Nghiên cứu công nghệ sản xuất chế phẩm Lactoferrin từ Pichia pastoris tái tổ hợp để sản xuất thực phẩm chức năng
Lactoferrin (LF) là một protein đa chức năng, có vai trò điều hòa cân bằng nồng độ sắt trong máu, có hoạt tính kháng vi khuẩn, kháng nấm, kháng virus, kháng ký sinh trùng, kháng ung thư, kháng viêm, điều hòa miễn dịch, hoạt tính enzyme. Do đó, LF đã được sử dụng rộng rãi và hiệu quả trong phòng ngừa và điều trị nhiều loại bệnh. Nhu cầu sử dụng hoặc sự thiếu hụt LF có thể được khắc phục bằng cách bổ sung trực tiếp theo con đường uống và sự bổ sung này được đánh giá là không gây độc, không có tác dụng phụ và hoàn toàn tương tự như chúng ta uống sữa đã có sẵn LF trong đó. Hiện nay, các loại sản phẩm này hoàn toàn nhập ngoại nên giá thành cao.
Xuất phát từ thực tiễn nêu trên, từ năm 2018 đến năm 2020, PGS. TS. Trương Quốc Phong đã phối hợp với các cộng sự tại Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội tiến hành thực hiện đề tài “Nghiên cứu công nghệ sản xuất chế phẩm Lactoferrin từ Pichia pastoris tái tổ hợp để sản xuất thực phẩm chức năng”.
Đề tài tập trung nghiên cứu tối ưu hóa gen nâng cao hiệu suất tổng hợp Lactoferrin từ Pichia pastoris tái tổ hợp; nghiên cứu quy trình công nghệ tổng hợp Lactoferron từ chủng P. pastoris, quy trình công nghệ tách tinh sạch Lactoferrin từ dịch lên men P. pastoris tái tổ hợp và một số đặc tính của Lactoferrin tái tổ hợp; và nghiên cứu ứng dụng Lactoferrin trong sản xuất thử nghiệm một số sản phẩm thực phẩm chức năng.
Đề tài đã thu được những kết quả chính như sau:
1. Đã tối ưu hoá được trình tự gen mbLFopt phù hợp chủng chủ Pichia pastoris với kích thước 2100 bp.
2. Đã tách dòng được mbLFopt vào vector biểu hiện pPICZaA tạo cấu trúc tái tổ hợp pPICZaA: mbLFopt. Tạo được chủng Pichia pastoris KM71-3 tái tổ hợp mang gen tối ưu mã hoá Latoferrin đạt hiệu suất 3.08 g/L.
3. Xác định được điều kiện thích hợp để biểu hiện protein Lactoferrin trong Pichia pastoris KM71-3: môi trường (KH2PO4 1,7%; MgSO4.7H2O 0,2%; (NH4)2SO4 1,5%; cao ngô 0,5%; glycerol 0,5%; biotin 0,02%, PTM4 1X; đệm phosphate 0,1 M, pH 6,0); chất cảm ứng 0,5% methanol; pH 6,0; nhiệt độ 28oC.
4. Xác định được điều kiện thích hợp lên men Pichia pastoris KM71-3 sinh tổng hợp Lactoferrin quy mô 2 lít/mẻ, 10 lít/mẻ và 100 lít/mẻ: lên men kiểu fedbatch theo DO stat (DO = 20%) với dung dịch (glycerol 36,8%; cao ngô 2,62%; (NH4)2SO4 9,2%; Biotin 0,02%; PTM4 1X) từ giờ 14-48; cảm ứng với dung dịch (methanol 18%, biotin 0,02%; PTM4 1X) từ giờ 48-96.
5. Xây dựng được quy trình tách chiết và tinh sạch Lactoferrin từ Pichia pastoris KM71-3 tái tổ hợp quy mô nhỏ và lớn: quy mô nhỏ (siêu âm 70% năng lượng, 2 phút); quy mô lớn (đồng hoá 1200 bar, 8-9 lần quan máy) hoặc (đôngkhô sinh khối; nghiền nhỏ; chiết với đệm 1X PBS theo tỷ lệ 1/10 ở 4oC trong 2 giờ sau đó đồng hoá 1200 bar 1 lần). Lactoferrin tinh sạch sử dụng gel Chelate650 theo tỷ lệ 1/3 sử dụng đệm 1X PBS pH 7,4.
6. Bước đầu xác định được một số đặc tính của Lactoferrin tái tổ hợp: khả năng liên kết với sắt (1,67 mM Fe3+/mg LF, trong phổ pH 2,2 - 8), hoạt tính kháng khuẩn với Micrococcus luteus và Bacillus subtilis, hoạt tính kháng tế bào ung thư với dòng tế bào Hep-2C và FL.
7. Đã tạo được chế phẩm Lactoferrin đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm phục vụ ứng dụng trong sản xuất thực phẩm chức năng.
8. Đã nghiên cứu được công thức và bào chế được 2 sản phẩm thực phẩm chức năng bao gồm viên nang Lactoferrin và nước uống bổ sung Lactoferrin. Đã xây dựng và công bố tiêu chuẩn cơ sở cho 2 sản phẩm này với mã số tương ứng là: 9287/2020/ĐKSP và 9588/2020/ĐKSP.
Sản phẩm của đề tài được phát triển dựa trên một số ưu điểm của chủng Pichia pastoris như hàm lượng Lactoferrin cao, đường hóa Lactoferrin như trạng thái tự nhiên, chi phí sản xuất thấp do sử dụng nguồn dinh dưỡng rẻ tiền… Những ưu điểm này chắc chắn tạo ra một sản phẩm có chất lượng tốt.
Có thể tìm đọc báo cáo kết quả nghiên cứu (mã số 19069/2021) tại Cục Thông tin khoa học và công nghệ quốc gia.
https://vista.gov.vn/
