Phân lập và tuyển chọn các chủng nấm mốc có khả năng sinh cellulase, ứng dụng trong xử lý rác thải nông nghiệp

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM o0o LA THỊ BÍCH NGỌC Tên đề tài: PHÂN LẬP VÀ TUYỂN CHỌN CÁC CHỦNG NẤM MỐC CÓ KHẢ NĂNG SINH CELLULASE, ỨNG DỤNG TRONG XỬ LÝ RÁC THẢI NÔNG NGHIỆP KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo Chuyên ngành Khoa Khóa học : Chính quy : Công nghệ sinh học : CNSH & CNTP : 2011 - 2015 Thái Nguyên, năm 2015 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM o0o LA THỊ BÍCH NGỌC Tên đề tài: PHÂN LẬP VÀ TUYỂN CHỌN CÁC CHỦNG NẤM MỐC CÓ KHẢ NĂNG SINH CELLULASE, ỨNG DỤNG TRONG XỬ LÝ RÁC THẢI NÔNG NGHIỆP KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo : Chính quy Chuyên ngành : Công nghệ sinh học Lớp : K43 - CNSH Khoa : CNSH & CNTP Khóa học : 2011 - 2015 Giảng viên hƣớng dẫn 1: TS Trần Văn Chí Giảng viên hƣớng dẫn 2: Th.S Lƣơng Thị Thu Hƣờng Thái Nguyên, năm 2015 i LỜI CẢM ƠN Trong trình học tập nghiên cứu để hoàn thành khóa luận tốt nghiệp em nhận hướng dẫn, giúp đỡ động viên thầy cô, bạn bè gia đình Nhân dịp hoàn thành khóa luận tốt nghiệp: Trước hết, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS Trần Văn Chí giảng viên khoa Công nghệ sinh học - Công nghệ thực phẩm, trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên quan tâm giúp đỡ hướng dẫn em tận tình, chu đáo suốt trình làm khóa luận tốt nghiệp Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Th.S Lương Thị Thu Hường tạo điều kiện giúp đỡ hướng dẫn để em hoàn thành tốt luận văn tốt nghiệp Em xin gửi lời tri ân tới thầy cô giáo khoa Công nghệ sinh học - Công nghệ thực phẩm, trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên dìu dắt truyền đạt cho em không kiến thức mà cao hết đạo đức làm người suốt bốn năm học qua Cuối em xin cảm ơn gia đình, người thân bạn bè động viên, giúp đỡ em suốt trình học tập, nghiên cứu hoàn thành khóa luận Thái Nguyên, tháng năm 2015 Sinh viên La Thị Bích Ngọc ii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1: Muối vô chức sinh lý chúng phát triển vi sinh vật 11 Bảng 2.2: Một số VSV sản xuất cellulase 15 Bảng 3.1: Các hóa chất sử dụng đề tài nghiên cứu 32 Bảng 3.2 Các thiết bị sử dụng thí nghiệm 32 Bảng 3.3 Môi trường thử hoạt tính Cellulose 33 Bảng 3.4 Môi trường CMC 33 Bảng 3.5 Thuốc thử lugol 34 Bảng 4.1: Thử xơ hoạt tính cellulase chủng nấm mốc 44 Bảng 4.2: Số liệu đo mật đo mật độ tế bào vi sinh vật 49 Bảng 4.3 Hoạt tính enzyme cellulase phương pháp đục lỗ thạch 50 Bảng 4.4 Kết định danh sơ chủng nấm mốc phân lập 51 Bảng 4.5 Tối ưu điều kiện môi trường có bổ sung đường glucose Thay hàm lượng CMC (carboxymethylcellulose) có môi trường lượng glucose tương ứng 53 Bảng 4.6 Tối ưu điều kiện môi trường có bổ sung đường saccarose Thay hàm lượng CMC (carboxymethylcellulose) có môi trường lượng saccarose tương ứng 54 Bảng 4.7 Giá trị OD ứng với công thức môi trường, nuôi cấy với thời gian từ - 30h 55 iii DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 4.1: Hình ảnh cấy chuyển khuẩn lạc để giữ giống nấm mốc 47 Hình 4.2: Hình ảnh thử nghiệm sơ hoạt tính cellulose với rơm rạ 47 Hình 4.3: Hình ảnh thử nghiệm sơ hoạt tính cellulose với cỏ tươi 48 Hình 4.4: Hình ảnh cấy trang vi sinh vật môi trường đĩa thạch 48 Hình 4.5: Xác định hoạt tính enzyme phương pháp đục lỗ thạch 50 Hình 4.6: hình dạng sợi nấm chủng M17C 52 iv DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Chú thích CMC : Carboxymethyl cellulose VSV : Vi sinh vật KL : Khuẩn lạc OD : Optical density v MỤC LỤC Trang LỜI CẢM ƠN i DANH MỤC CÁC BẢNG ii DANH MỤC CÁC HÌNH iii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT iv MỤC LỤC v Phần 1: MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục tiêu đề tài 1.3 Yêu cầu đề tài 1.4 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài 1.4.1 Ý nghĩa khoa học 1.4.2 Ý nghĩa thực tiễn Phần 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Tổng quan nấm mốc 2.1.1 Đặc điểm nấm mốc 2.1.2 VSV sinh tổng hợp cellulase 15 2.1.3 Ứng dụng công nghệ enzyme ngày 16 2.1.4 Đặc điểm enzyme cellulase 16 2.2 Enzyme Amylase 21 2.2.1 Đặc điểm enzyme Amylase 21 2.2.2 Nguồn thu enzyme Amylase 21 2.2.3 Ứng dụng Enzyme Amylase 23 2.3 Rác thải nông nghiệp 26 2.3.1 Đặc điểm rác thải nông nghiệp 26 2.3.2 Ứng dụng công nghệ vi sinh vật xử lý rác thải 27 vi 2.4 Tình hình nghiên cứu nước 30 2.4.1 Tình hình nghiên cứu giới 30 2.4.2 Tình hình nghiên cứu nước 30 Phần 3: ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 32 3.1 Đối tượng nghiên cứu 32 3.2 Địa điểm thời gian tiến hành nghiên cứu 32 3.3 Hóa chất thiết bị sử dụng 32 3.3.1 Hóa chất 32 3.3.2 Dụng cụ thiết bị sử dụng 32 3.3.3 Môi trường nuôi cấy 33 3.4 Nội dung nghiên cứu 34 3.5 Phương pháp nghiên cứu 34 3.5.1 Phương pháp phân lập tuyển chọn nấm mốc tổng số 34 3.5.2 Phương pháp xác định khả phân giải cellulose phương pháp đục lỗ thạch môi trường thử nghiệm (Gilbert H.J & Hazelwood G.P, 2009)[29] 41 3.5.3 Định danh sơ chủng vi sinh vật 42 3.5.4 Tối ưu hóa điều kiện nuôi cấy: lựa chọn môi trường thích hợp để có điều kiện lên men thu sinh khối thu chế phẩm enzyme 42 Phần 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 44 4.1 Phân lập tuyển chọn chủng nấm mốc có khả phân giải cellulose…………………………………………………………………… 44 4.1.1 Phân lập nấm mốc 44 4.1.2 Tuyển chọn nấm mốc 49 4.2 Đánh giá hoạt tính enzyme phương pháp đục lỗ thạch 50 4.3 Định danh sơ chủng nấm mốc 51 vii 4.4 Tối ưu hóa điều kiện môi trường nuôi cấy cách bổ sung thêm hàm lượng dinh dưỡng vào môi trường nuôi cấy ban đầu 52 Phần 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 56 5.1 Kết luận 56 5.2 Kiến nghị 56 TÀI LIỆU THAM KHẢO 57 Phần MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề Nước ta nước nông nghiệp phát triển, song song với điều ta nhìn có lượng lớn phế phụ phẩm lĩnh vực nông nghiệp thải Từ xa xưa, người dân biết tận dụng nguồn phế phụ phẩm để chế biến thức ăn chăn nuôi, tận dụng vào mục đích riêng mình, phục vụ đời sống sinh hoạt hàng ngày Nhưng xã hội phát triển, nhu cầu người ngày tăng cao, dẫn tới lượng phế phụ phẩm ngày nhiều hơn, người dân tận dụng phần vào sống, mục đích giải hết lượng phế phụ phẩm lại Chính vậy, với phát triển công nghệ sinh học, người tìm hiểu nghiên cứu loại enzyme chất xúc tác sinh học có ý nghĩa cao cho trình sinh trưởng phát triển vi sinh vật, đóng vai trò quan trọng công nghệ chế biến thực phẩm, y học, kỹ thuật phân tích, công nghệ gen bảo vệ môi trường Từ đầu kỷ XX, hàng loạt enzyme tìm ứng dụng rộng rãi như: amylase, protease, pectinase, cellulase… Trong enzyme cellulase ứng dụng nhiều công nghiệp sản xuất cồn, công nghiệp chế biến vải, xử lý môi trường…(Nguyễn Hữu Chấn, 2005) [22] Ngày ta thu nhận enzyme từ nguồn khác từ thực vật, động vật VSV Do ưu điểm mặt sinh lý kỹ thuật sản xuất mà nguồn VSV ngày ứng dụng rộng rãi Một ưu điểm bật tốc độ sinh trưởng, sinh sản phát triển VSV diễn nhanh, nhanh nhiều so với thực vật động vật Mặt khác, 45 M5 - màu đen - M6 - - 19 M17A +++ M7 + 20 M17B +++ M8 ++ 21 M17C +++ M9 +++ KL tròn xốp trắng KL tròn, nhung mịn, màu xanh đậm KL mọc theo đám, xốp đen 22 M18 +++ 10 M10 - - 23 M19 + 11 M11 - - 24 M20A +++ 12 M12A +++ 25 M20B +++ 13 M12B +++ KL tròn, nhung mịn, mọc theo đám màu xanh đen KL tròn, mịn, màu xanh xám 26 M20C +++ Ghi chú: -: hoạt tính +: hoạt tính yếu ++: hoạt tính trung bình +++: hoạt tính mạnh 18 M16 +++ KL đốm đen, tròn, xốp KL tròn, trắng, xốp KL tròn, trắng, xốp KL tròn, nhung mịn, màu xanh xám KL màu xanh đen, mọc theo đám, xốp KL trắng, xốp KL tròn,nhung mịn, màu xanh đen KL đốm đen, xốp, mọc theo đám KL đốm trắng, xanh, mọc theo đám xốp 46 Theo kết xác định chủng hoạt tính, chủng có hoạt tính yếu, chủng hoạt tính trung bình, 13 chủng có hoạt tính cellulase mạnh Các chủng M9, M12A, M12B, M12C, M13, M16, M17A, M17B, M17C, M18, M20A, M20B, M20C chủng nấm mốc có hoạt tính cellulase mạnh lựa chọn để tiến hành thí nghiệm 47 Hình 4.1: Hình ảnh cấy chuyển khuẩn lạc để giữ giống nấm mốc Hình 4.2: Hình ảnh thử nghiệm sơ hoạt tính cellulose với rơm rạ 48 Hình 4.3: Hình ảnh thử nghiệm sơ hoạt tính cellulose với cỏ tƣơi Hình 4.4: Hình ảnh cấy trang vi sinh vật môi trƣờng đĩa thạch 49 4.1.2 Tuyển chọn nấm mốc Xác định mật độ tế bào phương pháp đo OD Để đánh giá phát triển nấm mốc môi trường nuôi cấy, ta tiến hành đo OD khoảng thời gian nuôi cấy thích hợp Bảng 4.2: Số liệu đo mật đo mật độ tế bào vi sinh vật Tên chủng M12 M12 M12 M17 M17 (A) (C) (B) (C) (B) 0,095 0,111 0,101 0,099 0,178 0,167 0,134 0,128 0,124 0,107 6h 0,175 0,139 0,155 0,131 9h 0,185 0,192 0,163 12h 0,139 0,212 0,196 0,138 0,184 0,209 0,212 0,197 24h 0,237 27h M18 M9 M17A M16 M13 0h 0,129 0,145 0,141 0,099 3h 0,114 0,155 0,157 0,145 0,121 0,178 0,147 0,156 0,132 0,193 0,162 0,196 15h 0,199 0,172 18h 0,201 21h M20 M20 M14 0,131 0,113 0,114 0,147 0,215 0,175 0,122 0,133 0,162 0,126 0,210 0,177 0,139 0,132 0,172 0,149 0,135 0,210 0,185 0,138 0,129 0,184 0,166 0,167 0,147 0,263 0,238 0,151 0,166 0,197 0,224 0,147 0,162 0,163 0,217 0,197 0,153 0,171 0,196 0,142 0,232 0,150 0,153 0,152 0,220 0,202 0,161 0,178 0,196 0,213 0,149 0,249 0,153 0,104 0,188 0,207 0,217 0,168 0,183 0,209 0,221 0,215 0,169 0,248 0,156 0,110 0,192 0,227 0,261 0,173 0,196 0,213 0,290 0,252 0,254 0,194 0,251 0,219 0,201 0,228 0,332 0,278 0,181 0,201 0,215 30h 0,304 0,278 0,271 0,206 0,255 0,212 0,206 0,239 0,319 0,282 0,187 0,187 0,254 33h 0,314 0,271 0,277 0,212 0,223 0,177 0,217 0,234 0,339 0,266 0,210 0,216 0,239 36h 0,301 0,249 0,260 0,226 0,211 0,196 0,223 0,211 0,320 0,253 0,238 0,222 0,234 39h 0,298 0,242 0,254 0,219 0,208 0,192 0,234 0,221 0,317 0,245 0,220 0,216 0,211 42h 0,292 0,238 0,242 0,211 0,202 0,189 0,238 0,235 0,308 0,239 0,219 0,231 0,221 (C) Thời gian - Dựa vào bảng kết cho ta thấy, mật độ tế bào đạt cao hầu hết chủng vi sinh vật phát triển đến giá trị cân động từ 30 - 36h - Thời gian thấp cao 30 - 36h mật độ tế bào giảm Trong có chủng M12A, M17C, M18 chủng có mật độ tế bảo tăng đều, ổn định sử dụng chủng để tiến hành nghiên cứu 50 4.2 Đánh giá hoạt tính enzyme phƣơng pháp đục lỗ thạch Hình 4.5: Xác định hoạt tính enzyme phƣơng pháp đục lỗ thạch Bảng 4.3 Hoạt tính enzyme cellulase phƣơng pháp đục lỗ thạch STT Chủng vi sinh vật Hoạt tính cellulase (D-d,cm) M17C 1,5 M12A 0,8 M18 0,4 Dựa vào kết đo OD (bảng 4.2), ba chủng có giá trị OD cao (M12A, M17C, M18) lựa chọn để khảo sát hoạt tính sinh cellulose 51 phương pháp đục lỗ thạch môi trường thử nghiệm kết cho thấy chủng M17C chủng có hoạt tính mạnh với kích thước vòng phân giải cao (1,5cm) nằm khoảng enzyme có hoạt lực trung bình (D d > 15mm) Mặc dù phương pháp này, vi sinh vật thử nghiệm môi trường nghèo chất dinh dưỡng (môi trường thử hoạt tính cellulose) thể rõ khả hoạt lực thể qua kích thước vòng phân giải 4.3 Định danh sơ chủng nấm mốc Do điều kiện thời gian đề tài, định danh sơ đến cấp độ chi chủng nấm mốc phân lập Bảng 4.4 Kết định danh sơ chủng nấm mốc phân lập Đặc điểm định loại Tên chủng Đặc điểm hình thái đến chi Khuẩn lạc tròn, mặt trơn nhung mịn, màu xanh M17C ngọc bích, có rãnh nhăn Aspergillus nhúm Không tiết sắc tố (theo Micheli ex (hình 4.5b) Fries,1832) Hình thái vi thể: sợi nấm ngăn vách, thể bình Bào tử trần tụ họp thành hình cột, hình cầu (hình 4.5a) - Dựa vào đặc điểm hình thái khuẩn lạc (từ kết bảng 4.6) so sánh với khóa phân loại Bergay’s, cho thấy chủng nấm mốc M17C thuộc chi Aspergillus 52 a Hình 4.6: hình dạng sợi nấm chủng M17C 4.4 Tối ƣu hóa điều kiện môi trƣờng nuôi cấy cách bổ sung thêm hàm lƣợng dinh dƣỡng vào môi trƣờng nuôi cấy ban đầu Hàm lượng dinh dưỡng sử dụng: đường glucose, đường saccarose, có bổ sung thêm hàm lượng nitơ vô (NH 4NO3) vào môi trường nuôi cấy 53 Bảng 4.5 Tối ƣu điều kiện môi trƣờng có bổ sung đƣờng glucose Thay hàm lƣợng CMC (carboxymethylcellulose) có môi trƣờng lƣợng glucose tƣơng ứng Hàm lượng glucose/CMC môi trường nuôi cấy 1/9 2/8 3/7 4/6 5/5 6/4 7/3 8/2 9/1 0,101 0,111 0,156 0,378 0,760 0,816 0,777 0,785 0,805 0,835 0,848 0,935 0,982 0,118 0,162 0,574 0,655 0,823 0,859 0,814 0,812 0,847 0,842 0,834 0,872 0,943 0,127 0,134 0,160 0,434 0,661 1,114 1,147 1,184 1,236 1,240 1,241 1,280 1,326 0,141 0,176 0,247 0,633 0,860 1,172 1,346 1,535 1,464 1,466 1,443 1,435 1,472 0,146 0,248 0,592 0,976 1,428 1,563 1,561 1,537 1,575 1,544 1,535 1,506 1,529 0,094 0,104 0,122 0,642 0,889 1,163 1,211 1,239 1,270 1,267 1,265 1,232 1,254 0,119 0,164 0,511 0,779 1,008 1,081 1,016 0,997 1,005 0,998 0,962 1,037 1,135 0,136 0,267 0,525 0,928 1,162 1,159 1,056 1,073 1,068 1,073 1,075 1,075 1,144 0,109 0,131 0,162 0,750 0,821 0,827 0,747 0,745 0,752 0,746 0,734 0,735 0,773 0,136 0,175 0,246 0,630 0,987 1,110 1,110 1,132 1,156 1,184 1,233 1,423 1,563 Thời gian 0h 3h 6h 9h 12h 15h 18h 21h 24h 27h 30h 33h 36h Từ bảng số liệu trên, ta thấy thay hàm lượng CMC glucose số lượng tế bào tăng nhanh đạt giá trị lớn tỉ lệ CMC/glucose 5/5 (tức 1lit môi trường, có hàm lượng CMC 10g ta bớt 5g thay vào ta bổ sung lượng glucose tương ứng 5g), thời gian đạt giá trị cân động rút ngắn đáng kể từ 30 - 36h môi trường CMC ban đầu xuống 12 - 18h (giảm 50% thời lượng) 54 Bảng 4.6 Tối ƣu điều kiện môi trƣờng có bổ sung đƣờng saccarose Thay hàm lƣợng CMC (carboxymethylcellulose) có môi trƣờng lƣợng saccarose tƣơng ứng Hàm lượng saccarose/ CMC môi trường nuôi cấy 1/9 2/8 3/7 4/6 5/5 6/4 7/3 8/2 9/1 0,007 0,017 0,047 0,339 0,362 0,402 0,427 0,642 0,689 0,721 0,792 0,010 0,020 0,137 0,553 0,559 0,535 0,552 0,712 0,734 0,763 0,792 0.012 0,023 0,089 0,204 0,269 0,277 0,307 0,392 0,401 0,442 0,506 0,011 0,026 0,065 0,136 0,182 0,214 0,245 0,353 0,373 0,439 0,407 0,014 0,023 0,090 0,167 0,300 0,340 0,361 0,470 0,509 0,380 0,559 0,015 0,028 0,135 0,514 0,618 0,644 0,678 0,710 0,726 0,525 0,789 0,011 0,032 0,072 0,185 0,399 0,417 0,498 0,604 0,630 0,744 0,636 0,020 0,020 0,038 0,070 0,149 0,242 0,265 0,379 0,404 0,610 0,447 0,021 0,021 0,037 0,095 0,132 0,401 0,443 0,506 0,533 0,401 0,604 0,010 0,017 0,052 0,077 0,108 0,211 0,238 0,338 0,401 0,437 0,506 Thời gian 0h 3h 6h 9h 12h 15h 18h 21h 24h 27h 30h Từ bảng số liệu trên, ta thấy thay hàm lượng CMC saccarose số lượng tế bào tăng đạt giá trị lớn tỉ lệ CMC/saccarose 6/4 (tức 1lit môi trường, có hàm lượng CMC 10g ta bớt 4g thay vào ta bổ sung lượng saccarose tương ứng 4g), thời gian đạt giá trị cân động rút ngắn đáng kể từ 30 - 36h môi trường CMC ban đầu xuống 12 - 18h (giảm 50% thời lượng) Tuy nhiên môi trường có bổ sung saccarose lượng tế bào không tăng nhanh môi trường có bổ sung hàm lượng glucose 55 - Thay hàm lượng CMC (carboxymethylcellulose) glucose saccarose với hàm lượng tương ứng loại môi trường Nhận thấy môi trường CMC môi trường nghèo chất dinh dưỡng (môi trường toàn hợp chất muối) Để đánh giá khả tăng sinh nấm mốc môi trường tối ưu hơn, tiến hành bổ sung nguồn ni tơ (NH4NO3) thay phần CMC loại đường khác (glucose saccarose) Kết trình bày bảng Bảng 4.7 Giá trị OD ứng với công thức môi trƣờng, đƣợc nuôi cấy với thời gian từ - 30h hàm lượng ni tơ môi trường CMC chưa có glucose Lượng dinh dưỡng Hàm bổ lượng ni sung tơ theo môi tỉ lệ trường CMC có bổ sung glucose Mẫu đối chứng 0h 3h 6h 9h 12h 15h 18h 21h 24h 27h 30h 0,25g 0,037 0,043 0,045 0,046 0,049 0,055 0,054 0,067 0,062 0,066 0,065 0,5g 0,025 0,030 0,031 0,042 0,047 0,056 0,064 0,082 0,081 0,081 0,084 0,75g 0,033 0,068 0,076 0,081 0,088 0,092 0,083 0,085 0,083 0,086 0,082 1g 0,145 0,154 0,157 0,161 0,165 0,156 0,167 0,168 0,173 0,181 0,186 0,25g 0,041 0,063 0,286 0,496 0,935 1,039 1,108 1,134 1,110 1,126 1,133 0,5g 0,028 0,040 0,411 0,508 0,810 1,036 1,057 1,067 1,081 1,092 1,104 0,75g 0,024 0,039 0,222 0,354 0,411 0,523 0,632 1,043 1,056 1,087 1,102 1g 0,016 0,036 0,126 0,292 0,302 0,768 0,771 0,811 0,835 0,903 1,001 CMC 0,026 0,038 0,033 0,041 0,045 0,052 0,057 0,064 0,070 0,077 0,083 CMC + glucose 0,058 0,091 0,263 0,498 0,624 0,904 1,113 1,189 1,206 1,234 1,301 Thí nghiệm bổ sung nguồn nitơ vào môi trường nghiên cứu trình bày bảng 4.5 ta thấy hàm lượng nitơ bổ sung có ảnh hưởng đến sinh trưởng, phát triển nấm mốc thấy lượng nitơ bổ sung vào môi trường có bổ sung glucose đạt tỉ lệ cao Trong thời gian nghiên cứu so với mẫu đối chứng CMC có bổ sung nitơ hàm lượng tăng gấp 20 lần so với CMC nitơ 56 Phần KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1 Kết luận Từ kết nghiên cứu, đề tài rút số kết luận sau:  Phân lập 26 chủng nấm mốc, có 13 chủng nấm mốc có hoạt lực mạnh Tiến hành tiếp thử nghiệm phân giải cellulose 13 chủng M9, M12A, M12B, M12C, M13, M16, M17A, M17B, M17C, M18, M20A, M20B, M20C chọn số 13 chủng có hoạt lực mạnh  Các chủng nấm mốc có khả phân giải cellulose cao Trong đó, chủng nấm mốc M17C có khả phân giải cellulose cao so với chủng lại Hoạt tính phân giải cellulose theo D-d (cm) 1,5cm  Định danh chủng nấm mốc M17C thuộc chi Aspergillus  Chủng nấm mốc M17C phát triển thích hợp điều kiện môi trường có bổ sung hàm lượng nitơ với tỉ lệ 1:1 (1g CMC: 1g Ni tơ), hàm lượng glucose tỉ lệ 5:5 (5g CMC : 5g glucose), hàm lượng saccarose tỉ lệ 6:4 (6g CMC: 4g saccarose) 5.2 Kiến nghị Trong trình nghiên cứu đề tài cho thấy enzyme cellulase tách từ chủng nấm mốc M17C có hoạt độ khả phân giải cellulose cao Do kết nghiên cứu phòng thí nghiệm, phần hạn chế dụng cụ, thiết bị sử dụng thời gian tiến hành nghiên cứu, cần tiếp tục sâu định danh nấm mốc M17C, tìm hiểu độc tố sinh học, yếu tố ảnh hưởng đến sinh trưởng phát triển nấm mốc Từ đó, mở hướng nghiên cứu tạo thành chế phẩm vi sinh để xử lý phế thải nông nghiệp, góp phần bảo vệ môi trường, phục vụ cho sản xuất nông nghiệp ngày phát triển bền vững TÀI LIỆU THAM KHẢO I Tài liệu tiếng Việt Nguyễn Lân Dũng, Bùi Xuân Đông, Lê Đình Lương, 1982 Vi Nấm, NXB KH&KT, Hà Nội Nguyễn Lân Dũng, Nguyễn Đăng Đức, Đặng Hồng Miên, Nguyễn Vĩnh Phước, Nguyễn ĐìnhQuyến, Nguyễn Phùng Tiến, Phạm Văn Ty, 1976 Một số phương pháp nghiên cứu Vi Sinh Vật (tập 2&3), NXB KH&KT, Hà Nội Nguyễn Lân Dũng, Nguyễn Đình Quyến, Phạm Văn Ty Vi sinh vật học Nxb Giáo dục, 2003 Trần Cẩm Vân (2005), giáo trình vi sinh vật học môi trường, NXB ĐH Quốc Gia Hà Nội Nguyễn Xuân Thành, Nguyễn Bá Hiên, Hoàng Hải, Vũ Thị Hoan Vi sinh vật học công nghiệp Nxb Giáo dục, 2005 Đặng Minh Hằng (1999), “ Nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng đến khả sinh tổng hợp cellulase số chủng vi sinh vật để xử lý rác”, Báo cáo khoa học, hội nghị Công nghệ Sinh học toàn quốc, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội, tr 333-339 Hoàng Quốc Khánh, Ngô Đức Huy, Nguyễn Duy Long (2003), “Khả sinh tổng hợp đặc điểm cellulase Aspergillus niger RNNL363”, Báo cáo khoa học, Hội nghị Công nghệ sinh học toàn quốc, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội, tr.304-307 Tăng Thị Chính, Lý Kim Băng, Lê Gia Huy (1999), “Nghiên cứu sản xuất cellulase số chủng VSV ưu nhiệt phân lập từ bể ủ rác thải” Báo cáo khoa học, Hội nghị Công nghệ sinh học toàn quốc NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội, tr 790-797 Nguyễn Xuân Thành, Nguyễn Đường, Hoàng Hải, Vũ Thị Hoàn Sinh học đất Nxb Giáo dục, 2009 10 Nguyễn Xuân Thành cộng (2005), giáo trình vi sinh vật học công nghiệp, Nxb Giáo dục 11 Đặng Thị Thu, Lê Ngọc Tú, Tô Kim Anh, Phạm Thu Thủy, Nguyễn Xuân Sâm (2004) Công nghệ enzyme, Nxb khoa học kỹ thuật, Hà Nội 12 Lê Gia Hy (2010), giáo trình Công nghệ vi sinh vật xử lý chất thải, Nxb giáo dục Việt Nam 13 Lê Minh Thành, giáo trình Quản lý xử lý chất thải rắn, Nxb Đại học An Giang, khoa Kỹ thuật - công nghệ - môi trường 14 Luận án tiến sỹ sinh học Nghiên cứu vi sinh vật phân giải cellulose phân hủy rác thải hiếu khí ứng dụng, 2001 15 Đỗ Đức Thắng (2005), giới thiệu công nghệ Seraphin xử lý phế thải nông nghiệp sinh hoạt Tuyển tập báo cáo khoa học Hội nghị môi trường 16 Lương Đức Phẩm (2009), Cơ sở khoa học công nghệ bảo vệ môi trường, Nxb giáo dục, Hà Nội 17 Tăng Thị Chính (2005), Công nghệ xử lý chất hữu phế thải nông nghiệp sinh hoạt vi sinh vật ưa nhiệt, Tuyển tập báo cáo khoa học Hội nghị môi trường toàn quốc 18 Lý Kim Bảng, Lê Gia Hy, Tăng Thị Chính, Phan Tuyết Minh, Lê Thanh Xuân, Trần Quang Huy, Đaò Ngọc Quang, Phạm Thị Cúc (1999) Sử dụng vi sinh vật có hoạt tính phân giải cellulase cao để nâng cao chất lượng phân hủy rác thải sinh hoạt nông nghiệp Hội công nghệ sinh học toàn quốc, Hà Nội 19 Nguyễn Đức Lương (1996), Nghiên cứu tính chất số vi sinh vật có khả tổng hợp cellulaza cao ứng dụng chúng công nghệ xử lý chất thải hữu cơ, Luận án PTS Khoa học kỹ thuật, trường Đại học Bách khoa, Hà Nội 20 Lê Văn Mẫn, Lại Mai Hương (2006), Thí nghiệm vi sinh vật học thực phẩm, Nxb ĐHQGTPHCM 21 Trần Linh Thước (2007), Phân tích vi sinh vật nước, thực phẩm mỹ phẩm, Nxb giáo dục 22 Nguyễn Hữu Chấn (2005) enzyme xúc tác sinh học, NXB Y học Hà Nội 23 Trần Thanh Thủy (1999), Hướng dẫn thực hành vi sinh vật học, Nxb giáo dục 24 Hồ Sĩ Tráng Cơ sở hóa học gỗ cellulose, tập NXB KH&KT Hà Nội 25 Phạm Hồng Hải, Ngô Kim Chi (2007) Xử lý số liệu quy hoạch thực nghiệm nghiên cứu hóa học NXB khoa học tự nhiên công nghệ Hà Nội II Tài liệu tiếng Anh 26 Thomas Nilsson (1974): The degradation of cellulose and the production of cellulose, xylanase, mannanase and amylase by wood-attacking microfungi 27 Anshikaa Grover, Arora Maninder and Loveleen Kaur Sarao (2013): Production of fungal amylase and cellulase enzymes via solid state fermentation using Apergillus oryzae and Trichoderma reesei 28 E A Zvereva, T V Fedorova, V V Kevbrin, T N Zhilina, M L Rabinovich (2006), Cellulase activity of a haloalkaliphilic anaerobic bacterium, strain Z-7026, Extremophiles 29 Gilbert H.J & Hazelwood G.P (1993) Bacterial cellulases and xylanses J.Gen Microbiol, pp 187 - 194 [...]... nhiều các chủng nấm mốc có khả năng tạo ra enzyme cellulase để phân hủy cellulose (Nguyễn Lân Dũng và sc, 1982) [1] Từ những lý lẽ trên tôi tiến hành đề tài: Phân lập và tuyển chọn các chủng nấm mốc có khả năng sinh cellulase, ứng dụng trong xử lý rác thải nông nghiệp Đề tài nhằm ứng dụng thu nhận enzyme cellulase từ nấm mốc và trong nhiều lĩnh vực khác phục vụ sản xuất nông nghiệp bằng công nghệ vi sinh, ... bảo vệ môi trường và phát triển bền vững 1.2 Mục tiêu của đề tài Phân lập tuyển chọn và nghiên cứu những chủng VSV có khả năng phân giải cellulose Nghiên cứu ứng dụng vào chế phẩm sinh học dùng trong môi trường 1.3 Yêu cầu của đề tài Phân lập và tuyển chọn chủng nấm mốc có hoạt tính sinh cellulase cao từ các mẫu tự nhiên: rơm rạ mục, lá cây, thân gỗ mục 3 Thử hoạt tính được khả năng phân giải cellulose... (Nguyễn Lân Dũng và cs, 2003) [3] Một số nấm mốc có khả năng sống ký sinh trên người, động vật và thực vật và gây ra các bệnh về nấm khá nguy hiểm Ngoài ra, một số nấm sợi có thể sản sinh các độc tố nấm có khả năng gây bệnh ung thư và các bệnh khác Trong tự nhiên, nấm mốc phân bố rất rộng rãi Chúng tham gia tích cực vào các vòng tuần hoàn vật chất, nhất là quá trình phân hủy các chất hữu cơ và hình thành... hóa còn sinh ra trong tế bào nguồn năng lượng cần thiết cho hoạt động sống của nấm mốc Cũng giống các loại vi sinh vật khác, nấm mốc sử dụng một cách có chọn lọc các nguồn carbon Đường nói chung là nguồn carbon và năng lượng tốt cho nấm mốc Tùy từng loại đường mà nấm mốc có những khả năng sử dụng khác nhau Hiện nay, trong các cơ sở lên men công nghiệp người ta sử dụng nguồn carbon chủ yếu là glucose,... vi sinh vật là nhờ hoạt động sống của vi sinh vật phân hủy rác thải thành các thành phần nhỏ hơn, hình thành sinh khối vi sinh vật cao hơn, các sản phẩm trao đổi chất của vi sinh vật và các loại khí như CO2, CH4,… các quá trình chuyển hóa này có thể xảy ra ở điều kiện hiếu khí hay kỵ khí Việc lựa chọn các vi sinh vật xử lý rác thải cần dựa trên những nguyên tắc sau: - Các chủng vi sinh vật phải có. .. vi sinh vật trong xử lý rác thải Sự phát triển khoa học kỹ thuật dẫn đến sự phát triền mạnh mẽ các ngành công nghiệp, song song với nó là sự bùng nổ về dân số kéo theo vấn nạn chất thải gây ô nhiễm môi trường Hiện nay, ô nhiễm môi trường đã và đang trở thành vấn đề cấp thiết và được quan tâm trên toàn thế giới • Nguyên lý sử dụng vi sinh vật trong xử lý rác thải (Lê Gia Hy, 2010) [12] Xử lý rác thải. .. 2.3 Rác thải nông nghiệp 2.3.1 Đặc điểm của rác thải nông nghiệp • Thành phần của rác thải hữu cơ (Trần Cẩm Vân, 2005) [4]; (Nguyễn Xuân Thành và cs, 2005) [10] Các chất hữu cơ trong rác thải là các phần của thực vật, động vật bị loại bỏ, chúng có chứa các thành phần như trong cơ thể sinh vật, trong đó quan trọng nhất là: hydratecarbon, protein, lipid 27 Các hydratecarbon: chiếm tỷ trọng lớn nhất trong. .. Amylase có trong các tế bào sinh vật, động thực vật, các loại nấm mốc Muốn thu nhận Enzyme cần chiết rút ra khỏi tế bào Trong cơ thể sinh vật, enzyme có ở trong các tế bào chất và các cấu tử tạo nên tế bào như nhân microsome… Enzyme không có khả năng đi qua màng tế bào, để đi vào dung dịch chiết Vì vậy việc đầu tiên là cần phải phá vỡ màng tế bào Việc phá vỡ cấu trúc tế bào có thể sử dụng một số cách... carbon trong quá trình sinh trưởng và phát triển của nấm mốc Trong tế bào nấm mốc nguồn carbon trải qua một quá trình biến hóa hóa học phức tạp sẽ biến thành vật chất của bản thân tế bào và các sản phẩm trao đổi chất Carbon có thể chiếm đến gần một nửa trọng lượng khô của tế bào nấm mốc (tế bào nấm mốc carbon chiếm gần 48% trọng lượng khô) Nguồn carbon trong các quá trình phản ứng sinh hóa còn sinh ra trong. .. với sự sinh trưởng, phát triển của vi sinh vật nói chung và của nấm mốc nói riêng Chúng có các chức năng sinh lý chủ yếu là tham gia vào thành phần của các trung tâm hoạt tính của các enzyme, duy trì tính ổn định của kết cấu các đại phân tử và tế bào, điều tiết và duy trì cân bằng áp suất thẩm thấu của tế bào, khống chế điện thế oxi hóa khử của tế bào 11 Bảng 2.1: Muối vô cơ và chức năng sinh lý của