1

Bộ giáo dục và đào tạo
trường đại học NHA TRANG
----------

TRầN DANH GIANG

nghiên cứu cố định tế bào nấm men saccharomyces cerevisiae
sinh enzyme invertase có hoạt tính cao bằng alginat
để thuỷ phân sucrose thu đường khử

luận án tiến sĩ kỹ thuật

Nha Trang, 2006


2

Bộ giáo dục và đào tạo
trường đại học NHA TRANG
---------Trần Danh Giang

nghiên cứu cố định tế bào nấm men saccharomyces cerevisiae
sinh enzyme invertase có hoạt tính cao bằng alginat
để thuỷ phân sucrose thu đường khử
Chuyên ngành: Công nghệ sản phẩm từ thịt và cá
Mã số:

2.11.04


hiện luận án.
Xin chân thành cảm ơn: GS.TS. Nguyễn Trọng Cẩn - Khoa Chế biến- Trường
Đại học Nha Trang, GS.TS. Nguyễn Thị Hiền - Đại học Bách Khoa Hà Nội, TS. Đỗ
Văn Ninh- Trưởng khoa Chế biến - Trường Đại học Nha Trang, TS. Ngô Đăng
Nghĩa, Giám đốc Viện Công nghệ Sinh học và Môi trường- Trường Đại học Nha
Trang, TS. Vũ Ngọc Bội - Trưởng bộ môn Quản lý chất lượng và An toàn thực
phẩm - Trường Đại học Nha Trang, TS. Trang Sĩ Trung, TS. Nguyễn Thị Nga, Ths.
Nguyễn Minh Trí, KS. Lê Đình Đức- Bộ môn Quản lý chất lượng & An toàn thực
phẩm - Trường Đại học Nha Trang cùng các thầy cô phản biện đã cho tôi những lời
khuyên quí giá để luận án được hoàn thành có chất lượng.
Cảm ơn các thầy cô giáo trong Khoa chế biến, các cán bộ nghiên cứu Viện
CNSH&MT, cán bộ và chuyên viên Phòng Đào tạo Đại học và Sau Đại học Trường đại học Nha Trang, bạn bè đồng nghiệp và gia đình đã luôn chia sẻ, hỗ trợ
nhiều mặt và tạo điều kiện cho tôi trong quá trình nghiên cứu.


5

Mục lục
Trang
Danh mục các chữ viết tắt trong luận án
DANH MụC CáC HìNH Vẽ, Đồ THị
Mở ĐầU
Chương 1. TổNG QUAN
1.1. Tổng quan về nấm men Saccharomyces cerevisiae

i
ii
1
3
3

16
19
21
28
34
34
35

1.6.3. Nghiên cứu sử dụng invertase và tế bào nấm men S. cerevisiae
có hoạt tính invertase được cố định để thủy phân sucrose
Chương 2. ĐốI TƯợNG Và PHƯƠNG PHáP NGHIÊN CứU
2.1. Đối tượng nghiên cứu
2.2. Các phương pháp phân tích hoá học
2.3. Phương pháp nuôi cấy tế bào nấm men
2.4. Phương pháp cố định tế bào nấm men
2.5. Sơ đồ tổng hợp các vấn đề nghiên cứu
2.6. Bố trí thí nghiệm

36
38
38
38
39
41
42
43


6


invertase cao
49
3.1.1. Đặc tính khuẩn lạc của các chủng nấm men
49
3.1.2. Chọn nguồn cacbon thích hợp cho sinh trưởng và phát triển của các
chủng nấm men trong môi trường nhân giống
52
3.1.3. Lựa chọn chủng nấm men có khả năng sinh invertase cao
56
3.1.4. Xác định thời gian nuôi và chất cảm ứng đến khả năng sinh tổng hợp
invertase của chủng S12 trong nuôi chìm bước 2
58
3.2. Nghiên cứu cố định tế bào S. cerevisiae S12 trong gel alginat CaNXI
61
3.2.1. Đánh giá hiệu qủa tạo gel và cấu trúc gel alginat- Ca cố định tế bào 61
3.2.2. ảnh hưởng của nồng độ alginat natri và CaCl2 đến tế bào cố định
68
3.2.3. ảnh hưởng của kích thước hạt gel đến tế bào cố định
71
3.2.4. ảnh hưởng của thời gian ngâm hạt gel trong dung dịch CaCl2
73
3.3. Xúc tác thủy phân sucrose bằng tế bào nấm men
S. cerevisiae có
hoạt tính invertase được cố định trong gel alginat CaNXI
75
3.3.1. ảnh hưởng của lượng tế bào nấm men đến hạt gel và hiệu suất
thuỷ phân
75
3.3.2. ảnh hưởng của nồng độ sucrose đến hiệu suất thủy phân
77

thủy phân sucrose
bằng tế bào nấm men S. cerevisiae
có hoạt tính invertase cao
101
kết luận và kiến nghị
105
CáC công trình đã công bố LIÊN QUAN ĐếN LUậN áN
107
TàI LIệU THAM KHảO
108
Phần phụ lục
118


i

danh mục chữ viết tắt trong luận án
C

Cacbon

CM

Cacboximetyl

DEAE

Dietilaminoetil

GGG


MT4

Môi trường 4

N

Nitơ

NC

Nghiên cứu

OD

Optical density

PVC

Polyvinyl clorua

PTN

Phòng thí nghiệm

TB

Tế bào

TBCĐ

tác dụng chuyển hoá glucid đơn giản
1.2

Một số ứng dụng của alginat trong cố định tế bào

25

3.1

Một số đặc điểm và hình thái của khuẩn lạc các chủng nấm men

50

3.2

Một số đặc điểm hình thái tế bào của các chủng nấm men

51

3.3

Hiệu quả tạo gel của alginat natri trong dung dịch CaCl2

62

3.4

Hiệu suất thủy phân của tế bào cố định trước và sau hoạt hoá

91

1.3

Sơ đồ tổng hợp protein enzyme

15

1.4

Minh hoạ các phương pháp cố định tế bào

21

1.5

Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất alginat natri

23

1.6

Cấu hình của hai gốc monome trong phân tử acid alginic

26

1.7

Cấu trúc các block polyG, polyM và poly GM trong phân tử

26



32

1.13

Phương pháp thủy phân sucrose bằng tế bào nấm men cố định

33


iii

2.1

Cố định tế bào bằng phương pháp bẫy gel

41

2.2

Sơ đồ tổng hợp các vấn đề nghiên cứu

42

3.1

Hình ảnh khuẩn lạc các chủng nấm men

49


3.7

Đường cong sinh trưởng của chủng Sk

55

3.8

Kết quả sinh khối và sinh tổng hợp enzyme invertase của các

57

chủng nấm men trong nuôi cấy chìm bước 1
3.9

Kết quả sinh tổng hợp invertase chủng S12 trong nuôi chìm bước

59

2
3.10

Quy trình cố định tế bào bằng phương pháp bẫy gel

62

3.11

Hình dạng hạt gel alginat-Ca cố định tế bào nấm men S.



Mô hình vỉ trứng và sự liên kết của ion Ca2+ với các gốc guluronic

67

3.17

ảnh hưởng của nồng độ alginat và CaCL2 đến khả năng sống của

69

tế bào nấm men cố định
3.18

ảnh hưởng kích thước hạt gel đến khả năng sống của tế bào cố

72

định
3.19

ảnh hưởng của thời gian ngâm hạt gel trong dung dịch tạo gel

74

CaCl2 đến khả năng sống của tế bào nấm men
3.20

Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của lượng tế bào nấm men cố định
đến hiệu suất thuỷ phân và tỷ lệ hạt gel còn nguyên vẹn

3.25

ảnh hưởng của chế độ cung cấp oxy đến hiệu suất thuỷ phân

88

3.26

Đồ thị biểu diễn hiệu suất thuỷ phân qua các chu kỳ tái sử dụng tế

89

bào nấm men cố định để thuỷ phân dung dịch sucrose
3.27

Sự nảy chồi của tế bào nấm men khi được cố định trong gel

91

alginat-Ca sau khi được hoạt hoá
3.28

Đồ thị biểu diễn hiệu suất thuỷ phân ở chu kỳ tái sử dụng tế bào

93

cố định sau hoạt hoá
3.29

Đồ thị biểu diễn sự biến đổi nồng độ sucrose và nồng độ đường

khi thay đổi nồng độ cơ chất
3.34

Đồ thị biểu diễn hiệu suất thuỷ phân của tế bào tự do và cố định

100

khi thay đổi nhiệt độ của dung dịch thuỷ phân
3.35

Đề xuất quy trình công nghệ thuỷ phân sucrose ở phòng thí

102

nghiệm dùng xúc tác tế bào nấm men S. cerevisiae S12 có hoạt
tính enzyme invertase cố định trong gel alginat-Ca
3.36

Sơ đồ bố trí thiết bị cố định tế bào nấm men S. cerevisiae có hoạt

103

tính enzyme invertase cao bằng alginat natri
3.37

Sơ đồ bố trí thiết bị thuỷ phân gián đoạn sucrose bằng tế bào nấm
men S. cerevisiae có hoạt tính enzyme invertase cao cố định trong
gel alginat - Ca

104

thể tái sử dụng lại nhiều lần.
Nội dung nghiên cứu của luận án:
- Nghiên cứu chọn lựa giống nấm men Saccharomyces cerevisiae thuần chủng
và phương pháp nuôi cấy để sinh tổng hợp enzyme invertase có hoạt tính cao.
- Nghiên cứu cố định tế bào nấm men Saccharomyces cerevisiae có hoạt tính
enzyme invertase cao bằng phương pháp bao bọc trong gel alginate canxi.
- Nghiên cứu sử dụng tế bào nấm men cố định trong gel alginat canxi để thủy
phân sucrose tạo ra hỗn hợp đường khử.


2

ý nghĩa khoa học, thực tiễn của luận án:
Lần đầu tiên nghiên cứu một cách có hệ thống từ giai đoạn lựa chọn chủng
nấm men S. cerevisiae thuần chủng và phương pháp nuôi cấy nấm men để sinh tổng
hợp enzyme invertase hoạt tính cao, đến nghiên cứu sử dụng chất mang alginat natri
một polyme thủy sản được chiết rút từ một loại rong mơ, khai thác tại vùng biển địa
phương nơi nghiên cứu và phương pháp cố định tế bào nấm men S. cerevisiae có
hoạt tính enzyme invertase cao để xúc tác thủy phân sucrose sản xuất hỗn hợp
đường khử. Các kết quả nghiên cứu của luận án sẽ làm tăng thêm những hiểu biết
về lĩnh vực nghiên cứu nuôi cấy tế bào VSV sinh tổng hợp enzyme và ứng dụng
công nghệ cố định tế bào bằng polyme thủy sản trong sản xuất thực phẩm. Kết quả
nghiên cứu còn là cơ sở thực tiễn cho những hướng nghiên cứu khác có liên quan
đến công nghệ vi sinh vật, enzyme và cố định tế bào.
Kết quả nghiên cứu của luận án bước đầu làm cơ sở để triển khai ứng dụng tế
bào nấm men cố định vào thực tiễn sản xuất hỗn hợp đường khử dùng trong lĩnh vực
công nghệ thực phẩm và đồ uống. Góp phần từng bước hạn chế nhập khẩu chế
phẩm enzyme invertase hoặc đường khử, cũng như mở rộng thêm ứng dụng của
alginat. Do đó thúc đẩy công nghệ chế biến rong biển và sản phẩm sau công nghệ
sản xuất mía đường phát triển, đó là những nguyên liệu hiện có và đầy tiềm năng

hình dáng tế bào. Với tế bào trẻ màng có độ đàn hồi cao, mỏng, trong suốt... và khó
khăn lắm mới nhìn thấy được dưới kính hiển vi. Càng phát triển thì vỏ tế bào càng
dày và càng dễ nhìn thấy dưới kính hiển vi. Đặc biệt, vỏ tế bào rất dày nếu bị tác
động xấu ở bên ngoài như: nhiệt độ bên ngoài tăng cao quá mức mà nấm men có
thể chịu đựng được, các chất dinh dưỡng bị thiếu, độ acid hay nồng độ các chất độc
trong môi trường cao. Khi tế bào già, vỏ có độ đàn hồi kém, dòn, dễ vỡ, vỏ thường
chiếm 20 30% trọng lượng tế bào. Thành phần hoá học của vỏ tế bào gồm:
mannan và glucan 70%, protein 6,0 14%, chất béo 4,0 8,0%, chất tro
4,0 7,0%, xitin 0,5 1%. Vỏ tế bào rất dễ bị phá huỷ bởi các tác nhân cơ học (teo


4

nguyên sinh chất), lý học (nhiệt độ cao, tia Rơnghen, tia tử ngoại, tia cực tím...),
hoá học (môi trường quá acid hoặc quá kiềm sẽ phá vỡ hoặc ăn mòn vỏ tế bào), sinh
lý học (nhiễm vi sinh vật lạ, nhiễm vi sinh vật trong quá trình nuôi cấy, các vi sinh
vật này tiết ra các enzyme có khả năng phân huỷ tế bào).
Màng nguyên sinh chất (màng bán thấm) nằm sát ngay vỏ tế bào, cấu tạo
chính là lipoprotein, chiếm 10% trọng lượng tế bào. Chức năng chính của màng
nguyên sinh chất là điều chỉnh sự thấm qua màng tế bào của các chất dinh dưỡng.
Màng có tính chất thẩm thấu chọn lọc: chỉ cho qua những chất cần thiết và có lợi
cho tế bào (như các loại đường đơn giản, N, phospho và các chất vi lượng khác),
đồng thời thải ra ngoài những chất cặn bã (CO2, rượu, acid...).
Nguyên sinh chất được phân bố đều khắp trong tế bào, được cấu tạo chủ yếu
từ protein với một lượng nước lớn, ở dạng dung dịch keo. Tất cả các hoạt động sống
của tế bào đều xảy ra trong nguyên sinh chất. Nguyên sinh chất là môi trường cần
thiết để tế bào hoà tan các chất dinh dưỡng, là nơi thực hiện các phản ứng sinh hoá
và liên kết chặt chẽ các thành phần trong tế bào. Quá trình phân huỷ glucose và lên
men xảy ra trong tế bào chất, còn các phản ứng của chu kỳ Krebs thì xảy ra trong ty
lạp thể.

minh được rằng volutin là nguồn thức ăn giàu có và là nơi dự trữ năng lượng đặc
biệt của tế bào.
Hạt ribosome thường tồn tại dưới dạng hạt nhỏ, phân bố đều trên bề mặt của
nhân hoặc trong ty lạp thể. Số lượng ribosome của tế bào phụ thuộc vào điều kiện
nuôi cấy và giai đoạn phát triển của tế bào nấm men. Trong hạt ribosome thường
xảy ra các quá trình tổng hợp protein, Hạt này giống như nhà máy đạm của tế bào.
Hạt ribosome được cấu tạo từ 58% protein và từ ARN.
Hạt chất béo được tích tụ do chuyển hóa các saccharide hoặc được tổng hợp
trong môi trường giàu lipid. ở trong môi trường nguyên chất, các hạt chất béo nằm ở
dạng các hạt nhỏ li ti. Tế bào càng già thì các hạt lipid càng to. Thông thường, tỷ lệ
hạt chất béo chiếm 1 2% trọng lượng khô của tế bào. Tuy nhiên, một số chủng có
khả năng tích luỹ chất béo từ các acid béo có trong môi trường và đạt tới

40

50% trọng lượng khô của tế bào.
Bầu mô là vị trí tạo ra các tế bào mới. Khi các tế bào phát triển đến mức nhất
định, bầu mô cũng lớn dần và phát triển thành chồi. Các chất dinh dưỡng chuyển
vào bầu mô, chồi phát triển đầy đủ tạo thành tế bào con có kích thước, thành phần
hoàn toàn giống tế bào mẹ. Chồi có thể tách ra để tạo thành tế bào mới hoặc nối tiếp
tạo thành chồi. Trong nấm men, bên cạnh các cấu tử cố định như đã nêu ở trên, ta
còn gặp một số các hạt dự trữ như hạt glycogen. Trong nấm men, khi nuôi cấy ở
điều kiện hiếu khí, glycogen không được tạo thành hoặc ở dạng rất nhỏ. Nếu nấm
men được nuôi cấy ở điều kiện yếm khí thì nó là tổ hợp cuả các hạt.
Bộ máy Golgi là nơi xảy ra quá trình tiêu hoá chính của tế bào nấm men.


6

Hình 1.1. Mặt cắt ngang của tế bào nấm men [12]

không thể có qúa trình đồng hóa thức ăn và qúa trình trao đổi chất bên trong tế bào.
Cacbon có giá trị rất lớn đối với các loại nấm men vì nó cần cho sự sinh tổng
hợp các thành phần của tế bào như glucid, lipid, protein và các acid nucleic...
cacbon có trong tế bào chất, thành tế bào, các phân tử enzyme, acid nucleic và các
sản phẩm trao đổi chất, cacbon chiếm khoảng một nửa chất khô tế bào. Cacbon
dùng cho nấm men được cung cấp bởi hai nguồn sau:
Các chất hữu cơ có nguồn gốc glucid như các loại đường và tinh bột. Nấm
men có khả năng đồng hóa hoàn toàn glucose, fructose và maltose, có chủng còn
đồng hóa được cả galactose. Trong các loại disaccharide thì nấm men đồng hóa và
lên men tốt maltose, sucrose, các loại trisaccharide như rafinose thì chỉ nấm men
chìm có khả năng đồng hóa hoàn toàn còn nấm men nổi chỉ đồng hóa được 1/3
nguồn cacbon đường này.
Các polysaccharides (C6H1206)n: các chất này cần được thủy phân hoàn toàn
bằng acid hoặc enzyme thì nấm men mới sử dụng được. Trong điều kiện giàu oxy,
sự hô hấp xảy ra mạnh thì nấm men có thể sử dụng các acid hữu cơ, rượu etylic,
aldehyt... nấm men sẽ dễ dàng đồng hoá hơn khi môi trường dinh dưỡng chứa sẵn
nguyên tử C bán oxy như -CH2OH-, CHOH-, =COH-. Các acid hữu cơ R-COOH
chỉ có một liên kết hóa trị của cacbon là có thể oxy hóa được, còn lại là bị bão hòa
bởi oxy do dó tế bào nấm men đồng hóa sẽ kém hơn đường và rượu.


8

Nấm men cần N ở nhiều dạng khác nhau trong qúa trình sống để xây dựng tế
bào. Trên thực tế đa số các chủng nấm men đều có thể sử dụng muối amonium dưới
dạng sunphat với điều kiện phải cung cấp đồng thời các vitamin cần thiết. Khi nuôi
nấm men bằng các dạng muối amon thì nấm men đồng hóa NH4+, còn lại các nhóm
SO42-, Cl-, HPO42- sẽ làm pH của môi trường giảm xuống, cần phải điều chỉnh pH để
giữ pH môi trường luôn tối ưu. Hợp chất N được nấm men đồng hóa tốt nhất là ure.
Ngược lại một số loài nấm men không sử dụng được các nitrat như Saccharomyces,


trong và ngoài tế bào. Còn các chất dẫn điện như các loại muối khi hoà tan trong
nước tạo thành ion và thấm vào tế bào.
Quá trình khuếch tán được coi là thụ động, quá trình vận chuyển thụ động
thực hiện với sự trợ giúp của hệ thống bơm sinh học trong tế bào để chống lại sự
phá vỡ tế bào. Khi nồng độ các chất trong tế bào cao làm áp suất thẩm thấu trong tế
bào cao hơn môi trường thì nước sẽ liên tục đi vào để làm cân bằng nồng độ đó.
Nhưng nếu cứ để nước liên tục thấm vào như vậy sẽ dẫn đến phá vỡ tế bào. Để
chống lại điều đó tế bào phải bơm ion natri ra ngoài. Ion natri là chất duy nhất di
chuyển vào tế bào bằng cả hai cơ chế thụ động và chủ động. Khi ion natri thâm
nhập vào tế bào nấm men, nó kéo theo cả sucrose, các acid amin ngay cả khi không
có sự chênh lệch nồng độ các chất này trong tế bào và môi trường. Như vậy chỉ có
thức ăn được vận chuyển vào trong tế bào mới tham gia vào quá trình trao đổi chất.
1.1.2. Các enzyme thuỷ phân glucid đơn giản chủ yếu trong tế bào nấm
nen Saccharomyces cerevisiae
Trong tế bào nấm men có chứa một số enzyme quan trọng có tác dụng xúc tác
chuyển hoá các glucid đơn giản được thể hiện trong bảng 1.1.
Bảng 1.1. Một số enzyme chủ yếu trong tế bào nấm men Saccharomyces có tác
dụng chuyển hoá glucid đơn giản
Enzyme

Cơ chất chuyển hoá

Trehalase
Glucoamylase (amyloglucosidase)

Trehalose

Maltase (-glucosidase)



invertase có hoạt tính cao. Trong trường hợp này ta lợi dụng tính chất quan trọng
của enzyme invertase có trong hệ enzyme của tế bào nấm men có khả năng thủy
phân sucrose. Do đó sẽ chọn sucrose làm chất cảm ứng trong môi trường nuôi sinh
tổng hợp enzyme cảm ứng invertase.
1.1.3. Quá trình sinh trưởng và phát triển của nấm men
Quá trình sinh trưởng và phát triển là đặc tính của nấm men, tế bào nấm men
sẽ tăng kích thước và tăng nhanh khối lượng tế bào, người ta gọi chung là sinh khối.
Tuy nhiên sinh trưởng và phát triển không phải lúc nào cũng diễn ra đồng thời,
nghĩa là số lượng tế bào không phải lúc nào cũng tỷ lệ với sinh khối tạo thành. Nhất
là trong môi trường nghèo dinh dưỡng tế bào nấm men vẫn có khả năng sinh sản
nhưng kích thước tế bào nhỏ hơn nhiều so với điều kiện đầy đủ dinh dưỡng.

Hình 1.2a. Tế bào nấm men nảy chồi Hình1.2b. Hình dạng tế bào nấm men
để lại sẹo chồi
Sự sinh trưởng của tế bào nấm men: trong môi trường sống đủ chất dinh dưỡng
và điều kiện nuôi cấy thích hợp thì nấm men vừa tăng nhanh về kích thước, đồng
thời sinh khối được tích lũy nhiều.
Nấm men sinh sản chủ yếu bằng cách nảy chồi, nên trong dịch nuôi cấy luôn
có tế bào già. Khi chồi non tách ra khỏi tế bào mẹ sống độc lập thì nơi đó để lại vết
sẹo mà ở đó không có khả năng tạo chồi mới nữa, cứ như thế tế bào mẹ chuyển
thành già.
Khi tiến hành nuôi cấy nấm men theo phương pháp tĩnh (nghĩa là trong quá
trình nuôi, chất dinh dưỡng được giữ nguyên từ khi bắt đầu nuôi đến khi kết thúc
không có sự bổ sung chất dinh dưỡng) tế bào thường phát triển qua 5 giai đoạn:
- Giai đoạn tiềm phát là khoảng thời gian tế bào làm quen với môi trường và
điều kiện mới, chưa sinh sản mà chỉ tăng dần kích thước. Pha này được tính từ khi
nuôi đến khi tế bào bắt đầu sinh trưởng và phát triển. Pha này thời gian dài hay
ngắn tùy thuộc tuổi sinh lý nấm men đưa vào nuôi và chất lượng môi trường.


chi phối của nhiệt độ. Nhiệt độ tối ưu của sự sinh trưởng và phát triển của nấm men
trong khoảng 25 300C. Khi nhiệt độ giảm, tốc độ phát triển sinh khối của nấm
men giảm dần và hoàn toàn bị ức chế ở nhiệt độ 2 50C. Khi nhiệt độ tăng quá cao,
sự sinh trưởng của nấm men cũng bị ức chế, ở nhiệt độ 400C các enzyme trong
nấm men bị giảm 50% hoạt tính làm sự sinh trưởng phát triển của nấm men ngừng
lại, khi đó nấm men bắt đầu chết. Khi nhiệt độ khoảng 60 640C nấm men sẽ chết.


12

- Oxy: đối với nấm men, nhu cầu về oxy trong từng giai đoạn sinh trưởng là
khác nhau, thời kỳ đầu sinh khối còn ít mà hàm lượng oxy hoà tan còn lớn thì
không cần thông khí nhiều. Mức độ thông khí sẽ tăng dần theo sự tích lũy sinh khối
trong môi trường nuôi. Oxy tham gia trực tiếp vào quá trình tổng hợp protein của tế
bào, tạo sinh khối và là yếu tố ảnh hưởng lớn đến quá trình nuôi. Sinh sản của nấm
men mạnh nếu môi trường đủ oxy, làm tăng các phản ứng tổng hợp protein của tế
bào. Lượng oxy cho vào đều và nhanh thì sinh khối tế bào lớn, ít tổn thất đường do
quá trình lên men rượu hay sản phẩm phụ khác tạo thành.
- pH môi trường: trong quá trình nuôi cấy nếu pH thay đổi thì sinh trưởng,
phát triển của tế bào nấm men cũng biến đổi theo. Vì vây khi nuôi cấy nấm men
phải có sự điều chỉnh pH cho phù hợp. Nói chung pH thích hợp cho nấm men phát
triển trong khoảng 4 5, pH 2 hoặc 7,5, thì nấm men bị ức chế và ngừng phát
triển.
- áp suất bên ngoài: nấm men tương đối bền vững với sự thay đổi áp suất bên
ngoài nhưng nếu áp suất thay đổi đột ngột đều ảnh hưởng đến trạng thái sinh lý và
sinh hóa tế bào.
- Tia bức xạ và các chất kích thích: các tia bức xạ cũng có ảnh hưởng lớn đến
sự sinh trưởng và phát triển của nấm men. ánh sáng mặt trời làm chậm quá trình
phát triển, tia tử ngoại chiếu trực tiếp sẽ tiêu diệt nấm men. Tia bức xạ, tia
Rơnghen, tia tử ngoại ở mức độ thấp có thể gây đột biến và kích thích tế bào.

thác ở một số nguồn sinh enzyme invertase khác như ở thực vật có trong gạo, khoai
lang, củ cải đường, nho, rau diếp, dưa chuột, cây mía, khoai tây. Nấm men có
enzyme invertase gồm các chủng Saccharomyces cerevisiae, Saccharomyces
carlsbergensis, Saccharomyces uvarum, Schizosaccharomyces pombe, Candida
utilis. ở nấm mốc có chủng Thermomyces lanuginosus, Aspergillus niger,
Aspergillus nidulan. ở vi khuẩn có các chủng Lactobacillus amylovorus,
Bifidobacterium.
Invertase là enzyme nội bào, enzyme này chỉ thoát ra ngoài môi trường khi
màng tế bào bị phá vỡ hoặc tính thấm của màng tế bào bị thay đổi. Invertase là
enzyme được sinh tổng hợp theo cơ chế cảm ứng, do đó các loại đường đơn có tác
dụng kìm hãm quá trình sinh tổng hợp enzyme này ở VSV. Vì vậy trong quá trình
nuôi nấm men để sản xuất invertase chỉ cần bổ sung một lượng đường đơn vừa phải
để cho nấm men phát triển ban đầu [12], [13].
Enzyme invertase bền trong khoảng pH = 3,5 5,5, hoạt động tốt ở pH = 4,5.
Nồng độ đường trong dung dịch có ảnh hưởng lớn tới tính ổn định của invertase.
Khi nồng độ đường thấp nhiệt độ thích hợp cho hoạt động của invertase khoảng
550C và enzyme này sẽ bị phá hủy nhanh chóng ở 590C 15. Khi nồng độ dịch
đường lớn thì nhiệt độ thích hợp cho invertase có thể lên tới 65 700C.
ảnh hưởng của nồng độ sucrose lên hoạt tính enzyme invertase được thể hiện:
hoạt độ tối thích cho sự thủy phân sucrose khi dung dịch có nồng độ 2 10%. Hoạt
độ của invertase chỉ còn 1/4 khi nồng độ sucrose tăng lên 70 80% dù trong điều
kiện pH tối ưu (pH = 4,5).


14

Invertase của nấm men rất nhạy cảm với các ion kim loại đặc biệt là ion Ag+,
nó hoàn toàn mất hoạt tính khi có 7 8mgAg+/mol invertase. Mipbec giải thích sự
mất hoạt tính của invertase là do ion Ag+ liên kết với histidin trong của enzyme.
Ngoài ra các ion như Cu2+, Cd2+, Hg2+... cũng ảnh hưởng đến hoạt lực invertase

Cấu trúc phân tử ADN

Tế BàO CHấT

ATP + acid amin + enzyme