Nghiên cứu thủy phân bã rong câu (Gracilaria verrucosa) bằng enzyme cellulase từ vi khuẩn để ứng dụng trong sản xuất thức ăn nuôi cá rô phi đơn tính giai đoạn thương phẩm (Luận án tiến sĩ)

Nghiên cứu thủy phân bã rong câu (Gracilaria verrucosa) bằng enzyme cellulase từ vi khuẩn để ứng dụng trong sản xuất thức ăn nuôi cá rô phi đơn tính giai đoạn thương phẩm (Luận án tiến sĩ)Nghiên cứu thủy phân bã rong câu (Gracilaria verrucosa) bằng enzyme cellulase từ vi khuẩn để ứng dụng trong sản xuất thức ăn nuôi cá rô phi đơn tính giai đoạn thương phẩm (Luận án tiến sĩ)Nghiên cứu thủy phân bã rong câu (Gracilaria verrucosa) bằng enzyme cellulase từ vi khuẩn để ứng dụng trong sản xuất thức ăn nuôi cá rô phi đơn tính giai đoạn thương phẩm (Luận án tiến sĩ)Nghiên cứu thủy phân bã rong câu (Gracilaria verrucosa) bằng enzyme cellulase từ vi khuẩn để ứng dụng trong sản xuất thức ăn nuôi cá rô phi đơn tính giai đoạn thương phẩm (Luận án tiến sĩ)Nghiên cứu thủy phân bã rong câu (Gracilaria verrucosa) bằng enzyme cellulase từ vi khuẩn để ứng dụng trong sản xuất thức ăn nuôi cá rô phi đơn tính giai đoạn thương phẩm (Luận án tiến sĩ)Nghiên cứu thủy phân bã rong câu (Gracilaria verrucosa) bằng enzyme cellulase từ vi khuẩn để ứng dụng trong sản xuất thức ăn nuôi cá rô phi đơn tính giai đoạn thương phẩm (Luận án tiến sĩ)Nghiên cứu thủy phân bã rong câu (Gracilaria verrucosa) bằng enzyme cellulase từ vi khuẩn để ứng dụng trong sản xuất thức ăn nuôi cá rô phi đơn tính giai đoạn thương phẩm (Luận án tiến sĩ)Nghiên cứu thủy phân bã rong câu (Gracilaria verrucosa) bằng enzyme cellulase từ vi khuẩn để ứng dụng trong sản xuất thức ăn nuôi cá rô phi đơn tính giai đoạn thương phẩm (Luận án tiến sĩ)

BỘ GIÁO VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG LÊ HƯƠNG THỦY NGHIÊN CỨU THỦY PHÂN BÃ RONG CÂU (Gracilaria verrucosa) BẰNG ENZYM CELLULASE TỪ VI KHUẨN ĐỂ ỨNG DỤNG TRONG SẢN XUẤT THỨC ĂN NI CÁ RƠ PHI ĐƠN TÍNH GIAI ĐOẠN THƯƠNG PHẨM LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT KHÁNH HÒA, 2017 i BỘ GIÁO VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG LÊ HƯƠNG THỦY NGHIÊN CỨU THỦY PHÂN BÃ RONG CÂU (Gracilaria verrucosa) BẰNG ENZYM CELLULASE TỪ VI KHUẨN ĐỂ ỨNG DỤNG TRONG SẢN XUẤT THỨC ĂN NI CÁ RƠ PHI ĐƠN TÍNH GIAI ĐOẠN THƯƠNG PHẨM LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT Chuyên ngành : Công nghệ chế biến thủy sản Mã số : 60.54.10.05 Người hướng dẫn khoa học: GS.TSKH Nguyễn Trọng Cẩn PGS.TS Vũ Ngọc Bội KHÁNH HÒA, 2017 ii LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu luận án trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Nha Trang, Ngày tháng Tác giả luận văn Lê Hương Thủy iii năm 2017 LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành Luận án Trước hết xin gửi tới Ban Giám hiệu, Lãnh đạo Khoa Sau đại học Ban Chủ nhiệm Khoa Cơng nghệ Thực phẩm kính trọng, niềm tự hào học tập nghiên cứu Trường năm qua Sự biết ơn sâu sắc xin giành cho Thầy GS.TSKH Nguyễn Trọng Cẩn - nguyên Hiệu trưởng - Trường Đại học Nha Trang PGS.TS Vũ Ngọc Bội Trưởng khoa Công nghệ Thực phẩm tận tình hướng dẫn động viên tơi suốt q trình thực Luận án Xin cám ơn Lãnh đạo Viện Nghiên cứu Hải sản cán Phòng Nghiên cứu Cơng nghệ Sau thu hoạch, Phòng Thí nghiệm Trọng điểm Quốc gia Cơng nghệ gen - Viện Cơng nghệ Sinh học, Xí nghiệp Giống thủy sản Hải Phòng, Viện Cơng nghệ Sinh học Thực phẩm - Trường Đại học Công nghiệp Tp Hồ Chí Minh tận tình giúp đỡ tạo điều kiện cho suốt thời gian thực Luận án vừa qua Đặc biệt, xin ghi nhớ tình cảm, giúp đỡ, động viên gia đình bạn bè ln ln chia sẻ tơi q trình nghiên cứu Tơi xin chân thành cảm ơn! Nha Trang, Ngày tháng Tác giả luận văn Lê Hương Thủy iv năm 2017 MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .i LỜI CẢM ƠN iv DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT viii DANH MỤC BẢNG ix DANH MỤC HÌNH .xi DANH MỤC SƠ ĐỒ xiii DANH MỤC BIỂU ĐỒ .xiv TÓM TẮT NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN xv MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Nguyên liệu rong biển tình hình sản xuất Agar .3 1.1.1 Nguyên liệu rong biển 1.1.2 Các quy trình sản xuất agar 1.1.3 Thành phần bã thải agar 1.1.4 Các phương pháp xử lý bã thải agar 1.2 Tổng quan Cellulase .11 1.3 Enzym Cellulase 13 1.3.1 Định nghĩa phân loại .13 1.3.2 Tính chất 14 1.3.3 Cơ chế thủy phân cellulose 15 1.3.4 Cơ chế tác dụng cellulase 16 1.4 Vi sinh vật tổng hợp Cellulase 18 1.4.1 Giới thiệu chung nhóm vi sinh vật tổng hợp cellulase .18 1.4.2 Một số chủng vi sinh vật ứng dụng nhiều sản xuất cellulase 22 1.4.3 Ứng dụng enzym cellulase vi sinh vật 24 1.4.4 Môi trường nuôi cấy nguồn nguyên liệu 26 1.4 Phương pháp thu nhận enzym cellulase .27 1.5 Sản lượng nuôi cá rô phi .30 1.6 Đặc điểm sinh học cá rô phi .32 v 1.6.1 Phân loại 32 1.6.2 Đặc điểm hình thái: .32 1.6.3 Đặc điểm dinh dưỡng sinh trưởng 33 1.6.4 Nhu cầu dinh dưỡng cá rô phi .34 1.6.5 Nhu cầu dinh dưỡng ảnh hưởng thức ăn lên sinh trưởng cá rô phi .38 CHƯƠNG ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 42 2.1 Đối tượng 42 2.1.1 Bã thải rong sau sản xuất agar .42 2.1.2 Giống vi sinh vật sinh cellulase 42 2.2 Phương pháp nghiên cứu 43 2.2.1 Phương pháp phân tích 43 2.2.2 Các phương pháp thu nhận xác định hoạt tính cellulase 44 2.2.3 Phương pháp nuôi cấy đánh giá khả sinh tổng hợp cellulase vi sinh vật 47 2.2.4 Phương pháp xây dựng mô hinh thực nghiệm 50 2.3 Hóa chất thiết bị chủ yếu sử dụng luận án 57 2.3.1 Hóa chất .57 2.3.2 Thiết bị .57 2.4 Phương pháp xử lý số liệu 58 CHƯƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN .59 3.1 Khảo sát đánh giá khối lượng thành phần hóa học bã thải rong câu vàng sau sản xuất agar 59 3.2 Tuyển chọn chủng vi sinh vật nghiên cứu số tính chất chủng vi sinh vật tuyển chọn .61 3.2.1 Kết nghiên cứu tuyển chọn chủng giống vi sinh vật 61 3.2.2 Nghiên cứu số tính chất chủng vi sinh vật tuyển chọn 65 3.3 Nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng đến q trình ni cấy chủng vi khuẩn B Subtilis VTCC B-505 B Lichenformis (Li) ứng dụng thủy phân bã rong câu (G Verrucosa) sau sản xuất Agar 72 3.3.1 Xác định điều kiện thích hợp cho q trình ni sản xuất enzyme cellulase từ chủng B505 Li 72 vi 3.3.2 Đề xuất quy trình ni cấy thu nhận chế phẩm cellulase thô 80 3.3.3 So sánh đánh giá hoạt tính cellulase chủng Li B505 với chế phẩm cellulase từ VSV khác .84 3.3.4 Nghiên cứu thủy phân bã thải rong sau sản xuất agar enzyme cellulase từ hai chủng vi khuẩn B 505 Li 88 3.4 Thử nghiệm sử dụng chế phẩm thủy phân bã thải rong thức ăn nuôi cá rô phi 95 3.4.1 Xây dựng công thức thức ăn nuôi cá rô phi 95 3.4.2 Đề xuất quy trình sản xuất thức ăn nuôi cá rô phi .97 3.4.3 Điều kiện môi trường nuôi thử nghiệm cá rô phi 100 3.4.4 Thử nghiệm nuôi cá rô phi thức ăn bổ sung chế phẩm thủy phân bã rong .104 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .108 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH CƠNG BỐ CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN 110 TÀI LIỆU THAM KHẢO 111 vii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT A530 : Đo OD bước sóng 530nm B26 : Vi khuẩn Bacillus subtilis VTCC-B-26 B505 : Vi khuẩn Bacillus subtilis VTCC-B-505 CMC : Carbonyl – methyl cellulose CMCase CPF Thailand ĐC : Carbonyl – methyl cellulase DNSA : –hydroxyl – 3,5 dinitrobenzoic acid DO : Hàm lượng oxy hòa tan DWG FCR : Tốc độ tăng trưởng tuyệt đối : Food and Agriculture Organization of the United Nations (Tổ Chức Liên Hiệp Thế Giới Lương Thực Nông Nghiệp) : Feed convertion ratio (Hệ số chuyển đổi thức ăn) K-Na : TartratePotassium Sodium Tartrate Tetrahydrate Li : Vi khuẩn Bacillus lichenformis NT : Nghiệm Thức Nxb : Nhà xuất OD : Optical Density ( mật độ quang học) TCA : Tricloacetic axit TLS : Tỷ lệ sống TM & SX : Thương mại sản xuất TNHH : Trách nhiệm hữu hạn USD : Đô la Mỹ VSV : Vi sinh vật Wt : Khối lượng cá ứng với thời điểm t FAO : Tập đồn Nơng sản Charoen Pokphand Thái Lan : Đối chứng viii DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Vi sinh vật phân hủy lignocellulose 19 Bảng 1.2 Các vi khuẩn có hoạt tính cellulase riêng cao (µmol/phút/mg) 20 Bảng 1.3 Phân biệt cá đực, cá 32 Bảng 1.4 Giới hạn thành phần thức ăn có giá thành cho cá rô phi giai đoạn 35 Bảng 1.5 Cung cấp bổ sung vitamin khống chất thức ăn cá rơ phi 36 Bảng 1.6 Tiêu chuẩn kỹ thuật thức ăn nuôi cá rô phi chế độ ăn nuôi lồng ao thâm canh 37 Bảng 1.7 Thành phần hố học cá rơ phi ni thức ăn viên có hàm lượng protein 34,2 (%) 40 Bảng 1.8 Nuôi cá rô phi thức ăn viên có hàm lượng protein (%) khác 40 Bảng 1.9: Nuôi cá rô phi với tỷ lệ thức ăn (%)/thân khác 41 Bảng 2.1 Xây dựng đường chuẩn glucose 46 Bảng 3.1 Khối lượng bã thải rong sau sản xuất agar từ vùng rong nguyên liệu khác .59 Bảng 3.2 Hàm lượng chất bã rong câu số sở sản xuất Agar .60 Bảng 3.3 Hàm lượng kim loại nặng bã rong câu số sở sản xuất Agar .60 Bảng 3.4 Hoạt tính cellulase ngoại bào 17 chủng vi sinh vật nghiên cứu .62 Bảng 3.5 Hoạt tính enzym cellulase chủng Li, B505, B26 CFd 63 Bảng 3.6 Hoạt tính cellulase ngoại bào chủng Li, B505 đĩa thạch có chất bột giấy 0,2% 69 Bảng 3.7 Khả thủy phân bã thải agar cellulase từ chủng Li B505 70 Bảng 3.8 Khả sinh trưởng tiết cellulase ngoại bào chủng B505 nuôi môi trường khác .73 Bảng 3.9 Khả sinh trưởng tiết cellulase ngoại bào chủng Li nuôi cấy môi trường khác 73 Bảng 3.10 Khả sinh trưởng vòng hoạt tính chủng B505 chủng Li nhiệt độ khác 76 ix Bảng 3.11 Khả sinh trưởng tiết cellulase chủng B505 chủng Li pH khác 77 Bảng 3.12 Khả sinh trưởng tiết cellulase ngoại bào chủng Li theo thời gian nuôi cấy 78 Bảng 3.13 Khả sinh trưởng tiết cellulase ngoại bào chủng B505 theo thời gian nuôi cấy 79 Bảng 3.14 So sánh hoạt tính cellulase từ chủng VSV (A niger, T konigii, Li, B505 T3) đĩa thạch có CMC 0,2% 85 Bảng 3.15 So sánh hoạt tính cellulase từ chủng VSV (A niger, T konigii, Li, B505 T3) đĩa thạch có chất bột giấy 0,2% 87 Bảng 3.16 Kết thí nghiệm mơ hình Box-Behnken 89 Bảng 3.17 Kết xử lý số liệu phần mềm DX6 89 Bảng 3.18 Kết dự đoán tối ưu cho tỷ lệ Naa/Nts theo mơ hình Box-Behnken 91 Bảng 3.19 Kết kiểm chứng tối ưu theo tiên đoán thực nghiệm 92 Bảng 3.20 Thành phần hóa học nguyên liệu phối trộn 95 Bảng 3.21 Thành phần nguyên liệu công thức thức ăn phối trộn bã rong thủy phân 99 Bảng 3.22 Dao động yếu tố mơi trường q trình thí nghiệm .101 Bảng 3.23 Ảnh hưởng công thức thức ăn đến sinh trưởng cá rô phi 80 ngày nuôi 104 x ... HƯƠNG THỦY NGHIÊN CỨU THỦY PHÂN BÃ RONG CÂU (Gracilaria verrucosa) BẰNG ENZYM CELLULASE TỪ VI KHUẨN ĐỂ ỨNG DỤNG TRONG SẢN XUẤT THỨC ĂN NI CÁ RƠ PHI ĐƠN TÍNH GIAI ĐOẠN THƯƠNG PHẨM LUẬN ÁN TIẾN... CỦA LUẬN ÁN Đề tài luận án: Nghiên cứu thủy phân bã rong câu (Gracilaria verrucosa) enzyme cellulase từ vi khuẩn để ứng dụng sản xuất thức ăn nuôi cá rơ phi đơn tính giai đoạn thương phẩm Ngành/Chun... vi c thực đề tài Nghiên cứu thủy phân bã rong câu (Gracilaria verrucosa) enzyme cellulase từ vi khuẩn để ứng dụng sản xuất thức ăn ni cá rơ phi đơn tính giai đoạn thương phẩm hướng nghiên cứu