TẠP CHÍ KHOA HỌC YERSIN

YERSIN JOURNAL OF SCIENCE

ISSN: 2525 - 2372

TUYỂN CHỌN CÁC DÒNG VI KHUẨN PSEUDOMONAS STUTZERI TỔNG HỢP ENZYME PHYTASE

Tóm tắt

Đề tài nhằm nghiên cứu khả năng hòa tan lân hữu cơ của 225 dòng Pseudomonas stutzeri được phân lập từ các ao nuôi tôm và cá tra ở 8 tỉnh Đồng Bằng Sông Cửu long (ĐBSCL), trong đó có 52 dòng hòa tan được lân hữu cơ và  dòng có khả năng sản sinh phytase cao nhất là N1a. Điều kiện tối ưu cho vi khuẩn Pseudomonas stutzeri N1a sinh enzyme phytase cao nhất là môi trường bán rắn với cơ chất bột bắp ở pH 7.5, nhiệt độ 30 - 40oC, thời gian nuôi cấy là 3 ngày.  Bổ sung glucose và sucrose với hàm lượng mỗi chất 0,5% làm tăng sản lượng phytase. Malt extract 1% là nguồn nitơ tối ưu cho sinh tổng hợp phytase của Pseudomonas stutzeri. Khảo sát ảnh hưởng của pH và nhiệt độ lên hoạt tính của phytase thô thu nhận được từ sinh khối vi khuẩn tươi cho thấy nhiệt độ tối ưu cho hoạt động của enzyme phytase là 450C và pH tối ưu là 5.5. Enzyme phytase khá bền ở  nhiệt độ -4oC và ổn đinh hoạt tính trong dung dịch pH 5.5 trong 24 giờ.

Abstract

This study aimed at studying the ability to solubilize organic phosporous of 225 Pseudomonas stutzeri bacteria strains,  which were collected  from shrimp and catfish ponds in 8 provinces of the Mekong Delta. Among 225 isolated bacteria, 52 were found to be able to solubilize organic phosporous, and Pseudomonas stutzeri N1a bacterium has the highest ability to produce phytase. The optimal condition for Pseudomonas stutzeri N1a to produce the highest phytase enzyme was the semi-solid medium with the cornstarch substrate at pH 7.5 and the temperature of 30 - 40oC after 3 days of incubation. The addition of glucose and sucrose with a concentration of 0,5% each increased the phytase yield. Malt extract of 1% was also a good nitrogen source for phytase biosynthesis. Investigating the effects of pH and temperature on the activity of crude phytase, obtained from Pseudomonas stutzeri biomass, showed that the optimal temperature and pH for phytase enzyme activity were 45oC and 5.5, respectively.  This enzyme phytase was stable in the solution at a pH of 5.5 at -4oC within 24 hours.

Từ khóa

Enzyme phytase, môi trường bán rắn, nhiệt độ tối ưu, Pseudomonas stutzeri, pH tối ưu.

Enzyme phytase, semi-solid medium, optimal temperature, Pseudomonas stutzeri, optimal pH.

Tài liệu tham khảo

Tuyết, T. T. (2004). Thu nhận và khảo sát enzyme phytase của nấm Aspergillus niger NRRL – 363 trong môi trường lên men bán rắn (Luận văn Thạc sĩ). Đại học Khoa học Tự nhiên.

Casey, A., & Walsh, G. (2002). Purification and characterization of extracellular phytase from Aspergillus niger ATCC 9142. Bioresource Technology, 86 (2), 183 - 188. https://doi.org/10.1016/S0960-8524(02)00145-1

Chunshan, Q., Linghua, Z., Yunji, W., & Yoshiyuki, O. (2001). Production of phytase inslow phosphate medium by a novel yeast Candida krusei. Journal of Bioscience and Bioengineering, 92 (2), 154 - 160. https://doi.org/10.1016/S1389-1723(01)80217-6

El - Gindy, A. A., Ibrahim, Z. M., Ali, U. F., & El – Mahdy, O. M. (2009). Extracellular phytase production by solid – state cultures of Malbranchea sulfurea and Aspergillus Niveus on cost – effective medium. Research Journal of Agriculture and Biological Sciences, 5 (1), 42 - 62.

Greiner, R., Konietzny, U. (2006). Phytase for food application. Food Technology and Biotechnology, 44, 125 - 140.

Hariprasad, P., & Niranjana, S. R. (2008). Isolation and characterization of phosphate solubilizing rhizobacteria to improve plant health of tomato. Plant and Soil, 361 (1), 13 – 24. DOI:10.1007/s11104-008-9754-6

Heinonen, J. K., & Lahti, R. J. (1981). A new and convenient colorimetric determination of inorganic orthophosphate and its application to the assay of inorganic pyrophosphatase. Analytical Biochemistry,  113 (2), 313 – 317. https://doi.org/10.1016/0003-2697(81)90082-8

Hosseinkhani, B., Emtiazi, G.,  &  Nahvi, I. (2007). Analysis of phytase producing bacteria Pseudomonas sp. from poultry faeces and optimization of this enzyme production. African Journal of Biotechnology, 8 (17), 4229 - 4232.

Howson, S. J., & Davis, R. P. (1983). Production of phytate - hydrolyzing enzyme by some fungi. Enzyme and Microbial Technology, 5, 377-382. http://dx.doi.org/10.1016/0141-0229(83)90012-1

Jorquera, M., Martinex, O., Maruyama, F., Marschner, P., & Mora, M. L. (2008). Current and future biotechnological application of bacterial phytase and phytase - producing bacteria. Microbes Invironment, 23, 182 - 191.

Kerovuo, J., Lauraeus, M., Nurminen, P., Kalkkinen N., & Apajalahti, J. (1998). Isolation, characterization, molecular gene cloning and sequencing of a novel phytase from Bacillus subtilis. Applied and Environmental Microbiology, 64, 2079 - 2085.

Kim, H. W., Kim, Y. O., Lee, J. H., Kim, K. K., & Kim, Y. J. (2003). Isolation and characterization of a phytase with improved properties from Citrobacter braakii. Biotechnol Lett, 25, 1231 - 1234.

Lalucat, J., Bennasar, A., Bosch, R., García, V. E., & Palleroni, N. J. (2006). Biology of Pseudomonas stutzeri. Microbiology and Molecular Biology Review, 70 (2), 510 - 547.Liu, B. L., Rafiq, A., Tzeng, Y. M., & Rob, A. (1998). The induction and characterization of phytase and beyond. Enzyme and microbial technology, 22, 415 - 424.

Mittal. A., Singh, G., Goyal, V., Yadav, A., Aneja, K., R., Gautam, S., K., Aggarwal, N., K. (2011). Isolation and biochemical characterization of acidothermophilic extracellular phytase producing bacterial strain for potential application in poultry feed. Jundishapur Journal of Microbiology, 4, 273- 282.

Murphy, J., & Riley, J., P. (1962). A Modified Single Solution Method for the Determination of Phosphate in Natural Waters. Analytica Chimica Acta, 27, 31 - 36. http://dx.doi.org/10.1016/S0003-2670(00)88444-5

Reddy, N., R., Sathe, S., K., Salunkhe, D., K. (1982). Phytates in legumes and cereals. Advanced in Food Research, 28, 1 – 9. Doi: 10.1016/s0065-2628(08)60110-x

Shieh, T. R., & Ware, J. H. (1968). Survey of microorganisms for the production of extracellular phytase. Applied Microbiology, 16, 1348 - 1351.

Singh, B. & Satyanerayana, T. (2008). Phytase production by a thermophilic mould Sporotrichum thermophile in solid state fermentation and its potential applications. Bioresource Technology, 99, 2824 - 2830.

Vats, P., & Banerjee, U. C. (2002). Studies on the production of phytase by a newly    isolated strain of Aspergillus niger var teigham obtained from roten wood – logs. Proceed Biochemistry, 38, 211 - 217.

Yoon, S. J., Choi, Y. J., Min, H. K., Cho, K. K., Kim, J. W., Lee, S. C. & Jung, Y. H. (1995). Isolation and identification of phytase – producing bacterium Enterobacter sp. and enzymatic properties of phytase enzyme. Enzyme and Microbial Technology, 18, 449 - 454

Đăng ký/Đăng Nhập
Tìm kiếm