Đang tải... (xem toàn văn)
Đề tài nghiên cứu “Khảo sát môi trường nhân sinh khối dạng lỏng ảnh hưởng đến khả năng phát triển và sinh tổng hợp enzyme cellulase của vi khuẩn Bacillus sp.” là đề tài nghiên cứu em thực hiện do ThS. Trần Thùy Trang và ThS. Trần Thị Phấn hướng dẫn. Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến ThS. Trần Thùy Trang và ThS. Trần Thị Phần đã tận tình chỉ dẫn và đưa ra những lời khuyên bổ ích để giải quyết các vấn đề mà em gặp phải trong suốt quá trình thực hiện đề tài nghiên cứu và hoàn thiện đề tài một cách tốt nhất.
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀOTẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHĨ HỊ CHÍ MINH KHOA KHOA HỌC SINH HỌC KHĨA LUẬN TĨT NGHIỆP KHẢO SÁT MƠI TRƯỜNG NHÂN SINH KHÓI DẠNG LỎNG ANH HUONG DEN KHA NANG PHAT TRIEN VA SINH TONG HOP ENZYME CELLULASE CUA VI KHUAN Bacillus sp Nganh hoc : CONG NGHE SINH HOC Sinh viên thực : TRAN DUC LONG Mã số sinh viên Niên khóa 19126092 : 2019 - 2023 TP Thu Duc, 8/2023 BỌ GIÁO DỤC VÀ ĐÀOTẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHĨ HỊ CHÍ MINH KHOA KHOA HỌC SINH HỌC KHĨA LUẬN TĨT NGHIỆP KHẢO SÁT MƠI TRƯỜNG NHÂN SINH KHÓI DẠNG LỎNG ANH HUONG DEN KHA NANG PHAT TRIEN VA SINH TONG HOP ENZYME CELLULASE CUA VI KHUAN Bacillus sp Hướng dẫn khoa học Sinh viên thực ThS TRAN THUY TRANG TRAN DUC LONG ThS TRAN THI PHAN TP Thu Duc, 8/2023 LỜI CẢM ƠN Đề tài nghiên cứu “Khảo sát môi trường nhân sinh khối dạng lỏng ảnh hưởng đến khả phát triển sinh tong hop enzyme cellulase vi khuan Bacillus sp.” la đề tài nghiên cứu em thực đo ThS Trần Thùy Trang ThS Trần Thị Phấn hướng dẫn Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến ThS Trần Thùy Trang ThS Trần Thị Phần tận tình dẫn đưa lời khuyên bồ ích đề giải vấn đề mà em gặp phải suốt trình thực đề tài nghiên cứu hoàn thiện để tài cách tốt Đầu tiên, em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến ThS Trần Thùy Trang ThS Trần Thị Phấn, người hướng dẫn em suốt trình thực để tài, giúp đỡ động viên em suốt trình nghiên cứu Em xin gửi lời cảm ơn đến Ban Giám Hiệu tất quý thầy cô Trường Đại học Nông Lâm, tất quý thầy cô Khoa Khoa học sinh học trực tiếp giảng dạy, trang bị kiến thức bổ ích cho em suốt trình học tập Em xin chân thành cảm ơn anh chị hướng dẫn khoa học bạn sinh viên Trung tâm Cơng nghệ Sinh học Thành phố Hồ Chí Minh nhiệt tỉnh hỗ trợ tạo môi trường thân thiện, học tập trao đổi suốt thời gian thực đề tài nghiên cứu Và cuối cùng, chúng em xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè tất người thân ln bên cạnh động viên giúp đỡ em suốt trình học tập thực dé tài Sinh viên thực Trần Đức Long XÁC NHẬN VÀ CAM ĐOAN Em tên là: Trần Đức Long, MSSV: 19126092, Lớp: DH19SHD thuộc ngành Công nghệ Sinh học Trường Đại học Nông Lâm TP Hồ Chí Minh xin cam đoan: Đây khóa luận tốt nghiệp thân em trực tiếp thực hiện, số liệu thông tin nghiên cứu hoàn toàn trung thực khách quan Em xin hoàn toàn chịu trách nhiệm trước hội đồng cam kết Tp Hề Chí Minh, ngày 31 tháng năm 2023 Nguoi viet cam đoan TÓM TẮT Ngày nay, lượng lớn phế phụ phẩm nông nghiệp chưa xử lý tận dụng cách Việc xử lý nguồn chất thải hữu nông nghiệp biện pháp sinh học nhận nhiều quan tâm Những loài vi khuẩn Bacilus vi sinh vật tiềm có khả sinh tổng hợp enzyme cellulase ứng dung dé san xuất chế phâm vi sinh xử lý nguồn phụ phẩm nông nghiệp Mục tiêu đề tài tối ưu thành phần dinh dưỡng môi trường nuôi cấy ảnh hưởng đến khả phát triển va sinh tong hop enzyme cellulase vi khudn Bacillus Trong 30 ching vi khuan Bacillus spp., dé tai chon duoc ching vi khudn H8 co kha nang sinh téng hop enzyme cellulase cao với đường kính vịng phân giải CMC đạt 30,87 mm Chủng vi khuân H8 có khả sinh trưởng tốt sinh tong hop enzyme cellulase cao mơi trường có nguồn carbon mật rỉ đường cao nấm men nguỗn nitơ Trong yếu tố khoáng đưa vào thiết kế PlackettBurman, chọn yếu tố khống ảnh hưởng có ý nghĩa NaCl, MnSOa, KzHPOi Mơ hình tối ưu hóa thành phần môi trường gồm mật ri đường g/L, cao nắm men 30 g/L, K2HPO, g/L, NaCl 9,08 g/L, MnSO¿ 0,01 g/L ghi nhận mật độ vi khuẩn cao dat 10,4 LogCFU/ml hoạt độ enzyme cellulase cao đạt 1,78 Ul/ml Khả sinh trưởng vi khuẩn H8 môi trường sau tối ưu cao 1,1 lan va khả sinh tổng hợp enzyme cellulase cao 2,8 lần so với kết thu nhận môi trường gốc ban đầu Tw khéa: Téi wu héa, Bacillus sp., cellulase, ma tran Plackett - Burman, phuong pháp bề mặt đáp ứng, phụ phẩm nông nghiệp ABSTRACT Nowadays, a large amount of agricultural waste is not properly treated and utilized Agricultural organic waste is treated by biological methods, which is receiving attention Bacillus species are potential microorganisms capable of producing cellulase enzyme applied to produce probiotics to treat agricultural waste The objective of the study is to optimize the culture medium to increase the growth and cellulase enzyme biosynthesis of Bacillus Among 30 strains of Bacillus spp., the strain H8, which has the highest halo zone diameter of 30.87 mm, was selected because of its highest cellulase biosynthesis ability The strain H8 has good growth and high cellulase enzyme biosynthesis when the medium has molasses as a carbon source and yeast extract as a nitrogen source Among mineral elements in the Plackett-Burman design, significant influencing mineral elements were selected: NaCl, MnSOu,, and K2xHPO, The model optimizes culture media composition, including molasses g/L, yeast extract 30 g/L, K2 HPO, g/L, NaCl 9.08 g/L, and MnSO, 0.01 g/L, with the highest bacterial density reaching 10.4 LogCFU/ml and the highest cellulase activity reaching 1.78 UI/ml The growth of the strain H8 in the optimized medium biosynthesis was 1.1 times higher, and the cellulase enzyme ability was 2.8 times higher than the results obtained in the original medium Keywords: Optimize, Bacillus sp., cellulase, Plackett - Burman design, Response SurFace Methodology, Agricultural waste MỤC LỤC Trang LOL CAM ON i XAC NHAN VA CAM DOAN W.iiiessssssssssesssssssssssseeeeesssssssnneesessssnssnnitessssssssnmtessssseeessss ii "TRIM TA scence zener ces tt EU en iii P.90, 00B TU 1V 928) 10509200A4i509.000n DANH SÁCH ĐƠN VỊ ĐO LƯỜNG 55552 222222 tre DANH SÁCH CÁC BẢNG -2202 1222222211 122k JSINI SĨWBIRDGESG IBŨNHDimsesonsnbtrsttrrtltio0rTgtIBVS0000000091800007000030ni0000001g000106080000xesnl 95I0/9)i©000)i962.1008 nh 1.2 Mc ti d6 nh V ix x xi 1 1:3: NOi dune nghién CU Uscecesenceesenceermemnenren renee Re RE CHƯƠNG 2: TÔNG QUAN TÀI LIỆU 52 5S 21E21211211211211211212 2E tre 2.1 Giới thiệu vi khuẩn Öacilius sp 55 22 2222222211121121121121212 xe 2.1.1 Đặc điểm chung loài vi khuẩn BaciÏlus spp 2552-252 222222222222EE2Exce2 2.1.2 Phân loại loài vi khudn Bacillus spp -52- 5222222221121 2.1.3 Đặc điểm vi khuẩn Bacilfxs spp có khả sinh tổng hợp enzyme 2.2 Gidi thisucenzyme cellulasCrem csrermerseser nese 2.2.1 Phức hệ enzyme celluÏase merce meaner antes meerenmeemrn ome c1 1321111212111 E1111111 HH HH HH tiệt 2.2.2 Tính chất enzyme cellulase 2: 22222222E2225122512131221121112111111221121121121 2e § 2.2.3 Ứng dung enzyme cellulase 2: 22222222522251213121312111211121112111211211211212 xe 2.3 Ảnh hưởng thành phần môi trường nhân nuôi đến phát triển sinh tổng hợp enzyme cellulase vi khuẩn Baeillus sp -525522222 2222221221122112212.2 e6 10 2.3.1 Ảnh hưởng nguồn Carbon 2.3.2 Ảnh hưởng nguồn Nitơ 22522222 2212221122121121122122122222 e6 10 222222222122212221221122122122222 ae 11 2.3.3 Ảnh hưởng nguyên tố khoáng -.522222 22122212221221221122 2x6 11 2:3: Các nghiên cứu van goal UGC wccscncenencasencnncnecnmemancemnens 11 2.4.1 Nghiên cứu hƯỚC - 1t T St v nh HH HH Hà HH tre 11 2.42 Nehién citu HƯỚGzeecsseobeiesasiipsoatitthoygiii8OfSiLRSHISSGREHISESBELRGESEHNERGB 13 CHUONG 3, PHUONGPHAP NGHIEN CU caress memnesnseensnensnoenyreseorsewurecees 15 3.1 Thời gian địa điểm nghiên cứu . - 2-222222122212221227112212112122 e6 15 3.2 Vật liệu nghiÊn cứu -.- tt 15 3.2.1 Mẫu thí nghiệm 22222221 211221221211211211121121121112112111112112122122 re 15 S1 1121111211111 E11 HT HH TH HH HH 3.2.2 Thiết bị dụng cụ 22 222221222122112211121122111211121211212222 15 3.2.3 Một số môi trường sử dụng nghiên cứu: -2222222222122122222222 e6 15 Edit 80/1620 0 15 3.3.1 Phong phap tuyén chon ching vi khuan Bacillus sp có khả sinh tổng hợp enzyme celÏula§€ CaO c2: t1 121111 T11 111 E11 TH TT HH HH ret 15 3.3.2 Phương pháp khảo sát ảnh hưởng môi trường nuôi cấy đến phát triển sinh tổng hợp enzyme cellulase vi khuẩn BacilÏus sp -552-2522222222222sce2 16 3.3.3 Phương pháp khảo sát ảnh hưởng nguồn carbon nồng độ nguồn carbon đến phát triển sinh tổng hợp enzyme vi khuẩn Baeilius sp 19 3.3.4 Phương pháp khảo sát ảnh hưởng nguồn nitơ nồng độ nguồn nitơ đến phát triển sinh tổng hợp enzyme vi khuẩn Bacilfus sp .55-5552: 20 3.3.5 Khảo sát ảnh hưởng nguồn khoáng đến khả phát triển sinh tổng hop enzyme cellulase ctia vi khuan Bacillus sp bang thiét ké Plackett-Burman 21 3.3.6 Tối ưu hóa thành phần mơi 1én men vi khuan Bacillus sp thiết kế có tam CCD (Central Composite Design) .-52222 2222221122112112112222 e6 23 3.4 Phương pháp xử lý kết . -©2222222222221122122111211121112112112122 re 24 CHƯƠNG KÉT QUÁ VÀ THẢO LUẬN -©2222222212221222122122.222 e6 25 4.1 Tuyển chọn chủng vi khuẩn có khả sinh tổng hợp enzyme cellulase cao .25 4.2 Khảo sát ảnh hưởng môi trường nuôi cấy đến vi khuẩn H8 27 4.2.1 Ảnh hưởng môi trường nuôi cấy đến phát triển vi khuẩn H8 27 4.22 Ảnh hưởng môi trường nuôi cấy đến khả sinh enzyme vi khuẩn H8 28 4.3 Khảo sát ảnh hưởng nguồn carbon nồng độ nguồn carbon đến phát triển sinh tổng hợp enzyme cellulase vi khuẩn H8 222222 2222221222122222222-ee 29 4.3.1 Khảo sát ảnh hưởng nguồn carbon đến phát triển sinh tong hop enzyme cellulase cita vi khuẩn H8 .- c1 2122122212 2122121 gu vi 29 4.3.2 Khảo sát ảnh hưởng nồng độ nguồn carbon đến phát triển sinh tổng hợp enzyme cellulase cùa vi khuẩn H8 222222 2222221122112211211122112112222 2e 32 4.4 Khảo sát ảnh hưởng nguồn nito va néng độ nguồn nito đến phát triển sinh tổng hợp enzyme cellulase vi khuẩn H8 -©22-22222212221221222222.222 e6 35 4.4.1 Ảnh hưởng nguồn nitơ đến phát triển va sinh tong hop enzyme cellulase vi khuẩn HÑ .- s- 22-2222 2211221122112211122111211121112111 2112111211211 re 35 4.42 Ảnh hưởng nồng độ nguồn nitơ đến phát trién va sinh téng hop enzyme cellulase vi khuẩn H8 .-:2222222212 222122211122111221121112111211211 11211 co 38 4.5 Khảo sát ảnh hưởng yếu tố khoáng đến phát triển sinh tổng hợp enzyme cellulase ctia vi khuan Bacillus sp thiết kế Plackett— Burman 40 4.6 Tối ưu hóa yếu tố ảnh hưởng đến trình sinh trưởng sinh tong hop enzyme cellulase vi khuẩn H8 :s: 222222212 222112211122111211121111211121121112111 11 xe 43 4.6.1 Tối ưu hóa yếu tố ảnh hưởng đến trình sinh trưởng vi khuẩn H8 43 4.6.2 Tối ưu hóa yếu tố ảnh hưởng đến trình sinh tổng hợp enzyme cellulase 0m88 ôn Ca 47 4.6.3 Kiểm định thực tế mô hình tối ưu hóa .22222 221222122212221222.21.21 2x0 51 CHƯƠNG 5: KÉT LUẬN VÀ ĐẺ NGHỊ, .-52 222222122212221121121222222 xee 52 5.1 Kết luận - - 22 2222221221121121112112112112112112112222122222222222 re 53 5.2 Đề nghị 22 22 222221122112111211122112221122212111222222222 re 53 TÀI LIỆU THAM KHẢO 2222222222225122112111211121112111211211211212222ee 54 vii DANH SACH CHU VIET TAT ATP Adenosin Triphosphat B amyloliquefaciens Bacillus amyloliquefaciens B subtilis Bacillus subtilis CMC Carboxymethyl cellulose Ctv Cong OD Optical density STT Số thứ tự NT Nghiệm thức DNS 3,5 Dinitrosalicylic acid UI Don vi enzyme quéc té (UI) GDP Gross Domestic Product vill tac vién