Bộ thí nghiệm nhanh về enzyme cho học sinh

Nhóm nghiên cứu trao đổi về thiết bị thí nghiệm.

Sử dụng nấm mốcthay thế nước bọt

Em Dương Yến Nhi, Trường THPT chuyên Lào Cai, tỉnh Lào Cai, tác giả của bộ thí nghiệm cho biết, Sinh học là bộ môn khoa học tự nhiên, chính vì thế việc trải nghiệm thực tế luôn cần được chú trọng. Bởi các tiết thực hành giúp học sinh củng cố kiến thức từ những vấn đề được rút ra từ hiện tượng thực tế, góp phần tạo niềm say mê trong mỗi học sinh với môn học. Tuy nhiên, thực trạng hiện nay trong thực hành môn Sinh học ở các trường THCS và THPT còn nhiều hạn chế bất cập.

Tìm hiểu và nghiên cứu nhóm nhận thấy hiện nay thí nghiệm về enzyme amylase có trong bài 26 sinh học 8: “Thực hành về hoạt động của enzyme trong nước bọt” và bài 27: “thực hành một số thí nghiệm về enzyme (sinh học 10 nâng cao)” là một trong những nội dung thực hành hay tuy nhiên vẫn còn rất ít nơi thực hiện. Đa số sử dụng nước bọt để làm thí nghiệm. Việc này rất mất vệ sinh, mĩ quan đặc biệt có thể làm tăng nguy cơ truyền nhiễm các bệnh về đường hô hấp.

Đó là chưa kể hoạt tính, nồng độ của enzyme amylase trong nước bọt thấp, để đi đến kết quả mất nhiều thời gian và hiện tượng hoá học không rõ ràng. Từ những trở ngại trên, tiết thực hành sẽ được chuyển thành đọc thêm, khiến học sinh chỉ có thể học kiến thức về phần enzyme trên sách vở. Từ đó nhóm tiến tới nghiên cứu và thiết kế bộ kit thí nghiệm nhanh về enzyme (từ đây gọi tắt là bộ Kit) phục vụ cho 2 bài học đã nêu trên

Nhóm đã nghiên cứu đặc tính của chế phẩm enzyme amylase từ nấm mốc Aspergillus niger để thay thế enzyme amylase có trong nước bọt, enzyme có hoạt tính cao gấp 150 lần so với enzyme có trong nước bọt.

Enzyme trong bộ kit chỉ cần có 5 phút phản ứng trong khi enzyme nước bọt cần từ 15 – 20 phút phản ứng. Với giá thành sản xuất thử nghiệm chỉ khoảng 60.000đ/bộ kit được sử dụng cho 1 tiết học, giá thành trên có thể giảm khi áp dụng quy mô sản xuất đại trà.

Sản xuất enzyme từbã sắn và bột đậu tương

Em Phạm Minh Anh, thành viên nhóm nghiên cứu chia sẻ, quy trình sản xuất enzyme Amylase từ nấm mốc Aspergillus niger được lấy từ bã sắn và bột đậu tương. Để nhân giống nấm mốc, nhóm lấy 4g bã sắn + 1g bột đậu tương bổ sung dịch khoáng đạt tới độ ẩm 65% trong bình tam giác 250ml, hỗn hợp được cấy nấm mốc và nuôi trong 5 ngày ở 30 độ C.

Sau nhiều khâu, thu được chế phẩm dạng lỏng. Từ chế phẩm dạng lỏng, nhóm tiến hành phối trộn với tinh bột và các chất phụ gia và tiến hành sấy lạnh và tạo ra chế phẩm amylase dạng bột để phục vụ cho bộ kit.

Kết quả cho thấy enzyme trong chế phẩm khi so sánh ở nhiệt độ 37o có hoạt tính gấp khoảng 150 lần so với nước bọt. Điều này được lý giải do enzyme được sản xuất bằng chủng vi sinh vật chuyên biệt, có quá trình tách lọc, cô đặc nhiều lần nên tạo ra chế phẩm có hàm lượng enzyme cao nhiều lần so với nước bọt.

Trong khi đó với hoạt độ chỉ 0,21 IU/ml tương đương khoảng 210 IU/l điều này hoàn toàn phù hợp với các công bố trên thế giới về hoạt độ enzyme trong nước bọt. Ở nhiệt độ 70 độ C chúng ta thấy enzyme trong nước bọt bị mất hoạt tính, trong khi đó enzyme trong chế phẩm cho giá trị tối đa 65 IU/ml.

Qua thí nghiệm nhóm nghiên cứu nhận thấy, phản ứng với chế phẩm amylase chỉ mất thời gian 5 phút và cho kết quả rất rõ ràng. Trong khi đó thí nghiệm khi sử dụng bằng nước bọt sẽ mất 15 phút.

TS Ngô Thanh Xuân, Phó Hiệu trưởng Trường THPT chuyên Lào Cai cho biết, trước đây khi chưa có bộ kit enzyme, giáo viên có thể mất một buổi chiều hôm trước để chuẩn bị hóa chất cho bài thí nghiệm ngày hôm sau, đấy là đối với những nhà trường có đầy đủ hóa chất.

Nhưng khi bộ kit enzyme ra đời thì giáo viên lên lớp chỉ cần cầm theo bộ kit vì trong đó đã tích hợp đầy đủ hóa chất được pha với nồng độ có sẵn, chất lượng đảm bảo để thí nghiệm đạt kết quả tốt.

Trong bộ kit, các vật tư hóa chất đúng về số lượng, chính xác về nồng độ, đảm bảo về chất lượng, tốc độ phản ứng nhanh, rõ ràng trong kết quả thí nghiệm. Hiện giá thành bộ kit chỉ vào khoảng 60.000 đồng, bằng 1/10 so với chi phí tiết thực hành thông thường nên có thể sử dụng rộng rãi trong tất cả các trường học.