Nguyen Thi Huyen ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM o0o NGUYỄN THỊ HUYỀN Tên đề tài PHÂN LẬP VÀ ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG SINH ENZYME CELLULASE CỦA MỘT SỐ VI SINH VẬT BẢN ĐỊA KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI[.]
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM o0o NGUYỄN THỊ HUYỀN Tên đề tài: PHÂN LẬP VÀ ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG SINH ENZYME CELLULASE CỦA MỘT SỐ VI SINH VẬT BẢN ĐỊA KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo : Chính quy Chuyên ngành : Công nghệ Sinh học Khoa : CNSH - CNTP Khóa học : 2010 – 2014 Thái Nguyên, năm 2014 n ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM o0o NGUYỄN THỊ HUYỀN Tên đề tài: PHÂN LẬP VÀ ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG SINH ENZYME CELLULASE CỦA MỘT SỐ VI SINH VẬT BẢN ĐỊA KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo : Chính quy Chun ngành : Cơng nghệ Sinh học Lớp : K42 - CNSH Khoa : CNSH - CNTP Khóa học : 2010 – 2014 Giảng viên hướng dẫn : ThS Lương Hùng Tiến TS Dương Văn Cường Thái Nguyên, năm 2014 n LỜI CẢM ƠN Được trí Ban giám hiệu nhà trường, Ban chủ nhiệm Khoa Công nghệ sinh học Công nghệ thực phẩm thời gian thực tập tốt nghiệp em thực đề tài “Phân lập đánh giá khả sinh enzyme cellulase số vi sinh vật địa” Sau tháng thực tập phòng thí nghiệm cơng nghệ vi sinh Khoa Cơng nghệ sinh học công nghệ thực phẩm đên em hồn thành xong đề tài Để đạt kết ngày hôm em xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu nhà trường, Ban chủ nhiệm Khoa thầy cô môn tạo điều kiện giúp đỡ em thời gian qua Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo Th.S Lương Hùng Tiến TS Dương Văn Cường Khoa Công nghệ sinh học công nghệ thực phẩm, Trường Đại học Nơng Lâm Thái Ngun tận tình bảo, hướng dẫn em thời gian qua Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn toàn thể gia đình, bạn bè hêt lịng giúp đỡ, tạo điều kiện vật chất tinh thần cho em trình học tập nghiên cứu Do thời gian thực tập có giới hạn nên đề tài khơng thể tránh khỏi sai sót Em mong nhận đóng góp thầy bạn để đề tài em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Thái Nguyên ngày 30 tháng năm 2014 Sinh viên Nguyễn Thị Huyền n DANH MỤC CÁC TỪ, CỤM TỪ VIẾT TẮT CBD Cellulose binding domain CMC Carboxymethyl cellulose E Enzyme EG Endoglucanase HEC Hydroxyethyl cellulose NM Nấm mốc S Cơ chất VK Vi khuẩn VSV Vi sinh vật XK Xạ khuẩn n DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1 Một số vi sinh vật sản xuất cellulase 13 Bảng 4.1 Kết đặc điểm chủng vi sinh vật phân lập 27 Bảng 4.2 Kết thử hoạt tính 29 Bảng 4.3 Kết ảnh hưởng thời gian nuôi cấy đến khả sinh tổng hợp cellulase chủng NM1, NM3 30 Bảng 4.4 Kết ảnh hưởng nhiệt độ đến khả sinh enzyme cellulase từ chủng NM1, NM3 33 Bảng 4.5 Kết ảnh hưởng pH ban đầu đến sinh tổng hợp cellulase chủng NM1, NM3 35 Bảng 4.6 Kết ảnh hưởng nồng độ chất cảm ứng đến khả phân giải chất chủng NM1, NM3 37 n DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 2.1 Cấu trúc khơng gian phân tử cellulose Hình 2.2 Cấu trúc phân tử cellulose Hình 2.3 Cấu trúc khơng gian enzme cellulase Hình 2.4 Vị trí cắt exoglucanase 10 Hình 2.5 Cơ chế tác dụng cellulase 11 Hình 3.1 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định điều kiện ni cấy thích hợp 26 Hình 4.1 Một số hình ảnh phân lập vi sinh bật sinh enzyme cellulase 28 Hình 4.2 Hoạt tính cellulase chủng ni cấy 29 Hình 4.3 Ảnh hưởng thời gian đến khả sinh enzyme cellulase chủng NM1, NM3 31 Hình 4.4 Ảnh hưởng thời gian đến khả thu sinh khối enzyme cellulase 31 Hình 4.5 Ảnh hưởng nhiệt độ đến khả sinh enzyme cellulase chủng NM1 34 Hình 4.6 Ảnh hưởng nhiệt độ đến khả sinh enzyme cellulase chủng NM3 34 Hình 4.7 Ảnh hưởng pH ban đầu đến hoạt tính enzyme cellulase đến chủng NM1 36 Hình 4.8 Ảnh hưởng pH ban đầu đến khả sinh enzyme cellulase chủng NM3 36 Hình 4.9 Ảnh hưởng nồng độ chất cảmứng đến khả sinh cellulase chủng NM1 38 Hình 4.10 Ảnh hưởng nồng độ chất cảm ứng đến đên khả sinh cellulase chủng NM3 38 n MỤC LỤC Phần MỞ ĐẦU 1.1 Tính cấp thiết đề tài 1.2.Mục đích nghiên cứu 1.3.Yêu cầu đề tài 1.4.Ý nghĩa khoa học 1.4.1.Ý nghĩa khoa học 1.4.2.Ý nghĩa thực tiễn Phần TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Lịch sử vấn đề nghiên cứu 2.2 Giới thiệu cellulose 2.3 Enzyme cellulase 2.3.1 Cấu trúc enzyme cellulase 2.3.2 Tính chất enzyme cellulase 2.3.3 Nguồn gốc enzyme cellulase 2.3.4 Cơ chất enzyme cellulase 2.3.5 Cơ chế hoạt động 2.4 Hoạt lực enzyme cellulase (cơ chế thủy phân cellulose) 12 2.5 Vi sinh vật sinh tổng hợp cellulase .13 2.6 Ứng dụng cellulase 14 2.6.1 Ứng dụng cellulase chế biến thực phẩm .14 2.6.2 Trong công nghệ xử lý rác thác sản xuất phân bón vi sinh 16 2.6.3 Trong xử lý môi trường 16 2.6.4 Trong sản xuất thức ăn gia súc 17 2.6.5 Trong kỹ thuật di truyền 17 2.7 Tình hình nghiên cứu enzyme cellulase .18 n 2.7.1 Tình hình nghiên cứu giới 18 2.7.2 Tình hình nghiên cứu nước 19 Phần VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 20 3.1 Vật liệu nghiên cứu .20 3.1.1 Mẫu phân lập 20 3.1.2 Thiết bị, dụng cụ hóa chất dung cho ngiên cứu 20 3.2 Môi trường 21 3.3 Phương pháp nghiên cứu .22 3.3.1 Phương pháp phân lập .22 3.3.2 Phương pháp thử hoạt tính 24 3.3.3 Phương pháp bố trí thí nghiệm xác định điều kiện ni cấy thích hợp 25 3.3.4 Phương pháp xử lý số liệu 26 Phần KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 27 4.1 Phân lập chủng vi sinh vật sinh enzyme cellulase cao 27 4.2 Kết thử hoạt tính 28 4.3 Xác định số yếu tố ảnh hưởng đến khả sinh tổng hợp enzyme cellulase chủng NM1, NM3 tuyển chọn 30 4.3.1 Ảnh hưởng thời gian 30 4.3.2 Ảnh hưởng nhiệt độ 33 4.3.3 Ảnh hưởng pH ban đầu 35 4.3.4 Ảnh hưởng nồng độ chất cảm ứng đến khả phân giải chất chủng NM1, NM3 37 PHẦN KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 39 5.1 Kết luận 39 5.2 Đề xuất ý kiến .39 TÀI LIỆU THAM KHẢO .40 n Phần MỞ ĐẦU 1.1 Tính cấp thiết đề tài Enzyme cellulase hệ enzyme bao gồm loại enzyme: C1, Cx, βclucosidase, có khả hoạt động phối hợp để phân giải cellulose thành glucose Enzyme cellulase ứng dụng nông nghiệp chế biến thức ăn chăn nuôi, công nghiệp thực phẩm để chế biến thực phẩm, q trình li trích chất từ thực vật, việc phân hủy phế liệu giàu cellulose….Theo Bhat (2000), xấp xỉ 20% số tỷ USD thu từ lượng enzyme công nghiệp bán giới gồm enzyme cellulase, hemicelluse pectinase Hằng năm, nước ta phải nhập ngoại lượng lớn nguồn enzyme cellulase để giải vấn đề sản xuất xử lý ô nhiễm môi trường Việt Nam nước nhiệt đới có nơng nghiệp phong phú, đa dạng đà phát triển Vì vậy, lượng phế thải nông nghiệp dồi dào, với cơng nghiệp hóa đại hóa đất nước, ô nhiễm môi trường ngày trở thành nguy thật Thành phần phế thải rắn có nơng nghiệp, lâm nghiệp cellulase Việc phức hệ cellulase phân giải nguồn thức ăn giàu celluloase rơm rạ, bã mía, gỗ mục triển khai nhiều nước, lĩnh vực sản xuất protein đơn bào làm thức ăn cho gia súc [3] Do đó, vi sinh vật phân giải cellulose có vai trị quan trọng chu trình tuần Vì tơi chọn đề tài “Phân lập đánh giá khả sinh enzyme cellulase số vi sinh vật đia” n 1.2 Mục đích nghiên cứu - Phân lập đánh giá khả sinh enzyme cellulose từ số vi sinh vật địa, làm tiền đề cho nghiên cứu xử lí phụ phẩm chứa cellulose 1.3 Yêu cầu đề tài - Phân lập vi sinh vật có hoạt tính sinh enzyme cellulase - Đánh giá vi sinh vật có hoạt tính sinh enzyme cellulase - Thử nghiệm vi sinh vật có hoạt tính cellulase phân giải cellulose 1.4 Ý nghĩa khoa học 1.4.1 Ý nghĩa khoa học - Xây dựng sưu tập nguồn gene vi sinh vật địa có khả phân giải cellulose - Tuyển chọn chủng vi sinh vật phân giải cellulose cao 1.4.2 Ý nghĩa thực tiễn - Nghiên cứu đặc điểm hình thái sinh lý sinh hóa phân loại chủng vi sinh vật tuyển chọn Nghiên cứu yếu tố môi trường ảnh hưởng đến trình phân giải cellulose vi sinh vật - Bước đầu ứng dụng vào việc hạn chế ô nhiễm môi trường hạn chế chất thải - Giúp sinh viên có hội tiếp cận với quy trình, thao tác kỹ thuật thực tế Qua kết hợp với kiến thức lý thuyết học sinh viên có hiểu biết chuyên sâu nhìn tổng quát n ... HUYỀN Tên đề tài: PHÂN LẬP VÀ ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG SINH ENZYME CELLULASE CỦA MỘT SỐ VI SINH VẬT BẢN ĐỊA KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo : Chính quy Chuyên ngành : Công nghệ Sinh học Lớp : K42... S Cơ chất VK Vi khuẩn VSV Vi sinh vật XK Xạ khuẩn n DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1 Một số vi sinh vật sản xuất cellulase 13 Bảng 4.1 Kết đặc điểm chủng vi sinh vật phân lập 27 Bảng 4.2 Kết... vi sinh vật phân giải cellulose có vai trị quan trọng chu trình tuần Vì chọn đề tài ? ?Phân lập đánh giá khả sinh enzyme cellulase số vi sinh vật đia” n 1.2 Mục đích nghiên cứu - Phân lập đánh giá