Với sự phát triển của khoa học kỹ thuật nói chung và công nghệ sinh học nói riêng việc sử dụng các vi sinh vật và enzyme từ vi sinh vật để giảm thiểu lượng clo tiêu
Luận văn Thạc sĩ Sinh học Trần Thị Thu Hiền
thụ và hóa chất tẩy đã được nhiều nhóm tác giả nghiên cứu và chứng minh là giải pháp công nghệ có tính khả thi và mang lại hiệu quả kinh tế cao. Chủng Aspergillus sojae
B10 thể hiện khả năng loại màu azo amaranth, congo red và sudan III trong môi trường nghèo nitơ sau 3-5 ngày nuôi cấy [79]. Nhiều chủng nấm phân hủy gỗ khác như
Aspergillus fumigatus G-2–6 và Aspergillus oryzae, có khả năng loại màu một phạm vi lớn các màu có cấu trúc khác nhau đã được phân lập và tìm thấy hiệu quả loại màu cao hơn loài nấm đảm P. chrysosporium [41]. Aspergillus ochraceus NCIM-1146 thể hiện hiệu quả loại màu thuốc nhuộm malachite green và cotton blue bằng cách sử dụng hệ sợi sau khi phát triển 96 h [82]. Nấm đảm P. chyrsosporium có khả năng loại 90% màu hỗn hợp niken phthalocyanin, xanh reactive (200 mg/L) và hỗn hợp màu hoạt tính Cu phthalocyanin theo thứ tự sau 17 và 20 ngày [29]. Nghiên cứu chứng minh sự loại màu và phân hủy màu thuốc nhuộm Reactive blue-25 bởi A. ochraceus NCIM-1146 và xác định sản phẩm phân hủy của nó cũng như giám sát việc sinh tổng hợp enzyme ngoại bào laccase, tyrosinase và LiP trong dịch nuôi cấy trong quá trình loại màu [59]. Chang và đtg [15] tìm thấy chủng Escherichia coli đột biến có khả năng loại màu azo Reactive red 22. Rhodobacter sphaeroides loại màu Methyl orange [90]. Rất ít nghiên cứu về khả năng loại màu của nấm men. Chỉ tìm thấy một vài chi nấm men thuộc
Ascomycetous như Candidazeylanoides, C. tropicalis, Debaryomyces polymorphus và
Issatchenkia occidentalis có khả năng phân hủy bằng hệ enzyme và loại màu các thuốc nhuộm azo khác nhau [52, 69].
Theo kết quả phân tích LC-MS, laccase từ chủng nấm Polyporussp. S133 có khả năng phân hủy màu RBBR thành hai sản phẩm nhỏ là sodium 1-amino-9,10-dioxo- 9,10-dihydroanthracene-2-sulfonate vàsodium 2-((3-aminophenyl)sulfonyl)ethyl sulfate. Tuy khối lượng phân tử của những sản phẩm phân hủy nhỏ hơn nhưng độc tính không hề ít hơn so với hợp chất ban đầu [27]. Vì vậy, hiệu quả loại màu có thể cao nhưng quá trình xử lý màu thuốc nhuộm vẫn cần được tiếp tục nghiên cứu cho đến khi loại bỏ được hoàn toàn các sản phẩm trung gian nguy hại với sức khỏe con người.
Luận văn Thạc sĩ Sinh học Trần Thị Thu Hiền
Nấm có khả năng phân hủy thuốc nhuộm hiệu quả bởi enzyme ngoại bào như peroxidase và phenol oxidase. LiP và MnP có cơ chế phản ứng tương tự các enzyme oxy hóa bởi H2O2 đến một trạng thái oxy hóa trong chu kỳ xúc tác của nó. LiP xúc tác cho phản ứng oxy hóa các hợp chất không chứa phenol như rượu veratryl. MnP ưu tiên oxy hóa Mn2+ thành Mn3+, và Mn3+
chịu trách nhiệm oxy hóa rất nhiều hợp chất phenol [25].
Trên thế giới hiện nay đã có các quy trình xử lý màu thuốc nhuộm của nước thải bằng vi sinh vật. Selvam và đtg [85] đã công bố hai chủng là Schizophyllum commune
và Lenzites eximia có khả năng loại màu nước thải trong công nghiệp nhuộm. Trong đó, chủng Schizophyllum commune loại được 76,15% khi xử lý theo mẻ và ở điều kiện xử lý liên tục loại được 55,92% màu; còn chủng Lenzites eximia loại được lần lượt là 75,23% và 54,60% màu sau 5 ngày xử lý. Một nghiên cứu khác của Rani và đtg [70] sử dụng chủng nấm Daedalea flavida đã loại bỏ được 80% màu metani yellow sau 10 ngày với nồng độ ban đầu 50 ppm. Một nghiên cứu khác đã chứng minh được chủng nấm Coriolus versicolor có khả năng loại được 82 % màu Everzol T Blue G sau 50 h với qui mô 10 lít [39]. Theo Selvam và đtg [84], hai loài nấm Schizophyllum commune
và Lenzites eximia có khả năng loại màu nước thải trong công nghiệp nhuộm. Trong đó, chủng Schizophyllum commune loại được 76,15% xử lý theo mẻ và ở điều kiện nước chảy liên tục loại được 55,92%, còn Lenzites eximia loại được lần lượt là 75,23% và 54,60% sau 5 ngày xử lý. Ở Việt Nam Đặng Thị Cẩm Hà và cộng sự đã nghiên cứu ở qui mô hiện trường (50±3 m3), sử dụng chủng nấm đảm Cerrena sp. FBV25 cố định trên vật liệu polypropylene đã loại bỏ 97% màu hoạt tính với nồng độ ban đầu là 280 mg/l trong nước thải ở nhà máy Nhuộm Nam Định sau 8 ngày xử lý [2].
Việc sử dụng các vật liệu và nguồn vi sinh vật nhập khẩu phức tạp bởi các qui định an toàn sinh học và đôi khi VSV hoạt động không có hiệu quả do không cạnh tranh được với VSV bản địa. Ngoài ra, điều kiện kinh tế của các doanh nghiệp hạn chế trong chi phí cho xử lý nước thải chứa thuốc nhuộm. Hơn nữa, nước ta là nước nhiệt
Luận văn Thạc sĩ Sinh học Trần Thị Thu Hiền
đới, có đa dạng vi sinh vật cao và đặc biệt là nấm có khả năng sinh tổng hợp hệ enzyme oxidoreductase và peroxidase như Lac, LiP và MnP v.v. Do đó việc tìm kiếm, phát hiện và khai thác enzyme ngoại bào ở Việt Nam để xử lý các chất đa vòng thơm trong đó có PAH, phenol và thuốc nhuộm sẽ mở ra triển vọng lớn trong việc làm sạch các chất ô nhiễm nhằm giảm bớt tác hại mà chúng gây ra đối với môi trường sống của con người.