoa h c Systems Inc, State College, Pa). Glucose đ c đ nh l ng b ng cáchọ ượ ị ượ ằ liên h các khu v c cao đi m đ có m t đ ng cong tiêu chu n.ệ ự ể ể ộ ườ ẩ

7. Đ nh l ng EPSị ượ

Các b c đ c s d ng cho đ nh l ng EPS đ c d a trên mô t b i Gancel vàướ ượ ử ụ ị ượ ượ ự ả ở Novel. Kho ng 10 g môi tr ng nuôi c y đã đ c cân chính xác vào m t ng lyả ườ ấ ượ ộ ố tâm 50 ml và sau đó đun nóng trong m t c c n c sôi trong 10 phút đ b t ho tộ ố ướ ể ấ ạ các enzym có kh năng làm suy thoái polime. M u đ c làm l nh t i nhi t đả ẫ ượ ạ ớ ệ ộ phòng, 100 ml 5% (wt / vol) pronase E (EC 3.4.24.31, Sigma Chemical Co, St Louis, Missouri), d ng dung d ch đ c b sung, và h n h p đã đ c trong 1ạ ị ượ ổ ỗ ợ ượ ủ gi 37 ° C trong m t b n n c. Sau khi protein hóa, 250 ml 80% (wt / vol) axitờ ở ộ ồ ướ tricloaxetic đã đ c b sung và m u đ c tr n đ u và đ c b o qu n 4 ° C t iượ ổ ẫ ượ ộ ề ượ ả ả ở ố thi u là 30 phút và sau đó ly tâm (8000 × g trong 20 phút) đ lo i b các t bàoể ể ạ ỏ ế và protein. Các ch t n i trên m t đ c chi t ra bình vào ng th m tách (tr ngấ ổ ặ ượ ế ố ẩ ọ l ng phân t c t, 6.000 đ n 8.000) và th m tích 48 gi so v i b n thay đ i c aượ ử ắ ế ẩ ờ ớ ố ổ ủ n c c t. T t c các xét nghi m đ c th c hi n nhi u l n, và các th t c t ngướ ấ ấ ả ệ ượ ự ệ ề ầ ủ ụ ươ t đã đ c th c hi n v i môi tr ng ch a c y gi ng. N ng đ carbohydrate c aự ượ ự ệ ớ ườ ư ấ ố ồ ộ ủ retentate đ c xác đ nh b ng cách s d ng ph ng pháp phenol-sulfuric acid.ượ ị ằ ử ụ ươ Kh o nghi m carbohydrate đã đ c đi u ch nh b ng cách s d ng m t h n h pả ệ ượ ề i ằ ử ụ ộ ỗ ợ OFD-galactose, D-glucose, andL-rhamnose (05:01:01), và k t qu đ c báo cáoế ả ượ b ng s mg carbohydrate m i lít. Các giá tr hi n th cho EPS đ c tính toánằ ố ỗ ị ể ị ượ b ng cách lo i b s l ng t p nhi m trong môi tr ng ch a c y gi ngằ ạ ỏ ố ượ ạ ễ ườ ư ấ ố (kho ng 44 mg carbohydrate / lít) t s l ng trong canh tr ng lên men.ả ừ ố ượ ườ

8. S n xu t v i quy mô l n và thu h i EPSả ấ ớ ớ ồ

S n xu t EPS quy mô l n đ c th c hi n trong m t m ch lên men 100 lít (kh iả ấ ớ ượ ự ệ ộ ạ ố l ng) (Bio-service, Allentown, Pa). S khu y tr n đã đ c duy trì m c 100ượ ự ấ ộ ượ ở ứ rpm, và h th ng lên men kín đã đ c r a b ng nit trong quá trình ti t trùngệ ố ượ ử ằ ơ ệ đ có đ c m t môi tr ng k khí. Nhi t đ , s khu y tr n, và đ pH đã đ cể ượ ộ ườ ỵ ệ ộ ự ấ ộ ộ ượ theo dõi và ki m soát v i m t máy tính Macintosh (Apple Computer Inc.,ể ớ ộ Cupertino, California) và m t ch ng trình phát tri n trong nhà b ng cách sộ ươ ể ằ ử d ng h th ng phòng thí nghi m phát tri n (National Instruments, Austin,ụ ệ ố ệ ể Texas). M t mô hình 2700 Select Biochemistry Analyzer (YSI Biochemicalộ Products, Yellow Springs, Ohio) đã đ c s d ng đ giám sát vi c s d ngượ ử ụ ể ệ ử ụ glucose trong su t quá trình lên men và ph c h i. Các thi t b đ u cu i (90%ố ụ ồ ế ị ầ ố

GVHD: Th.S H THIÊN HOÀNGỒ Page 11

Page 12: TIỂU LUẬN EXOPOLYSACCHARIDES

CÔNG NGHỆ VI SINH ỨNG DỤNG

glucose đ c s d ng), s khu y tr n đã đ c tăng lên đ n 350 rpm và nhi tượ ử ụ ự ấ ộ ượ ế ệ đ c a b ch a đã đ c nâng lên đ n 100 ° C. Sau 15 phút 100 ° C, b ch aộ ủ ể ứ ượ ế ở ể ứ đ c làm l nh đ n 37 ° C và 100 ml 1 5% (wt / vol) pronase E (EC 3.4.24.31;ượ ạ ế Sigma Chemical Co) đ c b sung. Sau 60 phút 37 ° C, 250 ml 80% (wt / vol)ượ ổ ở axit tricloaxetic đã đ c b sung và b ch a đ c làm l nh xu ng 17 ° C. Sau khiượ ổ ể ứ ượ ạ ố đ c x lý, canh tr ng lên men đã đ c b m vào m t máy ly tâm Sharplesượ ử ườ ượ ơ ộ A316Y (Sharples Inc, Warminster, Pa) và ly tâm 16.800 rpm đ lo i b các tở ể ạ ỏ ế bào và protein. EPS đã đ c cô đ c b ng cách siêu l c canh tr ng lên men b ngượ ặ ằ ọ ườ ằ cách s d ng m t màng cellulose tái sinh trong h th ng siêu l c 50 RLử ụ ộ ệ ố ọ (Millipore Corp.). Các ch t tan có kích th c nh đ c lo i b b ng 1 h th ngấ ướ ỏ ượ ạ ỏ ằ ệ ố màng l c chĩ lo i b các ch t có kích th c nh và gi l i các phân t l n. Các bọ ạ ỏ ấ ướ ỏ ữ ạ ử ớ ộ l c ch a EPS đ c đ t trong m t bình 20 lít, và EPS đã b k t t a b ng cáchọ ứ ượ ặ ộ ị ế ủ ằ thêm 2 kh i l ng ethanol 95% l nh và sau đó đ c l u tr trong 2 ngày 4 ° C.ố ượ ạ ượ ư ữ ở L p trên cùng c a ch t l ng đ c chi t ra bình, và l p d i cùng, trong đó cóớ ủ ấ ỏ ượ ế ớ ướ EPS k t t a, đ c đ t trong chai và ly tâm 8000 × g và 4 ° C trong 20 phút. Cácế ủ ượ ặ ở h t nh đã đ c g b , tách huy n phù trong n c c t, và đông khô (-40 ° C).ạ ỏ ượ ỡ ỏ ề ướ ấ Hàm l ng proteinượ  c a v t li uủ ậ ệ  khô đã đ cượ  đo theo ph ngươ pháp Bradford , n ngđồ ộ carbohydrate t ng sổ ố đ cượ  xác đ nhị  theo ph ngươ pháp phenol-sulfuric acid , vàđ mộ ẩ  đ cượ  đo b ngằ  tr ng l ngọ ượ  v t li uậ ệ  tr c vàướ sau khi đông khô (-40 ° C).

II. K T QUẾ Ả

T i u hóa s n xu t EPSố ư ả ấ . M t thi t k th nghi m ph n ng b m t đã đ cộ ế ế ử ệ ả ứ ề ặ ượ s d ng đ xác đ nh nhi t đ t i u, pH, và n ng đ Bacto-casitone cho s nử ụ ể ị ệ ộ ố ư ồ ộ ả xu t EPS b ng ch ng RR. K t qu thu đ c t t t c các thí nghi m trong thi tấ ằ ủ ế ả ượ ừ ấ ả ệ ế k đ c trình bày trong b ng 1. Ch y 18( th nghi m 9) b l ai tr t các phânế ượ ả ạ ử ệ ị ọ ừ ừ tích d li u b i vì đi u ki n sinh tr ng quá nghiêm ng t và đi m cu i (90% sữ ệ ở ề ệ ưở ặ ể ố ử d ng Glucose) đã không đ t đ c trong vòng 168 gi . Nhi t đ t i u, pH, vàụ ạ ượ ờ ệ ộ ố ư n ng đ Bacto-casitone đ s n xu t EPS đ c xác đ nh 38ồ ộ ể ả ấ ượ ị ở C, 5và 30g/l, t ngươ

ng (hình 1),v i đi u ki n nh trên d đóan s n xu t đ c nhi u nh t làứ ớ ề ệ ư ự ả ấ ượ ề ấ 295mg EPS/l.

GVHD: Th.S H THIÊN HOÀNGỒ Page 12

Page 13: TIỂU LUẬN EXOPOLYSACCHARIDES

CÔNG NGHỆ VI SINH ỨNG DỤNG

HÌNH 1: Bi u đ đ ng đ ng m c c a EPS s n xu t b i L. subsp.bulgaricusể ồ ườ ồ ứ ủ ả ấ ở delbrueckii RR 30 g c a Bacto-casitone m i lít nh m t hàm s c a nhi tủ ỗ ư ộ ố ủ ệ đ và đ pH. Đ ng đ ng m c v i nh ng con s đáng k khác nhau (Pộ ộ ườ ồ ứ ớ ữ ố ể <0,05). Các đ ng chéo là ranh gi i thi t k , t c là, đi u ki n thí nghi mườ ớ ế ế ứ ề ệ ệ bên d i dòng này không có trong thi t k .ướ ế ế

Năng su t th c t theo nh ng đi u ki n này là 354mg EPS/l, đi u này chính xácấ ự ế ữ ề ệ ề 95% so v i d đóan ( lý thuy t).M t lô c a các k t qu ch ra r ng có th thuớ ự ế ộ ủ ế ả i ằ ể đ c s n l ng EPS cao h n n u n ng đ Bacto-casitone l n h n 30g/l (hình 2).ượ ả ượ ơ ế ồ ộ ớ ơ Đ kh o sát, m t thí nghi m đ c ti n hành nhi t đ t i u (38ể ả ộ ệ ượ ế ở ệ ộ ố ư C) và đ pHộ (5.0) v i n ng đ Bacto-casitone 40g/l.S n xu t EPS d i nh ng đi u ki n nàyớ ồ ộ ả ấ ướ ữ ề ệ đã đ c tìm th y là 324g/l, th p h n s n l ng c a EPS đ c s n xu t trongượ ấ ấ ơ ả ượ ủ ượ ả ấ đi u ki n t i u (B ng 1).Khi k t qu này đ c đ a trong phân tích, d đóan t iề ệ ố ư ả ế ả ượ ư ự ố

u và ý nghĩa m i quan h gi a các đi u ki n tăng tr ng và ph n ng bi n đ iư ố ệ ữ ề ệ ưở ả ứ ế ổ (bi n d ) không có s thay đ i. B ng 2 cung c p các h s c a các mô hình th ngế ị ự ổ ả ấ ệ ố ủ ố kê thu đ c t nh ng ph n ng b m t, cũng nh ý nghĩa th ng kê c a m i kỳ.ượ ừ ữ ả ứ ề ặ ư ố ủ ỗ

Đ t o thành các đi u ki n t i u cho s n xu t EPS b ng ch ng RR, m t thể ạ ề ệ ố ư ả ấ ằ ủ ộ ử nghi m đ c ti n hành 38ệ ượ ế ở C, pH = 5, 30g/l Bacto-casitone.T c đ tăng tr ngố ộ ưở và s n xu t EPS đ c theo dõi trong su t quá trình lên men.S t o thành đó choả ấ ượ ố ự ạ th y s n xu t EPS có liên quan đ n s tăng tr ng, ví d nh , s n xu t EPS kèmấ ả ấ ế ự ưở ụ ư ả ấ theo s phát tri n c a sinh v t, v i m t s n ph m c th đi m cu i 101.4mgự ể ủ ậ ớ ộ ả ẩ ụ ể ở ể ố

GVHD: Th.S H THIÊN HOÀNGỒ Page 13

Page 14: TIỂU LUẬN EXOPOLYSACCHARIDES

CÔNG NGHỆ VI SINH ỨNG DỤNG

EPS/g t bào khô và m t s l ng s n ph m c th trong quá trình tăng tr ngế ộ ố ượ ả ẩ ụ ể ưở c a 0.472mg EPS/g t bào/h (xem hình 4).ủ ế

S phân l p và ph c h i c a EPS.ự ậ ụ ồ ủ Đ có đ c v t ch t đ ti p t c xác đ nhể ượ ậ ấ ể ế ụ ị đ c đi m, m t quá trình lên men 100 lít đ c th c hi n b ng cách s d ngặ ể ộ ượ ự ệ ằ ử ụ nh ng đi u ki n t i u cho s n xu t EPS (38ữ ề ệ ố ư ả ấ C, pH =5, 30g/l Bacto-casitone).Sau khi l c EPS l ng l i và l ai b v t li u có phân t l ng th p. 5 lít EPS có ch aọ ắ ạ ọ ỏ ậ ệ ử ượ ấ ứ retentate đã đ c thu.Sau khi dùng ethanol k t t a retentate và đông khô, thuượ ế ủ đ c 29.2g semipure polysaccharide (b ng 3).ượ ả

B NG 1Ả : K t qu thí nghi m lên men đ c th c hi n đ t i u hóa s nế ả ệ ượ ự ệ ể ố ư ả xu t ấ EPS L. RR subsp.bulgaricus delbrueckii

a. m i th nghi m v i s l n khác nhau cho th y m t t p h p các đi u ki n thíỗ ử ệ ớ ố ầ ấ ộ ậ ợ ề ệ nghi mệ

b. ch y bi u th th t mà trong đó các thí nghi m đã đ c ti n hànhạ ể ị ứ ự ệ ượ ế

c. th i gian mà 90% c a glucose trong môi tr ng phát tri n đã đ c s d ngờ ủ ườ ể ượ ử ụ đ c phát hi n b ng s c ký l ng cao ápượ ệ ằ ắ ỏ

GVHD: Th.S H THIÊN HOÀNGỒ Page 14

Page 15: TIỂU LUẬN EXOPOLYSACCHARIDES

CÔNG NGHỆ VI SINH ỨNG DỤNG

d. đ c tính b ng cách tr đi s l ng can thi p sau trong môi tr ng ch a c yượ ằ ừ ố ượ ệ ườ ư ấ gi ng t s l ng trong canh tr ng dùng trong lên men.ố ừ ố ượ ườ

e. k t qu c a m t thí nghi m đ c ti n hành đ ki m tra d đoán đi u ki n t iế ả ủ ộ ệ ượ ế ể ể ự ề ệ ố uư

f. k tế  quả c a m t th nghi m đ c th củ ộ ử ệ ượ ự  hi nệ  v iớ  Bacto-casitone 40g/lit

III. BÀN LU NẬ

S t i u hóa c a s n xu t EPS,thí nghi m đ c thi t k đ nghiên c u ba đi uự ố ư ủ ả ấ ệ ượ ế ế ể ứ ề ki n sinh tr ng( nhi t đ ,PH,và n ng đ Bacto casitone) có kh năng nhệ ưở ệ ộ ồ ộ ả ả h ng đ n s s n xu t EPS.S nh h ng c a ngu n carbon trong s n xu t EPSưở ế ự ả ấ ự ả ưở ủ ồ ả ấ không đ c nghiên c u b i vì các thí nghi m khác đã có bi u hi n,nói chung s nượ ứ ở ệ ể ệ ả l ng glucose cung c p(t 10 – 20 g/lít) đ thu đ c s n l ng EPS cao.ượ ấ ừ ể ượ ả ượ

HÌNH 2: Đ th ba chi u c a EPS s n xu t b i ồ ị ề ủ ả ấ ở L. delbrueckii subsp. bulgaricus RR pH 5.0 là m t hàm s c a nhi t đ và n ng đ Bactoở ộ ố ủ ệ ộ ồ ộ casitone.

GVHD: Th.S H THIÊN HOÀNGỒ Page 15

Page 16: TIỂU LUẬN EXOPOLYSACCHARIDES

CÔNG NGHỆ VI SINH ỨNG DỤNG

B NG 2Ả : H s xác đ nh mô hình ph n ngệ ố ị ả ứ

a Y = β0 + β1(T − 40) + β2(pH − 5) + β3(casitone − 20) + β4(T − 40) (pH − 5) + β5(T − 40)(casitone − 20) + β6(pH − 5)(casitone − 20) + β7(T − 40)2 + β8(pH − 5)2 + β9(casitone − 20)2, trong đó T là nhi t đ lên men (° C), pH là đ pH c a môiệ ộ ộ ủ tr ng trong quá trình lên men, và casitone là s gam Bacto-casitone m i lít trongườ ố ỗ môi tr ng phát tri n.ườ ể

b. Th i gian đó, 90% c a glucose trong môi tr ng phát tri n đã đ c s d ngờ ở ủ ườ ể ượ ử ụ b i các sinh v t. Th i gian đ thi t b đ u cu i đã có m t thi u h t đáng k phùở ậ ờ ể ế ị ầ ố ộ ế ụ ể h p (P <0,05) v i mô hình b m t ph n ng.ợ ớ ề ặ ả ứ

c. Khác bi t đáng k m c P <0,05ệ ể ở ứ

d. Khác bi t đáng k m c P <0,001ệ ể ở ứ

e. NI, không đ c bao g m. Bao g m các h s này trong mô hình không c i thi nượ ồ ồ ệ ố ả ệ phù h pợ

f. Khác bi t đáng k m c P <0,01.ệ ể ở ứ

g. H s h i quy c a mô hình đ d đoán bi n ph n ng c th .ệ ố ồ ủ ể ự ế ả ứ ụ ể

h. giá tr P cho các mô hình đ d đoán bi n ph n ng c th .ị ể ự ế ả ứ ụ ể

Nhi t đ t i u đ s n xu t EPS n m trong kho ng nhi t đ tăng tr ng t i uệ ộ ố ư ể ả ấ ằ ả ệ ộ ưở ố ư c a RR (37-450C). Thí nghi m công b tác đ ng c a nhi t đ trong s n xu tủ ệ ố ộ ủ ệ ộ ả ấ EPS b i vi khu n acid lactic b trái ng c l i.M t vài bài báo cáo đã tìm th y s nở ẩ ị ượ ạ ộ ấ ả

GVHD: Th.S H THIÊN HOÀNGỒ Page 16

Page 17: TIỂU LUẬN EXOPOLYSACCHARIDES

CÔNG NGHỆ VI SINH ỨNG DỤNG

l ng EPS l n đ c s n xu t t i nhi t đ n m trong kho ng nhi t đ sinhượ ớ ượ ả ấ ạ ệ ộ ằ ả ệ ộ tr ng t i u,trong khi đó m t s khác l i đ xu t r ng l ng EPS đ c s nưở ố ư ộ ố ạ ề ấ ằ ượ ượ ả xu t nhi u h n t i nhi t đ th p h n nhi t đ t i u.S khác bi t c a nh ng tàiấ ề ơ ạ ệ ộ ấ ơ ệ ộ ố ư ự ệ ủ ữ li u đó do nhi u lý do,bao g m cái cách xác đ nh EPS khác nhau, môi tr ngệ ề ồ ị ườ sinh tr ng khác nhau,đi u ki n và th i gian khác nhau,không có s đi u ch nhưở ề ệ ờ ự ề i PH và các đi u ki n khác nhau đ s n xu t nhanh EPS ( mg EPS,mg EPS/lít, mgề ệ ể ả ấ EPS/CFU ).

HÌNH 3: Đ ng vi n lô s n xu t (s n ph m) v i 30 g c a Bacto-casitoneườ ề ả ấ ả ẩ ớ ủ m i lít nh m t hàm s c a nhi t đ và đ pH. Đ ng đ ng m c v iỗ ư ộ ố ủ ệ ộ ộ ườ ồ ứ ớ nh ng con s đáng k khác nhau (P <0,05). Các đ ng chéo là ranh gi iữ ố ể ườ ớ thi t k , t c là, đi u ki n thí nghi m bên d i dòng này không có trongế ế ứ ề ệ ệ ướ thi t k .ế ế

M t s ít thí nghi m đ c làm đ nghiên c u tác đ ng c a pH trong s n xu tộ ố ệ ượ ể ứ ộ ủ ả ấ EPS b i Lactobacilli, và không đ c ki m soát b i sinh v t s d ng trong nghiênở ượ ể ở ậ ử ụ c u. Mozzi đo l ng l ng polysaccharide đ c t ng h p t i đa ( 488mg/l) vàứ ườ ượ ượ ổ ợ ố s l ng t bào cao nh t t i đi m pH = 6.0 c a vi khu n L. casei CRL 87. Thêmố ượ ế ấ ạ ể ủ ẩ m t thí nghi m khác , s l ng EPS (mg/l) đi u ki n pH đ c ki m soát caoộ ệ ố ượ ở ề ệ ượ ể g p 3.6 l n so v i đi u ki n pH không đ c ki m soát. Trong nghiên c u ki mấ ầ ớ ề ệ ượ ể ứ ể soát pH v i L.sake 0-1, pH t i u đ s n xu t EPS là 5.8, nh ng s l ng t bàoớ ố ư ể ả ấ ư ố ượ ế cao là pH = 6.2. T k t qu đó, các nhà nghiên c u k t lu n r ng s bi n đ iừ ế ả ứ ế ậ ằ ự ế ổ đ ng t o EPS đ t hi u qu h n t i pH = 5.8, nh ng l ng đ ng t o sinh kh iườ ạ ạ ệ ả ơ ạ ư ượ ườ ạ ố cao là pH = 6.2.

GVHD: Th.S H THIÊN HOÀNGỒ Page 17

Page 18: TIỂU LUẬN EXOPOLYSACCHARIDES

CÔNG NGHỆ VI SINH ỨNG DỤNG

HÌNH 4: Thông tin c a EPS s n xu t, tr ng l ng khô t bào, và glucose sủ ả ấ ọ ượ ế ử d ng b i ụ ở L. delbrueckiisubsp. bulgaricusRR phát tri n trong đi u ki n t iể ề ệ ố

u cho s n xu t EPS (38 ° C, pH 5,0, 30-g/liter Bacto-casitone). , EPS; ư ả ấ ○ ▵, glucose, , tr ng l ng t bào khô.□ ọ ượ ế

Đ i v i 1 s vi khu n s n xu t EPS nh ố ớ ố ẩ ả ấ ư Xanthomonas, Pseudomonas, Rhizobium spp…, s gi i h n nitrogene là k t qu trong quá trình tăng s n xu t EPS nh ngự ớ ạ ế ả ả ấ ư nó không đ c áp d ng dòng RR. S n xu t EPS t i u x y ra khi môi tr ngượ ụ ả ấ ố ư ả ườ ch a g p 3 l n n ng đ Bacto-casitone (30g/l) đ đáp ng nhu c u sinh tr ngứ ấ ầ ồ ộ ể ứ ầ ưở (10g/l). S tăng l ng Bacto-casitone trong SDS đ n 40g/l không có k t quự ượ ế ế ả trong s tăng m c đ s n xuát EPS.Đi u đó có th di n ra đ c b i vì nh ngự ứ ộ ả ề ể ễ ượ ở ữ ch t dinh d ng khác đ c đ nh ra gi i h n v a đ trong m nuôi c y. ấ ưỡ ượ ị ớ ạ ừ ủ ẻ ấ

H ph ng trình b c 2 dùng trong cái bi u đ th hi n s tác đ ng lên b m tệ ươ ậ ể ồ ể ệ ự ộ ề ặ c a thí nghi m đ c s d ng trong cái nghiên c u này. Lo i ph ng trình nàyủ ệ ượ ử ụ ứ ạ ươ r t là logic b i vì nh ng th a s đó tác đ ng đ n s sinh tr ng c a vi khu nấ ở ữ ừ ố ộ ế ự ưở ủ ẩ th ng cho th y có 1 đi m t i đa. S phân tích th ng kê đã cung c p thông tinườ ấ ể ố ự ố ấ v s nh h ng c a đi u ki n sinh tr ng d a trên nh ng thay đ i c a tácề ự ả ưở ủ ề ệ ưở ự ữ ổ ủ đ ng. M i quan h đáng k đ c tìm th y gi a nhi t đ và s n l ng EPS. Nóiộ ố ệ ể ượ ấ ữ ệ ộ ả ượ chung, m i quan h gi a nhi t đ và s sinh tr ng c a vi khu n cho th y có1ố ệ ữ ệ ộ ự ưở ủ ẩ ấ đi m t i đa, nh ng không đ i x ng, cũng nh m i quan h đ c kh o sát đây.ể ố ư ố ứ ư ố ệ ượ ả ở M i quan h gi a pH và s sinh tr ng c a vi khu n cho th y là m t vùng tr số ệ ữ ự ưở ủ ẩ ấ ộ ị ố

GVHD: Th.S H THIÊN HOÀNGỒ Page 18

Page 19: TIỂU LUẬN EXOPOLYSACCHARIDES

CÔNG NGHỆ VI SINH ỨNG DỤNG

c c đ i. Trong nghiên c u này, có v phù h p vì pH không có tác đ ng đáng kự ạ ứ ẻ ợ ộ ể đ n s n xu t EPS b i vì kho ng s d ng đ nghiên c u (4 đ n 6) đ c th hi nế ả ấ ở ả ử ụ ể ứ ế ượ ể ệ là đ ng t ng đ i ph ng trên đ ng cong c a đ th . Trên th c t , hình 1 thườ ươ ố ă ườ ủ ồ ị ự ế ể hi n r ng nhi t đ t i u v đi u ki n pH c a quá trình s n xu t EPS t n t iệ ằ ệ ộ ố ư ả ề ệ ủ ả ấ ồ ạ trong cái đ ng elip hình thành b i 36-39ườ ở oC và pH t 4.5 đ n 5.5. Cu i cùng, ừ ế ố ở nghiên c u này có đ c m i quan h có ý nghĩa gi a n ng đ Bacto-casitone vàứ ượ ố ệ ữ ồ ộ s n l ng EPS, nó đ c bi u hi n trên hình 2. Nh ng điêu ki n sinh tr ng vàả ượ ượ ể ệ ữ ệ ưở m i quan h c a chúng đ c liên h đáng k v i s l ng CFU/ml và th i đi mố ệ ủ ượ ệ ể ớ ố ượ ờ ể k t thúc. Nó đ c bi t chung là nh ng đi u ki n sinh tr ng nh n ng thíế ượ ế ữ ề ệ ưở ư ữ nghi m đ c nghiên c u này có tác đ ng d a trên nh ng thay đ i thu đ c.ệ ượ ứ ộ ự ữ ổ ượ

B NG 3Ả : B ng thu h i cho EPS s n xu t b i ả ồ ả ấ ở L. RR subsp.bulgaricus delbrueckii

Sampling period and material tested

Vol of medium (liters) EPS concn

EPS yield (g)a

EPS recovery (%)b

During recovery

Fermentation broth 97.00 367.84c 35.68 100.0

Concentrated fermentation broth d 5.32 6,647.27c 35.36 99.1

After recovery

Freeze-dried precipitate

964.00 ± 22.0e 29.20f 81.84

a. Năng su t (grams) = EPS (gram m i lít) × kh i l ng trung bình (lít)ấ ỗ ố ượ

b. Thu h i (%) = g EPS / gram EPS có trong canh tr ng lên men × 100.ồ ườ

c. Trong miligam trên m t lít.ộ

d. Sau khi siêu l c và diafiltrationọ

e. Trong mg m i gram.ỗ

f. EPS có m t hàm l ng protein 1,42% (0,43 ± 0,11 g) và đ m 0,3% (0,0073 ±ộ ượ ộ ẩ 0,0005 g).

GVHD: Th.S H THIÊN HOÀNGỒ Page 19

Page 20: TIỂU LUẬN EXOPOLYSACCHARIDES

CÔNG NGHỆ VI SINH ỨNG DỤNG

Năng su t, đ nh nghĩa là s l ng s n xu t t i đa trong 1 kho ng th i gian t iấ ị ố ượ ả ấ ố ả ờ ố thi u, là bi n s quan tr ng t công ngh tri n v ng. Đ xác đ nh đi u ki n s nể ế ố ọ ừ ệ ể ọ ể ị ề ệ ả xu t t i u, các s tác đ ng thay đ i năng su t đ c k t h p l i, dùng cho dấ ố ư ự ộ ổ ấ ượ ế ợ ạ ự ki n năng su t, đ c tính toán b ng t ng tr ng l ng c a n ng đ EPS d iế ấ ượ ằ ổ ọ ượ ủ ồ ộ ướ nh ng tác đ ng c a m t đi u ki n cùng v i th i đi m k t thúc. B ng cách sữ ộ ủ ộ ề ệ ớ ờ ể ế ằ ử d ng ch ng trình đo s t i u hóa thông th ng, nh ng tác đ ng c a m tụ ươ ự ố ư ườ ữ ộ ủ ộ đi u ki n đ c vẽ theo t l vì v y chúng có th đ c k t h p chính đáng vàề ệ ượ y ệ ậ ể ượ ế ợ đi m c c đ i c a nh ng đi u đi n tác đ ng đ c ph i h p l i cũng đ i th i làể ự ạ ủ ữ ề ệ ộ ượ ố ợ ạ ồ ờ đi m tác đ ng t i u nh t c a t ng đi u ki n. Nh ng tác đ ng c a t ng đi uể ộ ố ư ấ ủ ừ ề ệ ữ ộ ủ ừ ề ki n đ c cân xét m t cách ch quan đ ph n ánh chính xác m i quan h c aệ ượ ộ ủ ể ả ố ệ ủ chúng. Trong tr ng h p này, n ng đ EPS đ c xác đ nh t i cái th i đi m k tườ ợ ồ ộ ượ ị ạ ờ ể ế thúc. Năng su t t i u đ c tìm th y t i 39ấ ố ư ượ ấ ạ oC, pH 5.6 và 30g/l n ng đ Bacto-ồ ộcasitone. D i nh ng đi u ki n này, ph ng trình ra đ c 236mg EPS/l đ cướ ừ ề ệ ươ ượ ượ s n xu t ra trong 12h45. Trong tr ng h p các thành ph n c a môi tr ng kháả ấ ườ ợ ầ ủ ườ m t, các thao tác chu n b khó khăn, k t qu là t l th i gian chu n b và th iắ ẩ ị ế ả y ệ ờ ẩ ị ờ gian lên men cao,ho c chi phí gia công còn d l i cao, nó sẽ thích h p đ s nặ ư ạ ợ ể ả xu t l ng EPS v t quá th i đi m k t thúc, do đó làm gi m đ c cái l ng môiấ ượ ượ ờ ể ế ả ượ ượ tr ng d ( th i gian lên men dài h n)ườ ư ờ ơ

Nh ng b n báo cáo thí nghi m tr c đây v tác đ ng c a m t hay nhi u đi uữ ả ệ ướ ề ộ ủ ộ ề ề ki n đ i v i s n xu t EPS có s d ng ph ng pháp OVAT. Ph ng pháp OVATệ ố ớ ả ấ ử ụ ươ ươ cho r ng không có m i quan h nào gi a nh ng bi n s đ c nghiên c u. Hằ ố ệ ữ ữ ế ố ượ ứ ệ ph ng pháp tác đ ng b m t cho phép đ ng th i c l ng nhi u đi u ki nươ ộ ề ặ ồ ờ ướ ượ ề ề ệ sinh tr ng và và cũng cho th y m i quan h c a nh ng bi n s .ưở ấ ố ệ ủ ữ ế ố

Mô t v nh ng điêu ki n sinh tr ng t i u. Mô t quá trình len men đ cả ề ữ ệ ườ ố ư ả ượ ki m soát b i nh ng đi u ki n t i u trong s n xu t EPS cho th y s n xu t EPSể ờ ữ ề ệ ố ư ả ấ ấ ả ấ đ c gia tăng nh s ph i h p c a các đi u ki n. T ng t k t qu thu đ cượ ờ ự ố ợ ủ ề ệ ươ ự ế ả ượ b i Grobben , ông s d ng dòng NCFB 2772. Đi u này cho th y r ng nh ng đi uở ử ụ ề ấ ằ ữ ề ki n t i u đ gia tăng s n l ng EPS c a sinh v t s n xu t EPS sẽ là k t quệ ố ư ể ả ượ ủ ậ ả ấ ế ả thu đ c s n l ng EPS t i đa. Nh ng k t h p c a các đi u ki n trong s n xu tượ ả ượ ố ữ ế ợ ủ ề ệ ả ấ EPS đ tăng s n l ng không x y ra đ i v i nh ng dòng s n xu t EPS khác, nhể ả ượ ả ố ớ ữ ả ấ ư Xanthomonas và Alcaligenes spp.

GVHD: Th.S H THIÊN HOÀNGỒ Page 20

Page 21: TIỂU LUẬN EXOPOLYSACCHARIDES

CÔNG NGHỆ VI SINH ỨNG DỤNG

TÀI LI U THAM KH OỆ Ả

Bradford M. M.(1976) A rapid and sensitive method for the quantification of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding. Anal. Biochem. 72:248–254.

Breedveld M. W., Zevenhuizen L. P. T. M., Canter Cremers H. C. J., Zehnder A. J. B.(1993) Influence of growth conditions on production of capsular and extracellular polysaccharides by Rhizobium leguminosarum.Antonie Leeuwenhoek

Cerning J. (1990) Exocellular polysaccharides produced by lactic acid bacteria. FEMS Microbiol.

Cerning J., Bouillanne C., Desmazeaud M. J. (1988) Extracellular polysaccharide production by Streptococcus thermophilus. Biotechnol. Lett.10:255–260.

Cerning J., Bouillanne C., Landon M., Desmazeaud M. (1992)Isolation and characterization of exopolysaccharides from slime-forming mesophilic lactic acid bacteria. J. Dairy Sci. 75:692–699.

Cerning J., Renard C. M. G. C., Thibault J. F., Bouillanne C.,Landon M., Desmazeaud M., Topisirovic L. (1994) Carbon source requirements for exopolysaccharide production by Lactobacillus casei CG11 and partial structure analysis of the polymer. Appl. Environ. Microbiol.60:3914–3919.

Dubois M., Gilles K. A., Hamilton J. K., Rebers P. A., Smith F.(1956) Colorimetric method for determination of sugars and related substances. Anal. Chem. 28:350–356.

Gancel F., Novel G. (1994) Exopolysaccharide production byStreptococcus salivarius ssp. thermophilus cultures. 1. Conditions of production. J. Dairy Sci. 77:685–688.

Garcia-Garibay M., Marshall V. M. E. (1991) Polymer production byLactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus. J. Appl. Bacteriol. 70:325–328.

Grobben G. J., Sikkema J., Smith M. R., de Bont J. A. M. (1995)Production of extracellular polysaccharides by Lactobacillus

GVHD: Th.S H THIÊN HOÀNGỒ Page 21

Page 22: TIỂU LUẬN EXOPOLYSACCHARIDES

CÔNG NGHỆ VI SINH ỨNG DỤNG

delbrueckii ssp.bulgaricus NCFB 2772 grown in a chemically defined medium. J. Appl. Bacteriol. 79:103–107.

Gruter M., Leeflang B. R., Kuiper J., Kamerling J. P.,Vliegenthart F. G. (1993) Structural characterisation of the exopolysaccharide produced by Lactobacillus delbrueckii subspeciesbulgaricus rr grown in skimmed milk. Carbohydr. Res. 239:209–226.

Hess S. J., Roberts R. F., Ziegler G. R. (1997) Rheological properties of nonfat yogurt stabilized using Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricusproducing exopolysaccharide or using commercial stabilizer systems. J. Dairy Sci. 80:252–265.

Kojic M., Vujcic M., Banina A., Cocconcelli P., Cerning J.,Topisirovic L. (1992) Analysis of exopolysaccharide production byLactobacillus casei CG11, isolated from cheese. Appl. Environ. Microbiol.58:4086–4088. 

Mozzi F., de Giori G. S., Oliver G., de Valdez G. F. (1996)Exopolysaccharide production by Lactobacillus casei under controlled pH.Biotechnol. Lett. 18:435–439. 

Mozzi F., Oliver G., de Giori G. S., de Valdez G. F. (1995) Influence of temperature on the production of exopolysaccharides by thermophilic lactic acid bacteria. Milchwissenschaft 50:80–82. 

Mozzi F., Savoy de Giori G., Oliver G., Font de Valdez G. (1995)Exopolysaccharide production by Lactobacillus casei. II. Influence of the carbon source. Milchwissenschaft 50:307–309. 

Oda M., Hasegawa H., Komatsu S., Kambe M., Tsuchiya F. (1983)Anti-tumor polysaccharide from Lactobacillus sp. Agric. Biol. Chem.47:1623–1625. 

Sanford P. A. (1979) Exocellular microbial polysaccharides. Adv. Carbohydr. Chem. Biochem. 36:265–313.

Schellhaass S. M. (1983) Ph.D. thesis. (University of Minnesota, St. Paul).  Shu C., Yang S. (1990) Effects of temperature on cell growth and xanthan

production in batch cultures of Xanthomonas campestris.Biotechnol. Bioeng. 35:454–468. 

Sinclair C. G. (1987) Microbial process kinetics. in Basic biotechnology.eds Bulock J., Kristiansen B. (Academic Press, London, England), pp 75–131. 

Souw P., Demain A. L. (1979) Nutritional studies on xanthan production by Xanthomonas campestris NRRL B1459. Appl. Environ. Microbiol.37:1186–1192. 

GVHD: Th.S H THIÊN HOÀNGỒ Page 22

Page 23: TIỂU LUẬN EXOPOLYSACCHARIDES

CÔNG NGHỆ VI SINH ỨNG DỤNG

Sutherland I. W. (1990) Food usage of polysaccharides. in Biotechnology of microbial polysaccharides. ed Sutherland I. W. (Cambridge University Press, Cambridge, England), pp 117–125. 

Sutherland I. W. (1990) Physiology and industrial production. inBiotechnology of microbial exopolysaccharides. ed Sutherland I. W.(Cambridge University Press, Cambridge, England), pp 70–88. 

Tamime A. Y. (1977) The behavior of different starter cultures during the manufacture of yogurt from hydrolysed milk. Dairy Ind. Int. 42:7–11. 

Teggatz J. A., Morris H. A. (1990) Changes in the rheology and microstructure of ropy yogurt during shearing. Food Struct. 9:133–138. 

van den Berg D. J. C., Robijn G. W., Janssen A. C.,Giuseppin M. L. F., Vreeker R., Kamerling J. P., Vliegenthart J. F. G.,Ledeboer A. M., Verrips C. T. (1995) Production of a novel extracellular polysaccharide by Lactobacillus sake 0-1 and characterization of the polysaccharide. Appl. Environ. Microbiol. 61:2840–2844. 

Wheeler B., Betsch R., Donnelly T. (1993) EChips user’s guide version 6.0 for Windows. (EChip, Inc. Hockessin, Del).

GVHD: Th.S H THIÊN HOÀNGỒ Page 23