đến sự phát triển và khả năng phân hủy bột lông của vi khuẩn
Đường là một nguồn carbon đóng vai trò quan trọng trong quá trình phát triển của nhiều loại vi sinh vật, đường cung cấp nguồn carbohydrate tạo thành các hợp chất cấu tạo nên tế bào và cung cấp năng lượng cho hoạt động sống của tế bào. Do đó, để vi sinh vật sinh trưởng phát triển tốt trong môi trường nuôi cấy cần được cung cấp carbohydrate ở dạng đường đơn hoặc đường đa. Thí nghiệm này nhằm khảo sát ảnh hưởng của một số nguồn dinh dưỡng chứa carbon gồm glucose, sucrose và rỉ đường bổ sung vào môi trường bột lông vũ đến sự phát triển và khả năng phân hủy lông của vi khuẩn B.cereus K13.
Hình 4. Biểu đồ ảnh hƣởng của các nguồn dinh dƣỡng chứa carbon đến mật số vi khuẩn
Ghi chú: các giá trị là trung bình của ba lần lặp lại, các giá trị có chữ khác nhau thể hiện sự khác biệt có ý nghĩa thống kê ở mức 5%.
Từ kết quả thí nghiệm được trình bày ở Hình 4 cho thấy có sự biến động lớn về mật số vi khuẩn giữa các nghiệm thức, trung bình mật số vi khuẩn đạt cao nhất ở nghiệm thức bổ sung rỉ đường (229,9×106 CFU/ml) kế đến là nghiệm thức đối chứng không bổ sung thêm nguồn carbon (207,3×106CFU/ml) tiếp theo là nghiệm thức bổ sung sucrose (150,3×106 CFU/ml) và thấp nhất là nghiệm thức bổ sung glucose (12,2×106 CFU/ml).
Kết quả phân tích thống kê cho thấy các nguồn dinh dưỡng chứa carbon khác nhau ảnh hưởng đến mật số vi khuẩn là rất có ý nghĩa. Hai nghiệm thức bổ sung rỉ
0 50 100 150 200 250
Glucose Sucrose Ri duong Doi chung
M ật số vi k hu ẩn ( × 10 6CF U /m l)
Nguồn dinh dƣỡng Carbon (1%)
229,9 c
207,3 c
12,2 a
đường và nghiệm thức đối chứng có mật số vi khuẩn khác biệt không có ý nghĩa. Nguyên nhân làm cho mật số vi khuẩn ở nghiệm thức bổ sung rỉ đường cao hơn so với các nghiệm thức còn lại là do trong thành phần rỉ đường ngoài nguồn carbohydrate còn có một số vitamin và chất khoáng cần thiết cho quá trình phát triển của vi khuẩn. Nghiệm thức bổ sung sucrose có mật số vi khuẩn thấp hơn so với nghiệm thức đối chứng và khác biệt này là rất có ý nghĩa. Nghiệm thức bổ sung glucose có mật số vi khuẩn thấp nhất, khác biệt có ý nghĩa so với các nghiệm thức còn lại. Điều này chứng tỏ sự có mặt glucose đã làm ức chế quá trình phát triển của vi khuẩn B.cereus K13 trong môi trường bột lông vũ. Kết quả thí nghiệm trên tương đồng với kết quả thí nghiệm của Mohammad et al. (2007) khi nghiên cứu ảnh hưởng của nhiều nguồn dinh dưỡng chứa carbon khác nhau đến sự phát triển và hoạt tính keratinase của dòng vi khuẩn Bacillus licheniformis MZK-3, mật số vi khuẩn trong môi trường có bổ sung glucose hoặc sucrose (1% w/v) thấp hơn nhiều so với đối chứng, còn trong môi trường có bổ sung rỉ đường (1% w/v) thì mật số cao hơn hẳn.
Hình 5. Ảnh hƣởng của các nguồn dinh dƣỡng chứa carbon đến khả năng phân hủy bột lông của vi khuẩn
Ghi chú: các giá trị là trung bình của ba lần lặp lại, các giá trị có cùng chữ thể hiện sự khác biệt không có ý nghĩa thống kê ở mức 5%.
Từ hình 5 cho thấy có sự khác nhau về khả năng phân hủy bột lông ở các nghiệm thức được bổ sung các nguồn dinh dưỡng chứa carbon khác nhau. Phần trăm phân hủy đạt được cao nhất ở nghiệm thức đối chứng không bổ sung nguồn carbon (42,93%), hai nghiệm thức bổ sung rỉ đường và sucrose có phần trăm phân hủy tương đương
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
Glucose Sucrose Ri duong Doi chung
P hân h ủy (% )
Nguồn dinh dƣỡng Carbon (1%)
36,43B 37,66B
42,93C
nhau (37,66% và 36.43%), còn nghiệm thức bổ sung glucose cho kết quả phân hủy thấp nhất (4,86%).
Kết quả phân tích thống kê cho thấy các nguồn dinh dưỡng chứa carbon khác nhau ảnh hưởng đến khả năng phân hủy bột lông của vi khuẩn là rất có ý nghĩa. Nghiệm thức đối chứng có tỉ lệ bột lông bị phân hủy cao nhất khác biệt có ý nghĩa so với các nghiệm thức còn lại. Hai nghiệm thức bổ sung sucrose và bổ sung rỉ đường không có sự khác biệt với nhau và nghiệm thức bổ sung glucose có tỉ lệ phân hủy thấp nhất, khác biệt có ý nghĩa so với các nghiệm thức còn lại ở mức 5%.
Theo Wang JJ, Shih J.C.H. (1999), sự có mặt của glucose và sucrose trong môi trường nuôi cấy làm ức chế sự phát triển và khả năng sinh keratinase của vi khuẩn, nguyên nhân có thể là do chúng kìm hãm sự biểu hiện của gene keratinase của vi khuẩn. Báo cáo tổng hợp của Kumar C.G. và H. Takagi (1999) cũng chỉ ra sự ức chế khả năng sinh các protease kiềm của vi sinh vật thông qua sự kìm hãm các sản phẩm dị hóa của glucose. Từ đó có thể thấy sự có mặt của glucose trong môi trường sẽ làm ức chế khả năng sinh keratinase của vi khuẩn và do đó vi khuẩn không thể phân hủy được nguồn keratin trong môi trường, làm thiếu hụt nguồn dinh dưỡng nên vi khuẩn không thể tiếp tục sinh trưởng và phát triển được nữa. Rỉ đường là một phụ phẩm dễ tìm, được sinh ra với số lượng lớn trong quá trình sản xuất đường. Với ưu điểm rẻ tiền lại chứa thành phần dinh dưỡng phong phú nên rỉ đường được ứng dụng rất nhiều trong sản xuất thức ăn gia súc và trong nuôi cấy vi sinh vật. Đã có rất nhiều nghiên cứu đánh giá tác động của rỉ đường đến các vi khuẩn có hoạt tính keratinase. Với thành phần chính là carbohydrate cùng nhiều vitamin và khoáng chất rỉ đường là nguồn dinh dưỡng rất tốt cho sự phát triển, tăng sinh khối của vi khuẩn. Tuy nhiên, rỉ đường lại có thể ức chế quá trình sinh keratinase (Wang J.J, Shih J.C.H. (1999), Cheng et al. (1995)), điều này là lý do làm cho khả năng phân hủy keratin của vi khuẩn bị giảm đi. Tuy nhiên vẫn cần thêm nhiều nghiên cứu để xác định chính xác ảnh hưởng của rỉ đường cũng như cơ chế kích thích sự phát triển và kiềm hãm hoạt động phân hủy của vi khuẩn này để có thể ứng dụng tốt hơn vào thực tiễn sản xuất.
Tóm lại, trong môi trường bột lông có bổ sung glucose hoặc sucrose (1% w/v), vi khuẩn B.cereus K13 không thể phát triển tốt và khả năng phân hủy cơ chất bột lông gia cầm cũng bị ức chế. Trong khi đó, môi trường được bổ sung rỉ đường (1% w/v) mặc dù làm cho vi khuẩn B.cereus K13 sinh trưởng tốt hơn nhưng lại làm giảm khả
năng phân hủy cơ chất keratin. Khả năng phân hủy cơ chất bột lông gia cầm của vi khuẩn B. cereus K13 đạt được cao nhất khi trong môi trường nuôi cấy chỉ chứa bột lông là nguồn dinh dưỡng duy nhất.