Tách chiết và đặc trưng hoá in-vitro các chủng vi khuẩn sản xuất phytase ngoại bào với tiềm năng ứng dụng trong thức ăn chăn nuôi gia cầm

BMC Microbiology - Tập 23 - Trang 1-9 - 2023
Lubaba Amede Mussa1, Diriba Muleta Yadetie1, Endeshaw Abatenh Temesgen2, Anteneh Tesfaye Tefera1, Mesfin Tafesse Gemeda2
1Biotechnology Department, College of Natural and Computational Sciences, Institute of Biotechnology, Addis Ababa University, Addis Ababa, Ethiopia
2Biotechnology and Bioprocess Center of Excellence, Addis Ababa Science and Technology University, Addis Ababa, Ethiopia

Tóm tắt

Phytase xúc tác quá trình phân huỷ các dạng hữu cơ phức tạp của phospho thành các dạng đơn giản hơn bằng cách thuỷ phân tuần tự các liên kết este phosphate để giải phóng phosphat vô cơ. Do đó, việc bổ sung thức ăn bằng phytase vi khuẩn có thể nâng cao khả năng sinh khả dụng của phospho và các vi chất dinh dưỡng. Vì vậy, mục tiêu của nghiên cứu này là phân lập và đặc trưng hoá các vi khuẩn sản xuất phytase từ đất rễ cây, phân gia cầm tươi và chuồng gia súc để đánh giá tiềm năng của chúng trong việc cải thiện thức ăn cho gia cầm. Các vi khuẩn sản xuất phytase đã được tách chiết bằng cách sử dụng môi trường chiết xuất cám lúa mì. Tổng cộng có 169 chủng vi khuẩn được tinh sạch và sàng lọc hoạt tính phytase. Trong số này, 36 chủng đã được xác nhận dương tính với hoạt tính enzyme phytase. Các chủng vi khuẩn được xác định dựa trên các đặc điểm văn hóa, hình thái và sinh hóa. Các chủng cũng được xác định thông qua giải mã gen 16S rRNA. Các chủng vi khuẩn (RS1, RS8, RS10 và RS15) đã được cấp số định danh tương ứng trong cơ sở dữ liệu ngân hàng gen là MZ407562, MZ407563, MZ407564 và MZ407565. Tất cả các chủng đều tăng cường sản xuất phytase khi được nuôi cấy trong môi trường chiết xuất cám lúa mì (pH 6) bổ sung với 1% (wt/v) galactose và 1% (wt/v) sulfat amoni, ủ ở nhiệt độ 50oC trong 72 giờ. Phân tích thành phần gần đúng sau khi bổ sung phytase cho thấy rằng việc bổ sung phytase đã cải thiện khả năng sinh khả dụng của phospho, canxi, kali và natri trong thức ăn cho gia cầm. Tổng thể, nghiên cứu này cho thấy giá trị dinh dưỡng của thức ăn cho gia cầm có thể được cải thiện bằng cách sử dụng enzyme phytase vi khuẩn, điều này giúp giảm chi phí bổ sung phosphat vô cơ.

Từ khóa

#Phytase #vi khuẩn #thức ăn gia cầm #sinh khả dụng #enzyme ngoại bào

Tài liệu tham khảo

Reta D. Understanding the role of indigenous chickens during the long walk to food security in Ethiopia. Livest Res Rural Dev. 2009;21:1–16. Melkamu B. Effect of feeding different levels of dried tomato pomace on the performance of Rhode Island Red grower chicks. Int J Livest Prod. 2013;4:35–41. FAO. Poultry Meat and Eggs.Vialedelleterme di Caracalla, 00153 Rome, Italy. 2010; Pp. 5–7. Yenesew A, AgrawA, Yihenew G, Dessalegn M. Poultry production manual. Bahir Dar university capacity building for scaling up of evidence best practices in agricultural production in Ethiopia (BDUCASCAPE). 2015; working paper p 17. HaftuK. Exotic chicken status, production performance and constraints in Ethiopia: a review. J Poult Sci. 2016;10:30–9. pangastutiand HWH, S.A. and, greinerR. Isolation, characterization and 18S rDNA sequence analysis of phytase producing fungi from Indonesia. J Biodiversitas. 2017;18:10–4. Sasirekha B, Bedashree T, Champa K. Optimization and partial purification of extracellular phytase from Pseudomonas aeruginosa p6. European. J Experi Biolo. 2012;2:95–104. Konietzny U, Greiner R. Molecular and catalytic properties of phytate-degrading enzymes (phytases). Intl J Food Sci Tech. 2002;37:791–812. Pandey A, Szakacs G, Soccol CR, Rodriguez-Leon JA, Soccol VT. Production, purification and properties of microbial phytases. J Bioresou Technolo. 2001;77:203–14. Shim JH, Oh BC. Characterization and application of calcium-dependent beta-propeller phytase from Bacillus amyloliquefaciens DS11. J Agri Food Chem. 2012;40:9669–76. Gao QL, Xiao L. W.Selection of a culture medium for reducing costs and enhancing Biomass and Intracellular Polysaccharide production by A. blazei.Food. Technol. Biotechnol. 2009;47:210–4. Powar VK, Jagannathan V. Purification and properties of phytate-specific phosphatase from Bacillus subtilis. J Bacteriolo. 1982;151:1102–8. Stephen J, Jisha MS. Phosphate solubilization efficiency. J Agricu & Environ Sci. 2008;4:110–2. Avinash T, Narayanan A, Muthuraman MS. Isolation of phytase producing bacteria from poultry faeces and optimization of culture conditions for enhanced phytase production. Int J Pharma and Pharmaceuti Sci. 2013;5:264–9. Mullis KB, Faloona F. Specific sinthesis of DNA in vitro via polymerase catalysed chain reaction. Methods Enzymol. 1987;55:335–50. Sreedevi S, Reddy. B.Screening for efficient phytase producing bacterial strains from different soils. Int J Biosci. 2013;3:76–85. Selvamohan T, Ramadas V, Rejibeula M. Optimization of phytaseproductionbyPseudomonas Sp isolated from poultry faces. Int J Mod Engin Res. 2012;2:1326–30. AOAC. Official methods of analysis. Association of Official Analytical Chemists.AOACPress,Washington DC; 2016. Aziz G, Nawaz M, Anjum A, Yaqub T, Mansur-ud-din A, Nazir J, Khan S. U and Aziz K. isolation and characterizationn of phytase producing bacterial isolates from soil. J Anim Plant Sci. 2015;25:771–6. Choi YM, Suh HJ, Kim JM. Purification and properties of extracellular phytase from Bacillus sp KHU-10. J Prot Chem. 2001;20:287–92. Tungala A, Narayanan A, Muthuraman S. Isolation of phytase producing bacteria from poultry faeces and optimization of culture conditions for enhanced phytase production. Inter J Pharmacy and Pharmaceut Sci. 2013;5:975–1491. Sukumar D, Jalaudeen A. Effect of supplemental phytase in diet on certain economic traits in layer chicken. In J Anim Sci. 2003;73:1357–9. Ponnuvel P, Narayankutty K, Jalaludden A, Anitha P. Effect of phytase supplementation in low energy-protein diet on the production performance of layer chicken. J Sci Biotechnol. 2015;3:25–7.