Kết quả đếm mật số tế bào nấm men sau khi nuôi cấy:
Chuyên ngành Công nghệ sinh học 36 Viện NC&PT Công nghệ sinh học d b a c c d -2 0 2 4 6 8 10 12 ĐC 30 35 38 40 45 DM t h ay đổ i (% )
Nhiệt độ nuôi cấy nấm men (oC)
*Các giá trị là trung bình của 3 lần lặp lại, các ký tự có cùng kí tự thể hiện sự khác
biệt không có ý nghĩa thống kê ở mức 5%, CV = 0,96%.
Kết quả cho thấy tại 35oC, mật số nấm men đạt giá trị cao nhất với kết quả 9,28x107 tế bào/ml, khác biệt có ý nghĩa thống kê ở mức 5%. Mật số giảm dần khi nhiệt độ tăng từ 30oC (6,28x107 tế bào/ml) đến 40oC (5,77x107 tế bào/ml), khác biệt không có ý nghĩa thống kê ở mức 5%. Khi nuôi cấy ở 45oC có mật số là 0,04x107 tế bào/ml thấp hơn so với mật số nấm men ban đầu (106 tế bào/ml). Điều này chứng minh ở nhiệt độ 45oC nấm men không phát triển được dẫn đến sau thời gian nuôi cấy mật số tế bào nấm men giảm.
Kết quả phân tích hàm lượng vật chất khô (DM) sau nuôi cấy:
*Các giá trị là trung bình của 3 lần lặp lại, các ký tự có cùng kí tự thể hiện sự khác
biệt không có ý nghĩa thống kê ở mức 5%, CV = 1,2%.
Tương tự với kết quả mật số tế bào nấm men, nghiệm thức cao nhất là 35oC với DM tăng 9,52% và khác biệt có ý nghĩa thống kê ở mức 5% so với các nghiệm thức khác. Hàm lượng DM ở 30oC 5,76% và khác biệt có ý nghĩa thống kê ở mức 5%. Hai nghiệm thức có giá trị gần như bằng nhau và khác biệt không có ý nghĩa
Chuyên ngành Công nghệ sinh học 37 Viện NC&PT Công nghệ sinh học d b a b c d 0 2 4 6 8 10 12 14 16 ĐC 30 35 38 40 45 CF được p h ân giải (% )
Nhiệt độ nuôi cấy nấm men (oC)
thống kê là 38oC (3,48%) và 40oC (3,47%). Tại 45oC hàm lượng DM giảm 0,44% khác biệt không có ý nghĩa thống kê ở mức 5% so với nghiệm thức ĐC không chủng nấm men giảm 0,55%. Điều này cho thấy ở 45oC nấm men gần như không hoạt động phân giải bã mía.
Kết quả phân tích hàm lượng xơ thô (CF) được phân giải sau nuôi cấy:
*Các giá trị là trung bình của 3 lần lặp lại, các ký tự có cùng kí tự thể hiện sự khác
biệt không có ý nghĩa thống kê ở mức 5%, CV = 5,52%.
Tương đồng với kết quả đếm mật số tế bào, 35oC có kết quả cao nhất với 14,17% hàm lượng xơ thô được phân giải, khác biệt có ý nghĩa thống kê ở mức 5% so với các nghiệm thức khác. Tại 38oC (12,78%) và 30oC (12,44%) khác biệt không có ý nghĩa thống kê ở mức 5%. 40oC với hàm lượng CF giảm 10,82% khác biệt có ý nghĩa thống kê ở mức 5% so với các nghiệm thức khác. Đối với nhiệt độ là 45oC hàm lượng CF chỉ giảm 0,45% khác biệt không có ý nghĩa thống kê ở mức 5% so với đối chứng không chủng nấm men (0,34%). Kết quả trên tiếp tục cho thấy ở 45oC nấm men gần như không có khả năng phân giải xơ thô từ cơ chất bã mía.
Chuyên ngành Công nghệ sinh học 38 Viện NC&PT Công nghệ sinh học d b a b c 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 Mậ t số t ế b ào (x10 7tế b ào /m l)
Thời gian nuôi cấy nấm men (ngày)
Kết quả phân tích hàm lượng đạm ammoniac sinh ra sau nuôi cấy: Nấm men H13 không sinh ra đạm ammoniac khi nuôi cấy ở các nhiệt độ khác nhau.
Tổng hợp kết quả khảo sát các chỉ tiêu trên, nấm men được nuôi cấy trong nhiệt độ 35oC cho kết quả tốt nhất với mật số nấm men sau nuôi cấy cao nhất (9,28x107 tế bào/ml), hàm lượng vật chất khô tăng 9,52% và hàm lượng xơ thô được phân giải nhiều nhất với 14,17%. Theo Lương Đức Phẩm (2006), S. cerevisiae
có hiệu suất lên men cao nhất trong khoảng từ 30oC tới 35oC. Kết quả trên cũng tương đồng với nghiên cứu của Serra et al. (2005) có kết quả nhiệt độ tối ưu cho S. cerevisiae VL3c tăng trưởng là 35oC. Charoenchai et al. (1998) cũng đề cập đến trong nghiên cứu của ông về nấm men S. cerevisiae, P. anomala, K. apiculata rằng nhiệt độ tối ưu cho các loại nấm men trên là từ 30 – 35oC.
4.7. Ảnh hưởng của thời gian ủ đến sự phân giải bã mía của H13
Kết quả đếm mật số tế bào nấm men sau khi nuôi cấy:
*Các giá trị là trung bình của 3 lần lặp lại, các giá trị có cùng ký tự thể hiện sự
khác biệt không có ý nghĩa thống kê ở mức 5%, CV = 0,36%.
Chuyên ngành Công nghệ sinh học 39 Viện NC&PT Công nghệ sinh học d c b a b c -2 0 2 4 6 8 10 12 ĐC 1 2 3 4 5 DM t h ay đổ i (% )
Thời gian nuôi cấy nấm men (ngày)
Theo kết quả trên, sau 3 ngày cho kết quả mật số nấm men cao nhất (8,82x107 tế bào/ml) và khác biệt có ý nghĩa so với các nghiệm thức khác ở mức 5%. 4 ngày (7,02x107 tế bào/ml) khác biệt không có ý nghĩa thống kê ở mức 5% so với 5 ngày (6,01x107 tế bào/ml) và 2 ngày (7,73x107 tế bào/ml). 1 ngày có mật số nấm men là 5,18x107 tế bào/ml, khác biệt có ý nghĩa ở mức 5%. Theo Lương Đức Phẩm (2006), mật số nấm men sau 3 ngày bắt đầu giảm do quần thể nấm men tiến vào pha suy thoái, dinh dưỡng môi trường không còn đủ để nấm men sinh trưởng và phát triển.
Kết quả phân tích hàm lượng vật chất khô (DM) sau nuôi cấy:
*Các giá trị là trung bình của 3 lần lặp lại, các giá trị có cùng ký tự thể hiện sự
khác biệt không có ý nghĩa thống kê ở mức 5%, CV = 1,11%.
Nghiệm thức đối chứng có DM thấp nhất với kết quả sau khi khảo sát giảm 0,74%, khác biệt có ý nghĩa thống kê ở mức 5% Nguyên nhân do nghiệm thức đối chứng không chủng nấm men nên không bị ảnh hưởng bởi lượng sinh khối nấm men được sinh ra. DM sau khi nuôi cấy 1 ngày tăng nhẹ với giá trị là 0,98% do là nấm men được nuôi trong 1 ngày nên khả năng phân giải bã mía không cao. Sau 2
Chuyên ngành Công nghệ sinh học 40 Viện NC&PT Công nghệ sinh học d c b a a a 0 2 4 6 8 10 12 14 16 ĐC 1 2 3 4 5 CF được p h ân giải (% )
Thời gian nuôi cấy nấm men (ngày)
ngày, DM tăng 4,56% cao hơn so với 1 ngày và khác biệt không có ý nghĩa thống kê ở mức 5% so với sau khi nuôi 4 ngày (4,57%). DM đạt giá trị cao nhất sau 3 ngày ủ với hàm lượng DM tăng 9,81% khác biệt có ý nghĩa thống kê ở mức 5% so với các nghiệm thức khác.
Kết quả phân tích hàm lượng CF được phân giải sau nuôi cấy:
*Các giá trị là trung bình của 3 lần lặp lại, các giá trị có cùng ký tự thể hiện sự
khác biệt không có ý nghĩa thống kê ở mức 5%, CV = 3,47%.
Hàm lượng CF được phân giải tăng nhanh dần từ sau khi ủ 1 ngày (2,49%) đến 2 ngày (7,74%), các nghiệm thức khác biệt có ý nghĩa ở mức 5%. Từ 3 ngày (14,38%), tới 4 ngày thì tốc độ phân giải CF giảm dần, CF được phân giải sau khi nuôi 4 ngày với giá trị là 14,63% khác biệt không có ý nghĩa ở mức 5% so với 5 ngày (14,93%) và 3 ngày. Điều này cho thấy sau khi nuôi cấy 3 ngày thì khả năng phân giải xơ của nấm men giảm đang kể.
Kết quả khảo sát hàm lượng đạm ammoniac sinh ra sau nuôi cấy: Nấm men hoàn toàn không sinh ra ammoniac sau khi nuôi cấy 5 ngày.
Chuyên ngành Công nghệ sinh học 41 Viện NC&PT Công nghệ sinh học
Tổng hợp các kết quả trên, nấm men được nuôi cấy trong 3 ngày cho kết quả đếm mật số cao nhất (8,82x107 tế bào/ml), DM tăng cao nhất (9,81%) và hàm lượng xơ thô được phân giải là 14,38%. Kết quả này giống với nghiên cứu của F. Noé Arroyo-López et al., (2009) khi nấm men S. cerevisiae cho nguồn sinh khối cao nhất sau 3 ngày nuôi cấy. Từ ngày thứ tư, quần thể nấm men bắt đầu tiến vào pha suy thoái do mật số cao nhưng nguồn dinh dưỡng không đủ khiến số tê bào chết và bị thủy phân tăng nhanh.
Chuyên ngành Công nghệ sinh học 42 Viện NC&PT Công nghệ sinh học
CHƯƠNG 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1. Kết luận
Từ kết quả khảo sát các nhân tố ảnh hưởng tới khả năng phân giải bã mía của nấm men H13 xác định được nấm men sinh trưởng tốt hơn trên môi trường cơ chất bã mía không rửa với mật số nấm men là 5,34x107 tế bào/ml, Hàm lượng vật chất khô tăng 8,07% và hàm lượng xơ thô được phân giải là 12,08%. Tiếp theo, tỷ lệ dịch tế bào nấm men chủng vào môi trường thích hợp là 5% (mật số 106 tế bào/ml) thu được mật số sau nuôi cấy là 6,66x107 tế bào/ml, DM tăng 10,73% và CF giảm 13,27%. Bên cạnh đó, pH tốt nhất cho nấm men phát triển là pH = 5, khi đó mật số nấm men là 5,35x107 tế bào/ml, DM tăng 8,94% cùng với hàm lượng xơ thô được phân giải là 13,07%. Đối với nhân tố nhiệt độ được khảo sát, nhiệt độ 35oC là tối ưu để nấm men H13 sinh trưởng và phân giải bã mía. Trong thí nghiệm nhiệt độ, mật số nấm men sau nuôi cấy lên đến 9,28x107 tế bào/ml, vật chất khô không đổi tăng 9,52% còn hàm lượng CF giảm 14,17%. Nhân tố cuối cùng được khảo sát là nhân tố thời gian, nấm men cho kết quả tốt nhất khi được nuôi 3 ngày với mật số là 8,82x107 tế bào/ml, DM tăng 9,81% cùng với hàm lượng xơ thô được phân giải là 14,38%.
5.2. Kiến nghị
Ứng dụng các kết quả khảo sát trên cho việc nuôi cấy nấm men H13 để thu được sinh khối nấm men cao.
Sử dụng sinh khối nấm men thu được để tạo chế phẩm sinh học dùng trong chế biến thức ăn gia súc, gia cầm.
Chuyên ngành Công nghệ sinh học 43 Viện NC&PT Công nghệ sinh học
TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt
Đỗ Thị Cẩm Hường, Trần Nhân Dũng và Hồ Quảng Đồ. 2012. Phân lập tuyển chọn và định danh vi khuẩn dạ cỏ bò để phân giải bã mía trong điều kiện in vitro. Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ Công nghệ sinh học. Đại học Cần Thơ.
Huỳnh Xuân Phong. 2013. Giáo trình thực tập Vi sinh thực phẩm. Viện NC&PT Công nghệ Sinh học. Trường Đại học Cần Thơ.
Lương Đức Phẩm. 2006. Nấm men công nghiệp. Nhà xuất bản Khoa học Kỹ thuật. Hà Nội, trang 45-122.
Nguyễn Đình Thưởng và Nguyễn Thanh Hằng. 2000. Công nghệ sản xuất và kiểm tra cồn ethylic. Nxb. Khoa học và Kỹ thuật Hà Nội.
Nguyễn Đức Lượng. 2004. Công nghệ enzyme. Nhà xuất bản Đại học Quốc Gia TP.HCM, trang 34-35.
Nguyễn Đức Lượng. Phan Thị Hiền và Nguyễn Thị Ánh Tuyết. 2003. Thí nghiệm công nghệ vi sinh vật tập 2. Nhà xuất bản Đại học Quốc Gia TP.HCM, trang 336.
Nguyễn Khắc Tuấn. 1996. Tuyển chọn một số chủng nấm men từ bánh men rượu cổ truyền để sản xuất một số chế phẩm sinh học sử dụng trong chăn nuôi lợn. Luận án Phó Tiến sĩ Khoa học Nông nghiệp, Đại học Nông nghiệp I Hà Nội, trang 27.
Nguyễn Lân Dũng. 1999. Vi sinh vật học. Nhà xuất bản Giáo Dục, trang 145.
Nguyễn Thanh Son. 2013. Tuyển chọn tổ hợp vi khuẩn có khả năng phân giải bã mía trong điều kiện in vitro. Luận văn tốt nghiệp chuyên ngành Vi sinh vật học. Đại học Cần Thơ.
Chuyên ngành Công nghệ sinh học 44 Viện NC&PT Công nghệ sinh học
Trần Hồ Diễm Đoan. 2013. Khảo sát khả năng phối hợp của dạ cỏ dê và nhóm vi khuẩn trong dạ cỏ bò để phân giải vi khuẩn trong điều kiện in vitro. Luận văn tốt nghiệp chuyên ngành Công nghệ sinh học. Đại học Cần Thơ.
Võ Thị Mỹ Nhiên. 2012. Tuyển chọn tổ hợp vi khuẩn dạ cỏ trâu và nhóm vi khuẩn dạ cỏ bò để phân giải bã mía trong điều kiện in vitro. Luận văn tốt nghiệp chuyên ngành Công nghệ sinh học. Đại học Cần Thơ.
Tiếng Anh
AOAC International. 2000. Official methods of analysis of AOAC International. 17th edition. 2nd revision. Gaithersburg, MD, USA, Association of Analytical Communities.
Bhat, M.K. 1997. Cellulose degrading enzymes and their potential industrial applications. Biotechnol Adv, 15:583-620.
Boerjan, W., J. Ralph and M. Baucher 2003. Lignin bios. Ann. Rev. Plant Biol.,54(1): 519–549.
Cerqueira, D.A., G. Rodrigues and C.D. Meireles. 2007. Optimization of sugarcane bagasse cellulose acetylation. Carbohyd.Polym., 69, 579–582.
Chabannes, M. 2001. In situ analysis of lignins in transgenic tobacco reveals a differential impact of individual transformations on the spatial patterns of lignin deposition at the cellular and subcellular levels. Plant J., 28 (3): 271– 282.
Charoenchai, C., Fleet, G., Henschke, P.A., 1998. Effects of temperature, pH and sugar concentration on the growth rates and cell biomass of wine yeasts.
American Journal of Enology and Viticulture 49: 283–288.
Crawford, R.L. 1981. Lignin biodegradation and transformation. New York: John Wiley and Sons. ISBN 0-471-05743-6.
Chuyên ngành Công nghệ sinh học 45 Viện NC&PT Công nghệ sinh học
Eriksson, K. E. L., R.A. Blanchette and P. Ander, 1990. Microbial and Enzymatic Degradation of Wood and Wood Components. Berlin: Springer-Verlag. 407 pp.
Fleet, G.H., Heard, G.M., 1993. Yeasts-growth during fermentation. In: Fleet, G.H. (Ed.), Wine Microbiology and Biotechnology. Harwood Academic Publishers, Chur, Switzerland, pp. 42–43.
Fornasiero, P., M. Graziani. 2006. Renewable Resources and Renewable Energy: A Global Challenge, Second Edition. CRC Press, Taylor and Francis Group, pp. 72-73.
Glauber, C., P.A.S. Monteiro, C.E.M. Braz, Paulo, S.J., Igor, P. and P.M. Crnkovic. 2013. Thermal and Morphological Evaluation of Chemically Pretreated Sugarcane Bagasse. World Academy of Science, Engineering and Technology, 78.
Grardner, K. H. and J. Blackwell. 1937. Chemically-Modified Celldlosic Polymers.
Drug Development and Industrial Pharmacy 19:1-31
Heinze, T. and T. Liebert. 2012. Celluloses and Polyoses/Hemicelluloses, In Polymer Science: A Comprehensive Reference, edi. K. Matyjaszewski and M. Möller, Elsevier, Amsterdam, pp.83-152.
Horst Feldmma. 2005. Yeast molecular biology, pp 393.
Ilindra, A. and J.D. Drake. 2008. Microcrystalline cellulose from bagasse and rice straw. Indian J. Chem. Techn., 15:497-499.
Kamstra, L.D., A.L. Moxon and O.G. Bentley. 1958. The effect of stage of maturityand lignification on the digestion of cellulose in forage plants by rumen microorganisms in vitro, J. Animal Sci., 17:199.
Lebo, E.J. Stuart, Gargulak, D. Jerry, McNally and J. Timothy. 2001. Lignin.
Chuyên ngành Công nghệ sinh học 46 Viện NC&PT Công nghệ sinh học
Ljungdahl, L.G. and Eriksson, K.E. 1985. Ecology of microbial cellulose degradation. Adv.Microb. Ecol., 8:237-99.
Marcela, F.A., L.C Jorge. 2013. Dissolving pulp production from sugar cane bagasse. Ind. Crop. Prod., 52(2014): 58– 64.
Marchessault, R. H. and P. R. Sundararajan.1983. Cellulose. The Polysaccharides, ed. GO Aspinall, 2:11-95. New York: Academic.
Martone, P., J. Estevez, F. Lu, K. Ruel, M. Denny, C.Somerville and J. Ralph. 2009. Discovery of Lignin in Seaweed Reveals Convergent Evolution of Cell-Wall Architecture. Curr. Biol., 19(2):169–75.
Miyamoto, K. (Ed.). 1997. Renewable biological systems for alternative sustainable energy production. Food and Agriculture Organization of United Nation, pp 45.
Ryckeboer and Megaert. 2003. Microbiological aspects of biowaste during composting in a monitored compost bin. Jour of ApP Microbiol, 94:127-137. Sabiha-Hanim, S. and A.M. Siti-Norsafurah. 2012. Physical Properties of
Hemicellulose Films from Sugarcane Bagasse, Procedia Engineering, 42:1390-1395.
Sarkanen, K.V. and C.H.Ludwig. 1971. Lignins: Occurrence, Formation, Structure, and Reactions. New York: Wiley Intersci.
Schlesinger, W.H. 1991. Biogeochemistry: an Analysis of Global Change. San Diego: Academic. 443 pp.
Serra, A., Strehaiano, P., Taillandier, P., 2005. Influence of temperature and pH on Saccharomyces bayanus var.uvarum growth; impact of a wine yeast interspecific hybridization on these parameters. International Journal of Food Microbiology 104: 257–265.
Chuyên ngành Công nghệ sinh học 47 Viện NC&PT Công nghệ sinh học
Shimin, K., L. Xianglan, F. Juan andC. Jie. 2009. Hydrothermal conversion of lignin: A review, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 42:546-558. Teather and Wood. 1981. Use the Congo Red-Polysaccharide interaction in
enumeration and characterization of cellulolytic bacteria from Bovine rumen.
Appl Environ Microbiol: 777-780.