3.1. Ảnh hưởng của phương pháp tách tới khối lượng, chất lượng của polymer
3.1.2. Thành phần hóa học
Thành phần hóa học của EPS quy định tính chất và khả năng hấp phụ, khả năng tạo bơng của EPS. Như đã trình bày ở chương 1, EPS có thành phần khá phức tạp và là tổ hợp của nhiều loại polymer khác nhau. EPS có thành phần chính là các hợp chất hữu cơ có phần tử lượng lớn như protein, polysaccharide, humics, acid amin v.v... trong đó, protein và polysaccharide được cho là các thành phần quan trọng nhất. Ngoài ra, nucleic acid cũng được quan tâm do nucleic acid là một chỉ thị đáng tin cậy để đánh giá mức độ ảnh hưởng của các tác nhân hóa học và lý học tới quá trình phá vỡ và phân hủy của tế bào VSV.
Kết quả phân tích thành phần hóa học của EPS được tách bằng các phương pháp khác nhau được thể hiện tại Bảng 3.1. Kết quả cho thấy không chỉ khối lượng EPS mà cả thành phần hóa học của EPS cũng có sự thay đổi một cách đáng kể tùy thuộc vào phương pháp tách chiết EPS khác nhau. Hàm lượng protein có giá trị nằm trong khoảng 89 mg/L (phương pháp vật lý) đến 1762,2 mg/L (phương pháp HCHO-NaOH). Hàm lượng polysaccharide có giá trị nằm trong khoảng 11,4 mg/L (phương pháp ly tâm) đến 439,8 mg/L (phương pháp HCHO-NaOH) và hàm lượng
nucleic acid có giá trị nằm trong khoảng 9,3 µg/L (phương pháp ly tâm) đến 420,3 µg/L (phương pháp HCHO-NaOH).
Tỷ lệ thành phần hóa học của EPS được tách bởi các phương pháp khác nhau so với phương pháp ly tâm được thể hiện trên Hình 3.1 cho thấy, hàm lượng polysaccharide có trong EPS được tách bằng phương pháp HCHO tăng gần hai lần (1,6 lần, tương ứng với 17,7 mg polysaccharide/L) cùng với đó hàm lượng nucleic acid cũng tăng nhẹ (1,1 lần, tương ứng với 10,1 µg nucleic acid/L). Nguyên nhân là do HCHO có khả năng phản ứng và gắn protein trong EPS vào tế bào, cố định tế bào và làm tế bào trở nên vững chắc hơn, do đó làm giảm lượng EPS tách được [65, 67, 68, 80]. Trong khi đó, EPS được tách bằng phương pháp hóa học khác lại cho kết quả hàm lượng nucleic acid tăng nhiều hơn so với hàm lượng polysaccharide, như đối với phương pháp NaOH, hàm lượng nucleic acid tăng 45 lần, hàm lượng polysaccharide tăng 39 lần, hay như đối với phương pháp HCl, hàm lượng nucleic acid tăng 30 lần, hàm lượng polysaccharide tăng 11 lần. Nồng độ nucleic acid trong EPS tăng đột biến khi được tách bằng phương pháp hóa học chứng tỏ ngồi những hợp chất polymer có khối lượng phân tử lớn nằm bên ngồi tế bào, thì các hợp chất hóa học như NaOH, HCl, H2SO4, EDTA cịn có khả năng phá vỡ tế bào và tách cả những hợp chất hữu có phân tử lượng lớn nằm trong tế bào VSV như: DNA, polysaccharide nội bào, protein nội bào. Vì nucleic acid là một trong những chất chỉ thị cho hiện tượng tế bào bị phá vỡ [41]. Từ đó, hàm lượng protein và nucleic acid tăng lên đáng kể.
Với mục đích để cố định tế bào, HCHO làm giảm ảnh hưởng của tác nhân tách tới tế bào VSV, nhờ đó, đảm bảo EPS được tách chứa chủ yếu là các hợp chất polymer ngoại bào. Kết quả trên Hình 3.1 cho thấy, phương pháp tách có và khơng sử dụng HCHO như đối với phương pháp sử dụng EDTA muối, EDTA axit thì HCHO khơng giảm ảnh hưởng của tác nhân tới tế bào, thông qua tỉ lệ giữa protein và nucleic acid trong EPS khơng giảm đi khi có sử dụng thêm HCHO (đặc biệt như phương pháp tách bằng NaOH, hàm lượng protein và nucleic acid của hai phương
pháp gầm như khơng có sự thay đổi (hàm lượng protein khoảng 39 lần; hàm lượng nucleic acid khoảng 45 lần).
Hình 3.1. So sánh thành phần hóa học của EPS được tách bằng các phương pháp khác nhau với phương pháp ly tâm
(PNlt, PSlt và Nucleiclt là hàm lượng protein, polysaccharide và nucleic acid tách được bằng phương pháp ly tâm)
Bảng 3.1 cho thấy, các phương pháp tách bằng tác nhân hóa học cho EPS có hàm lượng protein, nucleic acid cao. Điều đó cũng chỉ ra rằng EPS tách bằng phương pháp hóa học có khả năng chứa cả các hợp chất polymer ngoại bào lẫn các hợp chất polymer nội bào.