Khái quát về xenluloza
Hàng năm có khoảng 30 tỷ tấn chất hữu cơđược cây xanh tổng hợp trên Trái
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 16
Xenluloza là thành phần chính trong tế bào thực vật, kết hợp với Hemixenluloza và lignin tạo nên độ cứng của thành tế bào. Xenluloza là polysaccarit mạch thẳng gồm 1.400 đến 12.000 gốc β – D glucopyranoza liên kết với nhau bằng các liên kết β- 1,4 glucozit tạo thành dạng chuỗi. Trong phân tử xenluloza các gốc β – D glucoza thường có cấu hình dạng ghế và quay một góc 1800 với nhau, do các nhóm Hydroxyl (-OH) đều nằm trên đường thẳng xích đạo.
Nhờ phân tích Rơnghen, người ta biết rằng xenluloza có cấu tạo sợi. Các sợi liên kết vơi nhau bằng các liên kết hydro và các lien kết Vanđervan tạo thành các micro fibrin có cấu trúc không đồng nhất và tạo nên cấu trúc mixen của xenluloza.
Xenlulaza
Enzyme xenlulaza do hoạt động sống của vi sinh vật tiết ra để phân hủy chuyển hóa xenluloza. Đây là hệ phức hệ các enzyme thủy phân xenluloza tạo ra các đường đủ nhỏ để đi qua vách tế bào vi sinh vật. Ơ một số vi sinh vật, enzyme oxy hóa khử và enzyme phân giải protein cũng tham gia vào quá trình trên. Phức hệ
xenlulaza bào gồm 3 enzyme chủ yếu: Endoglucanaza hay CMC-aza, β-glucozidaza hay xenlobiaza
Người ta cho rằng tính đa hình của xenlulaza là nhằm phù hớp với các cấu trúc phức tạp của mạch phân tử xenluloza, gồm nhiều vùng có đặc tính thủy phân khác nhau. Tùy thuộc vào loài vi sinh vật và điều kiện nuôi cấy, tỷ lệ các enzyme thành phần trong phức hệ xenlulaza và hiệu lực phân giải xenluloza của xenlulaza là khác nhau. Nhưng để phân giải hoàn toàn xenluloza trong tự nhiện cần tác dụng hiệp đồng của 3 thành phần trong phức hệ xenlulaza.
Vi sinh vật phân hủy xenluloza
Trong tự nhiên khu hệ VSV phân giải xenluloza rất phong phú và đa dạng bao gồm các vi khuẩn, xạ khuẩn, nấm và các nguyên sinh động vật.
Nấm: Có nhiều loại phân giải xenluloza mạnh, trong đó nấm sợi là nhóm có khả năng tiết ra môi trường một lượng lớn enzyme với đầy đủ các thành phần nên có khả năng phân giải mạnh xenluloza. Nấm có hoạt tính phân giải xenluloza đáng chú ý là Trichoderma bao gồm hầu hết các loại sống hoại sinh trong đất
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 17
mạnh như Bacillus, Cellulomonas, Vibrio, Archombacter. Niêm vi khuẩn cũng có khả năng này, đáng chú ý là: Cytophaga, Sporcytophaga, Sarangium.
Xạ khuẩn: Bên cạnh nấm và vi khuẩn, xạ khuẩn cũng có khả năng phân giải xenluloza khá cao, đáng chú ý là Streptomyces, Actinomyces, Nocardia, Micromonospora. Người ta thường sử dụng xạ khuẩn phân hủy rác sinh hoạt. Những xạ khuẩn này thường thuộc nhóm ưa nhiệt, sinh trưởng, phát triển tốt ở nhiệt
độ 45-500C, rất thích hợp với quá trình ủ rác thải.