Hoàn thiện quy trình công nghệ đóng gói màng BC tạo ra từ vi khuẩn glouconacetobacter

TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI 2 KHOA SINH - KTNN =======***======= PHAN THỊ THANH HOÀN THIỆN QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ ĐÓNG GÓI MÀNG BC TẠO RA TỪ VI KHUẨN GLUCONACETOBACTER KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chuyên ngành: Vi sinh vật học Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS. Phƣơng Phú Công PGS.TS. Đinh Thị Kim Nhung HÀ NỘI - 2014 LỜI CẢM ƠN Trƣớc tiên, em xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất tới TS. Phƣơng Phú Công và PGS.TS. Đinh Thị Kim Nhung ngƣời đã hƣớng dẫn, chỉ bảo tận tình, giúp đỡ và tạo điều kiện cho em thực hiện và hoàn thành tốt khóa luận này. Em xin chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu Trƣờng ĐHSP Hà Nội 2, Khoa Sinh - KTNN, phòng thí nghiệm Vi sinh vật, cùng các thầy cô trong tổ bộ môn Vi sinh vật đã tạo điều kiện giúp đỡ em trong thời gian thực hiện khóa luận. Em xin cảm ơn sự giúp đỡ quam tâm động viên của bạn bè, gia đình trong suốt quá trình hoàn thành khóa luận này. Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 07 tháng 05 năm 2014 Sinh viên Phan Thị Thanh Phan Thị Thanh LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi. Các căn cứ, số liệu nghiên cứu trong khóa luận là trung thực. Tất cả những số liệu đều thu từ thực nghiệm và qua xử lý thống kê, hoàn toàn không có số liệu sao chép, bịa đặt. Đề tài này không trùng hợp với các công trình nghiên cứu của các tác giả khác. Hà Nội, ngày 07 tháng 05 năm 2014 Sinh viên Phan Thị Thanh DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT A.xylinum : Acetobacter xylinum BC : Bacterial cellulose CS : Cellulose synthanse cs : cộng sự GK : Glucokinase MC : Microbial cellulose PC : Plant cellulose PCR : Polymerase Chain Reaction PMG : Phosphoglucomutase VSV : Vi sinh vật Nxb : Nhà xuất bản STT : Số thứ tự Phan Thị Thanh DANH MỤC BẢNG VÀ ĐỒ THỊ Bảng 1.1. Đặc điểm sinh hóa của các chủng vi khuẩn Gluconacetobacter theo Frateur Bảng 2.1. Các bƣớc xử lý màng BC sau lên men Bảng 3.1. Đặc điểm của màng BC sau khi xử lý Bảng 3.2. Khảo sát sự xâm nhiễm của vi sinh vật đối với màng BC đóng gói thủ công Bảng 3.3. Khảo sát sự xâm nhiễm của vi sinh vật với màng BC đóng gói bằng máy hút chân không Bảng 3.4. Khả năng thấm hút nƣớc muối sinh lý của màng BC Bảng 3.5. Khả năng thấm hút Berberin clorid 0,1% của màng BC Bảng 3.6. Khả năng thấm hút nƣớc sắc lá sim của màng BC Bảng 3.7. Khả năng thấm hút tinh dầu nghệ của màng BC Bảng 3.8. Các bƣớc xử lý màng BC Đồ thị 3.1. Biểu diễn khả năng thấm hút các chất phụ gia của màng BC DANH MỤC HÌNH Hình 1.1. Sợi cellulose của màng BC Hình 1.2. Sợi cellulose của thực vật Hình 1.3. Con đƣờng sinh tổng hợp cellulose ở Gluconacetobacter Hình 1.4. Con đƣờng sinh tổng hợp cellulose từ cơ chất glucose Hình 3.1. Kết quả nhuộm Gram của Gluconacetobacter Hình 3.2. Gluconacetobacter trên môi trƣờng thạch nghiêng Hình 3.3. Nhân giống giống Gluconacetobacter cấp 1 Hình 3.4. Lên men tĩnh trong 5 ngày Hình 3.5. Màng BC sau 5 ngày lên men Hình 3.6. Màng BC sau khi xử lý Hình 3.7. Túi nilon thông thƣờng Hình 3.8. Đóng gói màng BC trên ngọn lửa đèn cồn Hình 3.9. Chế phẩm màng BC đóng gói thủ công Hình 3.10. Nấm mốc xuất hiện trên bề mặt màng Hình 3.11. Máy chân không và túi hút chân không Hình 3.12. Màng BC đóng gói bằng máy hút chân không Hình 3.13. Màng BC đƣợc tẩm Berberin clorid 0,1% Hình 3.14. Màng BC đƣợc tẩm tinh dầu nghệ Hình 3.15. Màng BC đƣợc tẩm nƣớc sắc lá sim Hình 3.16. Màng BC sấy ở 50 0 C Hình 3.17. Chế phẩm màng BC sau khi ngâm tẩm chất phụ gia Hình 3.18. Sơ đồ quy trình công nghệ đóng gói màng BC Phan Thị Thanh MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 1. Lý do chọn đề tài 1 2. Mục đích nghiên cứu 2 3. Nội dung nghiên cứu 2 4. Ý nghĩa của đề tài 2 5. Điểm mới của đề tài 2 NỘI DUNG 3 Chƣơng 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3 1.1. Vị trí và đặc điểm phân loại Gluconancetobacter trong sinh giới 3 1.1.1. Vị trí phân loại của Gluconacetobacter trong sinh giới 3 1.1.2. Đặc điểm phân loại của Gluconacetobacter 3 1.1.2.1. Đặc điểm hình thái, tế bào học 3 1.1.2.2. Đặc điểm nuôi cấy 4 1.1.2.3. Đặc điểm sinh lý, sinh hóa 5 1.2. Nhu cầu dinh dƣỡng của vi khuẩn Gluconacetobacter 6 1.2.1. Ảnh hƣởng của nguồn cacbon 6 1.2.2. Nhu cầu nitơ của vi sinh vật 7 1.2.3. Hàm lƣợng ethanol trong dịch lên men 8 1.3. Cấu trúc và sự hình thành màng BC từ vi khuẩn Gluconacetobacter 8 1.3.1. Đặc điểm cấu trúc của màng bacterial cellulose 8 1.3.2. Một số tính chất của màng bacterial cellulose 9 1.3.3. Cơ chế tổng hợp bacterial cellulose 10 1.4. Ứng dụng màng BC từ Acetobacter xylinum trong điều trị bỏng ở Việt Nam và trên thế giới 13 1.4.1. Trên thế giới 13 1.4.2. Ở Việt Nam 14 Chƣơng 2. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 16 2.1. Đối tƣợng nghiên cứu và hóa chất 16 2.1.1. Đối tƣợng nghiên cứu 16 2.1.2. Dụng cụ và thiết bị 16 2.1.3. Hóa chất 16 2.1.4. Môi trƣờng 17 2.1.4.1. Môi trƣờng giữ giống (MT1) 17 2.1.4.2. Môi trƣờng nhân giống (MT2) 17 2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu 17 2.2.1. Phƣơng pháp vi sinh vật 17 2.2.1.1. Phƣơng pháp bảo quản chủng giống trên thạch nghiêng 17 2.2.1.2. Phƣơng pháp hoạt hóa giống 17 2.2.1.3. Phƣơng pháp lên men tạo màng 18 2.2.1.4. Phƣơng pháp nghiên cứu đặc điểm hình thái và cách sắp xếp tế bào trên tiêu bản nhuộm kép 18 2.2.2. Phƣơng pháp vật lý 19 2.2.3. Phƣơng pháp xử lý màng BC từ Gluconacetobacter 19 2.2.4. Phƣơng thức đóng gói màng BC 20 2.2.4.1. Đóng gói bằng phƣơng pháp thủ công 20 2.2.4.2. Đóng gói bằng máy hút chân không 21 2.2.5. Phƣơng pháp thống kê và xử lý kết quả 21 Chƣơng 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 22 3.1. Lên men và thu nhận màng BC từ chủng Gluconacetobacter BNH 2 trên quy mô phòng thí nghiệm 22 3.1.1. Lên men tạo màng 22 Phan Thị Thanh 3.1.2. Xử lý màng sau lên men 26 3.2. Lựa chọn phƣơng thức đóng gói màng BC 27 3.2.1. Đóng gói bằng phƣơng pháp thủ công 27 3.2.2. Đóng gói bằng máy hút chân không 29 3.3. Lựa chọn chất phụ gia bảo quản màng BC và hoàn thiện quy trình công nghệ đóng gói màng BC ở quy mô phòng thí nghiệm 31 3.3.1. Lựa chọn chất phụ gia bảo quản màng BC khi đóng gói 32 3.3.1.1. Khả năng thấm hút nƣớc muối sinh lý của màng BC 32 3.3.1.2. Khả năng thấm hút Berberin clorid 0,1% của màng BC 33 3.3.1.3. Khả năng thấm hút nƣớc sắc lá sim của màng BC 33 3.3.1.4. Khả năng thấm hút tinh dầu nghệ của màng BC 34 3.3.2. Hoàn thiện quy trình công nghệ đóng gói màng BC ở quy mô phòng thí nghiệm 35 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 42 TÀI LIỆU THAM KHẢO 43 [...]... “ Hoàn thiện quy trình công nghệ đóng gói màng BC tạo ra từ vi khuẩn Gluconacetobacter” 2 Mục đích nghiên cứu Hoàn thiện quy trình công nghệ đóng gói màng BC tạo ra từ vi khuẩn Gluconacetobacter BNH2 trên quy mô phòng thí nghiệm và tạo cơ sở tiền đề cho các nghiên cứu đóng gói màng BC trên quy mô công nghiệp 3 Nội dung nghiên cứu 3.1 Lên men và thu nhận màng BC từ chủng Gluconacetobacter BNH2 trên quy. .. thức đóng gói màng BC 3.3 Lựa chọn chất phụ gia bảo quản màng BC và hoàn thiện quy trình công nghệ đóng gói màng BC ở quy mô phòng thí nghiệm 4 Ý nghĩa của đề tài 4.1 Ý nghĩa lý luận của đề tài Đề xuất phƣơng pháp xử lý màng BC, lựa chọn đƣợc các phƣơng thức đóng gói màng hiệu quả trên quy mô phòng thí nghiệm 4.2 Ý nghĩa thực tiễn của đề tài Tạo cơ sở tiền đề cho các nghiên cứu đóng gói và bảo quản màng. .. đem ra sử dụng, mặt khác màng BC sau khi lên men và đƣợc Phan Thị Thanh 1 xử lý thì cần tiến hành bảo quản ngay để giữ đƣợc các đặc tính quan trọng và không làm biến đổi tính chất của màng BC vì vậy vi c đóng gói để bảo quản màng BC càng trở nên cấp thiết Từ những thực tiễn trên và mong muốn tìm hiểu thêm về vi khuẩn Gluconacetobacter, quá trình tạo màng, cũng nhƣ nhiều ứng dụng hữu ích của màng BC. .. QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1 Lên men và thu nhận màng BC từ chủng Gluconacetobacter trên quy mô phòng thí nghiệm 3.1.1 Lên men tạo màng BC Kết quả quá trình lên men tạo màng đƣợc nghiên cứu từ chủng vi khuẩn Gluconacetobacter BNH2, chủng vi khuẩn này đƣợc phòng thí nghiệm Vi Sinh, khoa Sinh - KTNN, trƣờng Đại học Sƣ phạm Hà Nội 2 cung cấp Chủng vi khuẩn Gluconacetobacter đã đƣợc một số tác giả Đinh... đăng kí bản quy n về làm màng BC từ Acetobacter xylinum dùng trị bỏng Các tác giả Jonas và Farad (1998), Czaja và cs (2006) đã dùng màng BC làm da nhân tạo, làm mặt nạ dƣỡng da cho phụ nữ [24] 1.4.2 Ở Vi t Nam Tại Vi t Nam tình hình điều trị bỏng càng đƣợc cải tiến Công tác điều trị bỏng bao gồm vi c cấy ghép, phẫu thuật, tạo ra một số màng trị bỏng nhƣ màng ối, trung bì da lợn, da ếch, màng chitosan,... thành trên bề mặt một lớp màng cellulose, đó là tập hợp các tế bào vi khuẩn liên kết với các phân tử cellulose, trong tế bào sảy ra quá trình trao đổi chất nói chung còn ở màng cellulose xảy ra quá trình trao đổi oxy và các chất dinh dƣỡng, tạo thành một lớp màng nổi trên bề mặt môi trƣờng dịch thể Bước 4: Thu màng Với mục đích thu nhận màng BC, chúng tôi tiến hành cấy chủng vi khuẩn Gluconacetobacter... của màng BC nhƣ thông thoáng, kháng khuẩn, tính tƣơng đồng về cấu trúc với sợi collagen trong da nên màng BC đƣợc coi là nguồn nguyên liệu quý giá dùng làm mặt nạ dƣỡng da, da nhân tạo, dùng trong điều trị bỏng và tổn thƣơng da Tuy nhiên màng BC trong quá trình đến tay ngƣời sử dụng thƣờng bị giảm chất lƣợng hoặc bị nhiễm một số loại nấm mốc và vi khuẩn không mong muốn do đó công vi c đóng gói màng. .. liệu đóng gói: Túi nilon thông dụng đã đƣợc hấp thanh trùng Phương pháp đóng gói: Làm kín miệng túi bằng cách hơ trên ngọn lửa đèn cồn Màng BC sau khi đƣợc đóng gói bằng phƣơng pháp này đƣợc chiếu xạ UV trong 30 phút, rồi đƣợc bảo quản, theo dõi trong điều kiện bình thƣờng 2.2.4.2 Đóng gói bằng máy hút chân không Vật liệu đóng gói: Là túi hút chân không chuyên dụng Phương pháp đóng gói là: Đƣợc đóng gói. .. đó, màng cellulose tạo thành nổi lên trên bề mặt của môi trƣờng Sau 5 ngày tiến hành thu màng, quan sát thấy màng có đặc điểm mỏng đồng nhất, có màu trắng, dai nhẵn Nếu để thời gian quá lâu, khoảng 6 ngày thấy hiện tƣợng màng chìm dần xuống đáy, khả năng tạo màng kém dần, chất lƣợng màng giảm Kết quả lên men tạo màng BC từ chủng vi khuẩn Gluconacetobacter trên cũng phù hợp với kết quả lên men tạo màng. .. Quỳnh, Nguyễn Thị Thùy Vân [14], [15], màng thu đƣợc có nhiều đặc tính tốt phù hợp với mục đích tạo màng trị bỏng, chính vì vậy chủng vi khuẩn Gluconacetobacter phù hợp với mục đích nghiên cứu, do đó chúng tôi quy t định chọn chủng vi khuẩn Gluconacetobacter để lên men tạo màng BC Phan Thị Thanh 25 3.1.2 Xử lý màng BC sau lên men Màng BC sau khi tiến hành vớt ra khỏi dịch lên men đƣợc xử lý theo phƣơng . của màng BC vì vậy tôi chọn đề tài: “ Hoàn thiện quy trình công nghệ đóng gói màng BC tạo ra từ vi khuẩn Gluconacetobacter” 2. Mục đích nghiên cứu Hoàn thiện quy trình công nghệ đóng gói màng. của màng BC 33 3.3.1.3. Khả năng thấm hút nƣớc sắc lá sim của màng BC 33 3.3.1.4. Khả năng thấm hút tinh dầu nghệ của màng BC 34 3.3.2. Hoàn thiện quy trình công nghệ đóng gói màng BC ở quy. gói màng BC 27 3.2.1. Đóng gói bằng phƣơng pháp thủ công 27 3.2.2. Đóng gói bằng máy hút chân không 29 3.3. Lựa chọn chất phụ gia bảo quản màng BC và hoàn thiện quy trình công nghệ đóng gói