TỐI ƯU HÓA ĐIỀU KIỆN LÊN MEN SINH TỔNG HỢP PECTIN METHYLESTERASE TỪ ASPERGILLUS NIGER BẰNG PHƯƠNG PHÁP BỀ MẶT ĐÁP ỨNG

Trần Thanh Trúc * và Nguyễn Văn Mười

* Tác giả liên hệ (tttruc@ctu.edu.vn)

Article Sidebar

Full Text: PDF

Ngày nhận bài: 26-09-2014
Ngày duyệt đăng: 07-11-2014
Ngày xuất bản: 01-11-2014
Title: Optimization of fermentation parameters using Respon surface Methology for production of Aspergillus niger pectin methylesterase
Lượt xem
156
Downloads
78
Trích dẫn
Trúc, T. T., & Mười, N. V. (2014). TỐI ƯU HÓA ĐIỀU KIỆN LÊN MEN SINH TỔNG HỢP PECTIN METHYLESTERASE TỪ ASPERGILLUS NIGER BẰNG PHƯƠNG PHÁP BỀ MẶT ĐÁP ỨNG. Tạp chí Khoa học Đại học Cần Thơ, (CĐ Nông nghiệp), 133-140. Truy vấn từ https://ctujsvn.ctu.edu.vn/index.php/ctujsvn/article/view/2084
Số báo
Số. CĐ Nông nghiệp (2014)
Chuyên mục
Công nghệ thực phẩm

Abstract

A study was taken up to evaluate the role of some fermentation parameters on pectin methylesterase (PME) production. The Response surface methodology (RSM) based on four-variable central composite design (CCD) was used for modelling the correlation of the PME fermentation conditions such as inducer concentration-by mixture 1:1 of Aspergillus niger which were isolated from the peels of Citrus sinensis L. (So2) and Citrus maxima (R1), initial pH, incubation temperature and moisture content of medium. In this experiment, the dried apple pomace and fresh pomelo peels were used as substrate for PME production in the ratio 1:1 combined with the addition of 0.1% urea combined with 0.5% MgCl2 and 0.15% CaCl2 into fermentation media. The result showed that, the highest PME activity  (65.6 ± 3.14 U/g) obtained after 96 hours incubation at a temperature of 35.5°C, pH 4.0 (adjusted by citrate buffer), moisture content adjusted to 57.4% and 16.5% v/w of inducer concentration (105 cfu/mL). The research results indicated that RSM could be applied to found the optimum conditions of the process parameters in order to enhance the maximum pectin methylesterase production.

Keywords: Aspergillus niger, apple pomace, Response surface methodology, pectin methylesterase, pomelo peels

Tóm tắt

Nghiên cứu được thực hiện với mục tiêu xác định tác động của các điều kiện lên men bề mặt trên môi trường rắn đến quá trình tổng hợp pectin methylesterase. Phương pháp bề mặt đáp ứng (RSM)gồm 4 thừa số với mô hình phức hợp tại tâm (CCD)được sử dụng để tối ưu hóa các điều kiện lên men tổng hợp pectin methylesterase (PME),bao gồm tỷ lệ bào tử nấm mốc - với sự kết hợp ở tỷ lệ 1:1 của 2 dòng Aspergillus niger được phân lập từ vỏ cam soàn (So2) và vỏ bưởi Năm Roi (Rư1) sử dụng, pH ban đầu, nhiệt độ ủ và độ ẩm môi trường lên men.Trong thí nghiệm này, môi trường lên men sử dụng cơ chất chính là bã táo ta khô và vỏ bưởi Năm Roi (tỷ lệ 1:1 w/w)làm cơ chất lên men chính, có bổ sung 0,1% urea, 0,5% MgCl2 và 0,15% CaCl2.Kết quả khảo sát cho thấy, hoạt tính PME đạt cao nhất (65,6±3,14 U/g) sau 96 giờ ủ ở nhiệt độ 35,5°C,pH ban đầu là 4,0 (điều chỉnh bằng đệm citrate),độ ẩm ban đầu là 57,4% và tỷ lệ huyền phù bào tử nấm ở mật số 105 cfu/mL sử dụng là 16,5% v/w (mL/g). Kết quả nghiên cứu đã chứng tỏ phương pháp bề mặt đáp ứng có thể ứng dụng để tìm ra điều kiện tối ưu của quá trình lên men giúp cải thiện tối đa hiệu quả tổng hợp pectin methylesterase.

Từ khóa: Aspergillus niger, bã táo ta, phương pháp bề mặt đáp Ứng, pectin methylesterase, vỏ cam sành

Article Details

Tài liệu tham khảo

Bayoumi R.A., H.M.Yassin., M.A. Swelim. and E.Z.Abdel-Al (2008). Production of Bacterial Pectinase(s) from Agro-Industrial Wastes Under Solid State Fermentation Conditions. Journal of Applied Sciences Research4(12), pp. 1708 –1721.

Boccas F., S. Roussos, M.Gutierrez, L.Serano and G.G.Viniegra(1994). Production of Pectinase from coffee pulp in solid state fermentation system: Selection of wild fungal isolate of high potency by a simple three-step screening technique. Journal of Food Science and Technology, 31(1), pp. 22–26.

Castilho L.R., T.L.M. Alves and R.A.Medronho (2000). Production and extraction of pectinases obtained by solid state fermentation of agro-industrial residues with Aspergillus niger. Bioresource Technology71, pp. 45–50.

Patil S.R. and A.Dayanand (2006). Exploration of regional agrowaste for the production of pectinase by Aspergillus niger.Food Technology and Biotechnology, 44: 289-292.

SajjaanantakulT. and L.A.Pitifer(1991). Pectin. In: The Chemistry and Technology of Pectin, CRC Press, pp. 135 – 145.

Saurel R., S.Gavrilyuk and F.Renaud (2003). A multiphase model with internal degrees of freedom : application to shock-bubble interaction. Journal of Fluid Mechanics495, pp. 283-321.

Solis-Pereira S., E.Favela-Torres, G.Viniegra-González and M.Gutiérrez-Rojas (1993). Effects of different carbon sources on the synthesis of pectinase by Aspergillus nigerin submerged and solid state fermentation. Applied Microbiologyand Biotechnology39, pp. 36–41.

Suresh S., E.Prithiviraj and S.Prakash (2009). Dose-and time-dependant effects of ethanolic extract of Mucuna pruriensLinn. seed on sexual behaviour of normal male rats. Journal of Ethnopharmacology, 122: 497-501.

Suutarinen M. and K. Autio (2004). Improving the texture of frozen fruit: the case of berries. In:Kilcas D.(Editor). Texture of food – Volume 2: Solid foods, Woodhead Publishing Ltd and CRC Press LLC.

Tran T.T. and V.M. Nguyen (2010). Determination fermentation conditions for pectin esterase biosynthesis in SSF by Aspergillus niger”,OralProceedings of Food Innovation Asia Conference 2010, June 17-18: 390-396.

Tran.T.T., T.N. H. Le and V.M. Nguyen (2009), “Effect of different fermentation medium to Aspergillus nigerpectin methylesterase production”, PosterProceedings in 11th Asean Food Conference, October 21-23, 2009, Brunei, pp. 453 – 457.

Tran.T.T., T.N. H. Le andV.M. Nguyen(2010). Optimal of medium fermentation for pectin esterase biosynthesis in SSF by Aspergillus niger”, OralProceedings of Food Innovation Asia Conference 2010, June 17-18: 397-404.

Van B.J.P. (1979). The chemistry of texture in fruits and vegetables. Journal of Texture Studies,10: 1–23.