TỐI ƯU HÓA ĐIỀU KIỆN LÊN MEN HÀNH TÍM (ALLIUM CEPA L.) BẰNG BACILLUS SUBTILIS BSN5 NHẰM SẢN XUẤT CHẾ PHẨM GIÀU CARBOXYMETHYL CELLULASE TRONG CHĂN NUÔI GIA CẦM | Hải | TNU Journal of Science and Technology

TỐI ƯU HÓA ĐIỀU KIỆN LÊN MEN HÀNH TÍM (ALLIUM CEPA L.) BẰNG BACILLUS SUBTILIS BSN5 NHẰM SẢN XUẤT CHẾ PHẨM GIÀU CARBOXYMETHYL CELLULASE TRONG CHĂN NUÔI GIA CẦM

Thông tin bài báo

Ngày nhận bài: 09/09/24                Ngày hoàn thiện: 17/12/24                Ngày đăng: 18/12/24

Các tác giả

1. Phan Vũ Hải, Trường Đại học Nông Lâm - ĐH Huế
2. Nguyễn Đinh Thùy Khương, Trường Đại học Nông Lâm - ĐH Huế
3. Trần Ngọc Liêm Email to author, Trường Đại học Nông Lâm - ĐH Huế
4. Ngô Hữu Lai, Chi cục Thú y Vùng 4
5. Nguyễn Xuân Hòa, Trường Đại học Nông Lâm - ĐH Huế

Tóm tắt


Nghiên cứu này tập trung vào việc tối ưu hóa quy trình lên men hành tím bằng chủng vi khuẩn Bacillus subtilisBSn5 để sản xuất enzyme CMCase, từ đó tạo ra chế phẩm sinh học thay thế kháng sinh trong chăn nuôi gia cầm. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men như nguồn nitrogen, tỷ lệ nguyên liệu:nước, tỷ lệ carbon:nitrogen, pH ban đầu, nhiệt độ và thời gian lên men, cũng như việc bổ sung glucose đã được đánh giá. Kết quả cho thấy ammonium sunfate là nguồn nitrogen tốt nhất và tỷ lệ carbon:nitrogen tối ưu là 20:1. Giá trị pH ban đầu, tỷ lệ nguyên liệu:nước và nhiệt độ lên men tối ưu lần lượt là 4,0, 1:3 và 35°C. Thời gian lên men lý tưởng là 144 giờ và việc bổ sung 1 g/100 g glucose tăng cường cho quá trình sản xuất enzyme. Phân tích bề mặt đáp ứng đã xác định được các điều kiện tối ưu cuối cùng là tỷ lệ carbon:nitrogen 25:1, pH ban đầu 3,2 và tỷ lệ nguyên liệu:nước 1:3,25. Trong điều kiện này, hoạt độ enzyme CMCase đạt mức cao (58,98 U/g), chứng tỏ tiềm năng của quy trình này trong việc sản xuất phụ gia thức ăn chăn nuôi giá trị cao từ hành tím. 

Từ khóa


Hành tím; Bacillus subtilis; Lên men; Enzyme CMCase; Cellulose

Toàn văn:

PDF

Tài liệu tham khảo


[1] U. Gadde, W. H. Kim, S. T. Oh, and H. S. Lillehoj, "Alternatives to antibiotics for maximizing growth performance and feed efficiency in poultry: a review," Animal Health Research Review, vol. 18, no. 1, pp. 26-45, 2017.

[2] L. A. Selaledi, Z. M. Hassan, T. G. Manyelo, and M. Mabelebele, "The current status of the alternative use to antibiotics in poultry production: an African perspective," Antibiotics (Basel), vol. 9, no. 9, pp. 594-599, 2020.

[3] Y. Mehdi, M.-P. Létourneau-Montminy, M.-L. Gaucher, Y. Chorfi, G. Suresh, T. Rouissi, S. K. Brar, C. Côté, A. A. Ramirez, and S. Godbout, "Use of antibiotics in broiler production: Global impacts and alternatives," Animal Nutrition, vol. 4, no. 2, pp. 170-178, 2018.

[4] J. Wang, F. Bao, H. Wei, and Y. Zhang, "Assessment of probiotic properties of Lactobacillus salivarius isolated from chickens as feed additives," Frontiers in Veterinary Science, vol. 7, no. 1, p. 415, 2020.

[5] L. Hernandez, R. A. Munoz, G. Miro, M. Martinez, J. Silva-Parra, and P. I. Chavez, "Use of medicinal plants by ambulatory patients in Puerto Rico," American Journal of Hospital Pharmacy, vol. 41, no. 10, pp. 2060-2064, 1984.

[6] M. J. Havey, C. R. Galmarini, A. F. Gökçe, and C. Henson, "QTL affecting soluble carbohydrate concentrations in stored onion bulbs and their association with flavor and health-enhancing attributes," Genome, vol. 47, no. 3, pp. 463-468, 2004.

[7] D. Wouters, N. Bernaert, W. Conjaerts, B. Van Droogenbroeck, M. De Loose, and L. De Vuyst, "Species diversity, community dynamics, and metabolite kinetics of spontaneous leek fermentations," Food Microbiology, vol. 33, no. 2, pp. 185-196, 2013.

[8] Y. J. Park, M. Kim, and S.-j. Bae, "Anticarcinogenic effects of Allium tuberosum on human cancer cells," Korean Journal of Food Science and Technology, vol. 34, no. 1, pp. 688-693, 2002.

[9] B. Lundegårdh, P. Botek, V. Schulzov, J. Hajslov, A. Strömberg, and H. C. Andersson, "Impact of different green manures on the content of S-alk(en)yl-L-cysteine sulfoxides and L-ascorbic acid in leek (Allium porrum)," Journal Agriculture Food Chemistry, vol. 56, no. 6, pp. 2102-2111, 2006.

[10] N. Bernaert, D. Wouters, L. De Vuyst, D. De Paepe, H. Clercq, E. Bockstaele, M. Loose, and B. Droogenbroeck, "Antioxidant changes of leek (Allium ampeloprasum var. porrum) during spontaneous fermentation of the white shaft and green leaves," Journal of the science of food and agriculture, vol. 93, no. 9, pp. 2146-2153, 2013.

[11] D. Xiao, J. T. Pinto, G. G. Gundersen, and I. B. Weinstein, "Effects of a series of organosulfur compounds on mitotic arrest and induction of apoptosis in colon cancer cells," Mol Cancer Ther, vol. 4, no. 9, pp. 1388-1398, 2005.

[12] D. Reddy, "Extraction and characterization of cellulose microfibers from agricultural wastes of onion and garlic," Journal of Natural Fibers, vol. 15, no. 6, pp. 465-473, 2018.

[13] J. Jiao, P. Wang, Z. He, S. Tang, C. Zhou, X. Han, M. Wang, D. Wu, J. Kang, and Z. Tan, "In vitro evaluation on neutral detergent fiber and cellulose digestion by post‐ruminal microorganisms in goats," Journal of the Science of Food and Agriculture, vol. 94, no. 9, pp. 1745-1752, 2014.

[14] Y. Kashim and S. Udaka, "High-level production of hyperthermophilic cellulase in the Bacillus brevis expression and secretion system," Bioscience, biotechnology, and biochemistry, vol. 68, no. 1, pp. 235-237, 2004.

[15] G. A. Varga and E. S. Kolver, "Microbial and animal limitations to fiber digestion and utilization," The Journal of nutrition, vol. 127, no. 5, pp. 819S-823S, 1997.

[16] R. Rawat and L. Tewari, "Purification and characterization of an acidothermophilic cellulase enzyme produced by Bacillus subtilis strain LFS3," Extremophiles, vol. 16, no. 4, pp. 637-644, 2012.

[17] N. Bhardwaj, B. Kumar, K. Agrawal, and P. Verma, "Current perspective on production and applications of microbial cellulases: a review," Bioresour Bioprocess, vol. 8, no. 1, pp. 95-101, 2021.

[18] J. Wang, F. Bao, H. Wei, and Y. Zhang, "Screening of cellulose-degrading bacteria and optimization of cellulase production from Bacillus cereus A49 through response surface methodology," Scientific Reports, vol. 14, p. 7755, 2024.

[19] A. G. Luo, Y.-Y. Wang, S.-S. Xue, J. Zhao, J.-W. Hao, S.-L. Shi, and B.-F. Hu, "Screening, identification, and optimization of enzyme-producing conditions for cellulose-degrading bacteria in distillery lees," Applied Sciences, vol. 13, no. 3, p. 7693, 2023.

[20] H. Fang and L. Xia, "High activity cellulase production by recombinant Trichoderma reesei ZU-02 with the enhanced cellobiohydrolase production," Bioresource Technology, vol. 144, pp. 693-697, 2013.

[21] J. F. Wang, F. Bao, H. Wei, and Y. Zhang, "Screening of cellulose-degrading bacteria and optimization of cellulase production from Bacillus cereus A49 through response surface methodology," Scientific Reports, vol. 14, no. 1, p. 7755, 2024.

[22] A. Pandey, C. Soccol and D. Mitchell, “New developments in solid state fermentation: I-bioprocess and products,” Process Biochemistry, vol. 35, pp. 1153-1169, 2000.

[23] U. Hölker and J. Lenz, “Solid-state fermentation--are there any biotechnological advantages?” Microbiology and Molecular Biology Reviews, vol. 8, no. 3, pp. 301-306, 2005.

[24] L. R. Lynd, P. J. Weimer, W. H. van Zyl, and I. S. Pretorius, “Microbial cellulose utilization: fundamentals and biotechnology,” Microbiology and Molecular Biology Reviews, vol. 66, no. 3, pp. 506-577, 2004.

[25] A. Singh and N. R. Bishnoi, “Optimization of enzymatic hydrolysis of pretreated rice straw and ethanol production,” Applied Microbiology Biotechnology, vol. 93, no. 4, pp. 1785-1793, 2012.

[26] P. J. Weimer, "Degradation of cellulose and hemicellulose by ruminal microorganisms," Microorganisms, vol. 10, no. 12, p. 2345, 2022.

[27] A. -N. Zohri, M. Ali and S. Ibrahim, “Evaluation of cellulases production by Aspergillus niger using response surface methodology,” Egyptian Sugar Journal, vol. 19, no. 8, pp. 18-28, 2022.

[28] A. Fouda, K. S. Alshallash, H. M. Atta, M. S. El Gamal, M. M. Bakry, A. S. Alawam, and S. S. Salem, “Synthesis, optimization, and characterization of cellulase enzyme obtained from thermotolerant Bacillus subtilis F3: an insight into cotton fabric polishing activity,” Journal of Microbiology Biotechnology, vol. 34, no. 1, pp. 207-223, 2024.




DOI: https://doi.org/10.34238/tnu-jst.11084

Các bài báo tham chiếu

  • Hiện tại không có bài báo tham chiếu
Tạp chí Khoa học và Công nghệ - Đại học Thái Nguyên
Phòng 408, 409 - Tòa nhà Điều hành - Đại học Thái Nguyên
Phường Tân Thịnh - Thành phố Thái Nguyên
Điện thoại: 0208 3840 288 - E-mail: jst@tnu.edu.vn
Phát triển trên nền tảng Open Journal Systems
©2018 All Rights Reserved