Trang 1 B ỘGIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI H C BÁCH KHOA HÀ NỘI ỌĐÀO THỊ MINH H NH ẠNGHIÊN CỨU TUYỂN CHỌN CÁC CHỦNG X KHU N ƯA ẠẨNHIỆT, CH U AXIT, SINH TỊỔNG H P XENLULAZA CAO ĐỂ ỢNÂNG CA
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI ĐÀO THỊ MINH HẠNH NGHIÊN CỨU TUYỂN CHỌN CÁC CHỦNG XẠ KHUẨN ƯA NHIỆT, CHỊU AXIT, SINH TỔNG HỢP XENLULAZA CAO ĐỂ NÂNG CAO HIỆU QUẢ XỬ LÝ BÃ THẢI CHẾ BIÊN DỨA THÀNH PHÂN BÓN HỮU CƠ LUẬN VĂN THẠC SĨ NGÀNH CÔNG NGHỆ SINH HỌC Hà Nội, 2007 Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17061131785821000000 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI ĐÀO THỊ MINH HẠNH NGHIÊN CỨU TUYỂN CHỌN CÁC CHỦNG XẠ KHUẨN ƯA NHIỆT, CHỊU AXIT, SINH TỔNG HỢP XENLULAZA CAO ĐỂ NÂNG CAO HIỆU QUẢ XỬ LÝ BÃ THẢI CHẾ BIÊN DỨA THÀNH PHÂN BĨN HỮU CƠ LUẬN VĂN THẠC SĨ NGÀNH CƠNG NGHỆ SINH HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN: TS TĂNG THỊ CHÍNH Hà Nội, 2007 Luận văn thạc sỹ - 2007 Đào Thị Minh Hạnh DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT BĐT Bột đậu tương CMC Cacboxylmethylcelluloza ĐC Đối chứng KTKS Khuẩn ty khí sinh KTCC Khuẩn ty chất NM Nấm mốc TN Thí nghiệm TB Tinh bột Xen Xenluloza VSV Vi sinh vật VK Vi khuẩn XK Xạ khuẩn Đại học bách khoa Hà Nội i Luận văn thạc sỹ - 2007 Đào Thị Minh Hạnh DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Các nhà máy chế biến dứa rau Việt Nam Bảng 1.2 Thành phần hoá học phế thải dứa Bảng 1.3.Thành phần nguyên liệu chế biến thức ăn gia súc từ bã dứa Bảng 2.1 Sơ đồ thí nghiệm chất bổ sung 45 Bảng 3.1 Hoạt tính xenlulaza chủng XK phân lập 47 Bảng 3.2 Đặc điểm hình thái chủng XK tuyển 48 Bảng 3.3 Khả sử dụng nguồn đường chủng XK tuyển chọn 50 Bảng 3.4 Đặc điểm sinh lý - sinh hoá chủng XK 51 Bảng 3.5 Ảnh hưởng nhiệt độ lên sinh trưởng chủng XK tuyển chọn 52 Bảng 3.6 Ảnh hưởng nhiệt độ lên sinh tổng hợp xenlulaza chủng XK tuyển chọn 53 Bảng 3.7 Ảnh hưởng pH lên sinh tổng hợp xenlulaza chủng XK tuyển chọn 54 Bảng 3.8 Ảnh hưởng pH lên sinh tổng hợp CMC-aza chủng XK tuyển chọn 56 Bảng 3.9 Ảnh hưởng pH lên sinh tổng hợp amylaza chủng XK tuyển chọn 57 Bảng 3.10 Ảnh hưởng nguồn cacbon lên sinh trưởng chủng XK tuyển chọn 58 Bảng 3.11 Ảnh hưởng nguồn cacbon lên sinh tổng hợp xenlulaza chủng XK tuyển chọn Đại học bách khoa Hà Nội 59 ii Luận văn thạc sỹ - 2007 Đào Thị Minh Hạnh Bảng 3.12 Ảnh hưởng nguồn cacbon lên sinh tổng hợp amylaza chủng XK tuyển chọn 61 Bảng 3.13 Ảnh hưởng nguồn nitơ lên sinh trưởng chủng XK tuyển chọn 62 Bảng 3.14 Ảnh hưởng nguồn nitơ lên sinh tổng hợp xenlulaza chủng XK tuyển chọn 65 Bảng 3.15 Ảnh hưởng nguồn nitơ lên sinh tổng hợp CMC-aza chủng XK tuyển chọn 64 Bảng 3.16 Ảnh hưởng nguồn nitơ lên sinh tổng hợp amylaza chủng XK tuyển chọn 65 Bảng 3.17 Sự biến động số nhóm VSV bình xử lý bã dứa điều kiện phịng thí nghiệm 67 Bảng 3.18 Sự biến động độ ẩm pH trình ủ 450C 71 Bảng 3.19 Khả phân giải bã dứa chủng XK tuyển chọn điều kiện phịng thí nghiệm 73 Bảng 3.20 Sự biến động số nhóm VSV q trình xử lý bã dứa 75 Bảng 3.21 Khả phân giải bã dứa chủng XK tuyển chọn qui mơ pilot 76 Bảng 3.22 Kết phân tích thành phần mùn sau xử lý Đại học bách khoa Hà Nội 76 iii Luận văn thạc sỹ - 2007 Đào Thị Minh Hạnh DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 Cấu tạo phân tử xenluloza 10 Hình 1.2 Cơ chế phân giải xenluloza tự nhiên 12 Hình 3.1 Hoạt tính xenlulaza chủng XK tuyển chọn ( DH3, DH7, DH14, DH25, DH36, DH 42) 46 Hình 3.2 Khuẩn lạc số chủng xạ khuẩn tuyển chọn 49 Hình 3.3 Cuống sinh bào tử chủng xạ khuẩn tuyển chọn 49 Hình 3.4 Khuẩn lạc chủng XK DH3, DH14, DH25 nuôi 370C, 450C 550C 52 Hình 3.5 Ảnh hưởng pH lên sinh trưởng chủng XK tuyển chọn 54 Hình 3.6 Ảnh hưởng pH đến khả sinh xenlulaza chủng XK DH36 57 Hình 3.7.Ảnh hưởng nguồn cacbon lên hoạt tính xenlulaza chủng XK DH36 60 Hình 3.8 Ảnh hưởng nguồn nitơ đến hoạt tính xenlulaza chủng XK tuyển chọn DH3 chủng DH25 64 Hình 3.9 Ảnh hưởng nguồn nitơ lên hoạt tính amylaza chủng XK DH3 66 Hình 3.10 Các bình ủ thí nghiệm xử lý bã dứa 68 Hình 3.11 Mật độ XK mẫu TN4 môi trường xenluloza, sau 18 ngày ủ, ni 450C 70 Hình 3.12 Sự giảm thể tích bã dứa q trình ủ xử lý 71 Hình 3.13 Bã dứa sau 30 ngày ủ 450C 73 Đại học bách khoa Hà Nội iv Luận văn thạc sỹ - 2007 Đào Thị Minh Hạnh MỤC LỤC Lời cam đoan Lời cảm ơn Danh mục chữ viết tắt i Danh mục bảng ii Danh mục hình iv Mục lục v Đặt vấn đề Phần I Tổng quan tài liệu 1.1 Tình hình sản xuất chế biến dứa 1.1.1 Nguồn gốc, đặc điểm sinh lý giá trị dinh dưỡng dứa 1.1.2 Tình hình trồng chế biến dứa giới nước 1.2.Tình hình sử dụng phế liệu chế biến dứa 1.2.1 Sử dụng phế liệu để sản xuất axit xitric 1.2.2 Sử dụng phế liệu để sản xuất chế phẩm bromelin 1.2.3 Sử dụng bã dứa để sản xuất thức ăn gia súc 1.2.4 Sử dụng bã dứa để sản xuất phân hữu 1.3 Xenluloza phân giải xenluloza 1.3.1 Cấu tạo xenluloza 1.3.2 Phức hệ enzim xenlulaza chế tác dụng 11 1.3.3 Sinh tổng hợp xenlulaza VSV 12 1.3.4 Các nhóm VSV phân giải xenluloza 13 1.4 Sự phân giải hợp chất cacbon tự nhiên biện pháp Đại học bách khoa Hà Nội v Luận văn thạc sỹ - 2007 Đào Thị Minh Hạnh xử lý rác thải VSV 15 1.4.1 Sự phân giải hợp chất cacbon tự nhiên 15 1.4.2 Cơ chế hình thành mùn rác nhờ VSV 17 1.4.3 Bản chất phương pháp xử lý phế thải hữu vi sinh vật 17 1.5 Xạ khuẩn (XK) 19 1.5.1 Tổng quan xạ khuẩn 19 1.5.2 Đặc điểm hình thái kích thước 20 1.5.3 Cấu tạo tế bào 22 1.5.4 Bào tử hình thành bào tử (khả sinh sản) 23 1.5.5.Đặc điểm phân loại 24 1.5.6 Khả phân huỷ xenluloza xạ khuẩn ưa nhiệt 29 1.6 Một số yếu tố ảnh hưởng đến sinh trưởng, phát triển 31 sinh tổng hợp xenlulaza VSV 1.6 Ảnh hưởng pH 31 1.6 Ảnh hưởng nhiệt độ 31 1.6 Ảnh hưởng nồng độ muối NaCl 32 1.6 Ảnh hưởng nguồn cacbon 32 1.6 Ảnh hưởng nguồn nitơ 33 Phần II Vật liệu phương pháp nghiên cứu 34 2.1 Vật liệu 34 2.1.1 Đối tượng nghiên cứu 34 2.1.2 Dụng cụ hoá chất 34 2.1.2.1 Dụng cụ 34 Đại học bách khoa Hà Nội vi Luận văn thạc sỹ - 2007 Đào Thị Minh Hạnh 2.1.2.2 Hóa chất 35 2.1.3 Môi trường 36 2.2.1 Thu nhận mẫu 36 2.2.2 Phương pháp phân lập XK [10] 36 2.2.3 Chọn chủng VSV 37 2.2.4 Phương pháp giữ giống 37 2.2.5 Phương pháp phân loại XK 38 2.2.5.1 Quan sát đặc điểm hình thái XK 38 2.2.5.2 Đặc điểm nuôi cấy 38 2.2.5.3 Đặc điểm sinh lý - sinh hoá 38 2.2.6 Phương pháp xác định hoạt lực enzim ngoại bào (xenlulaza, amylaza) phương pháp khuếch tán thạch 39 2.2.7 Nghiên cứu ảnh hưởng điều kiện nuôi cấy lên sinh trưởng phát triển sinh tổng hợp enzim XK 39 2.2.7.1 Nhiệt độ 39 2.2.7.2 pH môi trường 40 2.2.7.3 Nguồn cacbon 40 2.2.7.4 Nguồn nitơ 40 2.2.8 Phương pháp xác định nitơ tổng số 41 2.2.8.1 Phá mẫu 41 2.2.8.2.Cất mẫu: 41 2.2.9 Phương pháp xác định photpho tổng số 42 2.2.10 Xác định độ ẩm 43 2.3 Nghiên cứu thử nghiệm xử lý chất thải từ bã dứa 43 Đại học bách khoa Hà Nội vii Luận văn thạc sỹ - 2007 Đào Thị Minh Hạnh 2.3.1 Thử nghiệm phịng thí nghiệm (bình lên men lít) 43 2.3.2 Thử nghiệm qui mơ pilot 44 Phần III Kết thảo luận 45 3.1 Phân lập tuyển chọn chủng XK ưa nhiệt, chịu axit sinh tổng hợp xenlulaza 45 3.2 Một số đặc điểm phân loại chủng XK tuyển chọn 47 3.3 Ảnh hưởng nhiệt độ lên sinh trưởng sinh tổng hợp xenlulaza chủng XK tuyển chọn 50 3.3 Ảnh hưởng nhiệt độ lên sinh trưởng 50 3.3.2 Ảnh hưởng nhiệt độ lên sinh tổng hợp xenlulaza 52 3.4 Ảnh hưởng pH lên sinh trưởng sinh hoạt tính enzim chủng XK tuyển chọn 53 3.4.1 Ảnh hưởng pH lên sinh trưởng chủng XK tuyển chọn 53 3.4.2 Ảnh hưởng pH lên hoạt tính enzim chủng XK 54 3.5 Ảnh hưởng nguồn cacbon lên sinh trưởng sinh enzim chủng XK tuyển chọn 57 3.6 Ảnh hưởng nguồn nitơ lên sinh trưởng sinh tổng hợp enzim chủng XK tuyển chọn 61 3.7 Ứng dụng chủng XK tuyển chọn để xử lý bã dứa điều kiện phịng thí nghiệm 66 3.7.1 Nghiên cứu biến động số nhóm VSV qúa trình xử lý bã ủ dứa điều kiện phịng thí nghiệm 66 3.7.2 Sự thay đổi thể tích trình ủ 70 3.7.3 Hiệu phân huỷ bã dứa qui mơ phịng thí nghiệm 71 Đại học bách khoa Hà Nội viii