Nghiên cứu một số đặc tính vật lý của màng bacterial cellulose từ chủng acetobacter xylinum BHN2

Khóa luận tốt nghiệp Chuyên ngành Vi Sinh LỜI CẢM ƠN Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới PGS.TS Đinh Thị Kim Nhung trưởng khoa Sinh-KTNN ThS Nguyễn Khắc Thanh hướng dẫn, bảo tận tình, giúp đỡ tạo điều kiện cho để em thực hoàn thành tốt khóa luận Em xin chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu trường ĐHSP Hà Nội 2, khoa Sinh-KTNN, phòng thí nghiệm vi sinh vật, thầy cô tổ môn vi sinh, ban bảo vệ tạo điều kiện giúp đỡ em Em xin cảm ơn giúp đỡ quan tâm động viên bạn bè, gia đình suốt trình hoàn thành khóa luận Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 19 tháng 05 năm 2011 Sinh viên Phí Văn Tá Phí Văn Tá i K33B – SP Sinh Khóa luận tốt nghiệp Chuyên ngành Vi Sinh LỜI CAM ĐOAN Để đảm bảo tính trung thực đề tài, xin cam đoan: Đề tài không chép tài liệu sẵn có Đề tài không trùng lặp với đề tài khác Kết thu đề tài tự thân nghiên cứu thực tiễn đảm bảo tính xác trung thực Hà Nội, ngày 19 tháng 05 năm 2011 Tác giả Phí Văn Tá Phí Văn Tá ii K33B – SP Sinh Khóa luận tốt nghiệp Chuyên ngành Vi Sinh DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Phí Văn Tá MC : Microbial cellulose BC : Bacterial cellulose PC : Plant cellulose CFU : Colony Forming Unit OD : Optical Density cs : Cộng iii K33B – SP Sinh Khóa luận tốt nghiệp Chuyên ngành Vi Sinh DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Vi khuẩn A.xylinum BHN2 (quan sát kính hiển vi x100) Hình 1.2 Khuẩn lạc A.xylinum BHN2 mọc môi truờng thạch đĩa Hình 1.3 Con đường sinh tổng hợp cellulose A.xylinum Hình 1.4 Con đường tổng hợp cellulose từ chất glucose Hình 2.5 Đồ thị mối tương quan giá trị OD 610nm số lượng tế bào Hình 2.6 Hoạt tính calatase A.xylinum BHN2 Hình 2.7 Vòng phân giải CaCO3 vi khuẩn A.xylinum BHN2 Hình 3.8 Khả thấm hút màng BC Hình 3.9 Lượng nước màng BC hút – theo mô hình Hình 3.10a Bản thạch che phủ màng BC qua xử lý NaOH Hình 3.10b Bản thạch che phủ màng BC thấm dầu mù u Hình 3.10c Bản thạch che phủ màng BC thấm dịch nghệ Hình 3.10d Bản thạch che phủ gạc vô trùng Hình 3.10e Bản thạch không che phủ Hình 3.11a Bản thạch che phủ màng BC qua xử lý NaOH Hình 3.11b Bản thạch che phủ màng BC thấm dịch nghệ Hình 3.11c Bản thạch che phủ màng BC thấm dầu mù u Hình 3.11d Bản thạch che phủ gạc vô trùng Hình 3.12a Màng BC (NaOH 0,5%) kéo theo chiều dọc tính độ bền học Hình 3.12b Màng BC (sấy) chuẩn bị kéo theo chiều dọc Hình 3.12c Màng BC (sấy) kéo theo chiều dọc để tính độ bền học Hình 3.13a Màng BC (NaOH 0,5%) chuẩn bị kéo theo chiều ngang Hình 3.13b Màng BC (NaOH 0,5%) kéo theo chiều ngang tính độ bền học Hình 3.13c Màng BC (sấy) chuẩn bị kéo theo chiều ngang tính độ bền học Hình 3.13d Màng BC (sấy) kéo theo chiều ngang tính độ bền học Hình 3.14 Màng BC chưa xử lý Hình 3.15 Màng BC xử lý Hình 3.16 Màng chưa xử lý pH từ 3-4 Hình 3.17 Màng xử lý pH từ 6-7 Phí Văn Tá iv K33B – SP Sinh Khóa luận tốt nghiệp Chuyên ngành Vi Sinh DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Phân loại nhóm vi khuẩn acetic theo Frateur (1950) Bảng 1.2 Đặc điểm sinh hoá vi khuẩn A.xylinum theo Frateur (1950) Bảng 2.3 Thành phần hóa học nước dừa Bảng 2.4 Các vitamin có nước dừa Bảng 2.5 Các acid amin có nước dừa Bảng 2.6 Các bước xử lý màng BC Bảng 3.7 Lượng nước hút màng BC – Theo mô hình Bảng 3.8 Lượng nuớc hút đuợc màng BC – Theo mô hình Bảng 3.9 Lượng kháng sinh màng BC thấm hút Bảng 3.10 Lượng dịch nghệ tươi màng BC thấm hút Bảng 3.11 Độ bền kéo màng qua xử lý NaOH 0,5% theo chiều dọc Hình 3.12 Độ bền kéo màng BC qua sấy kéo theo chiều dọc Bảng 3.13 Độ bền kéo màng BC xử lý NaOH 0,5% theo chiều ngang Bảng 3.14 Độ bền kéo màng BC qua sấy theo chiều ngang Bảng 3.15 Kết đo độ thấu khí màng Phí Văn Tá v K33B – SP Sinh Khóa luận tốt nghiệp Chuyên ngành Vi Sinh MỤC LỤC Trang TÓM TẮT CÔNG TRÌNH 01 MỞ ĐẦU 02 CHƯƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU 05 1.1 Lược sử nghiên cứu vi khuẩn Acetobacter (vi khuẩn giấm, vi khuẩn acetic) 05 1.2 Phân loại vi khuẩn Acetobacter 06 1.2.1 Các tiêu chuẩn phân loại Acetobacter 06 1.2.2 Lược sử phân loại Acetobacter 06 1.3 Đặc điểm số loài vi khuẩn Acetobacter quan trọng 09 1.4 Đặc điểm phân loại Acetobacter xylinum 12 1.4.1 Đặc điểm hình thái - tế bào học 12 1.4.2 Đặc điểm nuôi cấy 12 1.4.3 Đặc điểm sinh lý – sinh hoá 13 1.5 Nhu cầu dinh dưỡng vi khuẩn Acetobacter xylinum 14 1.5.1 Ảnh hưởng nguồn cacbon 14 1.5.2 Nhu cầu nitơ vi sinh vật 15 1.5.3 Hàm lượng ethanol dung dịch lên men 16 1.6 Đặc điểm chế hình thành màng bacterial cellulose 16 1.6.1 Đặc điểm cấu trúc màng bacterial cellulose 16 1.6.2 Một số tính chất màng bacterial cellulose 17 1.6.3 Cơ chế tổng hợp bacterial cellulose 18 1.7 Ứng dụng màng BC điều trị bỏng Việt Nam giới 21 1.7.1 Trên giới 21 1.7.2 Ở Việt Nam 21 CHƯƠNG VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 23 2.1 Đối tượng nghiên cứu 23 2.2 Dụng cụ thiết bị 23 Phí Văn Tá vi K33B – SP Sinh Khóa luận tốt nghiệp Chuyên ngành Vi Sinh 2.3 Hóa chất .23 2.4 Môi trường nghiên cứu 24 2.5 Phương pháp nghiên cứu 27 2.5.1 Các phương pháp vi sinh vật 27 2.5.2 Phương pháp hoá sinh 30 2.5.3 Phương pháp vật lý 33 2.5.4 Phương pháp thống kê xử lý kết 34 2.5.5 Phương pháp xử lý màng BC 35 2.5.6 Phương pháp tạo vết thương thỏ thí nghiệm 36 CHƯƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 37 3.1 Khả thấm hút màng BC từ chủng A xylinum BHN2 37 3.1.1 Khả thấm hút nước màng BC 37 3.1.2 Khả thấm hút kháng sinh Cephalexin 39 3.1.3 Khả thấm hút nghệ 40 3.2 Khả ngăn cản số vi sinh vật 42 3.2.1 Khả ngăn cản vi khuẩn 42 3.2.2 Khả ngăn cản xạ khuẩn 43 3.3 Độ bền học màng BC 44 3.3.1 Theo chiều dọc 45 3.3.2 Theo chiều ngang 47 3.4 Độ thấu khí màng BC 49 3.5 Một số tiêu đánh giá chất lượng màng 50 3.4.1 Màu sắc 50 3.4.2 Mùi vị 50 3.4.3 Độ pH 51 PHẦN KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 52 Kết luận 52 Kiến nghị 53 TÀI LIỆU THAM KHẢO 54 Phí Văn Tá vii K33B – SP Sinh Khóa luận tốt nghiệp Chuyên ngành Vi Sinh TÓM TẮT CÔNG TRÌNH Vi khuẩn A.xylinum thuộc nhóm vi khuẩn Gram âm hiếu khí bắt buộc, hoá dưỡng thuộc chi Acetobacter, họ Acetobacteraceae Vi khuẩn A.xylinum tìm thấy giấm, dịch rượu, nước ép hoa Khi nuôi cấy vi khuẩn môi trường dịch lỏng, chúng hình thành bề mặt lớp màng cellulose sinh học khiết gọi màng sinh học bacterial cellulose (BC), tập hợp tế bào vi khuẩn liên kết với phân tử cellulose Cho đến nay, Acetobacter xylinum đánh giá loài vi khuẩn có khả sinh màng BC hiệu tự nhiên Nét cấu trúc quan trọng chế kết tinh khác hẳn với cellulose (PC) thực vật chỗ chúng kết hợp hemixellulose, lignin hay thành phần phụ khác, mà cấu tạo từ sợi microfibril tạo nên bó sợi song song cấu thành mạng lưới cellulose với độ bền học cao, độ tinh khiết cao, khả thấm hút nước lớn Ngoài ra, màng BC chứa nhiều dưỡng chất, axít hữu đồng thời hàng rào cản oxi sinh vật khác, ngăn cản phân hủy chất tế bào ngăn cản tác động tia UV… Nhờ đặc tính quí mà ứng dụng màng BC đời sống lớn Trong việc áp dụng điều trị bỏng hướng nghiên cứu quan tâm đặc biệt Trước thực trạng đó, đề tài tập trung sâu nghiên cứu đặc tính vật lý màng BC ứng dụng điều trị bỏng thỏ Trong nghiên cứu thu nhận kết ban đầu đặc tính vật lý màng như: khả ngăn cản vi sinh vật tốt; khả thấm hút nước kháng sinh cao; có khả chịu lực kéo tương đối tốt theo chiều dọc chiều ngang Chính vậy, công trình có ý nghĩa thực tiễn ứng dụng cao, góp phần đóng góp vào trình nghiên cứu ứng dụng màng trình điều trị bỏng đạt hiệu cao Tạo điều kiện tiền đề cho bước nghiên cứu ứng dụng màng thực tiễn như: đóng gói bảo quản màng, sản xuất màng theo qui mô công nghiệp Phí Văn Tá K33B – SP Sinh Khóa luận tốt nghiệp Chuyên ngành Vi Sinh MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Vi khuẩn A.xylinum thuộc nhóm vi khuẩn Gram âm hiếu khí bắt buộc, hoá dưỡng thuộc chi Acetobacter, họ Acetobacteraceae Vi khuẩn A.xylinum tìm thấy giấm, dịch rượu, nước ép hoa Khi nuôi cấy vi khuẩn môi trường dịch lỏng, chúng hình thành bề mặt lớp màng cellulose sinh học khiết gọi màng sinh học bacterial cellulose (BC), tập hợp tế bào vi khuẩn liên kết với phân tử cellulose Cho đến nay, Acetobacter xylinum đánh giá loài vi khuẩn có khả sinh màng BC hiệu tự nhiên Loài vi khuẩn Gram âm sống hiếu khí bắt buộc, không sinh bào tử Mỗi tế bào Acetobacter xylinum chuyển hóa tới 108 phân tử glucose vào phân tử cellulose nên khả tổng hợp cellulose lớn [14] Nét cấu trúc quan trọng chế kết tinh khác hẳn với cellulose (PC) thực vật chỗ chúng kết hợp hemixellulose, lignin hay thành phần phụ khác, mà cấu tạo từ sợi microfibril tạo nên bó sợi song song cấu thành mạng lưới cellulose với độ bền học cao, độ tinh khiết cao, khả thấm hút nước lớn, đường kính sợi nhỏ, khả polimer hóa trạng thái kết tinh lớn Ngoài ra, màng BC chứa nhiều dưỡng chất, axít hữu đồng thời hàng rào cản oxi sinh vật khác, ngăn cản phân hủy chất tế bào ngăn cản tác động tia UV… Nhờ đặc tính độc đáo mà màng BC coi nguồn polimer mới, giải pháp đường tìm nguồn nguyên liệu Nó thu hút ý nhiều nhà khoa học từ nửa sau kỷ XIX ứng dụng nhiều lĩnh vực khác Phí Văn Tá K33B – SP Sinh Khóa luận tốt nghiệp Chuyên ngành Vi Sinh như: công nghiệp sản xuất giấy màng BC dùng để sản xuất giấy điện tử chất lượng cao; công nghệ môi trường sử dụng màng BC làm màng phân tách để xử lý nước biến đổi độ nhớt nước (Brown 1989, Jonas Fonah 1998) [24], [33] Ngoài ra, màng BC dùng làm chất mang đặc biệt cho sợi pin tế bào lượng (Brown 1989), làm sợi truyền quang, môi trường chất sinh học sử dụng cố định protein thay cho sắc ký Trong công nghiệp thực phẩm sử dụng vi khuẩn A.xylinum nuôi môi trường nước dừa tạo màng BC để sản xuất thạch dừa Trong lĩnh vực mỹ phẩm dược phẩm, lợi dụng đặc tính quý báu màng BC thông thoáng, kháng khuẩn, tính tương đồng cấu trúc với sợi collagen da nên màng BC coi nguồn nguyên liệu quý giá dùng làm mặt lạ dưỡng da, da nhân tạo, dùng điều trị bỏng tổn thương da Do nhu cầu màng trị bỏng lớn, hầu hết phải nhập ngoại với giá thành cao Trong màng BC tự sản xuất nước từ nguồn nguyên liệu dễ kiếm rẻ tiền có đặc tính tốt phù hợp cho ứng dụng thực tế, đặc biệt trị bỏng Nên chế tạo thành công màng BC từ vi khuẩn A.xylinum có ý nghĩa cao tình hình điều trị bỏng nước ta Nhằm nâng cao chất lượng màng BC ứng dụng trị bỏng đạt hiệu cao định tiến hành nghiên cứu đề tài: “ Nghiên cứu số đặc tính vật lý màng bacteria cellulose từ chủng Acetobacter xylinum BHN2” Mục tiêu đề tài - Nghiên cứu đặc tính vật lý màng BC ứng dụng trị bỏng thỏ - Đề xuất phương pháp xử lý bảo quản màng BC từ vi khuẩn A.xylinum BHN2 thích hợp dùng làm màng trị bỏng Phí Văn Tá K33B – SP Sinh Khóa luận tốt nghiệp Chuyên ngành Vi Sinh Hình 3.10e Bản thạch không che phủ Kết thí nghiệm sau ngày: Các thạch che phủ màng BC qua xử lý NaOH, màng BC thấm dầu mù u, màng BC thấm dịch nghệ không thấy xuất khuẩn lạc Còn thạch che phủ gạc thấy xuất rải rác số khuẩn lạc Bản thạch không che phủ số khuẩn lạc xuất nhiều Như vậy, màng BC có khả ngăn cản vi khuẩn tốt gạc vô trùng dùng điều trị bỏng 3.2.2 Khả ngăn cản xạ khuẩn Ngoài khả ngăn cản vi khuẩn, khả ngăn cản xạ khuẩn điểm cần nghiên cứu đặc tính vật lý màng BC Trong nghiên cứu mình, tiến hành nghiên cứu khả ngăn cản xạ khuẩn màng BC qua mẫu: màng qua xử lý NaOH, màng thấm kháng sinh Cephalexin, màng thấm dầu mù u, màng thấm nghệ Hình 3.11a Bản thạch che phủ màng BC qua xử lý NaOH Phí Văn Tá Hình 3.11b Bản thạch che phủ màng BC thấm dịch nghệ tươi 43 K33B – SP Sinh Khóa luận tốt nghiệp Chuyên ngành Vi Sinh Hình 3.11c Bản thạch che phủ Hình 3.11d Bản thạch che màng BC thấm dầu mù u phủ gạc vô trùng Kết thí nghiệm sau ngày thấy: thạch phủ màng BC không thấy xuất khuẩn lạc Bản thạch che phủ gạc vô trùng thấy xuất rải rác khuẩn lạc, thạch không che phủ số khuẩn lạc xuất nhiều Kết nghiên cứu phù hợp với nghiên cứu tác giả trước như: Nguyễn Văn Thanh (2006), Nguyễn Thị Hồng (2008) Như vậy, khả ngăn cản tốt vi khuẩn màng BC có khả ngăn cản tốt xạ khuẩn 3.3 Độ bền học màng BC Độ bền học màng BC tiêu quan trọng để đánh giá chất luợng màng điều kiện để đưa màng BC vào việc ứng dụng trị bỏng Màng cần đảm bảo độ bền học để chịu đuợc lực tác động sử dụng Độ bền kéo (tensile strenght): Lực kéo lớn mà mẫu thử chịu trước đứt điều kiện xác định phương pháp thử tiêu chuẩn Phí Văn Tá 44 K33B – SP Sinh Khóa luận tốt nghiệp Chuyên ngành Vi Sinh Độ bền kéo hiểu lực tác động tăng dần đến vật liệu dạng sợi hay trụ bị đứt Ở giá trị lực kéo giới hạn cho đứt vật liệu ghi lại ký hiệu σk Độ bền kéo ứng dụng nhiều cho vật liệu lĩnh vực thiết kế chế tạo máy, xây dựng, khoa học vật liệu Trong nghiên cứu mình, tiến hành chọn mẫu màng có độ dày tương đương nhau, kích thước 15cm x 10cm với mẫu: qua xử lý NaOH, qua sấy Sau tiến hành kéo màng theo chiều dọc, chiều ngang lực kế lò xo để kiểm tra độ chịu kéo màng Thí nghiệm lặp lại lần 3.3.1 Theo chiều dọc Màng qua xử lý NaOH 0,5%; màng qua sấy đem kéo lực kế lò xo để đo độ bền kéo màng Kết thể rõ bảng 3.11 3.12  Màng qua xử lý NaOH 0,5% Bảng 3.11 Độ bền kéo màng qua xử lý NaOH 0,5% theo chiều dọc Mẫu màng M1 M2 M3 M4 Độ chịu lực (N/150cm2) 16,3 16,7 16,6 16,4 Như vậy, màng qua xử lý NaOH có độ bền kéo khoảng: 16,5N/150cm2 Dưới số hình ảnh thể khả chịu lực kéo màng BC qua xử lý NaOH Phí Văn Tá 45 K33B – SP Sinh Khóa luận tốt nghiệp Chuyên ngành Vi Sinh Hình 3.12a Màng BC kéo theo chiều dọc để kiểm tra độ bền kéo  Màng BC qua sấy 50oC 24h Bảng 3.12 Độ bền kéo màng BC qua sấy theo chiều dọc Mẫu màng M1 M2 M3 M4 Độ chịu lực (N/150cm2) 18,2 19,6 18,5 19,2 Kết cho thấy màng BC sau sấy có độ bền kéo cao màng qua xử lý NaOH: 18,9N/150cm2 Nghiên cứu cho thấy, màng BC có khả chịu lực kéo theo chiều dọc tương đối tốt Hình 3.12b Màng BC chuẩn bị kéo theo chiều dọc Phí Văn Tá 46 K33B – SP Sinh Khóa luận tốt nghiệp Chuyên ngành Vi Sinh Hình 3.12c Màng BC kéo theo chiều dọc để tính độ bền kéo 3.3.2 Theo chiều ngang Màng BC qua xử lý NaOH 5%, màng qua sấy đem kiểm tra độ chịu lực theo chiều dọc cách sử dụng lực kéo lò xo đo lực theo chiều dọc Kết thí nghiệm trình bày bảng 3.13 3.14  Màng qua xử lý NaOH 0,5% Bảng 3.13 Độ bền kéo màng BC xử lý NaOH 0,5% theo chiều ngang Mẫu màng M1 M2 M3 M4 Độ chịu lực (N/150cm2) 18,7 18,9 18,6 19,1 Kết cho thấy độ bền kéo màng BC qua xử lý NaOH 0,5% theo chiều ngang khoảng: 18,8N/150cm2 cao so với chiều dọc Hình 3.13a Màng BC chuẩn bị kéo theo chiều ngang Phí Văn Tá 47 K33B – SP Sinh Khóa luận tốt nghiệp Chuyên ngành Vi Sinh Hình 3.13b Màng BC kéo theo chiều ngang để tính độ bền kéo  Màng BC qua sấy 50oC Bảng 3.14 Độ bền kéo màng qua sấy theo chiều ngang Mẫu màng Độ chịu lực (N/150cm2) M1 M2 M3 M4 20,7 20,9 21,4 21,2 Kết thí nghiệm cho thấy màng BC qua sấy có độ bền kéo theo chiều ngang khoảng 21N/150cm2 Hình 3.13c Màng BC chuẩn bị kéo theo chiều ngang Phí Văn Tá 48 K33B – SP Sinh Khóa luận tốt nghiệp Chuyên ngành Vi Sinh Hình 3.13d Màng BC kéo theo chiều ngang tính độ bền kéo màng Kết thử nghiệm cho thấy màng BC có khả chịu lực kéo Ở độ bền kéo màng không bị đứt Nghiên cứu phù hợp với nghiên cứu tác giả Nguyễn Văn Thanh (2006) [25] Qua kết nghiên cứu, cho rằng, màng BC sinh từ chủng vi khuẩn Acetobacter xylinum BHN2 đáp ứng yêu cầu độ chịu lực màng trị bỏng 3.4 Độ thấu khí màng BC Độ thấu khí (air permeability): Đặc tính màng biểu thị khả cho phép không khí qua cấu trúc xơ sợi nó, xác định phương pháp thử tiêu chuẩn Bảng 3.15 Kết đo độ thấu khí màng Tên phép thử Đơn vị Phương pháp thử Kết Độ thấu khí ml/phút TCVN 6891:2006 120 Khi hàng rào da bị tổn thương, cần phải có hàng rào bảo vệ để ngăn chăn xâm nhập vi khuẩn, tránh làm khô bề mặt vết thương đồng thời phải có thông thoáng đảm bảo cung cấp dưỡng khí để kích thích cho trình tái tạo biểu mô [14] Kết cho thấy màng BC sinh từ chủng Acetobacter xylinum BHN2 có khả thông thoáng tạo điều kiện mau lành vết thương Phí Văn Tá 49 K33B – SP Sinh Khóa luận tốt nghiệp Chuyên ngành Vi Sinh 3.4 Một số tiêu đánh giá chất lượng màng 3.4.1 Màu sắc Trong trình điều trị bỏng cần quan sát theo dõi trình tiến triển vết bỏng, màng BC tạo cần có độ định để phù hợp thực tiễn Màng BC tổng hợp từ môi trường lên men có màu đục khó quan sát, sau màng xử lý độ tăng lên rõ, màu sắc tương đối đồng đạt điều kiện ứng dụng trị bỏng Kết thể hình sau: Hình 3.14 Màng BC chưa xử lý Hình 3.15 Màng BC xử lý 3.4.2 Mùi vị Trước xử lý, màng BC tổng hợp thường có mùi chua giấm Sau xử lý, tẩy rửa trung hòa acid acetic màng mùi, đặc biệt sau sấy làm nước màng 3.4.3 Độ pH Phí Văn Tá 50 K33B – SP Sinh Khóa luận tốt nghiệp Chuyên ngành Vi Sinh Màng tổng hợp thường có độ pH thấp chứa lượng lớn dịch nuôi cấy có acid acetic Màng sau xử lý, trung hòa màng có độ pH trung tính không gây kích ứng cho da trình sử dụng Hình 3.16 Màng chưa xử lý pH từ 3-4 Hình 3.17 Màng xử lý pH từ 6-7 Như vậy, trước đưa vào ứng dụng điều trị vết bỏng, màng BC cần trung hòa tính axit để tránh tượng gây kích ứng da, vết thương PHẦN KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Phí Văn Tá 51 K33B – SP Sinh Khóa luận tốt nghiệp Chuyên ngành Vi Sinh Kết luận 1.1 Khả thấm hút màng BC từ chủng A xylium BHN2  Khả thấm hút nước: 9.89g/100cm2/24h với mô hình 6,71g/100cm2/24h với mô hình  Khả hút kháng sinh: 6,9g/100cm2/24h  Khả hút dịch nghệ: 4.76g/100cm2/24h Màng BC hút lượng nước lớn hút ẩm tốt môi trường thạch bán lỏng giống vết thương bỏng Thấm hút tốt số hóa chất thông dụng dùng điều trị bỏng đáp ứng tiêu chí vật liệu trị bỏng đề 1.2 Khả ngăn cản số vi sinh vật Màng BC có khả ngăn cản tốt số vi sinh vật vi khuẩn, xạ khuẩn cho dù không tẩm thêm số loại hóa chất Do đó, có tác dụng ngăn cản xâm nhập vi sinh vật gây viêm nhiễm vết thương tạo điều kiện cho trình điều trị diễn thuận lợi 1.3 Độ bền học màng BC  Theo chiều dọc Màng BC qua xử lý NaOH 0,5%: 16,5N/150cm2 Màng BC qua sấy : 18,9N/150cm2  Theo chiều ngang Màng BC qua xử lý NaOH 0,5%: 18,8 N/150cm2 Màng BC qua sấy: 21N/150cm2 Phí Văn Tá 52 K33B – SP Sinh Khóa luận tốt nghiệp Chuyên ngành Vi Sinh Màng BC có độ bền học lớn, chịu tác động trình sử dụng màng thực tiễn Đặc biệt màng sau sấy hết lượng nước màng độ chịu lực màng tăng lên đáng kể 1.3 Độ thấu khí màng BC Độ thấu khí màng BC là: 120ml/phút Màng đảm bảo độ thoáng khí tạo điều kiện cho việc khô tái tạo vết thương 1.4 Một số tiêu đánh giá chất lượng màng Màu sắc: màng sau xử lý tương đối đồng Mùi vị: màng mùi Độ pH màng: khoảng từ 6-7 Kiến nghị Trên kết nghiên cứu bước đầu nghiên cứu đặc tính vật lý màng BC từ chủng A xylinum BHN2 Để sản phẩm ứng dụng vào thực tiễn cần phải giải tiếp vấn đề sau: 2.1 Tiếp tục nghiên cứu, khảo sát ảnh hưởng yếu tố môi trường dinh dưỡng nhằm nâng cao khả hình thành cellulose chủng A xylinum BHN2 2.2 Xây dựng quy trình sản xuất màng BC quy mô công nghiệp nhằm đáp ứng nhu cầu thực tiễn giảm giá thành sản phẩm 2.3 Hệ gen quy định tổng hợp cellulose gen quý, có điều kiện nên tiến hành nghiên cứu cấu trúc sinh học phân tử hệ gen thực việc chuyển gen tổng hợp cellulose từ vi khuẩn Acetobacter xylinum sang loài sinh vật khác nhằm nâng cao hiệu sản xuất cellulose 2.4 Nghiên cứu định hướng việc sản xuất màng BC từ chủng A.xylinum BHN2 theo ứng dụng khác thực tiễn, đặc biệt sản xuất vật liệu cao phân tử Phí Văn Tá 53 K33B – SP Sinh Khóa luận tốt nghiệp Chuyên ngành Vi Sinh TÀI LIỆU THAM KHẢO TÀI LIỆU TIẾNG VIỆT Phạm Thị Trân Châu, Trần Thị Áng (1992), Hoá sinh học, Nxb Giáo dục, tr 80-81 Võ Huy Dâng (2002), Công nghệ vật liệu y sinh học, tr 350358 Nguyễn Lân Dũng (1976), Một số phương pháp nghiên cứu vi sinh vật học, tập 1-2-3, Nxb khoa học kỹ thuật Hà nội Nguyễn Lân Dũng, Phạm Văn Ty, Dương Đức Tiến (1980), Vi sinh vật học, tập 1-2, Nxb Khoa học Kỹ Thuật Hà Nội Nguyễn Thành Đạt (1980), Cơ sở vi sinh học, Nxb Giáo dục Nguyễn Thành Đạt, Nguyễn Duy Thảo, Vương Trọng Hào (1990), Thực hành vi sinh vật, Nxb giáo dục, tr 17- 34, 63-74, 89-92 Phạm Thị Ngọc Đoài, Nguyễn Thị Diễm Chi (2003), “Nghiên cứu tạo màng sinh học trị từ Acetobacter xylinum”, Tạp chí hội dược học Trương Thị Ngọc Hoa, Trương Nguyễn Quỳnh Hương (2005), “Đa dạng hoá môi trường sản xuất Natadecoco từ vi khuẩn Acetobacter xylinum”, Tạp chí khoa học kỹ thuật Nông Lâm nghiệp (Số 2) Đặng Thị Hồng (2007), Phân lập, tuyển chọn nghiên cứu số đặc tính sinh học vi khuẩn Acetobacter xylinum chế tạo màng sinh học, Luận văn thạc sĩ sinh học ĐHSP Hà Nội 10 Nguyễn Thuý Hương (2006), Chọn lọc dùng Acetobacter xylinum thích hợp cho loại môi trường dùng sản xuất cellulose vi khuẩn với quy mô lớn, Luận án Tiến sỹ khoa học sinh học, Trường Đại học Quốc gia thành phố Hồ Chí Minh Phí Văn Tá 54 K33B – SP Sinh Khóa luận tốt nghiệp Chuyên ngành Vi Sinh 11 Huỳnh Thị Ngọc Lan, Nguyễn Văn Thanh (2006), “Nghiên cứu đặc tính màng cellulose vi khuẩn từ Acetobacter xylinum sử dụng làm màng trị bỏng”, Tạp chí dược học, (số 361) 12 Chu Văn Mẫn (2003), Ứng dụng tin học sinh học, Nxb ĐHQG Hà Nội 13 Đinh Thị Kim Nhung (1996), Nghiên cứu số đặc điểm sinh học vi khuẩn Acetobacter ứng dụng chúng lên men acid acetic theo phương pháp chìm, Luận án PTS Sinh học, Trường ĐHSP Hà Nội 14 Đinh Thị Kim Nhung, Trần Như Quỳnh, Nguyễn Thị Thuỳ Vân (2009), Nghiên cứu vi khuẩn Acetobacter xylinum tạo màng bacterial celulose ứng dụng điều trị bỏng, Báo cáo khoa học 15 Nguyễn Thị Nguyệt (2008), Nghiên cứu vi khuẩn Acetobacter xylinum cho màng Bacterial cellulose làm mặt nạ dưỡng da, Luận văn Thạc sỹ sinh học ĐHSP Hà Nội 16 Đặng Hùng Thắng (1999), Thống kê ứng dụng, Nxb Giáo dục, tr 214- 267 17 Lê Thế Trung (1997), Bỏng - kiến thức chuyên ngành, Nxb y học Hà Nội, tr 21 -109, 206 -209, 297 - 310, 453 - 482 18 Nguyễn Thị Thùy Vân (2009), Nghiên cứu đặc tính sinh học khả tạo màng Bacterial cellulose vi khuẩn Acetobacter xylinum phân lập từ số nguồn nguyên liệu Việt Nam, Luận văn Thạc sỹ khoa học sinh học, trường ĐHSP Hà Nội 19 Nguyen Van Thanh et al (2005), Study on preparation bacterial cellulose from Acetobacter xylinum for treating burns and wounds, Proceedings of the 4-th Indochina Conf on Pharmaceutical Sciences, Nov 10-13, Univ of Medicine and Pharmacy of HCM City, Vietnam Phí Văn Tá 55 K33B – SP Sinh Khóa luận tốt nghiệp Chuyên ngành Vi Sinh TÀI LIỆU NƯỚC NGOÀI 20 Alaban C.A (1967), Studies on the optimum conditions for ‘nata de coco’ bacterium or ‘nata’ formation in coconut water, The Philippnie Agriculturist 45, pp 490-515 21 Bae S., Sugano Y., Shoda M (2004), Improvement of bacterial cellulose 22 Bergey H, John G Holt (1992), Bergey’s manual of dererminativa bacteriology, Wolters kluwer health, pp.71- 84 23 Bielecki S., Krystynowics A., Turkiewicz M., Kalinowska H., (2001) Bacterial cellulose, (Technical University of Lódz, Stefanowskiego, Poland), pp 37-46 24 Brown R.M (1999), Cellulose structure and biosynthesis, Pure Appl Chem 71 (5), pp 765-775 25 Budhiono A., Rosidi B., Taher H., Iguchi M (1999), Kinetic aspects of bacterial cellulose formation in nata-de-coco culture system, Carbohydrate Polymers 40, pp 137-143 26 Bworn (2007), E Bacterial cellulose/ Thermoplastic polymer nanocomposites, Master of science in chemical engineering, Washington state university 27 Candace.H, Haigler, Paul.J, Weimer.R (1991), Biosynthesis and biodegradation of cellulose, CPC Press, pp 99-125, 165-177, 219- 259 28 Elvie Escoro Brown (2007) Bacterial cellulose thermoplastic polymer nanocompositer, Master of science in chemical engneering, Washington state university, Department of chemical engineer, pp.1-6 29 Frateur J, (1950), Essai sur la systématique des Acétobacter, La cellule, (Vol 53), pp 278-398 Phí Văn Tá 56 K33B – SP Sinh Khóa luận tốt nghiệp Chuyên ngành Vi Sinh 30 Hong Joo Son, Hee Goo Kim, Keun Ki Kim, Han Soo Kim, Young Gyun Kim, Sang Joon Lee (2002), Increased production of bacterial cellulose by Acetobacter sp, V6 in synthetic media under shaking culture conditions Bioresourse technology, (Vol 86), pp 215-219 31 Hong Joo Son, Moon Su Heo, Young Gyun Kim, Sang Joon Lee (2001), Optimization of fermentation conditions for the production of bacterial cellulose by a newly isolated Acetobacter sp A9 in shaking cultures, Biotechnol Appl Biochem, Vol 33, pp 1-5 32 Jonas, R & Frarad, L.F (1998), Production and application of microbial cellulose Polymer Degradation and Stability, pp59, 101 – 106 33 Wan, WK & Millon E (2005) Poly (vinyl alcohol) - bacterial cellulose nanocomposite V S Pat Appl Publ US 2005037082 Al, 16 Phí Văn Tá 57 K33B – SP Sinh [...]... ghép, phẫu thuật, tạo ra một số màng trị bỏng như màng ối, trung bì da lợn, da ếch, màng chitosan, sử dụng các chất có nguồn gốc từ tự nhiên có tác dụng điều trị bỏng … Từ năm 2000 nhóm nghiên cứu của tác giả Nguyễn Văn Thanh và cs đã có một số công trình nghiên cứu về màng BC từ Acetobacter xylinum và bước đầu nghiên cứu về các đặc tính màng BC thu được là cơ sở để chế tạo màng sinh học dùng trong... BC và đặc tính vật lý màng BC của chủng vi khuẩn A .xylinum BHN2 được phân lập từ các nguồn khác nhau nhờ các quá trình len men giấm từ bia, lên men giấm theo phương pháp cổ truyền, từ thủy hoài sâm (nước giải khát bổ dưỡng theo cách làm của người Trung Quốc), chủng giống cung cấp bởi phòng thí nghiệm: Vi sinh - khoa Sinh-KTNN - Trường ĐHSP Hà Nội 2 Đối tượng nghiên cứu: Chủng vi khuẩn A .xylinum BHN2. .. Vanghn tiến hành nghiên cứu khả năng di động của một số loài Acetobacter (Acetobacter aceti, Acetobacter melanoginum, Acetobacter zances, Acetobacter pasteurianum, Acetobacter oxydans) nhờ đơn mao ở cực và đã xác nhận vị trí của vi khuẩn acetic trong họ Pseumodonadaceae - Năm 1949, Krassilnicov nghiên cứu trên xạ khuẩn và vi khuẩn cùng một số tác giả người Mỹ trong các bài báo cáo của mình đều thống... 3 Nội dung nghiên cứu 3.1 Khả năng thấm hút của màng BC từ chủng A xylinum BHN2 3.1.1 Khả năng thấm hút nước 3.1.2 Khả năng thấm hút kháng sinh 3.1.3 Khả năng thấm hút nghệ 3.2 Khả năng ngăn cản một số vi sinh vật 3.2.1 Khả năng ngăn cản vi khuẩn 3.2.2 Khả năng ngăn cản xạ khuẩn 3.3 Độ bền cơ học của màng BC 3.3.1 Theo chiều ngang 3.3.2 Theo chiều dọc 3.4 Độ thấu khí của màng BC 3.5 Một số chỉ tiêu... tiêu đánh giá chất lượng màng 3.5.1 Màu sắc 3.5.2 Mùi vị 3.5.3 Độ pH 4 Ý nghĩa của đề tài - Đề xuất phương pháp xử lý ban đầu màng BC - Nghiên cứu đặc tính vật lý của màng BC, tạo cơ sở tiền đề cho các nghiên cứu tiếp theo ứng dụng trị bỏng trên thỏ Phí Văn Tá 4 K33B – SP Sinh Khóa luận tốt nghiệp Chuyên ngành Vi Sinh CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Lược sử nghiên cứu về vi khuẩn Acetobacter (vi khuẩn... chế hình thành màng bacterial cellulose 1.6.1 Đặc điểm cấu trúc của màng bacterial cellulose Cellulose được cấu tạo bởi chuỗi polyme β - 1,4 glucopyranose mạch thẳng Nó có thành phần hoá học đồng nhất với cellulose thực vật, nhưng cấu trúc và đặc tính của nó lại khác xa nhau Sợi cellulose của màng BC Phí Văn Tá Sợi cellulose của thực vật 16 K33B – SP Sinh Khóa luận tốt nghiệp Chuyên ngành Vi Sinh Chuỗi... lớn Những dải lớn từ tế bào này khi đẩy ra ngoài sẽ liên kết với với những dải lớn của tế bào khác bằng liên kết hiđro hoặc Van Der Waals tạo thành dạng sệt (gel) hay một lớp màng mỏng Kích thước bên của màng tăng lên khi quần thể vi khuẩn sinh trưởng Những điểm tạo màng BC mới có thể xuất hiện, chính vì thế mà màng BC được mở rộng [11], [20] 1.6.2 Một số tính chất của màng bacterial cellulose Chung... trong công trình nghiên cứu đã tách từ màng giấm 2 loại vi khuẩn thuần khiết, ông gọi nó là: Mycoderma aceti và Mycoderma pasteurianum Từ 1862 đến 1868, nhờ sự trợ giúp đắc lực của kính hiển vi, Pasteur đã chứng minh nhận xét của Kiitzing và Hansen hoàn toàn đúng đắn Ông nghiên cứu lớp màng xuất hiện trên bia, rượu vang và khẳng định: màng đó được tạo từ vi khuẩn Mycoderma aceti Các nghiên cứu tiếp theo... acetic thành CO2 và H2O Có đầy đủ các đặc điểm trên Acetobacter ascendans Không có khả năng tạo Acetobacter ransens các hợp chất xeto từ rượu Acetobacter lovaniens bậc cao Không có hoạt tính 4 Peroxydans Acetobacter peroxydans catalase, không oxy hóa Acetobacter paradoxum glucose thành acid gluconic 1.3 Đặc điểm của một số loài vi khuẩn Acetobacter quan trọng 1.3.1 Acetobacter aceti (Frateur 1864; Beijerinck... màng, khi ứng dụng trong làm vải không cần qua khâu dệt, làm giấy không cần qua khâu bột giấy - Có thể theo dõi, kiểm soát lý tính của cellulose do cấu trúc của cellulose vi khuẩn có khả năng biến đổi trong quá trình nuôi cấy - Kiểm soát được kích thước, cấu trúc và chất lượng của cellulose (kiểm soát được cellulose kết tinh dị hình) trong quá trình nuôi cấy tạo cellulose - Cellulose vi khuẩn là cellulose ... lượng màng BC ứng dụng trị bỏng đạt hiệu cao định tiến hành nghiên cứu đề tài: “ Nghiên cứu số đặc tính vật lý màng bacteria cellulose từ chủng Acetobacter xylinum BHN2 Mục tiêu đề tài - Nghiên cứu. .. 1.6 Đặc điểm chế hình thành màng bacterial cellulose 16 1.6.1 Đặc điểm cấu trúc màng bacterial cellulose 16 1.6.2 Một số tính chất màng bacterial cellulose 17 1.6.3 Cơ chế tổng hợp bacterial. .. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Đối tượng nghiên cứu Trong đề tài này, tiến hành phân lập, nghiên cứu khả hình thành màng BC đặc tính vật lý màng BC chủng vi khuẩn A .xylinum BHN2 phân lập từ nguồn khác