Khảo sát khả năng thu nhận protein từ rong đuôi chó (ceretophyllum sp ) trên nhánh sông sài gòn (đường võ văn bích, củ chi tp hồ chí minh)

1 TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT KHOA TÀI NGUYÊN MÔI TRƯỜNG BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN THAM GIA CUỘC THI SINH VIÊN NGHIÊN CỨU KHOA HỌC NĂM HỌC 2015-2016 KHẢO SÁT KHẢ NĂNG THU NHẬN PROTEIN TỪ RONG ĐI CHĨ (CERATOPHYLLUM SP.) TRÊN NHÁNH SƠNG SÀI GỊN (ĐƯỜNG VÕ VĂN BÍCH, CỦ CHI, TP HỒ CHÍ MINH) Bình Dương, tháng năm 2016 TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT KHOA TÀI NGUYÊN MÔI TRƯỜNG BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN THAM GIA CUỘC THI SINH VIÊN NGHIÊN CỨU KHOA HỌC NĂM HỌC 2015-2016 KHẢO SÁT KHẢ NĂNG THU NHẬN PROTEIN TỪ RONG ĐI CHĨ (CERATOPHYLLUM SP.) TRÊN NHÁNH SƠNG SÀI GỊN (ĐƯỜNG VÕ VĂN BÍCH, CỦ CHI, TP HỒ CHÍ MINH) Sinh viên thực hiện: Hồ Thị Ngọc Diễm Nam, Nữ: Nữ Dân tộc: Kinh Lớp, khoa: D13MT01 - Khoa Tài Nguyên Môi Trường Năm thứ: / Số năm đào tạo: Ngành học: Khoa học môi trường Người hướng dẫn: ThS Nguyễn Thị Liên Bình Dương, tháng năm 2016 UBND TỈNH BÌNH DƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI Thông tin chung: - Tên đề tài: Khảo sát khả thu nhận protein từ rong chó (Ceretophyllum sp.) nhánh sơng Sài Gịn (đường Võ Văn Bích, Củ Chi Tp Hồ Chí Minh) - Sinh viên/ nhóm sinh viên thực hiện: STT Họ tên MSSV Lớp Khoa Năm thứ/ Số năm đào tạo Hồ Thị Ngọc Diễm 1324403010014 D13MT01 Tài nguyên môi trường 3/4 Huỳnh Ngọc Thùy Dương 1324403010011 D13MT01 Tài nguyên môi trường 3/4 Nguyễn Thị Thu Hiền 1324403010030 D13MT01 Tài nguyên môi trường 3/4 - Người hướng dẫn: ThS Nguyễn Thị Liên Mục tiêu đề tài: Đánh giá chất lượng nước khu vực lấy mẫu rong chó để trích ly protein Khảo sát mối liên quan thông số q trình trích ly protein đến hàm lượng protein thu Từ tìm thơng số tối ưu cho hiệu suất tốt Tính sáng tạo: Giải vấn đề môi trường thông qua nghiên cứu thông số tối ưu để trích ly protein từ nguồn nguyên liệu – rong chó cách hiệu quả, phát triển đề tài lấy nguồn protein thu nhận để làm thức ăn chăn ni thủy hải sản góp phần làm giảm chi phí chăn ni giúp nơng dân Kết nghiên cứu: Qua trình nghiên cứu, đề tài đưa điều kiện tối ưu cho q trình trích ly rong khơ NaOH sau: Nồng độ dung mơi trích ly NaOH 1% Tỷ lệ dung mơi ngun liệu trích ly NaOH: rong 20:1 Thời gian trích ly 60 phút nhiệt độ 500C Lượng protein thô thu trích ly thơng số 228,2 mg (trong 5g rong khô) Vậy với 1kg rong khơ ta thu 45,64g protein Đóng góp mặt kinh tế - xã hội, giáo dục đào tạo, an ninh, quốc phòng khả áp dụng đề tài: Công bố khoa học sinh viên từ kết nghiên cứu đề tài Ngày 12 tháng năm 2016 Sinh viên chịu trách nhiệm thực đề tài (ký, họ tên) Nhận xét người hướng dẫn đóng góp khoa học sinh viên thực đề tài: Sinh viên hoàn thành đề tài thời hạn, thường xuyên trao đổi với giáo viên hướng dẫn Giải khó khan q trình thực đề tài Xác nhận lãnh đạo khoa (ký, họ tên) Ngày 12 tháng năm 2016 Người hướng dẫn (ký, họ tên) UBND TỈNH BÌNH DƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc THÔNG TIN VỀ SINH VIÊN CHỊU TRÁCH NHIỆM CHÍNH THỰC HIỆN ĐỀ TÀI I SƠ LƯỢC VỀ SINH VIÊN: Ảnh 4x6 Họ tên: Hồ Thị Ngọc Diễm Sinh ngày: 15 tháng 01 năm 1995 Nơi sinh: Bình Dương Lớp: D13MT01 Khóa: 2013-2017 Khoa: Tài ngun mơi trường Địa liên hệ: Ấp Bình Chánh - Khánh Bình – Tân Uyên – Bình Dương Điện thoại: 01626036478 Email: Ngocdiemho66@gmail.com II QUÁ TRÌNH HỌC TẬP * Năm thứ 1: Ngành học: Khoa học môi trường Khoa: Tài nguyên môi trường Kết xếp loại học tập: Giỏi Sơ lược thành tích: * Năm thứ 2: Ngành học: Khoa học môi trường Khoa: Tài nguyên môi trường Kết xếp loại học tập: Khá Sơ lược thành tích: Xác nhận lãnh đạo khoa (ký, họ tên) Ngày 12 tháng năm 2016 Sinh viên chịu trách nhiệm thực đề tài (ký, họ tên) MỤC LỤC DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ 10 ABSTRACT 11 TÓM TẮT LUẬN VĂN 12 MỞ ĐẦU 13 Tính cấp thiết đề tài .13 Mục tiêu nghiên cứu .14 Đối tượng nghiên cứu 14 Phạm vi nghiên cứu 14 Ý nghĩa đề tài 14 Nội dung nghiên cứu 14 Tiến độ thực 14 Chương 1: 1.1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 16 Tổng quan tượng ô nhiễm hữu 16 1.1.1 Khái niệm 16 1.1.2 Nguyên nhân .16 1.1.3 Hậu .16 1.1.4 Một số phương pháp xác định ô nhiễm hữu phú dưỡng 17 1.2 Tổng quan rong chó (Ceratophyllum sp.) 17 1.2.1 Đặc điểm hình thái 17 1.2.2 Sinh sản 18 1.2.3 Dạng sống 18 1.3 Trích ly protein từ rong chó 19 1.3.1 Tổng quan protein .19 1.3.2 Các phương pháp trích ly protein từ rong .20 1.4 Tổng quan tình hình nghiên cứu ngồi nước việc dùng rong chó làm thức ăn chăn nuôi thủy hải sản tách protein từ rong 21 1.4.1 Tình hình nghiên cứu giới 21 1.4.2 Tình hình nghiên cứu nước 22 Chương 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 24 2.1 Nguyên liệu hóa chất .24 2.1.1 Rong chó .24 2.1.2 Mẫu nước 24 2.1.3 Hóa chất sử dụng 25 2.1.4 Thiết bị 26 2.1.5 Sơ đồ quy trình nghiên cứu thu nhận protein từ rong chó .27 2.2 Phương pháp bố trí thí nghiệm 28 2.2.1 Thí nghiệm 1: Xác định số tiêu sinh hóa có mẫu nước thu nhận rong chó 28 2.2.2 Thí nghiệm 2: Nghiên cứu q trình trích ly rong chó NaOH……………………………………………………………………… 33 2.3 2.2.2.1 Thí nghiệm 2.1: Khảo sát nồng độ NaOH 33 2.2.2.2 Thí nghiệm 2.2: Khảo sát tỷ lệ NaOH rong .34 2.2.2.3 Thí nghiệm 2.3: Khảo sát thời gian trích ly 34 2.2.2.4 Thí nghiệm 2.4: Khảo sát nhiệt độ trích ly 35 Phương pháp xử lý số liệu 35 Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 36 3.1 Kết xác định số tiêu sinh hóa mẫu nước thu nhận rong chó 36 3.2 Kết tìm điều kiện tối ưu cho q trình trích ly rong chó NaOH 37 3.2.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát nồng độ NaOH 38 3.2.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát tỷ lệ NaOH rong 39 3.2.3 Thí nghiệm 3: Khảo sát thời gian trích ly .40 3.2.4 Thí nghiệm 4: Khảo sát nhiệt độ trích ly 41 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .42 Kết luận q trình phân tích mẫu nước đoạn sơng Sài Gịn 42 Kết luận việc tìm thơng số tối ưu cho q trình trích ly rong chó NaOH 42 Kiến nghị 42 DANH MỤC CÁC TÀI LIỆU THAM KHẢO 43 PHỤ LỤC .44 Phân tích protein hòa tan bằng phương pháp Lowry [1] .44 10 Đồ thị đường chuẩn phân tích protein hịa tan phương pháp Lowry, Nitơ, Photpho 46 Quy chuẩn Việt Nam tiêu chuẩn nước mặt [9] 47 43 Tóm lại, đoạn sơng Sài Gịn xảy tượng phú dưỡng hóa (DO thấp; nồng độ nitơ photpho vượt mức giới hạn tỷ số N:P = 3,64< 16 suy N trở thành yếu tố giới hạn phát triển rong tảo) làm bùng phát nhiều loài rong tảo, bèo, kể số rong chết hồ Tuy nhiên ta nhận thấy nồng độ nitơ tổng thấp (0,2963 0,2 mg/l Photpho 0,0814 > 0,03 mg/l) Kết luận việc tìm thơng số tối ưu cho q trình trích ly rong chó NaOH Qua trình nghiên cứu, đề tài đưa điều kiện tối ưu cho trình trích ly rong khơ NaOH sau: Nồng độ dung mơi trích ly NaOH 1% Tỷ lệ dung mơi ngun liệu trích ly NaOH: rong 20:1 Thời gian trích ly 60 phút nhiệt độ 500C Lượng protein thô thu trích ly thơng số 228,2 mg (trong 5g rong khô) Vậy với 1kg rong khô ta thu 45,64g protein Kiến nghị Phân tích thêm thành phần khác protein thô lipid, tro, cacbohydrate Hàm lượng protein thơ thu cịn thấp chưa tinh nên cần đưa vào phương pháp nhằm thu lượng protein cao chất lượng Sau trích ly protein, nên cần tận dụng phần bã rong để chuyển hóa thành sản phẩm có giấ trị khác (phân bón, ethanol ) Tiếp tục nghiên cứu sử dụng phương pháp trích ly để nâng cao nồng độ protein 52 DANH MỤC CÁC TÀI LIỆU THAM KHẢO TS Nguyễn Hồi Hương, 2009 Giáo trình Thực hành hóa sinh, trường Đại học Kỹ Thuật Công Nghệ Thành phố Hồ Chí Minh TS Nguyễn Đức Lượng, 2001 Cơng nghệ sinh học, Nhà xuất Đại học Quốc Gia Thành phố Hồ Chí Minh Nguyễn Thị Mai, 2014 Xác định tổng photpho nước, 123doc, 6-3-2016, Bạch Ngọc Minh, 2013 Sử dụng sóng siêu âm để cải thiện hiệu suất trích ly protein từ sinh khối rong biển, luận văn thạc sĩ, trường ĐH Bách Khoa TP Hồ Chí Minh Thủy Châu Tờ, 2015 Bài giảng thực tập phân tích mơi trường Trường ĐH Thủ Dầu Một Trần Thị Mỹ Vân, 2014 Nghiên cứu trình chuyển hóa sinh khối rong lục nước thành đường Luận văn đại học Ban kỹ thuật tiêu chuẩn TCVN/TC 147 “Chất lượng nước”,TCVN 7325:2004, Xác định oxi hịa tan phương pháp đầu đo điện hóa Trường ĐH Đà Lạt, 2015 Giáo trình phú dưỡng hóa, 123doc, 6-3-2016, < http://text.123doc.org/document/2641681-giao-trinh-phu-duong-hoa.htm> QCVN 08:2008 BTNMT, quy chuẩn kỹ thuật quốc gia chất lượng nước mặt 10 Ceratophyllym demersum L., coontail, hornwort, 11 Shyama Pagad.,2006, Ceratophyllum demersum (aquatic plant) < http://www.issg.org/database/species/ecology.asp?si=281> 53 PHỤ LỤC Phân tích protein hòa tan bằng phương pháp Lowry [1] Hóa chất, dụng cụ, thiết bị  Dung dịch Albumin 0.1%: cân chính xác 0.1g albumin pha với nước cất thành 100ml  Dung dịch A: cân 2g Na2CO3 hòa tan NaOH 0.1N thành 100ml  Dung dịch B: cân 0,5g CuSO4.5H2O hòa tan dung dịch natri citrat 1% tạo thành 100ml  Dung dịch C: (chỉ pha dùng ngày) là hỗn hợp của hai dung dịch A và B được pha theo tỷ lê ̣ 49:1  Thuốc thử Folin: thuốc thử này đã pha sẵn, các đều chế sau: o Cân 100g Natri tungstat và 25g Natri molybsate tinh khiết Thêm vào đó 700ml nước cất và 50ml acid ortho phosphoric 85% Khuấy cho hoàn tan và thêm vào đó 100ml acid clohydric đâ ̣m đă ̣c Tiếp tục khuấy rồi cho vào đó mô ̣t bình cầu nút nhám lít Đun hoàn lưu 10 giờ o Sau đun cho vào 150g lithium sulfat Khuấy cho đến tan hoàn toàn rồi đổ vào thêm 5-10ml brom 1/3 (hoă ̣c 2-3ml brom lỏng) Khuấy đều và đun sôi tủ hút khí đô ̣c 15 phút Làm lạnh ở nhiê ̣t đô ̣ thường Cho vào bình định mức lít và thêm vào nước cất cho đủ Lắc kỹ và lọc (nếu dung dịch không trong) Dung dịch có màu vàng chanh, nếu chuyển sang màu xanh là không dùng được Bảo quản chai thủy tinh màu tối 54 Dựng đường chuẩn  Dung dịch đường chuẩn thí nghiê ̣m: dung dịch albumine serum IV có nồng đô ̣ 0.1% Hút dung dịch theo bảng sau: Bảng xây dụng đường chuẩn phân tích protein hịa tan Hóa chất Đối chứng Albumine 0.1%(ml) 0,2 0,4 0,6 0,8 Nước cất (ml) 10 9,8 9,6 9,4 9,2 Nờng ̣ protein µg/ml 20 40 60 80 100  Lắc đều, hút 1ml dung dịch từ mỗi ống, thêm vào 5ml dung dịch C, lắc đều, để yên phút ở nhiê ̣t đô ̣ phòng  Thêm vào 0,2ml thuốc thủ folin, lắc đều, để yên 30 phút  Sau 15 phút, làm nguô ̣i nhanh, đo ở bước sóng OD750nm  Dựng đường chuẩn protein  Khi đo mẫu, tiến hành tương tự theo các bước dựng đường chuẩn Tiến hành  Lấy mẫu sau trích ly, ly tâm loại bỏ phần că ̣n, tủa mẫu với TCA 25% theo tỷ lê ̣ 2,5:1 30 phút ở 40C, ly tâm thu protein tủa và hòa lại 5ml dung dịch NaOH 0.1M  Lấy mẫu và pha loãng với nồng đô ̣ thích hợp và đo protein hòa tan ở bước sóng OD750nm Tính toán  Sau đo mẫu ở bước sóng OD750nm máy sẽ dựa vào đường chuẩn có sẵn, đô ̣ pha loãng để tính toán hàm lượng protein hòa tan có mẫu (µg/ml)  Hàm lượng protein hòa tan mẫu được tính sau: X (mg) = (A x V)/ 1000 Trong đó: X: Hàm lượng protein (mg) 55 A: Hàm lượng protein hòa tan đo được (µg/ml) V: Thể tích dung dịch sau hòa lại tủa bằng NaOH 0.1M (V=5 ml) 1000: chủn đởi từ đơn vị µg sang mg Đồ thị đường chuẩn phân tích protein hòa tan phương pháp Lowry, Nitơ, Photpho 0.35 0.3 f(x) = x + 0.01 R² = 0.25 0.2 0.15 Linear () 0.1 Đồ thị Đồ thị đường 0.05 chuẩn protein hòa tan 0 20 40 60 80 100 120 Phương trình đường chuẩn y Nhận xét: Phương trình đường chuẩn y = 0,003x +0,0065 có độ tương quan R cao gần (R = 0,9993) Do phương trình hồi quy y = 0,003x + 0,0065 giải thích tốt cho mối quan hệ biến x- nồng độ protein biến y- mật độ quang Đồ thị Đồ thị đường 0.6 chuẩn Nitrat f(x) = 0.52 x + 0.03 R² = 0.99 0.5 0.4 0.3 Linear () 0.2 0.1 0 0.2 0.4 0.6 0.8 Phương trình đường chuẩn: y=0.5221x+0.0273 Độ tương quang R = 0.9967 1.2 Nhận xét: phương trình đường chuẩn có độ tương quang R cao gần (R = 0,9967) phương trình hồi quy y = 0.5221x+0.0273 giải thích tốt cho mối tương quan biến x- nồng độ Nitrat biến y- mật độ quang Đồ thị Đồ thị đường chuẩn photpho 56 0.45 0.4 f(x) = 1.51 x + 0.01 R² = 0.35 0.3 0.25 0.2 Linear () 0.15 0.1 0.05 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 Phương trình đường chuẩn: y=1.5136x+0.0084 Độ tương quang R = 0.9999 Nhận xét: phương trình đường chuẩn có độ tương quang R cao gần (R = 0,9999) phương trình hồi quy y = 1.5136x+0.0084 giải thích tốt cho mối tương quan biến x- nồng độ photpho biến y- mật độ quang Quy chuẩn Việt Nam tiêu chuẩn nước mặt [9] Bảng Quy chuẩn Việt Nam tiêu chuẩn nước mặt ST T Giá trị giới hạn Thông số Đơn vị A A1 B A2 B1 B2 pH 6-8,5 6-8,5 5,5-9 5,5-9 Ơxy hịa tan (DO) mg/l ≥6 ≥5 ≥4 ≥2 Tổng chất rắn lơ lửng (TSS) mg/l 20 30 50 100 COD mg/l 10 15 30 50 BOD5 (200C) mg/l 15 25 Amoni (NH+4) (tính theo N) mg/l 0,1 0,2 0,5 Clorua (Cl-) mg/l 250 400 600 - Florua (F-) mg/l 1,5 1,5 Nitrit (NO-2) (tính theo N) mg/l 0,01 0,02 0,04 0,05 57 10 Nitrat (NO-3) (tính theo N) 11 Phosphat (PO43-) (tính theo P) mg/l 10 15 mg/l 0,1 0,2 0,3 0,5 Ghi chú: Việc phân hạng nguồn nước mặt nhằm đánh giá kiểm soát chất lượng nước, phục vụ cho mục đích sử dụng nước khác nhau: A1 - Sử dụng tốt cho mục đích cấp nước sinh hoạt mục đích khác loại A2, B1 B2 A2 - Dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt phải áp dụng công nghệ xử lý phù hợp; bảo tồn động thực vật thủy sinh, mục đích sử dụng loại B1 B2 B1 - Dùng cho mục đích tưới tiêu thủy lợi mục đích sử dụng khác có yêu cầu chất lượng nước tương tự mục đích sử dụng loại B2 B2 - Giao thơng thuỷ mục đích khác với yêu cầu nước chất lượng thấp ... QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI Thông tin chung: - Tên đề tài: Khảo sát khả thu nhận protein từ rong chó (Ceretophyllum sp. ) nhánh sơng Sài Gịn (đường Võ Văn Bích, Củ Chi Tp Hồ Chí Minh) - Sinh viên/... Khảo sát tỷ lệ NaOH rong Tủa protein (HCl) Khảo sát thời gian trích ly Ly tâm (thu phần cặn) Khảo sát nhiệt độ trích ly Sấy Protein chó 30 Sơ đồ 2.1 Quy trình nghiên cứu thu nhận protein từ rong. .. 2015-2016 KHẢO SÁT KHẢ NĂNG THU NHẬN PROTEIN TỪ RONG ĐI CHĨ (CERATOPHYLLUM SP. ) TRÊN NHÁNH SƠNG SÀI GỊN (ĐƯỜNG VÕ VĂN BÍCH, CỦ CHI, TP HỒ CHÍ MINH) Sinh viên thực hiện: Hồ Thị Ngọc Diễm Nam, Nữ: Nữ Dân