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

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.

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.