Đang tải... (xem toàn văn)
Mục đích trong bài nghiên cứu này là thử nghiệm nhằm đánh giá khả năng kháng khuẩn của dịch chiết hạt quả bơ đối với bốn chủng vi khuẩn: E.Coli, Salmonelle, Staphylococcus, Pseudomonas, và mẫu nước thải chăn nuôi sau hầm Biogas và hệ thống sàn lọc.
Chuyên san Phát triển Khoa học Công nghệ số (2), 2018 NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG KHÁNG KHUẨN CỦA DỊCH CHIẾT HẠT QUẢ BƠ VÀ ỨNG DỤNG TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI Võ Thị Vi, Lâm Vĩnh Sơn* Trường Đại học Công nghệ TP.HCM *Tác giả liên lạc: lv.son@hutech.edu.vn (Ngày nhận bài: 24/4/2018; Ngày duyệt đăng: 25/5/2018) TÓM TẮT Avocado seed (hạt bơ) loại hạt biết đến với công dụng làm đẹp da loại thực phẩm có cơng dụng phịng ngừa bệnh táo bón, giảm viêm khớp,… Một vài nghiên cứu cho thấy chất chiết hạt bơ có khả kháng khuẩn nấm Mục đích nghiên cứu thử nghiệm nhằm đánh giá khả kháng khuẩn dịch chiết hạt bơ bốn chủng vi khuẩn: E.Coli, Salmonelle, Staphylococcus, Pseudomonas, mẫu nước thải chăn nuôi sau hầm Biogas hệ thống sàn lọc Sử dụng dịch chiết 20% 40% để xử lý vi khuẩn hiếu khí phịng thí nghiệm nước thải chăn ni Các kết cho thấy dịch chiết có khả ức chế chủng vi khuẩn thí nghiệm, đặc biệt dịch chiết 40% khả kháng mạnh so với dịch chiết 20% có tác dụng mạnh sinh trưởng vi khuẩn gram dương Staphylococcus trực khuẩn gram âm Salmonella Dịch chiết làm giảm số lượng vi khuẩn hiếu khí, diệt vi khuẩn hiếu khí có nước thải chăn ni sau hầm biogas Từ khóa: Avocado seed, kháng khuẩn, nước thải chăn nuôi, xử lý nước thải RESEARCH OF EFFICIENCY THE ANTIBACTERIAL ACTIVITY OF AVOCADO SEED EXTRACTS AND APPLICATIONS IN PIG FARM WASTEWATER TREATMENT Vo Thi Vi, Lam Vinh Son* Ho Chi Minh City University of Technology *Corresponding Author: lv.son@hutech.edu.vn ABSTRACT Avocado seed is know nuts with beautiful skin or food that will be used as prevention of contipastion, desceased arthritis,… Several studies also showed that the extract of Avocado seed is antibacterial and antifungal The purpose of this studies were executed to evaluate the antibacterial activity of Avocado seed extracts against with four bacteria: E.coli, Salmonella, Staphylococcus, Pseudomonas and wastewater samples from biogas of pig farms and screening system Using extracts 20% and 40% to handle aerobic bacteria in laboratory and animal waste water The results showed that Avocado seed extract has strong inhibitory effect on bacteria, special to extract 40% stronger resistance than extracts 20% and the strongest effect on the growth of grampositive Staphylococcus and gram-negative bacilli Salmonella The extract reduced the number of aerobic bacteria, kills bacteria in aerobic from the wastewater dischanged from biogas Keywords: Avocado seed, antibacterial, pig farm wastewater, wastewater treatment methanol, etyl axetat), xác định điều kiện tách chiết tối ưu (thời gian tối ưu, tỷ lệ khối lượng mẫu đưa vào với thể tích GIỚI THIỆU Xây dựng quy trình chiết suất hạt bơ với ba loại dung môi (n-hexan, 32 Chuyên san Phát triển Khoa học Công nghệ số (2), 2018 Trên sở đó, sử dụng dịch chiết từ hạt bơ để khảo sát khả kháng chủng vi khuẩn thử nghiệm từ xử lý vi khuẩn hiếu khí có nước thải chăn nuôi đề xuất Phương pháp cụ thể Thu thập, nghiên cứu, lựa chọn tổng hợp tài liệu có liên quan mật thiết đến mục tiêu nội dung thực đề tài Toàn q trình thực thí nghiệm tiến hành phịng thí nghiệm Trường Đại học Cơng nghệ TP.HCM Phương pháp xử lý số liệu: Các số liệu thu thập, tổng hợp từ kết thí nghiệm xử lý phần mềm Microsoft Excel 2007 phần mềm Statgraphics Centurion XV (phiên 15.2.11) dung môi) Xác định thành phần hóa học có trog dịch chiết Xác định khả kháng khuẩn bốn chủng vi khuẩn thử nghiệm (E.Coli, Salmonlla, Staphylococcus, Pseudomonas) dịch chiết Xác định hiệu suất xử lý vi khuẩn hiếu khí dịch chiết 20% 40% mẫu nước thải chăn nuôi lấy sau hầm biogas hệ thống sàng lọc NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Khảo sát nguyên liệu hạt trái bơ, xác định tính chất vật lý (độ ẩm), hàm lượng tro Chiết suất dung dịch hạt bơ phương pháp chiết Soxhlet với ba loại dung môi: n-hexan, methanol, etyl axetat Khảo sát điều kiện chiết suất (thời gian chiết suất, tỷ lệ khối lượng mẫu với thể tích dung mơi) Khảo sát khả kháng khuẩn dịch chiết mẫu vi sinh vật chọn: E.Coli, Salmonella, Staphylococcus, Pseudomonas Thực thí nghiệm với nước thải chăn ni: Đếm số vi khuẩn hiếu khí, Tổng Coliform E.Coli có mẫu nước thải chăn ni; xử lý vi khuẩn hiếu khí với dịch chiết 20% 40% mẫu nước thải chăn ni QUY TRÌNH THÍ NGHIỆM Bố trí thí nghiệm Đánh giá khả kháng khuẩn dịch chiết hạt bơ Hoạt tính kháng khuẩn dịch chiết đánh giá theo phương pháp khuếch tán đĩa thạch Sử dụng chủng vi khuẩn E.Coli, Salmonella, Staphylococcus aureus, Pseudomonas Sử dụng nồng độ 20% 40% đối chứng không sử dụng chiết Dùng dụng cụ đục lỗ thạch có đường kính 6mm đục lỗ thạch Nồng độ vi khuẩn đo lấy giá trị 108cfu Để tủ ấm cho vi khuẩn mọc đo đường kính vịng ức chế vi khuẩn xung quanh lỗ thạch, dựa vào để xác định đường kính vịng vơ khuẩn tạo đánh giá mức độ kháng khuẩn dịch chiết công thức: BK (mm) = D – d Trong đó: D=đường kính vịng vơ khuẩn (mm), d=đường kính lỗ khoan thạch (mm) Đánh giá ảnh hưởng dịch chiết đến vi khuẩn hiếu khí có nước thải chăn ni Tiến hành trộn chất chiết nồng độ 20% 40% với mẫu nước thải chăn ni Pha lỗng hỗn hợp theo số 10 Vi khuẩn nuôi cấy môi trường thạch thường thạch Macconkey, tủ ấm 37oC từ 24 – 48 Mẫu đối chứng không sử dụng dịch chiết PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Phương pháp luận Nước thải chăn nuôi chứa nhiều vi khuẩn ấu trùng gây bệnh Nếu không xử lý cách hợp lý ảnh hưởng đến sức khỏe người làm ô nhiễm môi trường cách nặng nề Các phương pháp xử lý hóa học hay dùng chế phẩm có thành phần hóa học khơng thể giải triệt để vấn đề ô nhiễm nước thải chăn nuôi gây cho môi trường cách bấp nay, phần phải tính tốn kinh phí, phần khác ảnh hưởng trực tiếp đến người trực tiếp phải tiếp xúc hàng ngày với loại hóa chất có nguy tình trạng sức khỏe 33 Chuyên san Phát triển Khoa học Công nghệ số (2), 2018 Hạt bơ Nghiền Mẫu (dạng bột) n-hexan Chiết Soxhlet metanol etylaxetat Dung dịch chiết Lôi nước Cao chiết Đo GC/MS Khảo sát tối ưu Xác định thành phần hóa học Dịch tối ưu Khuếch tán đĩa Thử nghiệm mẫu PTN (vi sinh) Đếm tổng số VKHK Thử nghiệm mẫu (Nước thải) Đánh giá khả kháng khuẩn hạt bơ hiệu xử lý VKHK Hình Sơ đồ bố trí thí nghiệm KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Kết xác định thành phần hóa học có dịch chiết hạt bơ Bảng Thành phần hóa học dịch chiết methanol hạt bơ STT Tên chất Cơng thức hóa học Phenylethyl alcolhol C8H10O 1,2-Propanediol, 3-methoxyC4H10O3 1,2,3,5-Cyclohexanetetrol C6H12O4 3,7,11,15-Tetrametyl-2-hexadecen-1-ol C20H40O Beta-Santalol C15H24O 34 % 0.32 0.35 8.09 2.44 0.49 Chuyên san Phát triển Khoa học Công nghệ số (2), 2018 10 11 12 13 14 15 17-Octadecen-14-yn-1-ol n-Hexandecanoic acid 17-Octadecen-14-yoic acid, methy ester 9,12-Octadecadienoic acid (Z,Z) 6,9-Octadecadienoic acid, metyl ester 11,14-Eicosatrienioc acid, methyl ester 3-Pyrroline, 1-nitroso(Z)6-Pantadecen-1-ol Lauraldehyde, dimethyl acetal Glaucyl alcohol C12H20 C16H32O C18H32O C18H34O C19H34O2 C21H38O2 C4H6ON2 C15H30O C14H30O2 C15H24O 3.95 3.81 2.28 6.34 0.56 1.32 0.91 0.19 0.18 0.26 16 (Z)6,(Z)9-Pentadecadien-1-ol C18H34O 0.18 17 18 1,4-Butanediol Longifolenaldehyde 17-Octadecene-9,11-diynoic acid, 8Hydroxy Pentadecanoic acid, 14-methyl-,metyl ester 8,11,14-Eicosatrienoic acid, (Z,Z,Z) Squalene Isocaryophyllene 1,3-Dicyclopentyl-2-n-dodecylcyclopentane 1H-Cyclopenta[1,3]cyclopropa[1,2]benzene Thành phần chưa định danh C4H10O2 C15H24O 0.12 9.67 C19H28O3 3.38 C17H34O2 C20H34O2 C30H50 C15H24 C27H50 C15H24 0.27 6.17 12.12 0.08 25.48 0.12 10.92 19 20 21 22 23 24 25 26 Từ hạt bơ (Avocado seed) Trong 1,3-Dicyclopentyl-2-nphương pháp sắc khí khối phổ (GC/MS) dodecylcyclopentane chiếm tỷ lệ cao tìm 25 loại hợp chất có loại (25.48%) acid thuộc họ acid Stearic hạt Trong thành phần chiếm nhiều như: Squalene (12.12%), 9,12nhất loại acid béo.Có cấu Octadecadienoic acid (Z,Z) chiếm 6.34%; tử có độ phân cự yếu đến không phân cực, 8,11,14-Eicosatrienoic acid, (Z,Z,Z) chiếm bao gồm dẫn xuất phenol, acid 6.17% mạch dài 13C – 34C ester chúng Kết xác định hoạt tính kháng khuẩn Bảng Kết đo vịng vơ khuẩn trung bình chuẩn vi khuẩn xử lý dịch chiết hạt trái bơ Dung dịch Bán kính vịng ức chế (mm) Thể tích (Nghiệm 𝟏𝟎𝟎𝝁L/đĩa E.Coli Salmonella Staphylococcus Pseudomonas thức) 5.5556± 5.7711± Dịch chiết Mẫu 7.7867± 0.7b 5.7578± 0.7a 0.7a 7a 20% Đối chứng 6.7156± 7.2189± Dịch chiết Mẫu 8.0411± 0.6c 6.2267± 0.6a 0.6ab 6b 40% Đối chứng Đánh giá khả kháng khuẩn dịch chiết (+) (++) 35 (++) (+) Chuyên san Phát triển Khoa học Công nghệ số (2), 2018 Dung dịch chiết 20% có khả ức chế bốn loại vi khuẩn thử nghiệm thể tích 100μL/đĩa Ức chế hiệu sinh trưởng vi khuẩn hiếu khí Staphylococcus aureus chủng Salmonella (bán kính vịng vơ khuẩn tạo >7mm) Sự kháng khuẩn tạo đặc biệt có ý nghĩa lớn chủng Staphylococcus aureus, chủng cịn lại khơng tạo khác biệt lớn Vịng kháng khuẩn lớn có đường kính 8.67mm Trung bình vịng kháng khuẩn tạo dịch chiết 20% 7.78mm Dung dịch chiết 40% cho thấy có khả ức chế sinh trưởng vi khuẩn đặc biệt ức chế mạnh dịch chiết 20% Vịng kháng khuẩn lớn có đường kính 8.67mm Trung bình vịng kháng khuẩn tạo dung dịch chiết 40% 8.0411 Các thử nghiệm cho thấy dịch chiết 40% có khả kháng mạnh vi khuẩn Staphylococcus aureus Hình Tác dụng kháng khuẩn Salmonella dịch chiết hạt bơ 20% Kết thử nghiệm dịch chiết hạt bơ xử lý nước thải chăn nuôi Bảng Tác dụng dịch chiết hạt bơ đến vi khuẩn có nước thải chăn ni Số lượng khuẩn lạc trung Ký hiệu Nồng độ pha Thạch ni cấy bình có 1ml mẫu dịch chiết lỗng mẫu nước thải (A) cfu/ml -1 10 730 = 7.3x102 N1 (20%) 10-2 10-3 50x102 ĐC Thạch thường 10-1 420 = 4.2x102 -2 N2 (40%) 10 10-3 ĐC 50x102 10-1 425 = 4.25x102 -2 N1 (20%) 10 10-3 ĐC 40x102 Thạch Macconkey 10-1 205 = 2.05x102 N2 (40%) 10-2 10-3 ĐC 40x102 36 Chuyên san Phát triển Khoa học Công nghệ số (2), 2018 Hình Vi khuẩn hiếu khí sau 24h nuôi cấy (sử dụng dịch chiết 20% 40%)trên môi trường thạch thường macconkey Dung dịch chiết hạt trái bơ có tác dụng đạt hiệu cao môi trường kháng khuẩn tốt với vi khuẩn hiếu khí có thạch Macconkey Với số lượng vi khuẩn nước thải chăn ni lấy sau bể hiếu khí giảm đáng kể so với mẫu đối Biogas qua hệ thống sàn lọc Trong chứng (khơng sử dụng dịch chiết) dịch chiết 40% có tác dụng mạnh Biểu đồ so sánh hiệu % dịch chiết môi trường nuôi cấy Hiệu suất tthu 100 94.875 95 89.375 91.6 90 85 85.4 Hiệu suất Thạch thường Hiệu suất Thạch Macconkey 80 75 20% 40% % dịch chiết Hình Hiệu suất xử lý vi khuẩn hiếu khí hai mơi trường thử nghiệm Trên biểu đồ cho ta thấy dịch chiết methanol ta thu dung dịch chiết hạt 40% có hiệu suất cao dịch chiết 20% bơ cao chiết khoảng môi trường nuôi cấy thạch thời gian hiệu suất đạt cao so Macconkey có hiệu cao thạch với hai loại dung môi n-hexan etyl thường Hiệu suất xử lý cao axetat khối lượng dịch thu tối ưu dịch chiết 40% đạt 94.875% Như 1.665 g/100g chất khô vậy, kết luận dịch chiết hạt Hơn 25 hợp chất tìm thấy bơ có khả kháng vi khuẩn hiếu khí thành phần hợp chất tất môi trường thử nghiệm axit béo dẫn suất hợp chất Flavonol cho hiệu suất tương đối cao H>80% (thuộc nhóm phenol phức tạp) Trong thí nghiệm xác định khả kháng khuẩn, cho thấy dịch chiết hạt bơ 20% KẾT LUẬN Bằng phương pháp chiết soxhlet với ba 40% có khả kháng chủng vi loại dung môi khung thời khuẩn: E.Coli, salmonella, Stephylococcus gian cho thấy với dung mơi aureus Pseudomonas Trong dịch 37 Chuyên san Phát triển Khoa học Công nghệ số (2), 2018 chiết 40% kháng mạnh dịch chiết 20% kháng mạnh vi khuẩn Stephylococcus Đường kính vịng vơ khuẩn tạo lớn 8.67mm cho thấy dung dịch chất chiết hạt bơ có chứa thành phần acid có khả kìm hãm phát triển loại vi khuẩn Dung dịch chiết hạt bơ có tác dụng kháng khuẩn tốt với vi khuẩn hiếu khí nước thải chăn nuôi sau hầm Biogas Với phương pháp xử lý nước thải chăn nuôi dung dịch chiết hạt bơ cho kết thấy dung dịch chiết 40% có khả xử lý hiệu tốt dung dịch chiết 20% tác dụng tốt nuôi cấy môi trường thạch macconkey Số lượng vi khuẩn hiếu khí giảm rõ rệt (giảm từ 10 – 20 so với mẫu đối chứng (không sử dụng dịch chiết hạt bơ) TÀI LIỆU THAM KHẢO ĐÀM TUẤN TÚ (2010) Thực trạng ô nhiễm môi trường xử lý chất thải chăn ni lợn trang trại tập trung Tạp chí Khoa học Công nghệ Chăn nuôi, số 23, trang 55-62 NGUYỄN VĂN THỌ (2003) Sự phân tán khả phát triển số trứng giun, sán lợn qua hệ thống Biogas Khoa học Kỹ thuật Thú y, số 3, trang 22-27 TRỊNH QUANG TUYÊN, NGUYỄN QUẾ CÔI, NGUYỄN THỊ BÌNH, NGUYỄN TIẾN THƠNG VÀ NGUYỄN VĂN ĐỨC (2002) Phương Pháp kiểm tra thống kê sinh học Khoa học Kỹ thuật VŨ ĐÌNH TƠN, LẠI THỊ CÚC, NGUYỄN VĂN DUY, ĐẶNG VŨ BÌNH (2008) Chất lượng nước dùng trang trại chăn nuôi lợn vùng đồng Sông Hồng Tạp chí Khoa học Phát triển – Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội, tập 6, số 3, trản 279 – 283 38 ... cho thấy dịch chiết 40% có khả kháng mạnh vi khuẩn Staphylococcus aureus Hình Tác dụng kháng khuẩn Salmonella dịch chiết hạt bơ 20% Kết thử nghiệm dịch chiết hạt bơ xử lý nước thải chăn nuôi Bảng... hầm Biogas Với phương pháp xử lý nước thải chăn nuôi dung dịch chiết hạt bơ cho kết thấy dung dịch chiết 40% có khả xử lý hiệu tốt dung dịch chiết 20% tác dụng tốt nuôi cấy môi trường thạch macconkey... (Nước thải) Đánh giá khả kháng khuẩn hạt bơ hiệu xử lý VKHK Hình Sơ đồ bố trí thí nghiệm KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Kết xác định thành phần hóa học có dịch chiết hạt bơ Bảng Thành phần hóa học dịch chiết