Nghiên cứu thủy phân protein cám gạo bằng enzyme sử dụng trong nuôi cấy Bacillus subtilis

Abstract

Rice bran is one of large by-product from rice industry which consists of high content of protein. In order to improve the value from this protein source, the study on the hydrolysis of protein extracted from rice bran of rice variety IR 50404 using enzymatic method was done. Firstly, to find out the optimal conditions for papain and neutrase to hydrolize rice bran protein substrate, the experiment was set up with substrate concentration (1.75-2.5%), enzyme concentration (50-150 U) and hydrolyzing time (60-240 min). The hydrolytic protein solution was then spray dried at 170^oC used as culture medium for Bacillus subtilis (incubating for 72 hours, sampling time 4 hours apart). The results showed that papain and neutrase were the most effective hydrolysis at 2.5% and 2% of substrate content, 100 U and 125 U of enzyme concentration in the same time of 180 minutes for hydrolysis efficiency was 20.97% and 14.66%, respectively. The results also showed that the hydrolytic solution of rice bran protein by papain and neutrase had high nutritional properties in case of using for Bacillus subtilis cultivation similar to commercial pepton (the count of Bacillus subtilis: 1x10⁸ cfu/mL and 8.6x10⁷ cfu/mL, reaching the maximum after 24 hours of incubation). This research indicates that protein from rice bran by-product could be used as a good value composition for cultivation of bacteria.

Tóm tắt

Cám gạo là một trong những nguồn phụ phẩm từ công nghiệp chế biến gạo với hàm lượng protein cao. Để nâng cao giá trị của nguồn phụ phẩm này, nghiên cứu thủy phân protein từ cám gạo của giống lúa IR 50404 và thử nghiệm trên nuôi cấy vi sinh vật đã được thực hiện. Trước tiên, tiến hành nghiên cứu xác định các điều kiện tối ưu về nồng độ cơ chất (1,75-2,5%), nồng độ enzyme sử dụng (50-150 U) và thời gian thủy phân (60-240 phút) khi sử dụng papain và neutrase trên cơ chất protein được chiết tách từ cám gạo. Sau đó, dịch thủy phân được sấy phun ở 170^oC làm môi trường nuôi cấy Bacillus subtilis (thời gian ủ 72 giờ, 4 giờ thu mẫu một lần). Kết quả nghiên cứu cho thấy enzyme papain và neutrase lần lượt có hoạt động thủy phân hiệu quả nhất ở nồng độ cơ chất 2,5% và 2%, nồng độ enzyme sử dụng 100 U và 125 U trong cùng thời gian 180 phút cho hiệu suất thủy phân đạt 20,97% và 14,66%. Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng, dịch thủy phân protein cám gạo bằng enzyme papain và neutrase đều có đặc tính dinh dưỡng tương đương pepton thương mại khi được sử dụng là môi trường nuôi cấy vi khuẩn Bacillus subtilis (mật số 1x10⁸ (cfu/mL) và 8,6x10⁷ (cfu/mL), cùng đạt cực đại sau 24 giờ nuôi ủ). Protein từ cám gạo có thể sử dụng như thành phần dinh dưỡng có giá trị cho vi khuẩn.