CHƢƠNG 3 : KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.5. Khả năng phân hủy polymer sinh học
3.5.1. Khả năng phân hủy PLA của chủng Klebsiella variicola T2
Để đánh giá khả năng phân hủy các polymer sinh ho ̣c của Klebsiella variicola
cấy. Mẫu thí nghiê ̣m được nuôi lắc trong môi trường khoáng có bổ sung 0,2% PLA làm nguồn cacbon duy nhất ở 37oC trong khoảng thời gian từ 0–20 ngày.
Hình 16. Khả năng phân huỷ PLA của chủng Klebsiella variicola T2(sau 20 ngày)
Kết quả nghiên cứu cho thấy khối lượng PLA trong các mẫu thí nghiệm có mặt chủng Klebsiella variicola T2 đều giảm so với mẫu đối chứng, điều này cho thấy
chủng Klebsiella variicola T2 đã sử dụng PLA để sinh trưởng (hình 16). Khả năng sử dụng PLA của chủng Klebsiella variicola T2 tăng dần theo thời gian nuôi cấy. Tuy nhiên khả năng phân huỷ chỉ tăng mạnh sau 10 ngày nuôi cấy. Sau 15 ngày khả năng phân hủy PLA của chủng Klebsiella variicola T2 là 41,65%. Sau 20 ngày khả năng phân hủy PLA của chủng Klebsiella variicola T2 tăng lên tới 79,9% so với mẫu đối chứng.
Đồng thời, khối lượng tế bào trong môi trường nuôi cấy cũng tăng từ 20mg tế bào ở mẫu đối chứng sau 10 ngày tăng lên 310mg và sau 20 ngày là trên 700 mg nên góp phần khẳng định sự phát triển của chủng Klebsiella variicola T2 trong mơi trường có PLA là nguồn cacbon duy nhất (hình 16).
Trong cơng trình nghiên cứu của Tokiwa, Nagai và cộng sự về vi sinh vật có khả năng phân hủy PLA và phương pháp phân hủy PLA bằng cách sử dụng các vi sinh vật bao gồm vi khuẩn thuộc chi Klebsiella và xạ khuẩn [58].
So sánh với các kết quả nghiên cứu trước đây của Pramuda và cộng sự [41], Ikura và Kudo [28] khả năng phân huỷ PLA của chủng Klebsiella variicola T2 là chưa cao. Trong nghiên cứu của Tomita và cộng sự cho thấy trong tự nhiên số lượng vi sinh vật nói chung và vi khuẩn nói riêng có khả năng phân hủy PLA là không nhiều so với nấm mốc và đặc biệt là xạ khuẩn [56]. Tuy nhiên chủng Klebsiella variicola T2 là một trong số không nhiều các chủng vi khuẩn có khả năng sử dụng PLA so với hầu hết các cơng trình cơng bố đều là nấm và xạ khuẩn. Việc tối ưu hóa điều kiện phân giải PLA từ chủng Klebsiella variicola T2 là cần thiết trong các nghiên cứu tiếp theo.
3.5.2. Khả năng phân hủy một số polymer sinh học khác của chủng
Klebsiella variicola T2
PHB, PCL cùng với PLA các polymer sinh học được sử dụng nhiều nhất trong việc sản xuất các nhựa phân huỷ sinh học [33]. Chúng tôi cũng tiến hành đánh giá khả năng phân hủy các polymer sinh học này của chủng Klebsiella variicola T2 trong mơi trường khống bổ sung 0,2% (w/v) PHB hoặc PCL là nguồn cacbon duy nhất.
Kết quả cho thấy khối lượng PHB, PCL trong các mẫu có bổ sung vi sinh vật đều giảm so với thời điểm ban đầu. Chủng Klebsiella variicola T2 có khả năng sử dụng PLA tốt hơn so với PHB và PCL. Sau 20 ngày nuôi cấy chủng Klebsiella variicola T2 đã phân hủy được PHB và PCL lần lượt là 71,03% và 39,94% lượng polymer tương ứng trong mơi trường (hình 17). So với kết quả một số nghiên cứu trong nước của Nguyễn Quang Huy và cộng sự cho thấy khả năng sử dụng đồng thời các polymer sinh học của chủng Klebsiella variicola T2 không kém so với các chủng nấm mốc [12] và
Hình 17. Khả năng phân huỷ một số polymer sinh học của chủng vi khuẩn Klebsiella variicola T2
Theo các nghiên cứu công bố của Teeraphatpornchai và cộng sự [48] số lượng các chủng vi sinh vật trong tự nhiên vừa có khả năng phân hủy PLA, vừa có khả năng phân hủy PHB và PCL tương tự như chủng Klebsiella variicola T2 là không nhiều.
Trong số 39 chủng vi khuẩn thuộc lớp Firmicutes và Proteobacteria được phân lập đều có khả năng phân hủy PHB, PCL, PBS, nhưng khơng có vi khuẩn nào có khả năng phân hủy PLA [43]. Kết quả này cho thấy các vi sinh vật phân hủy PLA phân bố rộng rãi trong tự nhiên, nhưng PLA bị phân hủy bởi các vi khuẩn trong tự nhiên là ít hơn so với vi sinh vật và các polymer khác [21].
Theo nghiên cứu của Calabia và Tokiwa , đã phân lâ ̣p được mô ̣t chủng vi sin h vâ ̣t có khả năng phân hủy PHB , PES, PCL, PEC, PBS. Chủng vi sinh vật này được xác đi ̣nh thuô ̣c chi Streptomyces. Tuy nhiên , chủng vi sinh vật này lại khơng có khả năng