TỐI ƯU HÓA ĐIỀU KIỆN NUÔI CẤY VI KHUẨN Bacillus sp. CR-L2  BẰNG ĐÁP ỨNG BỀ MẶT NHẰM TĂNG SINH TỔNG HỢP POLYPHENOL

Trần Chí Linh; Nguyễn Ngọc Quyền Sang; Nguyễn Cao Gia Linh; Lê Hoàng Gia Mỹ; Trương Ngọc Yến; Phạm Đăng Khoa

doi:10.34238/tnu-jst.14642

TỐI ƯU HÓA ĐIỀU KIỆN NUÔI CẤY VI KHUẨN Bacillus sp. CR-L2 BẰNG ĐÁP ỨNG BỀ MẶT NHẰM TĂNG SINH TỔNG HỢP POLYPHENOL

Thông tin bài báo

Ngày nhận bài: 24/01/26 Ngày hoàn thiện: 03/06/26 Ngày đăng: 05/06/26

Các tác giả

1. Trần Chí Linh , Trường Khoa học Sức khỏe - Trường ĐH Nam Cần Thơ
2. Nguyễn Ngọc Quyền Sang, Trường Khoa học Sức khỏe - Trường ĐH Nam Cần Thơ
3. Nguyễn Cao Gia Linh, Trường Khoa học Sức khỏe - Trường ĐH Nam Cần Thơ
4. Lê Hoàng Gia Mỹ, Trường Khoa học Sức khỏe - Trường ĐH Nam Cần Thơ
5. Trương Ngọc Yến, Trường Khoa học Sức khỏe - Trường ĐH Nam Cần Thơ
6. Phạm Đăng Khoa, Trường Khoa học Sức khỏe - Trường ĐH Nam Cần Thơ

Tóm tắt

Polyphenol là nhóm hợp chất chuyển hóa thứ cấp có nhiều hoạt tính sinh học giá trị, tuy nhiên nguồn khai thác từ thực vật còn hạn chế về hiệu suất và tính ổn định. Nghiên cứu này nhằm tối ưu hóa điều kiện nuôi cấy vi khuẩn nội sinh Bacillus sp. CR-L2 bằng phương pháp đáp ứng bề mặt nhằm nâng cao khả năng sản sinh polyphenol. Bốn yếu tố nuôi cấy gồm nhiệt độ, thời gian nuôi cấy, hàm lượng D-glucose và độ pH được khảo sát đồng thời theo thiết kế Central Composite Design (CCD). Hàm lượng polyphenol trong dịch ngoại bào được xác định bằng phương pháp Folin–Ciocalteu và biểu thị dưới dạng mg GAE/mL dịch ngoại bào. Kết quả phân tích ANOVA cho thấy mô hình hồi quy bậc hai có ý nghĩa thống kê cao (p<0,0001) và có độ phù hợp tốt với dữ liệu thực nghiệm. Trong các yếu tố khảo sát, nhiệt độ và pH là hai yếu tố ảnh hưởng chi phối đến khả năng sinh tổng hợp polyphenol, đồng thời tồn tại các tương tác có ý nghĩa giữa các yếu tố nuôi cấy. Điều kiện tối ưu được xác định tại nhiệt độ 33°C, thời gian nuôi cấy 71,44 giờ, hàm lượng D-glucose 18,86 g/L và pH 6,6, cho phép đạt hàm lượng polyphenol tối đa phù hợp với giá trị dự đoán của mô hình. Kết quả nghiên cứu cho thấy Bacillus sp. CR-L2 là nguồn cung cấp polyphenol vi sinh tiềm năng, góp phần định hướng cho các nghiên cứu ứng dụng và quy trình sản xuất trong tương lai.

Từ khóa

Bacillus sp. CR-L2; Vi khuẩn nội sinh; Tối ưu hóa điều kiện nuôi cấy; Polyphenol; Đáp ứng bề mặt

Toàn văn:

PDF

Tài liệu tham khảo

[1] J. Wang, J. Tian, D. Li, N. Gao, J. Deng, X. Yang, L. Wang, Y. He, B. Li, and L. Wang, “Blueberry leaves as a promising sustainable source of polyphenols: Chemical composition, functional activities and future application perspectives,” Food Research International, vol. 207, 2025, Art. no. 116110.

[2] R. Bernini, M. Campo, C. Cassiani, A. Fochetti, F. Ieri, A. Lombardi, S. Urciuoli, P. Vignolini, N. Villanova, and C. Vita, “Polyphenol-rich extracts from agroindustrial waste and byproducts: Results and perspectives according to the green chemistry and circular economy,” Journal of Agricultural and Food Chemistry, vol. 72, no. 23, pp. 12871-12895, 2024.

[3] I. Dini and L. Grumetto, “Recent advances in natural polyphenol research,” Molecules, vol. 27, no. 24, 2022, Art. no. 8777.

[4] E. B. Mojzer, M. K. Hrnčič, M. Škerget, Ž. Knez, and U. Bren, “Polyphenols: Extraction methods, antioxidative action, bioavailability and anticarcinogenic effects,” Molecules, vol. 21, no. 7, 2016, Art. no. 901.

[5] W. Wu, W. Chen, S. Liu, J. Wu, Y. Zhu, L. Qin, and B. Zhu, “Beneficial relationships between endophytic bacteria and medicinal plants,” Frontiers in Plant Science, vol. 12, 2021, Art. no. 646146.

[6] Z. Narayanan and B. R. Glick, “Secondary metabolites produced by plant growth-promoting bacterial endophytes,” Microorganisms, vol. 10, no. 10, 2022, Art. no. 2008.

[7] A. M. Eid, A. Fouda, M. A. Abdel-Rahman, S. S. Salem, A. Elsaied, R. Oelmüller, M. Hijri, A. Bhowmik, A. Elkelish, and S. E.-D. Hassan, “Harnessing bacterial endophytes for promotion of plant growth and biotechnological applications: An overview,” Plants, vol. 10, no. 5, 2021, Art. no. 935.

[8] S. Raphel and P. M. Halami, “Bioactive compounds from food-grade Bacillus,” Journal of the Science of Food and Agriculture, vol. 105, no. 8, pp. 4085-4095, 2025.

[9] S. Iqbal, F. Begum, A. A. Rabaan, M. Aljeldah, B. R. Al Shammari, A. Alawfi, A. Alshengeti, T. Sulaiman, and A. Khan, “Classification and multifaceted potential of secondary metabolites produced by Bacillus subtilis group: A comprehensive review,” Molecules, vol. 28, no. 3, 2023, Art. no. 927.

[10] Q.-J. Yin, T.-T. Ying, Z.-Y. Zhou, G.-A. Hu, C.-L. Yang, Y. Hua, H. Wang, and B. Wei, “Species-specificity of the secondary biosynthetic potential in Bacillus,” Frontiers in Microbiology, vol. 14, 2023, Art. no. 1271418.

[11] C. L. Tran, L. T. Ta, T. K. N. Nguyen, H. L. Vo, N. K. N. Tran, K. N. Ly, T. T. Nguyen, and V. T. Huynh, “Investigation of in vitro antioxidant and anti-inflammatory activities of endophytic bacteria in Catharanthus roseus,” TNU Journal of Science and Technology, vol. 229, no. 10, pp. 254-261, 2024.

[12] C. L. Tran, H. B. L. Nguyen, T. X. D. Le, T. N. Duong, and T. H. H. Nguyen, “Investigation of the antioxidant and tyrosinase inhibitory activities from endophytic bacteria in Catharanthus roseus,” The University of Danang – Journal of Science and Technology, vol. 23, no. 1, pp. 60-64, 2025.

[13] M. Reji and R. Kumar, “Response surface methodology (RSM): An overview to analyze multivariate data,” Indian Journal of Microbiology Research, vol. 9, no. 4, pp. 241-248, 2022.

[14] A. Reza, L. Chen, and X. Mao, “Response surface methodology for process optimization in livestock wastewater treatment: A review,” Heliyon, vol. 10, no. 9, 2024, Art. no. e30326.

[15] Y. Shen, X. Cao, Z. Tang, J. Xiong, Z. Xiong, and H. Zhang, “Simultaneous production of MK-7 and iturin A by Bacillus velezensis ND,” Applied Biochemistry and Biotechnology, vol. 197, pp. 268-287, 2025.

[16] C. Marín-Sanhueza, A. Echeverría-Vega, A. Gómez, G. Cabrera-Barjas, R. Romero, and A. Banerjee, “Stress dependent biofilm formation and bioactive melanin pigment production by a thermophilic Bacillus species from Chilean hot spring,” Polymers, vol. 14, no. 4, 2022, Art. no. 680.

[17] Y. Wang, Y. Chen, J. Xin, X. Chen, T. Xu, J. He, Z. Pan, and C. Zhang, “Metabolomic profiles of the liquid state fermentation in co-culture of Eurotium amstelodami and Bacillus licheniformis,” Frontiers in Microbiology, vol. 14, 2023, Art. no. 1080743.

[18] C. E. H. Maung, D. S. Choi, S. E. Han, and K. Y. Kim, “Evaluation of agro-active metabolite production in the co-culture of Bacillus subtilis PE7 and Bacillus amyloliquefaciens N3S,” Korean Journal of Soil Science and Fertilizer, vol. 58, no. 3, pp. 271-283, 2025.

[19] B. Ruiz-Villafán, R. Cruz-Bautista, M. Manzo-Ruiz, A. K. Passari, K. Villarreal-Gómez, R. Rodríguez-Sanoja, and S. Sánchez, “Carbon catabolite regulation of secondary metabolite formation, an old but not well-established regulatory system,” Microbial Biotechnology, vol. 15, no. 4, pp. 1058-1072, 2022.

[20] J. Tix, J. Bode, L. Gotthardt, and N. Tippkötter, “Substrate gas utilization and C3/C4 metabolic analysis of Actinobacillus succinogenes: Integration into a model for fermentation prediction in BES,” Fermentation, vol. 11, no. 5, 2025, Art. no. 263.

[21] A. Elmetwalli, N. G. Allam, M. G. Hassan, A. N. Albalawi, A. Shalaby, K. S. El-Said, and A. F. Salama, “Evaluation of Bacillus aryabhattai B8W22 peroxidase for phenol removal in wastewater effluents,” BMC Microbiology, vol. 23, 2023, Art. no. 119.

[22] Z. Liu and Y. Wang, “Systems biology analysis of the effect of pH on lactate fermentation in Bacillus coagulans under mixed carbon sources,” Biotechnology and Bioengineering, vol. 122, no. 9, pp. 2559-2573, 2025.

DOI: https://doi.org/10.34238/tnu-jst.14642

Các bài báo tham chiếu

Hiện tại không có bài báo tham chiếu



Ghi nhớ