Đồ án Thu nhận sophorolipids tổng hợp từ chủng Candida bombicola với nguồn đường glucose và dầu hạt cải
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HỒ CHÍ MINH
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
THU NHẬN SOPHOROLIPIDS
TỔNG HỢP TỪ CHỦNG Candida bombicola
VỚI NGUỒN ĐƯỜNG GLUCOSE VÀ DẦU HẠT CẢI
Ngành
: Công nghệ sinh học
Chuyên ngành : Công nghệ sinh học
Giảng viên hướng dẫn : TS. Nguyễn Hoàng Dũng
ThS. Lê Quỳnh Loan
Sinh viên thực hiện
: Nguyễn Thị Yến Nhi
MSSV: 1311100539 - Lớp: 13DSH02
TP. Hồ Chí Minh, 2017
Đồ án tốt nghiệp
LỜI CAM ĐOAN
Người thực hiện đề tài:
Sinh viên trường:
Khoa:
Nguyễn Thị Yến Nhi
Đại học Công Nghệ Thành Phố Hồ Chí Minh
Công nghệ sinh học – Thực phẩm – Môi trường
Công nghệ sinh học
Ngành:
Chuyên ngành:
Lớp:
Công nghệ sinh học
13DSH02
MSSV:
1311100539
Đồ án tốt nghiệp này là công trình nghiên cứu của bản thân tôi dưới sự hướng
dẫn của TS. Nguyễn Hoàng Dũng và ThS. Lê Quỳnh Loan, thực hiện tại Viện Sinh
học Nhiệt đới. Những số liệu và kết quả phân tính trong đề tài này hoàn toàn trung
thực, không sao chép từ bất kỳ nguồn tài liệu tham khảo nào khác dưới bất kỳ hình
thức nào. Một số nội dung trong đồ án tốt nghiệp có tham khảo và sử dụng dữ liệu
trích dẫn được công bố công khai trên các website, tác phẩm theo danh mục tài liệu
tham khảo của đồ án.
Nếu có bất cứ sự sao chép và không trung thực trong bài báo này, người thực
hiện đề tài xin hoàn toàn chịu trách nhiệm trước khoa Công nghệ sinh học – Thực
phẩm – Môi trường và trươc ban giám hiệu trường Đại học Công nghệ Thành phố Hồ
Chí Minh.
Ngày … tháng … năm 2017
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Thị Yến Nhi
i
Đồ án tốt nghiệp
LỜI CÁM ƠN
Trong thời gian vừa qua, được sự giới thiệu của trường Đại Học Công Nghệ
TP. HCM, em đã có dịp thực tập và tìm hiểu về Viện Sinh Học Nhiệt Đới. Tại trung
tâm, em được ôn lại, kiểm chứng những kiến thức đã được tích lũy trên ghế nhà
trường vào trong thực tiễn và học được nhiều bài học kinh nghiệm thực tế hơn, được
tiếp xúc, tìm hiểu các loài vi sinh vật và các trang thiết bị trong phòng vi sinh.
Để hoàn thành đợt thực tập này, em đã nhận được rất nhiều sự quan tâm và
giúp đỡ nhiệt tình của các thầy cô, các anh chị và các bạn.
Đầu tiên, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Tiến sĩ Nguyễn Hoàng Dũng
và Thạc sĩ Lê Quỳnh Loan đã mở lòng nhận em vào thực tập tại trung tâm. Trong
suốt thời gian thực tập, thầy và chị cũng đã hết lòng hướng dẫn em, để em có thể đạt
được kết quả nghiên cứu tốt nhất, cũng như am hiểu toàn bộ về các phương pháp
nghiên cứu.
Bên cạnh đó em xin cám ơn Tiến sĩ Hoàng Quốc Khánh và thầy Ngô Đức Duy.
Dù không trực tiếp hướng dẫn nghiên cứu, nhưng vẫn cho em những lời khuyên vô
cùng quý báu, sâu sắc và những nụ cười rạng rỡ mỗi ngày.
Cuối cùng, em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến đến quý Thầy/Cô Khoa Công
nghệ Sinh Học – Thực Phẩm – Môi Trường, trường Đại học Công Nghệ TP. Hồ Chí
Minh đẫ tận tình truyền đạt những kiến thức hết sức bổ ích cho em khi còn ngồi trên
giảng đường trường đại học.
Lời cuối cùng, em xin gửi lời chúc tới toàn thể quý thầy quý cô đang giảng
dạy, nghiên cứu tại Viện Sinh học Nhiệt Đới cũng như tại Đại học thành phố Hồ Chí
Minh, thật dồi dào sức khỏe, để tiếp tục thực hiện sứ mệnh cao đẹp của mình là truyền
đạt kiến thức cho thế hệ mai sau.
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Thị Yến Nhi
ii
Đồ án tốt nghiệp
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ....................................................................................................... i
LỜI CÁM ƠN ............................................................................................................ ii
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ............................................................................v
DANH MỤC CÁC BẢNG........................................................................................ vi
DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH .............................................................................. vii
MỞ ĐẦU.....................................................................................................................1
CHƯƠNG 1:TỔNG QUAN........................................................................................4
1.1.1. Định nghĩa...............................................................................................4
1.1.2. Cấu trúc phân tử......................................................................................4
1.1.3. Đặc điểm.................................................................................................5
1.1.4. Phân loại .................................................................................................6
1.1.5. Ứng dụng ................................................................................................7
1.2. SOPHOROLIPIDS ........................................................................................8
1.2.3. Cấu trúc.................................................................................................11
1.2.4. Đặc tính.................................................................................................13
1.2.5. Hạn chế .................................................................................................15
1.4.1. Ngoài nước............................................................................................18
1.4.2. Trong nước............................................................................................19
2.1. Thời gian và địa điểm nghiên cứu...............................................................20
2.2. Vật liệu nghiên cứu......................................................................................20
2.2.1. Chủng vi sinh........................................................................................20
2.2.2. Dụng cụ và thiết bị................................................................................20
2.2.3. Hóa chất ................................................................................................21
2.3. Phương pháp nghiên cứu.............................................................................22
iii
Đồ án tốt nghiệp
2.3.1. Sơ đồ nghiên cứu ..................................................................................22
2.3.4. Lên men ................................................................................................23
2.3.5. Thu nhận sophorolipids thô ..................................................................24
3.4. Sắc ký bảng mỏng (TLC) ............................................................................34
4.1. Kết luận........................................................................................................40
4.2. Kiến nghị .....................................................................................................40
TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................................42
tán giếng thạch (mm)...............................................................................................2
(OD600).....................................................................................................................3
iv
Đồ án tốt nghiệp
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
CHDBM
CHDBMSH
DMSO
DPPH
IC50
Chất hoạt động bề mặt
Chất hoạt động bề mặt sinh học
Dimethyl sulfoxide
2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl
Inhibitory concentration 50%
Luria Bertani
LB
LM
Môi trường lên men chính
Minimum inhibitory concentration
Optical density
MIC
OD
SLs
Sophorolipids
TLC
Thin-layer chromatography
Môi trường tăng sinh/giữ giống
YM
v
Đồ án tốt nghiệp
DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH
Hình 1.2. Màng liên pha giữ dầu và nước..................................................................5
Hình 1.6. Hai dạng SLs: lactonic (trái) – acidic (phải) ............................................11
Hình 1.8. Tế bào C.bombicola..................................................................................16
giếng..........................................................................................................................28
chống oxy hóa. ..........................................................................................................29
giếng..........................................................................................................................30
22214.........................................................................................................................31
Hình 3.5. Sophorolipids thô thu nhận được..............................................................34
Hình 3.6. Kết quả chạy sắc ký TLC .........................................................................35
pháp khuếch tán giếng thạch.....................................................................................37
vii
Đồ án tốt nghiệp
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Mỗi năm trên toàn thế giới người ta sản xuất ra khoảng 10 triệu tấn chất hoạt
động bề mặt (CHDBM), mức tiêu thụ được chia đều cho ứng dụng trong các hợp chất
tẩy rửa và ứng dụng trong công nghiệp (Van Bogaert và cộng sự, 2007). CHDBM
được biết đến bởi phạm trù ứng dụng rộng rãi như: chất tẩy rửa, thực/dược/mỹ phẩm,
chế phẩm nông nghiệp. Nhưng vì chủ yếu CHDBM được tổng hợp theo con đường
hóa học và nguồn gốc là từ dầu mỏ, khó phân hủy và có khả năng gây độc cho môi
trường. Vì thế trọng tâm nghiên cứu CHDBM trong thời gian gần đây là tìm ra
CHDBM có nguồn gốc từ sinh học, chủ yếu là do vi sinh vật tổng hợp. Ưu điểm của
chất hoạt động bề mặt sinh học (CHDBMSH) là độc tính thấp, khả năng phân hủy
sinh học cao và khả năng ứng dụng rộng hơn. CHDBMSH chủ yếu là glycolipid,
phospholipids, hợp chất polyme và lipopeptides.
Sophorolipid (SLs) là một trong những CHDBMSH, được cấu thành từ đường
sophorose liên kết với một chuỗi acid béo, chiều dài chuỗi phụ thuộc vào nguồn
carbon được sử dụng. SLs là một trong những CHDBMSH có thể tổng hợp từ các
nguồn nguyên liệu tái sử dụng. Không chỉ dừng lại ở đó, SLs còn có khả năng ức chế
một số loại nấm men (Van Bogaert và cộng sự, 2007), nấm bệnh thực vật (Yoo và
cộng sự, 2005) và vi khuẩn (Mager và cộng sự, 1987; Lang và cộng sự, 1989). Ngoài
ra SLs còn có khả năng chống bám, ức chế sự hình thành của màng sinh học (Zezzi
do và cộng sự, 2012).
Năm 2016, tại Việt Nam công trình nghiên cứu về SLs đầu tiên được hoàn
thành - Thu nhận và khảo sát một số hoạt tính của SLs từ quá trình lên men chủng
Candida bombicola từ dầu dừa (L.Q. Loan và cộng sự, 2016). Tuy vậy, nhưng kết
quả khảo sát hoạt tính SLs của nghiên cứu này thu được chỉ từ một nguồn dầu dừa.
Do đó nghiên cứu này sẽ tiếp tục mở rộng sang nguồn nguyên liệu lên men khác, sử
dụng nguồn dầu hạt cải – chứa 61% acid oleic và đường glucose – đơn tử cấu thành
sophorose, kế đó khảo sát một số hoạt tính sinh học của sophorolipid thu được.
1
Đồ án tốt nghiệp
2. Tình hình nghiên cứu
Van Bogaert và cộng sự đã công khai bài báo cáo khoa học nghiên cứu toàn
diện về mọi khía cạnh trong quy trình sản xuất thu nhận SLs (tăng sinh nấm men,
con đường tổng hợp sinh học, ảnh hưởng của thành phần môi trường, điều kiện lên
men). Chủ yếu nhóm nghiên cứu tập trung vào mục tiêu tối ưu hóa điều kiện lên
men cho vi sinh vật để tổng hợp nên SLs trong quá trình lên men chìm.
Đáng chú ý nhất là năm 2005, Vishal Shah và cộng sự đã đưa ra những kết quả
đầu tiên chứng tỏ khả năng ức chế virus HIV của SLs. Tại nồng độ 3mg/ml tất cả các
dẫn xuất SLs đều có hoạt tính kháng virus HIV, khử hoạt tính của virus trong vòng
chưa đầy 2 phút. Riêng dẫn xuất diacetate ethyl ester SLs là dẫn xuất hoạt động mạnh
nhất. Ngoài ra năm 2012, Shao và cộng sự đã nghiên cứu khả năng kháng ung thư
thực quản của SLs trên người. Kết quả chứng minh rằng có sự ức chế của SLs lactonic
lên tế bào thực quản (ở nồng độ 30 µg/ml). Sự khác biệt về độ bão hòa acid béo trong
phân tử SLs có ảnh hưởng rõ rệt đến khả năng gây độc cho tế bào ung thư.
Năm 2016, tại Việt Nam công trình nghiên cứu về SLs đầu tiên được hoàn thành
“Thu nhận và khảo sát một số hoạt tính của SLs từ quá trình lên men chủng Candida
bombicola từ dầu dừa” (L.Q. Loan và cộng sự, 2016). Hứa hẹn cho công cuộc sản
xuất một hợp chất CHDBMSH mới, có ứng dụng rộng rãi hơn trong đời sống và công
nghiệp.
3. Mục đích nghiên cứu
Khảo sát hoạt tính của Sophorolipids thu nhận qua quá trình lên men chủng
Candida bombicola ATCC 22214 từ nguồn dầu hạt cải và đường glucose.
4. Nhiệm vụ nghiên cứu
- Lên men chủng nấm Candida bombicola ATCC 22214
- Thu nhận SLs từ dịch lên men
- Định tính SLs.
- Khảo sát khả năng kháng khuẩn của SLs thu nhận được
- Khảo sát khả năng chống oxy của SLs thu nhận được.
5. Phương pháp nghiên cứu
2
Đồ án tốt nghiệp
Thu nhận SLs thông qua nuôi cấy chủng C. bombicola ATCC 22214 ở điều
kiện 25oC, tốc độ lắc 180 vòng/phút.
Định tính SLs bằng kỹ thuật sắc ký bảng mỏng (Thin Layer Chromatography
– TLC)
Xác định khả năng kháng khuẩn của SLs bằng phương pháp khuếch tán trên
đĩa thạch và phương pháp xác định nồng độ ức chế tối thiểu (MIC)
Xác định khả năng chống oxy hóa của SLs thông qua khả năng bắt gốc tự do
2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH).
6. Kết quả đạt được
Sản lượng SLs thô thu được từ dịch nuôi cấy nấm C. bombicola ATCC 22214
từ nguồn dầu hạt cải và đường glucose là 20.76 g/l.
Trong hỗn hợp SLs thô thu được có sự hiện diện của 1,4” – Sophorolactone 6’,6”
– diacetate. Ngoài ra trong hỗn hợp thu được còn có các SLs cấu trúc khác và một số
chất khác.
Khả năng ức chế chủng Staphylococus aureus là đáng chú ý, cao gấp 3 lần các
chủng vi khuẩn khảo sát còn lại. Khả năng kháng của SLs đối với các chủng
Escherichia coli, Bacillus subtilis, Pseudonomas aeruginosa, Salmonella
typhimurium không có sự khác biệt đáng kể.
Nồng độ ức chế tối thiểu của SLs đối với 3 chủng vi khuẩn Bacillus subtilis,
Escherichia coli, Staphylococus aureus là cao nhất (12.5 mg/ml). Nồng độ ức chế tối
thiểu của SLs đối với chủng Salmonella typhimurium là khá thấp so với các chủng
khác (0.7812 mg/ml).
Khả năng kháng oxy hóa đạt 77.64% ở nồng độ 20 mg/ml. Nồng độ bắt gốc tự
do của sophorolipids thu nhận là 4.51 mg/ml.
7. Kết cấu của đồ án
- Chương 1: Tổng quan
- Chương 2: Vật liệu và phương pháp nghiên cứu
- Chương 3: Kết quả và thảo luận
- Chương 4: Kết luận và kiến nghị
3
Đồ án tốt nghiệp
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1.
CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT (Surfactant)
1.1.1. Định nghĩa
Chất có hoạt tính bề mặt là những hợp chất làm giảm sức căng bề mặt liên pha
giữa hai chất lỏng hoặc giữa chất rắn và chất lỏng. Từ “Surfactant” được viết tắt từ
cụm từ surface active agent, tức là tác nhân hoạt động bề mặt. Chúng được ứng dụng
làm chất tẩy rửa, chất thấm ướt, chất nhũ hóa, chất tạo bọt, chất phân tán.
Chất hoạt động bề mặt (CHDBM) là một thành phần không thể thiếu trong
cuộc sống chúng ta, và ứng dụng của chúng hứa hẹn còn vươn xa hơn so với nhu cầu
của nhân loại. Do đó, sản lượng CHDBM thu được mỗi năm vượt qua con số 18 triệu
tấn trên toàn thế giới, trong đó có 3 triệu tấn được sản xuất ở Tây Âu. Một nửa sản
lượng này là thành phần trong chất tẩy rửa, phần còn lại ứng dụng trong công nghệ
thực phẩm, mỹ phẩm, hóa chất, sản xuất giấy, nông nghiệp,…
CHDBM được sản xuất từ 2 nguồn nguyên liệu chính: dầu mỏ hoặc chất thải
có nguồn gốc sinh học. Việc tái sử dụng nguồn chất thải sinh học để sản xuất ra một
nguyên liệu mới đã cải thiện đáng kể hiện tượng nhà kính, tuy vậy hoạt động sản
CHDBM từ nguồn chất thải sinh học chỉ mới chiếm 25% trong tổng hoạt động sản
xuất CHDBM.
1.1.2. Cấu trúc phân tử
Chất hoạt động bề mặt thường là các hợp chất hữu cơ có đồng thời một phần
ưa nước (tan trong nước) và một phần kỵ nước (tan trong dầu). Khi hòa vào một hệ
nhũ tương, surfactant sẽ tập trung ở các màng liên pha không khí – nước, dầu – nước,
gắn kết hai pha lại với nhau, làm cho hệ trở nên ổn định hơn.
Lượng chất hoạt động bề mặt sản xuất ra trên toàn thế giới ước tính khoảng 15
triệu tấn/năm, chiếm gần một nữa lượng xà phòng.
Hình 1.1. Natri stearate (C17H35COONa) – thành phần chính trong xà phòng
4
Đồ án tốt nghiệp
1.1.3. Đặc điểm
Chất hoạt động bề mặt được dùng giảm sức căng bề mặt của một chất lỏng
bằng cách làm giảm sức căng bề mặt tại màng liên pha (interface) của hai chất lỏng.
Nếu có nhiều hơn hai chất lỏng không hòa tan thì chất hoạt hóa bề mặt làm tăng diện
tích tiếp xúc giữa hai chất lỏng đó.
Hình 1.2. Màng liên pha giữ dầu và nước
Khi hòa chất hoạt hóa bề mặt vào trong một chất lỏng thì các phân tử của chất
hoạt hóa bề mặt có xu hướng tạo đám (micelle), nồng độ mà tại đó các phân tử bắt
đầu tạo đám được gọi là nồng độ tạo đám tới hạn. Nếu chất lỏng là nước thì các phân
tử sẽ chụm đuôi kị nước lại với nhau và quay đầu ưa nước ra tạo nên những hình dạng
khác nhau như hình cầu (0 chiều), hình que (1 chiều), màng (2 chiều).
Hình 1.3. Các dạng phân bố của phân tử hoạt động bề mặt
Tính ưa, kị nước của một chất hoạt hóa bề mặt được đặc trưng bởi một thông
số là độ cân bằng ưa kị nước (tiếng Anh: Hydrophilic Lipophilic Balance-HLB), giá
trị này có thể từ 0 đến 40. HLB càng cao thì hóa chất càng dễ hòa tan trong nước,
HLB càng thấp thì hóa chất càng dễ hòa tan trong các dung môi không phân cực như
dầu.
5
Đồ án tốt nghiệp
Hình 1.4. Sự khác nhau về hoạt độ nước và cấu trúc phân tử
1.1.4. Phân loại
Tùy theo tính chất mà chất hoạt hóa bề mặt được phân theo các loại khác nhau.
Nếu xem theo tính chất điện của đầu phân cực của phân tử chất hoạt hóa bề mặt thì
có thể phân chúng thành các loại sau:
1.1.4.1. Chất hoạt hóa ion
Chất hoạt hóa dương: khi bị phân cực thì đầu phân cực mang điện dương, ví dụ:
Cetyl trimêtylamôni brômua (CTAB).
- Cetyl trimetylammonium bromua (CTAB)
- Cetyl pyridinium clorua (CPC)
- Polyethoxylated tallow amin (POEA)
- Benzalkonium clorua (BAC)
- Benzethonium clorua (BZT)
Chất hoạt hóa âm: khi bị phân cực thì đầu phân cực mang điện âm
- Natri dodecyl sulfat (SDS), amoni lauryl sulfat, và các muối ankyl sulfat khác
- Natri laureth sulfat, hay natri lauryl ete sulfat (SLSES)
- Ankyl benzen sulfonat
- Xà phòng và các muối của axit béo
1.1.4.2. Chất hoạt hóa phi ion
- Ankyl poly (etylen oxit)
6
Đồ án tốt nghiệp
- Copolymers của poly (etylen oxit) và poly (propylen oxit)
- Ankyl polyglucozit, bao gồm:
- Octyl glucozit
- Decyl maltosit
- Các rượu béo
- Rượu cetyl
- Rượu oleyl
- Cocamit MEA, cocamit DEA
1.1.4.3. Chất hoạt hóa lưỡng cực
Khi bị phân cực thì đầu phân cực có thể mang điện âm hoặc mang điện dương
tùy vào pH của dung môi, ví dụ: Dodecyl đimêtylamin ôxít.
- Dodecyl betain
- Dodecyl dimetylamin ôxít
- Cocamidopropyl betain
- Coco ampho glycinat
1.1.5. Ứng dụng
Chất hoạt hóa bề mặt ứng dụng rất nhiều trong đời sống hàng ngày. Ứng dụng
phổ biến nhất là bột giặt, sơn, nhuộm... Ngoài ra những ứng dụng trong các lĩnh vực
khác như:
- Trong công nghiệp dệt nhuộm: Chất làm mềm cho vải sợi, chất trợ nhuộm
- Trong công nghiệp thực phẩm: Chất nhũ hóa cho bánh kẹo, bơ sữa và đồ hộp
- Trong công nghiệp mỹ phẩm: Chất tẩy rửa, nhũ hóa, chất tạo bọt
- Trong ngành in: Chất trợ ngấm và phân tán mực in
- Trong nông nghiệp: Chất để gia công thuốc bảo vệ thực vật,
- Trong xây dựng: Dùng để nhũ hóa nhựa đường, tăng cường độ đóng rắn của bê
tông
- Trong dầu khí: Chất nhũ hóa dung dịch khoan
- Trong công nghiệp khoáng sản: Làm thuốc tuyển nổi, chất nhũ hóa, chất tạo bọt
để làm giàu khoáng sản
7
Đồ án tốt nghiệp
1.2.
SOPHOROLIPIDS
1.2.1. Định nghĩa chât hoạt động bề mặt sinh học (Biosurfactants)
Biosurfactants là các hợp chất hoạt động bề mặt có nguồn gốc sinh học
(CHDBMSH), được sản xuất bới vi sinh vật. Trong những năm gần đây các nhà khoa
học đang chú trọng đến lĩnh vực này, bởi chúng có độc tính thấp và phương thức sản
xuất đơn giản. Bởi thế ứng dụng của CHDBMSH rất rộng: hóa chất hữu cơ, phân bón,
thức ăn, đồ uống, mỹ phẩm, dược phẩm và bao gồm cả các ứng dụng của chất hoạt
động bề mặt hóa học.
Tuy rằng CHDBMSH có mặt khá rộng rãi trong tự nhiên, nhưng chi phí cho các
quy trình tách chiết ở quy mô công nghiệp, quy trình tinh sạch đã tạo ra một rào cản
khá lớn đối với các nhà sản xuất. Chi phí thu hồi, tinh sạch CHDBMSH luôn lớn hơn
rất nhiều lần so với chi phí tổng hợp nên chúng.
Trong nhóm các CHDBMSH ngoài Sophorolipid ra thì còn có: Rhamnolipids
được tổng hợp từ một số chủng trong chi Pseudomonas, và Lecithin được thu hồi từ
đậu nành và lòng đỏ chứng.
CHDBMSH phổ biến là các chất hoạt động bề mặt có nguồn gốc từ vi sinh vật.
Vì thời gian thế hệ và tốc độ phát triển của vi sinh vật cao hơn gấp nhiều lần so với
các loài động/thực vật, nên dễ dàng đưa vào sản xuất quy mô công nghiệp.
8
Đồ án tốt nghiệp
Bảng 1.1. Một số vi khuẩn tổng hợp nên các loại CHDBMSH quan trọng (Desai vs
cs, 1997)
Chất hoạt động bề mặt sinh học
Glycolipids
Vi khuẩn tổng hợp
Rhamnolipids
Trehalolipids
Sophorolipids
Pseudomonas aeruginosa,
Pseudomonas sp.
Rhodococus Erythropolis, Nocardia
erythropolis Mycobacterium sp.
Candida. bombicola, Camdida. apicola,
and Rhodotorula bogoriensis
Mannosylerythritol lipids
Cellobiolipids
Lipopeptides và lipoproteins
Peptide-lipid
Pseudozyma antarctica
Ustilago zeae, U. maydis
Bacillus licheniformis
Serratia marcescens
Ps. fluorescens
Serrawettin
Viscosin
Surfactin
Bacillus. subtilis
Bacillus. brevis
Gramicidins
Polymyxins
Bacillus. polymyxa
Acid béo, lipid trung tính và phospholipids
Fatty acids
C. lepus
Neutral lipids
Phospholipids
Polymer
R. erythropolis
Thiobacillus thiooxidans
Emulsan
Acinetobacter calcoaceticus
Acinetobacter. calcoaceticus
Candida. tropicalis
Biodispersan
Mannan-lipid-protein
Carbohydrate-proteinlipid
Pseudomonas.fluorescens,
Debaryomyces polymorphis
Protein PA
Pseudomonas. aeruginosa
9
Đồ án tốt nghiệp
1.2.2. Sophorolipid
Sophorolipid (SLs) là một hợp
chất glycolipid hoạt động bề mặt,
được tổng hợp bởi một số loài nấm
men vô hại. Nghiên cứu đầu tiên về
sophorolipid được công bố vào năm
1961 – một glycolipid ngoại bào
được tổng hợp bởi nấm men
Torulopsis magnolia.
Sau đó vào năm 1968, Tulloch
và Spencer đã công bố rằng chủng
sinh SLs thực tế là Torulopsis
apicola, hiện nay gọi là Candida
apicola. Tới năm 1970, Spencer
Hình 1.5. Sophorolipids tổng hợp bởi
Starmerella bombicola (Parekh và cộng sự,
tiếp tục phát hiện ra rằng chủng nấm men Candida bombicola cũng có thể sản xuất
ra SLs. Trong đó chủng Candida bombicola ATCC 22214 được chú ý và nghiên cứu
nhiều nhất do cho năng suất cao (400g/l) và đặc biệt chủng này không gây bệnh.
Năm 2006, Chen và đồng nghiệp đã tìm ra được một chủng Wickerhamiella
domericqiae mới có khả năng tổng hợp SLs. Chủng này tổng hợp ra hơn 6 glycolipids
khác nhau. Một trong số đó có 17-L-(-oxy)-octadecanoic acid 1,4”-lactone 6’,6”-
diacetate, đây là thành phần chính có trong SLs tổng hợp từ 2 loài C. apicola và C.
bombicola.
Nhưng mãi đến đầu thế kỷ 20 người ta mới chú trọng đến việc nghiên cứu kỹ
lưỡng và tìm kiếm ứng dụng của sophorolipid, vì lúc này nhân loại mới nhận thức ra
tầm quan trọng của việc bảo vệ môi trường. Ngày nay sophorolipid được xem là chất
hoạt động bề mặt sinh học (bio-surfactants) có triển vọng cao.
10
Đồ án tốt nghiệp
1.2.3. Cấu trúc
Sophorolipid thuộc nhóm glycolipid biosurfactans, kết hợp từ 1 đuôi acid kị
nước (16 hoặc 18 phân tử carbon) và đầu carbohydrate ưa nước (sophorose – đường
đôi glucose) thông qua liên kết β-glucosidic ở vị trí C1’.
Phân tử carbon cuối cùng trong chuỗi đuôi của SLs vừa có thể este hóa với nhóm
hydroxyl ở vị trí C 4” của sophorose tạo SLs dạng lactonic (dạng vòng); vừa có thể ở
dạng tự do tạo SLs dạng acidic (dạng mở).
Hình 1.6. Hai dạng SLs: lactonic (trái) – acidic (phải)
Đuôi acid thường có 16 hoặc 18 phân tử carbon và có nhiều hơn một liên kết
đôi. Tính chất hóa lý và đặc tính sinh học của SLs thu được phụ thuộc vào tỷ lệ thành
phần giữa 2 dạng lactonic và acidic trong canh trường, vì cả 2 dạng này đều được vi
sinh vật tổng hợp song song trong quá trình lên men sản xuất.
Cơ chất thích hợp cho quá trình sinh tổng hợp SLs là glucose và acid béo. Ngoài
ra các dạng methyl, ethyl esters của acid béo hay triglycerides cũng có thể dùng làm
cơ chất (được esterases sẽ thủy phân dần thành acid béo). Do các chủng như
C.bombicola, C.apicola có thể tăng trưởng trong môi trường alkan nên chúng có hệ
enzyme cần thiết cho quá trình oxy hóa các alkan này để tạo nên acid béo.
11
Tải về để xem bản đầy đủ
62 trang
18940
Free
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Đồ án Thu nhận sophorolipids tổng hợp từ chủng Candida bombicola với nguồn đường glucose và dầu hạt cải", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- do_an_thu_nhan_sophorolipids_tong_hop_tu_chung_candida_bombi.pdf
