Nghiên cứu và ứng dụng vi khuẩn bản đia để xử lý nước thải từ nghề chế biến bún

MỤC LỤC MỤC LỤC i DANH SÁCH HÌNH ii DANH SÁCH BẢNG iii DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT iv CHƯƠNG ĐẶT VẤN ĐỀ .1 1.1 Tính cấp thiết đề tài 1.2 Mục tiêu đề tài .1 1.3 Nội dung đề tài .1 CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ TÀI LIỆU 2.1 Tổng quan bún 2.1.1 Khái niệm 2.1.2 Phân loại .2 2.1.3 Nguyên liệu 2.1.4 Thành phần hóa học hạt gạo 2.1.5 Quy trình sản xuất Bún 2.1.6 Các vấn đề ô nhiễm môi trường làng nghề sản xuất Bún .8 2.2 Vi khuẩn Bacillus 10 2.2.1 Giới thiệu vi khuẩn Bacillus 10 2.2.3 Đặc điểm sinh thái học phân bố tự nhiên 11 2.2.4 Đặc điểm hình thái 11 2.2.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến sinh trưởng 13 CHƯƠNG PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 15 3.1 Thời gian địa điểm nghiên cứu 15 3.1.1 Địa điểm nghiên cứu 15 3.1.2 Địa điểm lấy mẫu 15 3.2 Đối tượng nghiên cứu 15 3.2.1 Phương pháp thu mẫu .15 3.2.2 Phương pháp phân tích mẫu 15 3.3 Phương tiện nghiên cứu .15 3.4 Phương pháp thực 15 3.4.1 Giai đoạn chuẩn bị bố trí thí nghiệm 15 3.4.2 Cách bố trí thí nghiệm .16 CHƯƠNG DỰ KIẾN KẾT QUẢ 18 4.1 Xác định hình thái thuộc tính vi khuẩn lựa chọn 18 4.2 Đánh giá khả phân hủy tinh bột Nitơ vi khuẩn lựa chọn 18 CHƯƠNG KẾ HOẠCH VÀ KINH PHÍ DỰ TRÙ .19 5.1 Kế hoạch thực .19 5.2 Kinh phí dự trù .19 TÀI LIỆU THAM KHẢO .20 DANH SÁCH HÌNH Hình Sơ đồ sản chế biến bún Hình 2 Tế bào vi khuẩn Bacillus 12 Hình Sơ đồ mơ tả phân tích mẫu 16 DANH SÁCH BẢNG Bảng Thành phần hóa học gạo Bảng 2 Tải lượng số chất ô nhiễm nước thải số làng nghề bún Bảng Các thông số ô nhiễm nước thải làng bún Phú Đô Bảng Đặc trưng nước thải sản xuất bún hệ thống cống chung cuối làng Phú Đô Bảng Bảng: phản ứng sinh hóa vi khuẩn bacillus 12 Bảng Phân tích tiêu hóa lý 15 DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT BTNMT CP Bộ Tài ngun Mơi trường Chính phủ NA NB Nutrient Agar Nutrient Broth ND QCVN QH Nghị định Quy chuẩn Việt Nam Quốc hội TSA TSB Trypticase Soy Agar Trypticase Soy Broth CHƯƠNG ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1 Tính cấp thiết đề tài Các làng nghề thủ công truyền thống nét đặc trưng nhiều vùng nông thôn Việt Nam Trong năm qua, làng nghề truyền thống Viêt Nam có nhiều đóng góp cho phát triển kinh tế đất nước nói chung kinh tế nơng thơn nói riêng Hiện nay, nước có 1.300 làng nghề công nhận 3.200 làng có nghề làng nghề lương thực thực phẩm khoảng 11,9% Hoạt động sản xuất làng nghề có nhiều đóng góp vào ổn định đời sống người dân phát triển kinh tế - xã hội, tạo việc làm cho 11 triệu lao động nước (Nghị số: 19/2011/QH13) Với việc ban hành nghị định số 134/2004/NĐ-CP ngày 9/6/2004 việc khuyến khích phát triển nơng nghiệp nơng thơn Chính phủ tốc độ phát triển mở rộng làng nghề truyền thống diễn mạnh Phần lớn làng nghề chưa có quy hoạch hợp lý, quy mô sản xuất nhỏ, phân tán, gây vấn đề môi trường trầm trọng, gây ô nhiễm mơi trường nước, mơi trường khơng khí mơi trường đất tác động trực tiếp tới sức khỏe dân cư làng nghề Nhóm làng nghề chế biến lương thực thực phẩm nhóm làng nghề đóng vai trò quan trọng việc gây nhiễm nguồn nước mặt Nhóm làng nghề sử dụng lượng lớn nước cho trình chế biến thải lượng lớn chất hữu (các loại đường đơn, axit hữu cơ, protein, xenluloza), nguồn dinh dưỡng thích hợp cho nhiều loại vi sinh vật phát triển Sự phát triển loài vi sinh vật môi trường nước thải giàu hữu tạo sản phẩm có mùi thối H2S, CH4, NH4 + tác dụng xấu đến môi trường sinh thái (Lê Thị Kim Cúc, 2009) Làng nghề chế biến bún phát triển đại diện cho vùng làng nghề chế biến lương thực thực phẩm hình thức tổ chức sản xuất chế biến, sản xuất nông nghiệp Công nghệ xử lý nước thải có số làng nghề bước đem lại hiệu định Tuy nhiên, theo thời gian số hộ tham gia làm bún ngày tăng, hệ thống thu gom nước thải chưa đồng bộ, nước thải từ làng nghề chế biến Bún thải môi trường bên ảnh hưởng sống sinh hoạt sức khỏe người dân xunh quanh Từ vấn đề trên, nước thải cần xử lý trước thải mơi trường tự nhiên Vì đề tài “Nghiên cứu ứng dụng vi khuẩn địa để xử lý nước thải làng nghề chế biến Bún” đề tài cần thiết, đáp ứng nhu cầu thực tiễn 1.2 Mục tiêu đề tài Nhằm phân lập, tuyển chọn ứng dụng vi khuẩn có khả xử lý nước thải từ làng nghề chế biến Bún 1.3 Nội dung đề tài Phân lập tuyển chọn vi khuẩn có khả xử lý nhiễm từ nghề chế biến Bún CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ TÀI LIỆU 2.1 Tổng quan bún Nghề làm bún nghề truyền thống vốn có từ lâu đến tiếp tục trì, phát triển Với phát triển khoa học công nghệ, nghề làm bún ngày sở cải tiến quy trình sản xuất, tăng suất chất lượng vệ sinh an toàn thực phẩm, tạo yên tâm cho người tiêu dùng Trong ẩm thực Việt Nam, bún loại thực phẩm dạng sợi tròn, trắng mềm, làm từ tinh bột gạo tẻ, tạo sợi qua khuôn luộc chín nước sơi Là ngun liệu, thành phần chủ yếu để chế biến nhiều ăn mà tên ăn thường có chữ bún đầu (như bún cá, bún mọc, bún chả, v.v.), bún loại thực phẩm phổ biến nước, xếp sau ăn dạng cơm, phở… Bún ăn quen thuộc người dân Việt Nam từ lâu Bún thường sử dụng cách rộng rãi đa dạng với nhiều thực phẩm khác dịp lễ, tết, đám tiệc, bữa ăn ngày Hiện nay, bún có mặt khơng nơi bình dân hay vỉa hè mà bước vào nhà hàng sang trọng, tạo cảm giác mẻ thưởng thức ẩm thực Việt Nam Do đó, bún Việt Nam vừa ăn sang trọng, vừa ăn bình dân Mỗi miền, vùng dân cư, chí nhà hàng lại có bún khác thành phần thực phẩm, cách chế biến, chủng loại gia vị, bí nhà nghề để có tên gọi riêng, cách ăn riêng, hương vị riêng đặc trưng xứ sở Bún dùng để chế biến nhiều ăn bún thịt nướng hay bún chả, bún nem, bún ốc, bún thang, bún riêu, bún mọc, bún bò giò heo bún cá 2.1.1 Khái niệm Bún dạng thực phẩm dạng sợi, chế biến từ nguyên liệu giàu amlylose bột gạo tẻ (Đặng Kim Chi, 2005) 2.1.2 Phân loại Như nói trên, tuỳ vùng miền mà ta có nhiều tên gọi bún khác nhau, nói chung lại bún chia làm loại chủ yếu bún tươi bún khô: - Bún tươi: sau định hình, làm nguội, bún bao gói cẩn thận, chuyển phân phối tới nơi thiêu thụ thời gian bảo quản ngắn (không 24 giờ) - Bún khô: sau định hình, vắt sợi, bún đem sấy để loại nước nhằm làm giảm hàm ẩm xuống 12% đem bao gói Do đó, bún khơ có khả bảo quản dài nhiều so với bún tươi (Trần Thị Hồng Gấm, 2013) 2.1.3 Nguyên liệu Gạo tẻ: Gạo Việt Nam gồm: gạo nếp (dẻo, dính) gạo tẻ Việt Nam xuất loại gạo sau: gạo 5% đánh bóng lần, gạo 5% đánh bóng lần, gạo 10%, 15%, 25% 100% Ngồi có gạo sắt, gạo đồ, gạo thơm Các loại gạo (gạo tẻ, gạo nếp ) thực phẩm Chúng có lượng vitamin nhóm B phong phú protein thực vật So sánh giống lúa tẻ lúa nếp thấy rằng: Lúa tẻ có hàm lượng Fe Cu Cd Pb nhiều Đồng thời thấy hạt lúa nếp hàm lượng nguyên tố tạo tro dao động mức độ nhỏ so với hạt lúa thường Trong gạo lật hàm lượng P, Ca, Zn, Cu, Pb Cd lớn hơn, Na, Mg, Mn, K Fe nhỏ so với hạt lúa, điều có liên quan đến hàm lượng tương đối lớn chúng trấu Ðặc tính mùi thơm loại gạo tạo thành hàng trăm loại chất thơm dễ bay hydrocarbons, alcohols, aldehydes, ketones, acides, phenols, pyridine, 2acetyl-1-prroline Nguyên liệu chủ yếu công nghệ sản xuất bún tươi gạo tẻ (Trần Thị Hồng Gấm, 2013) Nước: Nước nguồn nguyên liệu thiếu quy trình sản xuất chế biến thực phẩm Có nguồn nước khai thác để phục vụ cho nhu cầu sản xuất là: Nguồn nước bề mặt, nước ngầm, nước máy Do độ ổn định cao, chất lượng tương đối tốt đặc biệt chi phí sử dụng rẻ tiền mà nhà sản xuất thường sử dụng nguồn nước ngầm làm nguyên liệu dùng sản xuất Trong đó, nguồn nước máy dù chất lượng tốt qua xử lý giá thành cao nên hạn chế sử dụng Nguồn nước bề mặt Việt Nam bị ô nhiễm nghiêm trọng, mà người ta khơng dùng nguồn nước sản xuất công nghiệp Chỉ tiêu cảm quan: suốt, không màu, không mùi, không vị (Trần Thị Hồng Gấm, 2013) 2.1.4 Thành phần hóa học hạt gạo Nước: Lượng nước ảnh hưởng đến công nghệ bảo quản chế biến lúa gạo Nước xem thành phần quan trọng lúa Hạt lúa chín vàng cây, độ ẩm hạt giảm Khi hạt giai đoạn chín sữa, lượng nước chiếm gần 70% khối lượng hạt, hạt giai đoạn thu hoạch độ ẩm khoảng 16-28% tùy thuộc điều kiệm thời tiết thu hoạch Lượng nước hạt hai dạng tự liên kết Glucid: Bao gồm tinh bột, đường, dextrin, cellulose, hemicellulose Hàm lượng glucid phần khác hạt lúa khác Phân bố loại glucid hạt gạo trình bày bảng sau Tinh bột tập trung chủ yếu nội nhũ Trong cám, phôi, hàm lượng glucid khơng cao Thành phần hạt lúa nói chung bao gồm glucid, protein, cellulose, lipid, vitamin, khống vơ cơ, enzyme nước Sự phân bố chất dinh dưỡng phần hạt không giống biểu diễn bảng sau: Bảng Thành phần hóa học gạo Thành phần Glucid (g) Ccllulose Protein(gNx5,95) Lipid (g) Tro (g) Ca (mg) P (g) Fe (mg) Zn (mg) Phytin P (g) Thóc 64-73 7,2-10,4 5,8-7,7 1,5-2,3 2,9-5,2 10-80 0,17-3,1 1,4-6 1,7-3,1 0,18-0,21 Gạo lật 73-87 0,6-1 7,1-8,3 1,6-2,8 1-1,5 10-50 0,17-0,43 0,2-5,2 0,6-2,8 0,13-0,27 Gạo xát 77-89 0,2-0,5 6,3-7,1 0,3-0,5 0,3-0,8 10-30 0,08-0,15 0,2-2,8 0,6-2,3 0,02-0,2 Cám 34-62 7-11,4 11,3-14,9 15-19,7 6,6-9,9 30-120 1,1-2,5 8,6-43 4,3-25,8 0,9-2,2 Trấu 22-34 34,5-45,9 2-2,8 0,3-0,8 13,2-21 60-130 0,03-0,07 3,9-9,5 0,9-4 (Nguồn: Trần Thị Hồng Gấm, 2013) Tinh bột: Là thành phần chủ yếu hạt lúa, chiếm đến 90% lượng chất khô hạt gạo xát Tinh bột tồn hai dạng amylose amylopectin có tỷ lệ thay đổi tùy thuộc giống lúa Tinh bột định giá trị cảm quan hạt gạo Hàm lượng amylose gạo định độ dẻo cơm Nếu thành phần tinh bột gạo có 10-18% amylose cơm xem mềm, dẻo Từ 25-30% cơm xem cứng Các loại gạo Việt Nam có hàm lượng amylose thay đổi từ 18-45% amylose Gạo nếp có thành phần tinh bột chủ yếu amylopectin (xấp xỉ 100%), cơm dẻo nở Hạt tinh bột lúa gạo có hình dạng đa giác đặc trưng, kích thước thay đổi từ 2-10µm Kích thước nhỏ số hạt lương thực Nhiệt độ hồ hóa tinh bột gạo khoảng 70-80oC Protein: Trong lúa gạo, đường tồn dạng chủ yếu saccharose, ngồi có đường glucose, fructose, raffinose Trong hạt lúa nảy mầm, tồn đường maltose Trong hạt lúa, protein tồn ba dạng hạt cầu protein lớn nằm hai vùng gần lớp aleurone (subaleurone) trung tâm hạt Các hạt cầu protein có đường kính 1-2 µm Các hạt cầu protein nhỏ, chủ yếu nằm vùng subaleurone, có đường kính 0,5-0,7 µm Trong hạt cầu, sợi protein xếp thành vòng đồng tâm hay tia hướng tâm Càng hạt cầu mật độ protein cao Dạng thứ ba dạng “tinh thể” có đường kính từ 2-3 µm tồn lớp subaleurone Phương pháp đốt đạm để xác định hàm lượng nitơ Kjeldahl thường dùng để xác định hàm lượng protein gạo Tuy nhiên hệ số chuyển đổi từ nitơ sang protein 5,95 Hệ số dựa hàm lượng nitơ gluten gạo Trong gạo, hàm lượng protein không cao Tùy thuộc giống lúa, điều kiện canh tác mà hàm lượng protein thay đổi khoảng rộng Theo số liệu viện nghiên cứu lúa quốc tế (IRRI) số 15587 giống lúa lưu giữ viện, hàm lượng protein thay đổi từ 4,3-18,2% Mức protein trung bình 9,4% Thơng thường khoảng 7-10% Trong giống lúa giống Japonica có hàm lượng protein cao giống lúa khác Hàm lượng protein giống lúa trồng vào mùa khô cao giống trồng vào mùa mưa Các giống lúa Việt Nam có hàm lượng protein khoảng từ 5,26-10% Protein gạo gồm bốn loại, glutelin hay có tên riêng oyzenin chiếm đa số, protein lại albumin, globulin prolamin (oryzin) Lipid: Trong lúa gạo, hàm lượng chất béo nhỏ khoảng 1,5-2,3% Lipid tồn dạng giọt chất béo có kích thước