TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG

PHẠM HOÀNG THÁI

KHẢO SÁT MỘT SỐ YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN
KHẢ NĂNG SINH TỔNG HỢP ENZYME AMYLASE TỪ
NẤM MỐC ASPERGILLUS ORYZAE

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ
Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
Mã ngành: 08

Giáo viên hướng dẫn

LÝ NGUYỄN BÌNH

Cần Thơ, 2011


TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG

Luận văn tốt nghiệp
Ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

Tên đề tài

KHẢO SÁT MỘT SỐ YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN
KHẢ NĂNG SINH TỔNG HỢP ENZYME AMYLASE TỪ
NẤM MỐC ASPERGILLUS ORYZAE


Chuyên ngành Công nghệ Thực phẩm - Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng

i


Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 33 - 2011

Trường Đại học Cần Thơ

TÓM LƯỢC
Đề tài thực hiện nghiên cứu “Khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến khả năng sinh tổng
hợp enzyme amylase từ nấm mốc Aspergillus oryzae” sử dụng kết quả nghiên cứu của
Chiêm Thị Bích Vân (2008) về các điều kiện tối ưu để tổng hợp enzyme amylase có hoạt
tính cao.
-

Nhiệt độ: 30oC

-

pH: 5,0

-

Độ ẩm môi trường: 55%

-

Thời gian nuôi: 50 giờ

Trường Đại học Cần Thơ

MỤC LỤC
LỜI CẢM TẠ ....................................................................................................................... i
TÓM LƯỢC ........................................................................................................................ii
MỤC LỤC ..........................................................................................................................iii
DANH SÁCH HÌNH............................................................................................................ v
DANH SÁCH BẢNG.......................................................................................................... vi
CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU ................................................................................................. 1
1.1 Đặt vấn đề ...................................................................................................................... 1
1.2 Mục đích nghiên cứu ..................................................................................................... 1
CHƯƠNG 2. LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU ............................................................................. 3
2.1 Hệ enzyme amylase....................................................................................................... 3
2.1.1 Amylase có trong canh trường nấm mốc Aspergillus............................................. 3
2.1.2 Hoạt độ enzyme amylase....................................................................................... 6
2.2 Nấm mốc Aspergillus oryzae .......................................................................................... 8
2.2.1 Đặc điểm chung .................................................................................................... 8
2.2.2 Nguồn nấm mốc và điều kiện sinh trưởng, phát triển............................................. 8
2.3 Sinh tổng hợp enzyme amylase từ nấm mốc................................................................. 9
2.3.1 Phương pháp nuôi cấy bề mặt ............................................................................. 10
2.3.2 Môi trường nuôi cấy cám gạo và trấu .................................................................. 11
2.4 Một số yếu tố ảnh hưởng đến sinh tổng hợp enzyme cảm ứng .................................. 12
2.4.1 Ảnh hưởng của nguồn carbon.............................................................................. 12
2.4.2 Ảnh hưởng của nguồn nitơ .................................................................................. 13
2.4.3 Ảnh hưởng của nguồn khoáng............................................................................. 14
2.4.4 Ảnh hưởng của pH nguyên liệu ........................................................................... 14
2.4.5 Ảnh hưởng của độ ẩm môi trường nuôi cấy......................................................... 15
2.4.6 Ảnh hưởng của nhiệt độ ...................................................................................... 15
2.4.7 Thời gian nuôi cấy .............................................................................................. 15
2.5 Ứng dụng chế phẩm enzyme amylase ......................................................................... 15

CHƯƠNG 4. KẾT QUẢ THẢO LUẬN............................................................................ 27
4.1 Ảnh hưởng của nguồn carbon (đường) bổ sung riêng lẻ đến hoạt tính enzyme amylase
được tổng hợp bởi Asp. oryzae ............................................................................................ 27
4.2 Ảnh hưởng của nguồn nitơ vô cơ bổ sung riêng lẻ đến hoạt tính enzyme amylase được
tổng hợp bởi Asp.oryzae ...................................................................................................... 28
4.3 Ảnh hưởng của nguồn khoáng bổ sung riêng lẻ đến hoạt tính enzyme amylase được tổng
hợp bời Asp.oryzae.............................................................................................................. 29
4.4 Ảnh hưởng nguồn nitơ và khoáng bổ sung kết hợp đến hoạt tính enzyme amylase được
tổng hợp bời Asp.oryzae ...................................................................................................... 31
CHƯƠNG 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ..................................................................... 33
5.1 Kết luận........................................................................................................................ 33
5.2 Kiến nghị...................................................................................................................... 33
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................. 34
PHỤC LỤC A. PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH............................................................... vii
PHỤ LỤC B. CÁC KẾT QUẢ THỐNG KÊ .....................................................................ix

Chuyên ngành Công nghệ Thực phẩm - Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng

iv


Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 33 - 2011

Trường Đại học Cần Thơ

DANH SÁCH HÌNH
Hình 1. Nấm mốc Apsergillus .................................................................................... 9
Hinh 2. Sơ đồ bố trí thí nghiệm 1 ............................................................................. 20
Hình 3. Sơ đồ bố trí thí nghiệm 2 ............................................................................. 22
Hình 4. Sơ đồ bố trí thí nghiệm 3 ............................................................................. 23



Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 33 - 2011

Trường Đại học Cần Thơ

CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU
1.1 Đặt vấn đề

Mốc màu hoa cau mà nhân dân ta thường dùng để làm tương là một loài nấm sợi có
tên khoa học là Aspergillus oryzae. Đây cũng chính là loài mà người Nhật dùng để
đường hóa gạo khi làm rượu Sake. Những nghiên cứu sớm nhất về loài nấm này do
một nhà khoa học Nhật Bản tên là Jokichi Takamine vào năm 1894. Chính vì thế
enzyme từ Aspergillus oryzae tên là taka-diastatic.
Thời đó để đường hóa tinh bột lúa mì và ngô ở phương Tây người ta dùng mầm đại
mạch (malt). Hoạt tính taka-diastatic cao hơn nhiều so với trong mầm đại mạch. Hoạt
tính taka-diastatic làm cho quá trình đường hóa rút ngắn lại và giá thành rẻ hơn rõ rệt.
Các nghiên cứu vào đầu những năm 1940 đã xác định sự có mặt của glucoamylase
(hay taka-diastatic) trong các chủng Aspergillus.
Ngày nay, nấm sợi Aspergillus oryzae đã được chọn lọc để có các chủng sinh amylase
có hoạt tính cao. Bộ gen di truyền của Aspergillus oryzae đã được phân tích và biết
vào năm 2001. Ngoài amylase nấm này có thể dùng trong công nghiệp để sản xuất
nhiều loại enzyme khác nhau, lipase, hemicellulase, cellulase, oxydoreductase,
phytase, pectinesterase…
Trong lĩnh vực thực phẩm amylase từ nấm mốc Asp.oryzae được sử dụng rộng rãi để
đường hóa tinh bột trong sản xuất rượu bia, bánh mì, xirô,…Các enzyme có độ tinh
sạch cao, tính chất phù hợp có triển vọng trong công nghiệp dược phẩm và hóa chất
tinh khiết.
Cho tới nay đã có nhiều nghiên cứu enzyme amylase từ Aspergillus oryzae được công
bố nhưng vẫn tồn tại nhiều vấn đề chưa thỏa mãn. Một trong những động lực thúc đẩy

Chuyên ngành Công Nghệ Thực Phẩm - khoa Nông Nghiệp và Sinh học ứng dụng

2


Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 33 - 2011

Trường Đại học Cần Thơ

CHƯƠNG 2. LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU
Amylase là một trong những hệ enzyme quan trọng trong ngành công nghệ sinh học
hiện nay do có những ứng dụng rộng rãi trong thực phẩm, dược phẩm và công nghệ
lên men...
Enzyme amylase có nhiều trong dịch tiêu hóa động vật, hạt nảy mầm thực vật và canh
trường vi sinh vật: vi khuẩn, nấm mốc, nấm men. Ngày nay, do ưu thế về nhiều mặt vi
sinh vật đã trở thành nguồn thu enzyme chủ yếu.
Để thu enzyme amylase người ta thường dùng các giống nấm sợi Aspergillus,
Rhizopus và một số loài của Mucor, Neurospora...
2.1 Hệ enzyme amylase
Enzyme amylase thuộc nhóm enzyme thủy phân có sự tham gia của nước (hydrolase),
xúc tác sự phân giải các liên kết glucoside trong mạch polysaccharide của tinh bột và
glycogen. Enzyme amylase chia làm hai nhóm, α-1,4-glucanase và α-1,6- glucanase
trong đó α-amylase, β-amylase, γ-amylase, dextrinase, maltase, pullulanase…là những
enzyme phổ biến.
2.1.1 Amylase có trong canh trường nấm mốc Aspergillus
2.1.1.1 α-Amylase (EC 3.2.1.1)
α-Amylase có khả năng phân cắt liên kết α-1,4 glycoside trong mạch amylose và
amylopectin. α-Amylase phân cắt bên trong mạch polysaccharide một cách ngẫu
nhiên, không theo thứ tự nào nên gọi là endoenzyme. Dưới tác dụng của enzyme αamylase, tinh bột có thể chuyển hóa dần thành dextrin phân tử thấp, maltotetrose,
maltose và glucose, làm giảm nhanh độ nhớt dung dịch hồ tinh bột, có tác dụng dịch

pH tối thích cho hoạt động dextrin hóa và đường hóa của chế phẩm enzyme αamylase từ Asp.oryzae khoảng 6,0 - 6,2.
α-Amylase của nấm sợi Asp.oryzae bền acid hơn α-amylase của malt và vi khuẩn Bac.
subtillis. Ở pH 3,6 và nhiệt độ 0oC hoạt lực α-amylase của nấm sợi hầu như không
giảm, amylase của malt bị vô hoạt hoàn toàn sau 15-30 phút, α-amylase của vi khuẩn
bị vô hoạt 50% (Fenilxova và Rmoshinoi, 1989)1
Trong dung dịch α-amylase nấm sợi bảo quản tốt ở pH 5-5,5, α-amylase dextrin hóa
của nấm sợi đen chịu được pH từ 2,5-2,8. Ở nhiệt độ 0oC và pH 2,5 nó chỉ bị vô hoạt
hoàn toàn sau 1 giờ.
α-Amylase của nấm sợi rất nhạy đối với tác động của nhiệt. Nhiệt độ tối thích ở 50oC
và bị mất hoạt lực ở 70oC (Kozima, 1991)1 và gần như vô hoạt ở 75 oC.
Trong dung dịch đệm pH 4,7, α-amylase của Asp.oryzae rất nhạy với nhiệt độ cao. Ở
nhiệt độ 40oC trong 3 giờ hoạt lực dextrin hóa của nó chỉ còn 22 - 29%, hoạt lực
đường hóa còn 27 - 85%. Còn ở nhiệt độ 50oC trong 2 giờ α-amylase của nấm này bị
vô hoạt hoàn toàn (Nguyễn Đức Lượng và cộng sự, 2004)
2.1.1.2 Glucoamylase (EC 3.2.1.3)
Glucoamylase thủy phân liên kết α-1,4 glycoside tách lần lượt các gốc glucose từ đầu
không khử trong phân tử amylose và thủy phân liên kết α-1,4 và α-1,6 glycoside trong
phân tử amylopectin, glycogen. Do đó, glucoamylase là enzyme ngoại phân
(exoenzyme). Phần lớn sản phẩm thủy phân bởi glucoamylase chứa glucose.
Glucoamylase được tách ra lần đầu tiên từ Asp. awamori (Katihara, Kurushima,
1966)1. Sau đó nó được tìm thấy trong Rhizopus delemar, Asp.niger, Asp.oryzae và
mô động vật. Glucoamylase còn có tên gọi khác là: γ-amylase, amyloglucosidase,
taka- amylase Bac, matulase…

1

Được trích dẫn bởi Nguyễn Đức Lượng (2004)

Chuyên ngành Công Nghệ Thực Phẩm - khoa Nông Nghiệp và Sinh học ứng dụng


(Azepoba, 1971)1.
Theo khả năng bền acid, glucoamylse được chia thành hai loại: Glucoamylse acid và
glucoamylase trung tính. Nếu nấm sợi sinh trưởng trong môi trường acid hơn thì sinh
ra glucoamylase acid nhiều hơn và trong môi trường gần trung tính hơn thì
glucoamylase trung tính nhiều hơn. Nhiệt độ hoạt động tối thích của loại bền acid là
50oC (Barker và Fleetwood, 1957)1, của loại trung tính thấp hơn 50oC.
Phân từ lượng glucoamylase từ 33 – 97 kDa
Glucoamylase bị kìm hãm bởi sufuahydryl do chúng liên kết với nhóm –SH trong
trung tâm hoạt động của enzyme.
2.1.1.3 Dextrinase (EC 3.2.1.10)
Enzyme dextrinase thủy phân các liên kết α-1,6 glucoside trong isomaltose, panose,
dextrin giới hạn và tạo sản phẩm là các đường lên men được. Các loài nấm sợi Asp.
awamori, Asp.oryzae, Asp.usamii sinh tổng hợp enzyme này mạnh hơn cả

1

Được trích dẫn bởi Nguyễn Đức Lượng (2004)

Chuyên ngành Công Nghệ Thực Phẩm - khoa Nông Nghiệp và Sinh học ứng dụng

5


Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 33 - 2011

Trường Đại học Cần Thơ

(Karpukhina và Xoxfenov, 1977; Pankratov và Kirxanov, 1969; Rukhlideva và
Goriatreva, 1967)1. Các dextrinase hoạt động tối thích ở nhiệt độ 40oC và pH 5,1.
2.1.1.4 Maltase (EC 3.2.1.20) Nhiều nấm sợi sinh enzyme này, nó có khả năng thủy


1

Được trích dẫn bởi Nguyễn Đức Lượng (2004)

Chuyên ngành Công Nghệ Thực Phẩm - khoa Nông Nghiệp và Sinh học ứng dụng

6


Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 33 - 2011

Trường Đại học Cần Thơ

Đo mật độ quang của dung dịch khi thực hiện phản ứng màu với iod. Khi có amylase
thì các sản phẩm phân giải của tinh bột sẽ cho màu khác nhau với iod.
Đo lượng đường maltose hoặc glucose tạo thành sau khi cho enzyme tác dụng lên cơ
chất.
Hệ enzyme amylase có các hoạt độ đặc trưng sau
Hoạt độ của enzyme α- amylase theo Rukhliadeva1 dựa trên cơ sở thủy phân tinh bột
bởi enzyme có trong dịch chế phẩm nghiên cứu tới các dextrin có phân tử lượng khác
nhau. Đo cường độ màu tạo thành giữa tinh bột và các sản phẩm thủy phân của nó với
iod bằng máy so màu quang phổ sẽ tính được hoạt độ của enzyme. Đơn vị hoạt độ của
α- amylase là lượng enzyme chuyển hóa được một gam tinh bột tan thành dextrin có
phân tử lượng khác nhau ở 30 oC trong một giờ ở pH 4,7 (α- amylase từ nấm mốc).
Hoạt độ glucoamylase đặc trưng cho khả năng chế phẩm thủy phân tinh bột đến
glucose. Muốn xác định được cần đo được lượng glucose tạo thành. Đơn vị hoạt độ
của glucoamylase là lượng chế phẩm enzyme khi tác dụng lên tinh bột ở 30oC và pH
tối thích trong 1 giờ tạo ra 1mg glucose (xác định bằng phương pháp ZikhetarBleyer) hay cũng trong những điều kiện nhiệt độ và pH tương tự làm giải phóng được
1 micromol glucose (xác định bằng phương pháp glucooxydase).

mililite dung dịch (nếu là dung dịch) hoặc là 1 miligram protein ( nếu là bột khô của
chế phẩm). Ví dụ một dung dịch enzyme chứa 10 UI (hoặc 166.7 nKatal) trong một
ml ( hoặc mg protein). Nếu chế phẩm enzyme đã tinh sạch, hoat độ được biểu thị bằng
số UI hoặc Katal trên một mg protein. Khi đã biết khối lượng phân tử của enzyme thì
có thể tính hoạt độ riêng phân tử
Hoạt độ riêng phân tử là số phân tử cơ chất chuyển hóa bởi một phân tử enzyme trong
một đơn vị thời gian.
Khi xác định hoạt độ enzyme cần chú ý những điểm sau:
Nồng độ cơ chất trong phản ứng phải ở một giới hạn thích hợp vừa đủ để bão hòa
enzyme nhưng không quá cao đến mức kìm hãm enzyme. Với những enzyme cần có
chất hoạt hóa hoặc chất làm bền thì phải cho các chất này vào enzyme trước khi cho
cơ chất vào hỗn hợp phản ứng. Xác định hoạt độ cần tiến hành ở pH thích hợp và cố
định. Nhưng cần chú ý là pH có thể thay đổi khá nhiều tùy thuộc vào cơ chất và thành
phần dung dịch đệm, lực ion của dung dịch đệm (thường trong phạm vi từ 0,01-0,1).
Nhiệt độ dùng để xác định hoạt độ cần phải thấp hơn nhiệt độ tối ưu của enzyme để
phòng tác dụng kìm hãm enzyme ở nhiệt độ cao.
Thời gian xác định hoạt độ thường từ 5-30 phút. Trong một số trường hợp có thể kéo
dài 24 giờ nếu hoạt độ enzyme quá thấp. Trong trường hợp đó có thể thêm các chất
tiêu diệt vi sinh vật vào dung dịch và tránh dùng dung dịch đệm thuận lợi cho sự phát
triển vi sinh vật (Lê Thanh Mai và cộng sự, 2009)
2.2 Nấm mốc Aspergillus oryzae
2.2.1 Đặc điểm chung
Apergillus oryzae thuộc giống Aspergillus, họ Aspegillaceae, bộ cúc khuẩn
Plectascales, lớp nang khuẩn Ascomycetes, ngành nấm. Apergillus là nấm mốc sinh
sản vô tính bằng cách tạo than quả hoặc cuống bào tử đính. Bào tử đính là tập hợp
những khuẩn ti cao, xuất phát từ một tế bào lớn. Các nang quả phình to phía bên trên,
chỗ phình to có dạng hình cầu, hình bầu dục, hình chùy được gọi là túi định. Túi định
có vô vàn những mầm nhỏ gọi là thể bình mọc ra khắp mọi hướng, ở phần cuối các
mầm này là các bào tử đính. Cơ sở phân loài nấm mốc thuộc giống Asperillus là đặc
điểm cấu tạo, màu sắc của cuốn bào tử đính. Asp.oryzae có bào tử màu vàng hoa cau


-amylase

Glucoamylase

A.awamori

+

+

A.flavus

+

A.fumimatus

+

A.kawachi

+

A.niger

+

+

A.oryzae

Trường Đại học Cần Thơ

2.3.1 Phương pháp nuôi cấy bề mặt
Theo phương pháp này giống vi sinh vật hiếu khí sau khi cấy sẽ phát triển trên bề mặt
và dần dần lan xuống phía dưới theo các kẽ hở giữa các cấu tử thành phần môi trường
và giữ ở nhiệt độ thích hợp. Thời gian của quá trình này ngắn và sản phẩm thu được ít
lẫn các sản phẩm chuyển hóa trung gian và do đó dễ chiết tách và tinh chế. Nuôi cấy
nấm mốc theo phương pháp bề mặt để sản xuất enzyme thường dùng môi trường rắn,
là các nguyên liệu tự nhiên: cám mì, cám gạo, ngô mảnh, đậu tương…
Độ ẩm môi trường rắn khoảng 60% thích hợp cho nấm mốc nôi cấy bề mặt trên khay
hở. Nếu độ ẩm trên 60% vi khuẩn dễ phát triển, dễ gây tạp nhiễm, khó thông khí, còn
nếu thấp hơn 50% thì môi trường khô nhanh, sinh bào tử mạnh và giảm hoạt tính
enzyme, muốn vậy độ ẩm phòng nuôi phải từ 90 - 100% (Nguyễn Đức Lượng và cộng
sự, 2004).
Bảng 2. Ảnh hưởng của việc giữ ẩm trong quá trình sinh trưởng tới sự tạo amylase của
Asp. oryzae nuôi bằng phương pháp bề mặt
20 giờ
Phương án thí
nghiệm

Độ ẩm

34 giờ
Độ ẩm

%

Hoạt độ
amylase *



20,4

42.4

32,9

42,4

36,7

(Nguồn:Nguyễn Đức Lượng và cộng sự , 2004)
Ghi chú: (*) đv/g canh trường khô

Môi trường được rải mỏng ra các khay đã được thanh trùng với bề dày khoảng 2 - 2,5
cm và để nguội khoảng 30 oC mới tiến hành cấy giống. Nhiệt độ thích hợp với đa số
nấm mốc khoảng 30 - 32 oC. Nếu nhiệt độ thấp hơn 24oC nấm mốc phát triển chậm,
sinh bào tử yếu, thời gian nuôi kéo dài dẫn đến giảm khả năng sinh tổng hợp enzyme.
Việc tạo thành α- amylase ở nấm mốc Asp. oryzae không bị kìm hãm ở nhiệt độ
40 - 45 oC trong khoảng từ 10 -12 giờ. Thời gian nuôi cấy nấm mốc khoảng 30 - 36
giờ. Nấm mốc Asp.oryzae và Asp.awamori trên môi trường cám để sản xuất amylase
khoảng 36 - 40 giờ. Nhiều chủng Asperillus sinh enzyme cao nhất lúc mới tạo bào tử
nhưng cũng có trường hợp vào lúc đã sinh nhiều bào tử.
Quá trình nuôi cấy nấm mốc trên bề mặt môi trường rắn chia làm 3 thời kỳ
Khoảng 10 - 14 giờ đầu, bào tử trương nở bắt đầu nảy mầm, thời kỳ này chưa hình
thành enzyme. Giống rất nhạy cảm với nhiệt độ, ở những giờ này thể tích buồng nuôi
cần giữ 29 - 31oC.

Chuyên ngành Công Nghệ Thực Phẩm - khoa Nông Nghiệp và Sinh học ứng dụng


cấy vi sinh vật, thích hợp nhất là nấm sợi vì trong cám chứa đầy đủ các hợp chất cần
thiết cho sự phát triển (bảng 2).
Bảng 3. Thành phần hóa học trung bình của cám
Thành phần

Khối lượng

Đơn vị tính

Protein

12,2

%

Lipid

22,7

%

Glucid

40,3

%

Cellulose

6,3



Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 33 - 2011

Vitamin B1

0,96

Trường Đại học Cần Thơ

mg/100g

(Nguồn: Nguyễn Đức Lượng, 2002)

Trong thành phần của cám chứa nhiều tinh bột, khi thanh trùng, tinh bột bị hồ hóa và
trở nên kết dính, ngăn cản sự chuyển vận oxy có trong khối môi trường. Nhằm làm
tăng độ xốp, trấu thường được cho vào với lượng khoảng 20 - 25%. Trấu tạo nên
những khoảng trống để không khí có thể lưu thông trong lòng môi trường. Vi sinh vật
phát triển ở giữa pha rắn và pha khí của môi trường. Trong trường hợp này vi sinh vật
có khả năng phát triển hẳn trong lòng môi trường nhưng nó vẫn hoàn toàn mang ý
nghĩa của quá trình nuôi cấy bề mặt.
2.4 Một số yếu tố ảnh hưởng đến sinh tổng hợp enzyme cảm ứng
Quá trình sinh tổng hợp được gọi là cảm ứng, nếu như nó xảy ra ở mức độ đáng kể khi
môi trường có cơ chất đặc hiệu của enzyme này hoặc các chất trao đổi có cấu trúc
tương tự cơ chất. Các enzyme thuộc loại này gọi là enzyme cảm ứng. Các cơ chất kích
thích quá trình tổng hợp này được gọi là các chất cảm ứng.
Như vậy, có chất cảm ứng trong môi trường nuôi cấy là điều kiện hết sức cần thiết để
thu được những enzyme mong muốn. Trong công nghiệp sản xuất enzyme cần phải
lựa chọn những chất cảm ứng thích hợp và xác định nồng độ tối ưu của nó trong môi
trường để có hiệu quả sinh tổng hợp cao nhất.


Asp.niger

2

protease

Tăng hoạt lực
enzyme (%)
100
200
100
176
176
2
100
125
100

Được trích dẫn bởi Lương Đức Phẩm (1998)

Chuyên ngành Công Nghệ Thực Phẩm - khoa Nông Nghiệp và Sinh học ứng dụng

12


Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 33 - 2011

Asp.niger


oryzae-3-9-15 trên môi trường bột ngô (Fenikxova và Dvatxatova, 1960)1 chủng này
tạo α-amylase hoạt động khi có mặt (NH4)2HPO4 và NH4NO3 ngoài ra còn có các
chủng của nấm sợi Asp.oryzae 153 lại tổng hợp mạnh mẽ amylase khi có (NH4)2SO4.
Cho nguồn nitơ nhất định vào môi trường có thể kích thích sinh tổng hợp amylse này
và ức chế tổng hợp amylse khác. Theo mức độ tiêu thụ muối môi trường bị acid hóa,
quá trình chuyển dịch mạnh về phía tổng hợp glucoamylse và ức chế tổng hợp αamylase. Fenikxova1 và cộng tác viên đã tiến hành thí nghiệm với NH4H2PO4 và thấy
rằng sinh tổng hợp α-amylase giảm di 10 lần mà sự tạo thành glucoamylase hầu như
không ảnh hưởng.

1

Được trích dẫn bởi Nguyễn Đức Lượng (2004)

Chuyên ngành Công Nghệ Thực Phẩm - khoa Nông Nghiệp và Sinh học ứng dụng

13


Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 33 - 2011

Trường Đại học Cần Thơ

Bảng 5. Ảnh hưởng của nguồn nitơ đến sinh tổng hợp các enzyme amylase
Nguồn nitơ
NaNO3
NaNO3
NH4NO3
NH4NO3
NH4 H2PO4


Các nguyên tố đa vi lượng có ảnh hưởng lớn đến sinh tổng hợp enzyme amylase của
vi sinh vật. Mg2+ ảnh hưởng tới độ bền nhiệt của enzyme. Thiếu MgSO4 ức chế hoàn
toàn sự tổng hợp α-amylase còn hàm lượng glucoamylase giảm xuống hang chục lần
(Fenikxova và Muxaeva, 1967)1. Nồng độ tối ưu của muối này trong tổng hợp αamylase và glucoamylase là 0,05%. Thiếu muối này không ảnh hưởng mấy đến sự tạo
thành oligo-1,6-glucosidase (Silova, 1967)1.
Phosphor cần để tổng hợp các hợp phần quan trọng của sinh chất và coenzyme
(andenosinephosphate, thiamine). Phosphor ảnh hưởng trực tiếp đến sinh sản của nấm
sợi, tăng cường sinh tổng hợp enzyme amylase. Các muối phosphate thường dùng với
nồng độ cao tới 1,5 M. Hoạt độ α-amylase và oligo-1,6- glucosidase tăng cao khi có
0,1% KH2PO4, còn hoạt độ glucoamylase tăng cực lớn khi có 0,2% muối này.
Ca2+ cần cho sự ổn định hoạt động bảo vệ α-amylase khỏi tác dụng của protease,
muốn tích lũy nhiều α-amylase cần có lượng Ca2+ trong môi trường là 0,01-0,05%
(Nguyễn Đức Lượng và cộng sự, 2004).
2.4.4 Ảnh hưởng của pH nguyên liệu
Khi nuôi cấy bằng phương pháp bề mặt pH môi trường ảnh hưởng ít, do môi trường
có dung lượng đệm cao và hàm ẩm thấp, pH không thay đổi mấy trong quá trình nuôi.
Tuy nhiên, pH ban đầu của môi trường cũng có ảnh hưởng không nhỏ tới sự phát triển
của nấm mốc và sự tạo enzyme. pH thích hợp cho Asp. oryzae là môi trường acid yếu
khoảng 4,5 - 6,5. Trong nuôi cấy bề mặt môi trường đặc rất khó tạo sự đồng đều về
Chuyên ngành Công Nghệ Thực Phẩm - khoa Nông Nghiệp và Sinh học ứng dụng

14


Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 33 - 2011

Trường Đại học Cần Thơ

pH, việc ổn định pH trong suốt quá trình phát triển của nấm sợi lại càng khó khăn
hơn.Tuy nhiên, môi trường bán rắn là môi trường tĩnh nếu thay đổi pH ở một vùng

khi thủy phân chứa nhiều maltose. Enzyme có thể chịu được pH xuống tới 4,5 và
không bị ảnh hưởng gì nếu thêm ion Ca2+.

Chuyên ngành Công Nghệ Thực Phẩm - khoa Nông Nghiệp và Sinh học ứng dụng

15


Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 33 - 2011

Trường Đại học Cần Thơ

2.5.1.2 AMG 300L
Enzyme glucoamylase xúc tác thủy phân dextrin thành đường glucose.
2.5.1.3 Promozyme 200L
Là chế phẩm chứa chủ yếu enzyme phân nhánh pullulanase thích hợp cho việc phân
giải các mạch nhánh của tinh bột sau khi dịch hóa, được sử dụng kết hợp với
glucoamylase trong sản xuất đường dextrin hay với Fungamyl trong sản xuất đường
maltose. Thường liều lượng thích hợp là 0,25 - 3 kg/tấn tinh bột khô. Nhiệt độ tối
thích từ 57,5 - 62,5 oC tương ứng với pH tối thích từ 4,5 - 5,5.
2.5.1.4 Ban 240L
Chế phẩm chứa chủ yếu enzyme α-amylase thường được sử dụng dịnh hóa tinh bột
thành dextrin ở nhiệt độ 90oC.
2.5.1.5 Super 240L
Là chế phẩm enzyme được sản xuất từ nấm mốc Aspergillus chứa glucoamylase, αamylase và protease. Chế phẩm ở dạng lỏng màu nâu, d = 1,25 g/ml, hoạt tính 240
AGU/ml.
Bảng 6. Các chế phẩm α-amylase vi sinh vật dùng trong sản xuất bia
(Ca2+

Nguồn chế phẩm

6-7

50 - 150

Oligosaccharide
Termamyl loại L
B. Licheniformis

Dextrin hòa tan,
oligosaccharide

pH

ppm)

50

Áp dụng
Nâng cao khả
năng lên men

Làm loãng
dịch hồ hóa

(Nguồn: Đặng Thị Thu và cộng sự, 2004)

2.5.2 Enzyme amylase trong Công nghiệp Thực phẩm
2.5.2.1 Trong sản xuất rượu
Ngày nay chế phẩm amylase của nấm mốc đã hoàn toàn thay thế malt và đem lại một
số ưu điểm

đổi hoàn toàn chất lượng bánh mì: Hương vị, màu sắc, thể tích riêng, độ xốp tăng lên
một cách rõ rệt…(Lê Ngọc Tú và cộng sự, 2004)

Chuyên ngành Công Nghệ Thực Phẩm - khoa Nông Nghiệp và Sinh học ứng dụng

17