TUYỂN CHỌN BỘ CHỦNG VI SINH VẬT XỬ LÝ PHẾ THẢI SAU CHẾ BIẾN TINH BỘT SẮN DẠNG RẮN THÀNH PHÂN BÓN HỮU CƠ SINH HỌC doc

TUYỂN CHỌN BỘ CHỦNG VI SINH VẬT XỬ LÝ PHẾ THẢI SAU CHẾ BIẾN TINH BỘT SẮN DẠNG RẮN THÀNH PHÂN BÓN HỮU CƠ SINH HỌC Lương Hữu Thành 1 , Vũ Thuý Nga 1 , Nguyễn Thị Hằng Nga 1 , Đào Văn Thông 1 , Lê Thị Thanh Thuỷ 1 , Cao Hương Giang 1 , Hà Thị Thuý 1 , Lưu Thị Hồng Thắm 1 SUMMARY Selection of microorganisms handle cassava starch processing waste solid into organic fertilizer biological One of the objectives of the project “Study on production of microorganism innoculant to treat cassava starch processing waste ” is handling waste cassava starch processing into bio-organic fertilizer, thus subject groups conducted selection of microorganisms after handling waste processing cassava into solid organic fertilizer biological. Identified 01 combination of 03 strains of microorganisms resolution active carbohydrate compounds (cellulose, starch), resolution insoluble phosphate, nitrogen fixation freely used in production of microorganism innoculant waste handling cassava starch processing waste solid into organic fertilizer biological. The microbial strains used in this study are intended to species that are not in the list of restricted microorganisms used (according to the European Community) and ensure the level of biosafety level 2. Project has identified a number of technical parameters consistent with the biomass of microbial strains used in this study: pH, temperature, environment, issued a similar rate, air, time biomass test results in quality microbial biomass showed that the density of microorganisms used in the study at 108-109 CFU / ml, biological activity unchanged compared with the same original. Key words: Microorganism innoculant, cassava starch processing waste. I. §Æt vÊn ®Ò Trong chiến lược phát triển nông nghiệp ở Việt Nam, cây sắn đang được tôn vinh là một trong những loại cây lương thực thích hợp với những vùng đất cằn cỗi, và là loại cây trồng có khả năng cạnh tranh cao với nhiều loại cây công nghiệp khác. Hiện nay cây sắn đang được chuyển đổi nhanh chóng vai trò từ cây lương thực truyền thống sang cây công nghiệp, góp phần vào sự phát triển kinh tế chung của đất nước Tuy nhiên, do chỉ tập trung đầu tư để nâng cao năng suất và chất lượng của sản phNm, vn  qun lý và kim soát lưng ph thi thi ra trong quá trình sn xut chưa ưc u tư ng b, c bit ngay t khi thit k các nhà máy ch bin tinh bt sn (CBTBS) nên dn n các vn  v ô nhim môi trưng. Kt qu kim tra và ánh giá mc  ô nhim môi trưng do nh hưng ca hot ng sn xut CBTBS ti mt s nhà máy nm trên a bàn các tnh k N ông, k Lk, N gh An, N inh Bình, Yên Bái u cho thy quá trình sn xut ã thi ra khói bi không ưc x lý, ph thi rn gây mùi hôi thi, h thng x lý nưc thi, ph thi rn không ng b hoc không  công xut, các ch tiêu lý hóa sinh hc u vưt ngưng cho phép, gây ô nhim nghiêm trng môi trưng sinh thái xung quanh. Vic ng dng công ngh sinh hc, c bit là công ngh vi sinh vt trong x lý cht thi hu cơ làm phân bón hu cơ sinh hc ti Vit N am ã ưc các nhà khoa 1 Vin Môi trưng N ông nghip hc quan tõm nghiờn cu trong nhiu nm tr li õy, trong ú ng dng cỏc ch phNm vi sinh vt trong x lý rỏc thi v ph thi nụng nghip, cụng nghip ch bin nụng sn Vit N am ó c nghiờn cu v trin khai ỏp dng tng i rng rói. N hiu ti khoa hc cụng ngh trng im cp N h nc (KHCN .07.17, KHCN .02.04, KC.08.07, KC.04.06) ó c nghiờn cu v ng dng thnh cụng trong x lý ph thi hu c, ph thi nh mỏy ch bin mớa ng, ph thi sinh hot, ph thi ch bin da. Tuy nhiờn, cho n thi im hin nay cỏc nghiờn cu ng dng vi sinh vt x lý ph thi CBTBS lm phõn bún hu c sinh hc vn cũn hn ch. II. Vật liệu và phơng pháp nghiên cứu 1. Vt liu nghiờn cu B ging vi sinh vt lu gi ti B mụn Sinh hc Mụi trng - Vin Mụi trng N ụng nghip. 2. Phng phỏp nghiờn cu Xỏc nh mt vi sinh vt (theo phng phỏp Koch): Mt vi sinh vt c xỏc nh da trờn phng phỏp nuụi cy trờn mụi trng thch a, tớnh s lng vi sinh vt trờn mililit hoc trờn gam mu thụng qua s khuNn lc phỏt trin trong cỏc a mụi trng - Phõn lp, tuyn chn, xỏc nh mt s c im sinh hc v nh hng ca iu kin nuụi cy n hot tớnh sinh hc ca cỏc chng vi sinh vt c xỏc nh theo cỏc phng phỏp nghiờn cu vi sinh vt thụng thng. - Hot tớnh sinh hc phõn gii cỏc hp cht hu c ca cỏc chng vi sinh vt theo phng phỏp o vũng khuych tỏn trờn mụi trng thch. III. Kết quả và thảo luận 1. Tuyn chn b chng vi sinh vt a. Hot tớnh v kh nng t hp ca vi sinh vt: Vi mc tiờu la chn c b chng vi sinh vt cú kh nng chuyn húa cht hu c s dng x lý cht thi ch bin tinh bt sn lm phõn bún hu c sinh hc, trờn c s b chng k tha cỏc kt qu nghiờn cu thuc ti cp Nh nc KC 02.06, KC 04.04, d ỏn sn xut th nghim KC04.DA11, nhúm nghiờn cu ó xỏc nh c 01 t hp gm 3 chng vi sinh vt cú hot tớnh chuyn húa hp cht hydratcacbon, phõn gii Ca 3 (PO 4 ) 2 v hot tớnh c nh nit t do, kt qu nghiờn cu c trỡnh by trong bng 1. Bng 1. Hot tớnh sinh hc v kh nng t hp ca cỏc chng vi sinh vt Ký hiu chng Hot tớnh sinh hc sau 3 thỏng bo qun Mt vi sinh vt sau 3 thỏng bo qun (CFU/g) Phõn gii CMC (D-d=mm) Phõn gii tinh bt (D-d=mm) Phõn gii Ca 3 (PO 4 ) 2 (D-d=mm) C nh nit t do (hm lng etylen hỡnh thnh = àmol/ml) SHX 02 n chng Hn hp 45 44 38 38 - - 3,65 x 10 8 2,36b x 10 8 SHV 18 n chng Hn hp - - 22 22 - 3,87 x 10 8 3,98 x 10 8 SHV 73 Đơn chủng Hỗn hợp - - - 1020 1015 7,24 x 10 8 6,34 x 10 8 (-): Không có hot tính Kt qu nghiên cu cho thy các chng vi sinh vt s dng trong nghiên cu có kh năng sinh trưng và phát trin trong cùng mt iu kin, không cnh tranh và c ch ln nhau. Mt  các chng vi sinh vt la chn trong iu kin hn hp và riêng l không có s sai khác, sau 3 tháng bo qun mt  t bào n nh  mt  > 10 8 CFU/g, kt qu ánh giá cũng cho thy hot tính sinh hc ca vi sinh vt s dng trong nghiên cu không có s thay i so vi ban u. b. Phân loại các chủng vi sinh vật Các chng vi sinh vt s dng trong nghiên cu ưc phân loi n loài bng phương pháp phân loi truyn thng kt hp vi phương pháp phân sinh hc phân t, kt qu nh danh ưc trình bày trong bng 2. Bảng 2. Kết quả xác định tên và mức độ an toàn của chủng các vi sinh vật STT Ký hiệu chủng Tên xác định Mức độ ATSH 1 SHX 02 Streptomyces griseorubens Cấp độ 2 2 SHV 18 Bacillus polyfermenticus Cấp độ 2 3 SHV 73 Azotobacter beijerinckii Cấp độ 2 Kt qu phân loi cho thy các chng vi sinh vt la chn ưc nh tên n loài và không nm trong danh mc các chng vi sinh vt hn ch s dng ca Cng ng chung châu Âu. - T kt qu nghiên cu trên,  tài ã la chn chng x khuNn SHV 02, chng vi khuNn SHV 18 và chng vi khuNn SHV 73 làm vt liu phc v cho nghiên cu to ch phNm vi sinh vt x lý bã thi sau ch bin tinh bt sn làm phân bón hu sinh hc. c. Một số yếu tố ảnh hưởng đến sinh trưởng của vi sinh vật Vi mc tiêu sn xut ch phNm vi sinh vt x lý ph thi sau ch bin tinh bt sn làm phân bón hu cơ sinh hc,  tài ã tin hành nghiên cu mt s iu kin thích hp cho quá trình nhân sinh khi các chng vi sinh vt như: pH, nhit , môi trưng, t l ging cp 1, không khí, thi gian thu sinh khi t ó ưa ra các thông s k thut phù hp cho quá trình nhân sinh khi các chng vi sinh vt. Bảng 3. Điều kiện thích hợp cho quá trình nhân sinh khối các vi sinh vật sử dụng trong xử lý nhanh phế thải chăn nuôi Thông số kỹ thuật Chủng vi sinh vật Chủng SHX 02 Chủng SHV 18 Chủng SHV 73 pH 7,5 6,5 7,0 Nhiệt độ nhân sinh khối ( o C) 35±2 35±2 35±2 Thời gian nhân sinh khối (giờ) 72 48 48 Tỷ lệ giống cấp 1 (%) 5 5 5 Môi trường nhân sinh khối* SX1 SX1 SX2, SX3 Lưu lượng cấp khí (dm 3 không khí/dm 3 môi trường/phút) 0,70 - 0,75 0,70 - 0,75 0,65 - 0,70 (*) chú thích: Môi trường sản xuất SX1 Môi trường sản xuất SX2 Môi trường sản xuất SX3 Rỉ đường: 20 g Bột nấm men: 10 g K 2 HPO 4 : 0,2 g Nước sạch: 1000 ml Nước chiết giá: 40 g Glucose: 5 g Bột nấm men: 5 g Nước sạch: 1000 ml Pepton: 20 g Bột nấm men: 10 g Glucose: 1 g Nước sạch: 1000 ml Bảng 4. Mật độ và hoạt tính sinh học của các chủng VSV sau nhân sinh khối Tên loài Mật độ (CFU/ml) Hoạt tính sinh học chính Streptomyces griseorubens 3,28x10 8 45 mm Bacillus polyfermenticus 8,24x10 9 22 mm Azotobacter beijerinckii 5,26x10 9 1020 µmol/ml) S liu kim tra cht lưng dch sinh khi vi sinh vt trình bày bng 4 cho thy mt  các chng vi sinh vt s dng trong nghiên cu t 10 8 -10 9 CFU/ml, hot tính sinh hc không thay i so vi ging gc, kt qu là các thông s k thut ã ưc nghiên cu phù hp cho quá trình nhân sinh khi các chng vi sinh vt trong sn xut ch phNm quy mô phòng thí nghim. IV. KÕt luËn 1. ã xác nh ưc 01 t hp gm 03 chng vi sinh vt có hot tính phân gii hp cht cacbonhydrat (xenluloza, tinh bt), phân gii photphat khó tan, c nh nitơ t do s dng trong sn xut ch phNm VSV x lý ph thi ch bin tinh bt sn dng rn làm phân bón hu cơ sinh hc. 2. Các chng vi sinh vt s dng trong nghiên cu ưc nh tên n loài, không nm trong danh mc các vi sinh vt hn ch s dng (theo Cng ng chung châu Âu) và m bo mc  an toàn sinh hc cp  2. 3. ã xác nh ưc mt s thông s k thut phù hp vi quá trình nhân sinh khi các chng vi sinh vt s dng trong nghiên cu: pH, nhit , môi trưng, t l ging cp 1, không khí, thi gian thu sinh khi kt qu kim tra cht lưng dch sinh khi vi sinh vt cho thy mt  các chng vi sinh vt s dng trong nghiên cu t 10 8 -10 9 CFU/ml, hot tính sinh hc không thay i so vi ging gc. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. ng Th Thu, 1995. Làm giàu protein cho bột sắn sống bằng phương pháp lên men trên môi trường rắn dùng làm thức ăn cho gia súc. Tp chí Khoa hc và công ngh. Tp XXXIII-1995-1, Trung tâm khoa hc t nhiên và công ngh Quc gia, tr.1- 4. 2. Lê Văn Nhương và CTV, 1998: Báo cáo tổng kết đề tài khoa học cấp nhà nước “Nghiên cứu và áp dụng công nghệ sinh học trong sản xuất phân bón vi sinh-hữu cơ từ nguồn phế thải hữu cơ rắn” Mã số KHCN 02-04 giai đoạn 1996-1998. 3. Phạm Văn Toản và CT, 2004: ghiên cứu sản xuất và ứng dụng chế phm vi sinh vật trong xử lý nguyên liệu và phế thải giàu hợp chất cacbon làm phân bón hữu cơ sinh học. Hội nghị khoa học Ban đất, phân bón và hệ thống nông nghiệp - Bộ Nông nghiệp & PTNT. Nha Trang 8/2004. 4. Coughlan, M. and Mayre F, 1998. Cellulose decomposing bacteria and their enzyme system. The procayotes, chapter 20, 460 - 502. 5. Guerra B, Stamford TLM, de Medeiros RB, de Freitas CP, Maia SR, Cavalcante ML. Protein enrichment of pineapple waste for animal feeds. Food Nutr. Bull.;8(1):77-80. 1986. Người phản biện: TS. Nguyễn Hồng Sơn . TUYỂN CHỌN BỘ CHỦNG VI SINH VẬT XỬ LÝ PHẾ THẢI SAU CHẾ BIẾN TINH BỘT SẮN DẠNG RẮN THÀNH PHÂN BÓN HỮU CƠ SINH HỌC Lương Hữu Thành 1 , Vũ. dụng chế phm vi sinh vật trong xử lý nguyên liệu và phế thải giàu hợp chất cacbon làm phân bón hữu cơ sinh học. Hội nghị khoa học Ban đất, phân bón và