KHẢO SÁT SỰ TẠO CAROTENOID THEO THỜI GIAN Ở PHA SINH DƯỠNG CỦA MỘT SỐ CHỦNG BACILLUS
TÓM TẮT
Mở đầu: Carotenoid là chất chống oxi hóa tự nhiên, phổ biến trong các sinh vật quang tự dưỡng. Trong những sinh vật không có khả năng quang hợp, các loài Bacillus có khả năng sinh sắc tô’được xem là nguồn carotenoid mới.
Mục tiêu: Khảo sát sự tương quan giữa đường cong sinh trưởng và hàm lượng carotenoid của 6 chủng Bacillus, từ đó xác định thời điểm sinh carotenoid cao nhất đôi với các chủng Bacillus ở dạng tếbào sinh dưỡng.
Phương pháp: Sáu chủng Bacillus sinh carotenoid gồm B. marisflavi (DD1.1), B. vietnamensis (HC28), B. infantis (AT14), B. licheniformis (AT22), B. indicus (HU36) và B. firmus (CG17.0) được khảo sát đường cong sinh trưởng và hàm lượng carotenoid theo thời gian trên Tryptic Soy Broth (TSB). Tiến hành phân tích hàm lượng và loại carotenoid bằng HPLC.
Kết quả: Carotenoid của các chủng Bacillus được sản xuất từ pha lũy thừa và đạt cực đại ở pha ổn định. Khoảng thời gian sinh carotenoid tôi ưu của các chủng như sau:16-18 h, 24-26 h, 22-24 h, 24-26 h, 44-46 h và 28-30 h tương ứng với các chủng B. marisflavi, B. vietnamensis, B. infantis, B. licheniformis, B. indicus và B. firmus.
Kết luận: Tất cả các chủng Bacillus đều phát triển chậm với thời gian thế hệ dài (trên 0,8 giờ). Hàm lượng carotenoid cao nhất có thể thu nhận cùng sinh khôi vào pha ổn định của quá trình sinh trưởng.
ĐẶT VẤN ĐỀ
Carotenoid có cấu tạo phân tử là các đơn vị isoprenoid liên kết tạo nên một dây C40 polyisoprenoid với một loạt các nối đôi liên hợp nằm ở vùng trung tâm của phân tử. Chúng có nguồn gốc từ isopentenyl pyrophosphate được tổng hợp bởi thực vật và một số’ vi sinh vật như vi khuẩn, tảo và vi nâm<13). Carotenoid là nhóm sắc tố’ được phổ biến rộng rãi trong tự nhiên với một số’ màu sắc như vàng, cam, đỏ và tím. Bên canh đó, với hoạt tính chuyển hóa tiền chất của một số vitamin và hormon, carotenoid đóng một vài trò quan trọng về sinh học và sinh lý học trong đời sống sinh vật, chẳng hạn như khả năng đánh bắt ánh sáng trong quang hợp, bảo vệ tế’ bào chống lại các tác nhân gây quang hóa bằng cách dập tắt oxy đơn bội cũng như các gốc tự do có hại tạo ra khi tế’bào bị chiếu sáng<4>. Các nghiên cứu cho thây rằng sự hiện diện của carotenoid trong chế’ độ ăn hàng ngày sẽ ngăn chặn nhiều bệnh tạo bởi các gốc tự do như xơ cứng động mạch, đục thủy tinh thể, thoái hóa điểm vàng, bệnh đa sơ cứng và quan trọng nhâ’t là ung thư(7).
Trong những năm gần đây, những loài Bacillus sinh sắc tố đã được các nhà khoa học quan tâm và nghiên cứu như Bacillus marisflavi và Bacillus aquimaris sinh sắc tố vàng được phân lập từ biển thủy triều Hoàng Hải ở Hàn Quố’c(15), Bacillus megaterium sinh sắc tố’ đỏ, Bacillus firmus tạo màu hồng đến hồng đậm, Bacillus vietnamensis sinh sắc tố được phân lập tại ao tôm ở Việt Nam, và Bacillus indicus với sắc tố’ đa dạng vàng-cam, Bacillus cibi, Bacillus vedderi, Bacillus clarkii(8). Bên cạnh đó, nhiều bằng chứng cho thây có sự liên quan mật thiết giữa những chủng sinh sắc tố và khả năng tạo
carotenoid. Carotenoid tập trung chủ yếu ở màng tế’ bào và đóng một vai trò quan trọng trong đời sống của vi khuẩn. Chúng có tác dụng ổn định màng lipid và làm giảm tính lỏng của màng để tế’ bào vững chắc, nhờ đó bảo vệ tế’ bào vi khuẩn khỏi sự phá hủy của ánh sáng và các biến đổi nhiệt độ. Vì vậy, các sắc tố’ này rất cần thiết cho các chủng Bacillus sống trong môi trường khắc nghiệt(45).
Việc sản xuất carotenoid ở vi khuẩn phụ thuộc nhiều yếu tố’ khác nhau. Để tăng hiệu quả tổng hợp carotenoid, có thể tối ưu hóa các thành phần của môi trường lên men như: nguồn carbon, nguồn nitrogen, bổ sung các hợp chất hóa học, ion kim loại, muối hoặc các điều kiện lên men (ánh sáng, nhiệt độ, pH) và thời gian thu nhận carotenoid tối ưu(4). Trong nghiên cứu này, chúng tôi khảo sát thời điểm thích hợp để thu nhận carotenoid đối với tế’ bào sinh dưỡng của các chủng Bacillus nhằm nâng cao hiệu quả sản xuất carotenoid.
Hy vọng sẽ giúp ích cho các bạn, cũng như mở ra con đường nghiên cứu, tiếp cận được luồng thông tin hữu ích và chính xác nhất