Nghiên cứu quy trình tạo sinh khối chủng bacillus subtilis

DO AN TOT NGHIEP NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH TẠO SINH KHÓI CHUNG BACILLUS SUBTILIS GVHD : Ths Nguyén Van Nguyén SVTH MSSV : Huỳnh Thị Quỳnh Ngân :104110128 Ks Giáp Van Thắng _ Ag00530A Tp.HCM, thủng 10 năm 2008 TRUONG DAI HOC KY THUAT CONG NGHE TP.HCM KHOA CONG NGHỆ THỰC PHẨM CONG HOA XA HOI CHU NGHIA VIET NAM Độc lâp — tự ~ hạnh phúc TP.Hồ Chí Minh, ngày tháng 10 năm 2008 NHIỆM VỤ ĐỎ ÁN TÓT NGHIỆP HỌ VÀ TÊN MSSV : HUỲNH THỊ QUỲNH NGÂN : 104110128 1- Đầu đề đồ án: Nghiên cứu quy trình tạo sinh khdéi ching Bacillus subtilis 2- Mục đích: Nhăm tạo chế phâm sinh học dùng xử lý ao nuôi thủy sản 3- Vật liệu: Chủng Bacillus subtilis dang nghién cứu lấy từ phòng thí nghiệm vi sinh thuộc trung tâm cơng nghệ sau thư hoạch 4- Nhiệm vụ: - _ Lựa chọn môi trường nuôi cấy cho chủng Bacillus subtilis - Khao sat ảnh hưởng nhiệt độ, pH lên tốc độ sinh trưởng phát triển Baeilius subdilis -_ Khảo sát ảnh hưởng nguồn cacbon, nitơ lên tốc độ sinh trưởng phát triển Baciius subtilis - _ Khảo sát trình tạo bào tử chủng Bacillus subtilis - _ Khảo sát ảnh hưởng thời gian lên tốc độ sinh truéng cia Bacillus subtilis - _ Đánh giá chất lượng sinh khối chủng Baeillus subtilis sau ni cay - _ Xây dựng quy trình tạo sinh khdi cia ching Bacillus subtilis 5- Ngày giao nhiệm vụ đồ án: Ngày 21 tháng năm 2008 6- Ngày hoàn thành nhiệm vụ: Ngày 20 tháng I0 năm 2008 7-_ Họ tên người hướng dẫn: Phần hướng dẫn % I Ths Nguyễn Văn Nguyện tà 34+ Ks Giáp Văn Thắng Ngày-{,tháng.‡?.năm 2008 TRUONG KHOA ¬ na CS enieree NGƯỜI HƯỚNG DẪN CHÍNH Hh ci LOI CAM ON Chân thành cảm ta va biết ơn: giúp Thầy Nguyễn Văn Nguyện Anh Giáp Văn Thắng tận tình hướng dẫn, tốt luận văn đỡ truyền đạt kiến thức, kinh nghiệm quý báu để hồn thành Q Thầy trường Đại học Kỹ Thuật Công Nghệ giảng dạy truyền đạt kiến thức cho suốt khoảng thời gian học trường thức Quý Thầy cô Bộ môn Công Nghệ Thực Phẩm truyền đạt cho kiến chuyên môn nhiều kinh nghiệm sống sản xuất thực tế tất bạn sinh viên Các anh chị, cán phịng thí nghiệm — cán thư viện đỡ, tạo điều kiện thuận ngồi ngành Cơng nghệ Thực Phẩm trau dồi, giúp lợi cho suốt thời gian học tập nghiên cứu đề tài Một lần xin chân thành cảm tạ biết ơn TPHCM, ngày 22 tháng năm 2008 Sinh viên Huỳnh Thị Quỳnh Ngân GVHD: Nguyén Văn Nguyện Luận văn tốt nghiệp Với mục đích xử lý ô nhiễm môi trường nước nuôi thủy sản theo phương pháp sinh học nhằm giải vấn đề tồn nghề nuôi cá tra ĐBSCL Chúng tiến hành thực dé tài: “Nghiên cứu quy trình thu nhận sinh khéi Bacillus subtilis” để tạo chế phẩm sinh học phục vụ cho trình xứ lý Đề tài thực dựa nghiên cứu lựa chọn môi trường nuôi đổi với chúng Bacillus subtilis Qua đó, tiến hành khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến sinh trưởng phát triển chủng vi sinh vật nhiệt độ nuôi cấy pH môi trường Các yếu tố thành phần dinh dưỡng nguồn cacbon, nguồn nitơ muối khống thích hợp thơng qua kết lượng sinh khối thu nhận nhiều Sau thời gian nghiên cứu, xác định được: Môi trường tổng hợp TCS mơi trường thích hợp cho trình tăng sinh chủng Bacillus subtilis, tai day néng độ tế bào Bacillus subtilis dat 5,5.10'° (CFU/ml) Môi trường lựa chon để tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng điều kiện môi trường đến sinh trưởng phát triển Baeillus subiilis Trong đó, xác định nhiệt độ 30°C pH 6.0 điểm cho tốc độ sinh trưởng Baeilius subiilis mạnh ứng với giá trị nồng độ tế bào cao 1,0.10!2 (CFU/m)) 2,0.10'° (CFU/ml) Các nguồn dinh dưỡng cần thiết cho chủng vi khuẩn nguồn cacbon, nitơ muối khống Trong đó, tỉnh bột 5% khảo sát nhiệt độ 30°C pH = nguồn cacbon thích hợp cho sinh trưởng phát trién cua ching Bacillus subtilis vi gia tri nồng độ tế bảo 0,5.10'° (CFU/ml) Tương tự, KNO; nềng độ 0,5% nguồn nitơ tối ưu với mật độ sinh khối 1.1.10! (CFU/ml) cing điều kiện nhiệt độ 30%C, pH = tỉ lệ nguồn tỉnh bột 5% Nồng độ muỗi 3% xác định cho tốc độ sinh trưởng cao với nồng độ tế bào 0,5.10!9 (CFU/ml) cling diéu kién nhiét d6 30°C, pH = 6, nguồn cacbon (tỉnh bột 5%) nguồn nitơ (KNO; 0,5%) Khi đó, nồng độ té bao cla ching Bacillus subtilis sinh trưởng phát triển tốt sau 48h nuôi cấy thiết bị lên men điều kiện thích hợp nhiệt độ 30°C, pH = 6,0; nguồn cacbon (tỉnh bột 5%): nguồn nitơ (NO; 0,5%), nguồn muối khoáng (NaCl 3%) 5,0.10'° (CFU/ml) GVHD: Nguyễn Văn Nguyện Luận văn tốt nghiệp MỤC LỤC Trang Đề mục Thẻ ¡no Nhiệm vụ đô án IEUfe.i ố "Ôn: i00 ố.ố nna i PB 1008719: 8.1 0117 ố Danh sách bảng biểu bi r10 Tin án 00205011 .ố ẽ11 CHUONG vii 1 TONG QUAN TALI LIEU cccecsseesssecsssesstsssesssecsssesneenneneseensesensesneeeseennsesanss 1.1 Tình hình ni trồng thủy sản khu vực ĐBSCL -c-ccnccccseeetiieerriierrre 1.2 Ơ nhiễm mơi trường giải pháp xử lý ao nuôi thủy sản - eereeee 1.3 Một số nguồn dinh dưỡng cần thiết cho sinh trưởng phát triển VSV 1.4 Một số yếu tố ảnh hưởng đến sinh trưởng phát triển VSV 13 1.5 Sơ lược ứng dụng chủng Bøcilfus subtilis nudi trồng thủy sản 18 1.6 Quy trinh thu nhan sinh KhSi cla z8 22 CHƯƠNG 2.VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU - 25 2.1 Đối tượng nghiên cỨu 2.2 Vật liệu nghiên cứửu 5-2 s22 s7 Ssv 22 127112 1100101 mnHfn 25 HH HH ng H0.2.11.11201.T81 Em 25 ieiirìDo rrrrrrrirrirrii -cccvt nhe H., tmerrrii 2.3 Dụng cụ thiết bị 111.1 s: 26 2222 th 2.4 Sơ đồ tiến hành thí nghiệm - 27 ¿22-55 2n t2 tri 2.5 Một số phương pháp nghiên cửu nme SVTH: Huynh Thi Quynh Ngan AA iv ET GVHD: Nguyễn Văn Nguyện Luận văn tốt nghiệp Tae CHƯƠNG KET QUA VA THAO LUAN ccssescsssecsstsssseeesesesseeaseceesecesneessnenennerenneeten 32 3.1 Lựa chọn môi trường nuôi l0 3.2 Ảnh hưởng nhiệt độ lên sinh trưởng va phat trién cua Bacillus subtilis _ 32 33 3.3 Ảnh hưởng pH lên sinh trưởng phát triên Bacillus subtilis 34 3.4 Ảnh hưởng nguồn cacbon lên sinh trưởng phát triển Bacillus 77/188 nh" 35 3.5 Ảnh hưởng nguồn nitơ lên sinh trưởng phát trién cha Bacillus subtilis 36 3.6 Ảnh hưởng nguồn muối khoáng lên sinh trưởng phát triển cua Bacillus 7H ẼEEEERR 3.7 Xây dựng mơi trường ni CẤY tt Thìn HH0 37 1110mnnrriierrie 38 3.8 Khả tạo bào tử Bacillus subHÏis ccằerieermrrrrrrdtrrrrrrrrrrrrrrsre 39 3.9 Ảnh hưởng thời gian đến tốc độ sinh trudng va phat trién cia ching Bacillus 7.7/88 8ẺẼ8 .ố.ố.ố a 39 - 40 rrrritrrie - 5c ccsserserrrrrrrrrr 3.70 Đánh giá chất lượng sinh khối sau nuôi cấy 3.11 Xây dựng qui trình thu nhận sinh khối . :-t-sc5csseeeiretrtrtrtttitrirrrirrrrrrte rerrrrrre snnssnnetrterrr - 5c CHƯƠNG KÉT LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ i 52-2ct tr m1 :- nh ,.01221222111 Tài liệu tham khảo 1111 :i00990e 20819: = 1A 1 0000/9917 mn A SVTH: Huynh Thi Quynh Ngan iv Se 42 44 I II II IV Luận văn tốt nghiệp GVHD : Nguyễn Văn Nguyện DANH SÁCH HÌNH VẼ Hình 1.1 : Nuôi trồng thủy sản ĐBSCL -5055 Street rờt Hình 1.2: Ơ nhiễm mơi trường ao nuôi cá - server Hình 1.3 : Hình dạng bào tử Bacillus subiÏÍS «cà eheerhrerHreeHi re 19 Hình 1.4: Cấu trúc bào tử Bacillus suÐHiÏis co che 21 555cc cccsesrrreeerrrrrrree 23 Hình 1.5 Quy trình thu nhận sinh khối vi khuẩn . -6 Hình 2.1 Sơ đồ thực thí nghiệm thu nhận sinh khéi ching Bacillus subtilis 26 Hình 2.2 : Pha lodng theo day số thập phan sccssssscsescsssesstessstessseessesessseessnessaveesssessase 27 Hình 3.1: Giống cấy chun mơi trường thạch -:-ccscccccssreerres 32 Hình 3.2: Quy trình thu nhận sinh khối chủng 8øcillis subtilis ììàoseSe 42 Pa SVTH : Huynh Thị Quỳnh Ngôn v | GVHD : Nguyễn Văn Nguyện Luận văn tot nghiép DANH SACH BANG BIEU Bang 1.1 Thành phần nhóm vi sinh vật .-.-:-552++22etEriretrrrrtttirtrtrirrrieririieriiie Bảng 1.2 Thành phần hố học rỉ đường mía rỉ đường củ cải e ee Bang 1.3 Thanh phan héa hoc trung bình khoai mì cccrsccrrrrereetrrre 10 Bang 1.4 Một số nguồn nitơ nuôi cấy VSV c cong Bang 1.5: Néng độ cần thiết muối khoáng vi sinh vật -ccccccseeeresrrerre 13 Bang 1.6: Phân loại vi sinh vật theo ảnh hưởng nhiệt độ ccneeeereree 14 7, ee 16 - -ccsncrrrererirrirrrrr Bảng 1.7: Mức ay thấp số vi sinh vật § - 17 Bảng 1.8: Ảnh hưởng pH số vi sinh vật - 9, e11ntmere - 19 . cv set Bang 1.9: Phân loại khoa học 11 10 Đồ thị 3.1: Lựa chọn môi trường nuôi cho chủng Bacilius subiilis 32 11 Đề thị 3.2: Ảnh hưởng nhiệt độ đến tốc độ sinh trưởng phát trién cba Bacillus L7 528 SẼ K+ 12 Dd thị 3.3: Ảnh hưởng pH tốc đến độ sinh trưởng subtilis Bacillus Ô ¬——— 33 34 13 Đồ thị 3.4: Ảnh hưởng nguồn cacbon đến tốc độ sinh trưởng phát triển Bacilfus 35 7.1188 14 Đồ thị 3.5 Ảnh hưởng nguồn nitơ đến tốc độ sinh trưởng phát triển Bacillus 777711 EWERERERRER 37 15 Đề thị 3.6 Ảnh hưởng nồng độ muối lên tốc độ sinh trưởng phát triển cia Bacillus SUBUILIS Q HH HT TT TK TH HC T0.1114 111.4 ĐT th KT 08741091 01 18/014 38 16 Bảng 3.1 Thành phần mơi trường thích hợp cho chủng Bacillus subtilis 39 17 Đồ thị 3.7 Ảnh hưởng thời gian lên tốc độ sinh trưởng phát triển Bacillus subtilis ¬ ÔÐÔ 40 18 Bảng 3.2 Đánh giá khả tạo sinh khối chủng Bacillus subHiÏis ì.ìeeeiiieree 41 ‘nme Att SVTH: Huynh Thi Quỳnh Ngân AA AAA vi DANH SACH CAC TU VIET TAT VSV : Vi sinh vat ĐBSCL : Đồng Bằng Sông Cửu Long T.C.S : Tryptycase Soy Casein CFU : Colony Forming Units BOD : Biochemical Oxygen Demand COD : Chemical Oxygen Demand SS : Suspended Solids NTTS : Nuôi trồng thủy sản : Cacbon 10 CO, 11 NaHCO:: 12 CaCO; : Cacbonđioxit Sodiumbicacbonate : Canxicacbonate : Possiumnitrate 13 14 NaNO; : Sodiumnitrate 15 SOD : superoxide dismutase 16 DAP : Acid mesodiaminopimelic 17, T.S.A : Tryptycase Soy Agar 18 LB : Luria — Bertani 19 T.S.B : Trypticase Soy Broth 20 OD : Optical Density Luận văn tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Văn Nguyện DAT VAN DE Trong q trình ni trồng thủy sản, lượng thức ăn thừa chất thải hữu thải môi trường nuôi lớn Các hợp chất hữu nhân tố kích thích phát triển VSV gây ô nhiễm ao nuôi làm mắt cân hệ sinh thái ao Mặt khác, trình phân hủy không triệt để hợp chất hữu từ thức ăn thừa, chất thải xác động vật nuôi sinh số chất độc Một số hợp chất độc (NHạ, H;S, CH¡ ) phát triển q mức V§V khơng có lợi mơi trường nuôi làm giảm chất lượng nước dẫn đến tăng stress tăng khả nhiễm bệnh, tôm cá phát triển còi cọc tỷ lệ chết tăng cao Trước đây, người ta thường dùng chất kháng sinh để phòng trị bệnh cho gia súc, gia cầm tôm cá Việc sử dụng kháng sinh thời gian dài để lại nhiều hậu không mong muốn kháng thuốc vi khuẩn rối loạn hệ vi sinh vật đường ruột dẫn đến khó điều trị Nghiêm trọng tồn dư kháng sinh thịt động vật dẫn đến việc hạ giá thành sản phẩm, gây cản trở cho việc xuất làm thiệt hại lớn chăn ni Do đó, để khắc phục tỉnh trạng này, biện pháp giải vấn đề ô nhiễm môi trường nuôi trồng thủy sản sử dụng phương pháp bền vững thân thiện với môi trường Trong đó, phương pháp sinh học lựa chọn ưu tiên hàng đầu Thông qua sử dụng chế phẩm sinh học chất ô nhiễm giảm thiêu tối đa trả lại cân sinh thái cho môi trường Đặc biệt, phương pháp không để lại hậu hay tồn dư sử dụng loại hóa chất thuốc kháng sinh Với xu hướng phát triển khoa học kỹ thuật, tương lai gần chế phẩm sinh học ngày áp dụng rộng Tãi Phương pháp sinh học dựa vào trình hoạt động chủng vi sinh vật Các chủng có khả phân hủy hợp chất hữu đơn giản phức hợp nhờ khả tổng hợp enzyme phân hủy hữu (protease, amylase, cellulose ), đồng thời tạo chất đối kháng ức chế VSV gây bệnh Một lồi vi sinh vật chứng minh có nhiều khả xử lý ô nhiễm ao nuôi hiệu qua 1a Bacillus Trong d6, ching Bacillus subtilis di va dang duge sử dụng phổ biến thủy sản Với nhiều hệ enzyme có tác dụng phân hủy hợp chất hữu thải từ thức ăn thừa phế thải làm giảm tích lity bin htru co nén ching Bacillus subtilis lựa chọn để thực quy trình thu nhận sinh khối nhằm sản xuất chế phẩm sinh học xử lý nước ao nuôi thủy sản SVTH:Huynh Thị Quỳnh Ngân ... đồ án: Nghiên cứu quy trình tạo sinh khdéi ching Bacillus subtilis 2- Mục đích: Nhăm tạo chế phâm sinh học dùng xử lý ao nuôi thủy sản 3- Vật liệu: Chủng Bacillus subtilis dang nghién cứu lấy... tài: ? ?Nghiên cứu quy trình thu nhận sinh khéi Bacillus subtilis? ?? để tạo chế phẩm sinh học phục vụ cho trình xứ lý Đề tài thực dựa nghiên cứu lựa chọn môi trường nuôi đổi với chúng Bacillus subtilis. .. khoáng - _ Nghiên cứu khả tạo bào tử Bacillus subtilis - Nghiên cứu ảnh hưởng thời gian đến tốc độ sinh trưởng cho ching Bacillus subtilis - XAy dung quy trinh thu nhan sinh khéi Bacillus subtilis