5.1 Kết luận
Tuyển chọn 16 dòng trong 83 dòng được phân lập, các vi khuẩn này có khuẩn lạc dạng trịn, màu trắng hoặc vàng, bìa ngun, độ nổi mơ hoặc lài, độ bóng trơn hoặc sần. Tế bào vi khuẩn dạng que, chuyển động hoặc số ít khơng chuyển động.
Mười sáu dòng vi khuẩn được tuyển chọn có thời gian giai đoạn thủy phân kết thúc kéo dài hơn 10 ngày và thời gian này được rút ngắn phụ thuộc vào mật số vi khuẩn và lượng cơ chất trong dung dịch lên men.
Sáu dịng vi khuẩn bình nhiệt và ái nhiệt thủy phân carbohydrate và protein đã được tuyển chọn, trong đó 2 dịng bình nhiệt và ái nhiệt thủy phân tinh bột, 2 dịng bình nhiệt và ái nhiệt thủy phân CMC và 2 dịng bình nhiệt và ái nhiệt thủy phân protein.
Bốn trong 6 dòng vi khuẩn được chọn để giải trình tự, nhận diện được dòng vi khuẩn ái nhiệt thủy phân tinh bột tương đồng di truyền 99% với với
Burkholderia cenocepacia strain CRIDA PSB3; dòng vi khuẩn ái nhiệt thủy
phân protein tương đồng di truyền 98% với Azospirillum amazonense strain
CBAmc và Azospirillum amazonense strain Am 14; dịng vi khuẩn bình nhiệt thủy phân cellulose tương đồng di truyền 99% với Aeribacillus pallidus strain CCMMB1008, Bacillus licheniformis strain CCMMB842 và Geobacillus pallidus strain L33-1; dịng vi khuẩn bình nhiệt thủy phân protein tương đồng
di truyền 99% với Azospirillum sp. PT6C. Kết quả xây dựng cây phả hệ cho thấy mối liên hệ giữa 2 dòng vi khuẩn ái nhiệt thủy phân tinh bột và protein; mối liên hệ giữa 2 dịng vi khuẩn bình nhiệt thủy phân cellulose và protein.
Hỗn hợp dòng vi khuẩn ái nhiệt, cũng như hỗn hợp dịng vi khuẩn bình nhiệt và ái nhiệt cho hiệu quả xử lý cao đối với mẻ ủ rác 10 kg.
5.2 Kiến nghị
- Cần tối ưu hóa điều kiện ni cấy vi khuẩn để kiểm soát tốc độ phát triển của chúng, đặc biệt là các nhóm vi khuẩn ái nhiệt đầy tiềm năng.
- Cần sử dụng hỗn hợp vi khuẩn bình nhiệt và ái nhiệt này ở mơ hình lớn hơn để có kết luận chính xác hơn.
Cần có những nghiên cứu tiếp theo liên quan đến việc phối trộn những dòng vi khuẩn khác để ứng dụng làm chế phẩm xử lý mơi trường (hộ gia đình, bãi rác).
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Assareh R., Shahbani Zahiri H., Akbari Noghabi K., Aminzadeh S., Bakhshi Khaniki G. 2012. Characterization of the newly isolated Geobacillus sp. T1, the efficient cellulase-producer on untreated barley and wheat straws. Bioresour Technol., 120: 99-105.
Berhanu A. and Amare G. 2013. Production of microbial medium from defatted breba (Milletia ferruginea) seed flour to substitute commercial pepton agar. Asian Pacific Journal of Tropical Biomedicine, 3(10): 790-797. Bolanle K. S., Athassan S. 2012. Bioethanol Potentials of Corn Cob
Hydrolased Using Cellulase of Aspergillus niger and Penicillium decumbers. Excli Journal, 11: 468-479.
Bùi Chí Bửu và Nguyễn Thị Lang. 2004. Di truyền phân tử. Nhà xuất bản Nơng nghiệp, Hồ Chí Minh.
Cao Ngọc Điệp và Nguyễn Hữu Hiệp. 2002. Bài giảng thực tập vi sinh vật đại cương. Viện Nghiên cứu và Phát triển Công nghệ sinh học, Đại học Cần Thơ.
Cao Ngọc Điệp và Nguyễn Thị Mộng Huyền. 2015. Phân lập và xác định đặc tính vi khuẩn nội sinh trong rễ cây khoai lang (Ipomoea batatas) trồng trên đất phèn ở huyện Hòn Đất, tỉnh Kiên Giang. Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ, 36: 6-13.
Compant S., Nowak J., Coenye T., Clement C., Barka E. A. 2008. Diversity and occurrence of Burkholderia spp. in the natural environment. FEMS
Microbiol. Rev. 32: 607–626.
Chun-yu J., Xia-fang S., Meng Q., Qing-ya W. 2008. Isolation and characterization of a heavy metal-resistant Burkholderia sp. from heavy metal-contaminated paddy field soil and its potential in promoting plant growth and heavy metal accumulation in metal-polluted soil. Elsevier 72: 157-164.
Christophe A. A. L., Jacques E. N. R., Willy H. V. 2000. Organic waste processing method, and uses thereof. Agence Spatiale Europeanne US 6077548 A. (https://www.google.com/patents/US6077548, 25/6/2015) Diệp Thanh Nghĩa. 2012. Phân lập vi khuẩn dị dưỡng chuyển hóa Nitơ trong
chất thải ao cá tra ở tỉnh Sóc Trăng. Luận văn Thạc sĩ Khoa học chuyên ngành sinh thái học. Đại học Cần Thơ. Cần Thơ.
Diệp Tuấn Anh. 2011. Định danh, khảo sát đặc tính sinh hóa một số dịng vi khuẩn có khả năng thủy phân Cellulose và ứng dụng vào mơ hình ủ phân hữu cơ tại Sóc Trăng. Luận văn Thạc sĩ Khoa học chuyên ngành Công nghệ sinh học. Đại học Cần Thơ. Cần Thơ.
Đậu Thị Kim Dung. 2006. Khảo sát hoạt tính và tinh sạch protease từ hai chủng nấm mốc Aspergillus oryzae và A. kawasaki trên môi trường bán rắn. Luận văn kỹ sư chuyên ngành Công nghệ sinh học. Đại học Nông
Lâm, Hồ Chí Minh.
Đỗ Hồng Lan Chi và Lâm Minh Triết. 2005. Vi sinh vật môi trường (tái bản lần 1). Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Tp. Hồ Chí Minh. 267 trang. Eric G. 1993. Purification and characterization of an extracellular amylase
activity from Lactobacillus plantarumstrain A6. J. A. Bacteriol, 75:276- 282.
Forster, Pérez, Romero and Sales. 2007. Dry-thermophilic anaerobic digestion of organic fraction of the municipal solid waste. Focusing on the innoculum sources. Bioresource technology, 98: 3181-3414.
Ghafoor A. and Hasnain S. 2010. Purification and Characterization of an Extracellular Protease from Bacillus subtilis EAG-2 Strains Isolated from Ornamental Plant Nursery. Polish Journal of Microbiology. 59(2): 107-112. Guo Y. 2007. Molecular phylogenetic diversity of bacteria and its spatial
distribution in composts. J. of Applied Microbiology, 103: 1344-1354. Hà Thanh Toàn, Mai Thu Thảo, Nguyễn Thu Phướng, Trần Lê Kim Ngân, Bùi
Thế Vinh và Cao Ngọc Điệp. 2008. Phân lập vi khuẩn phân giải Cellulose, tinh bột và protein trong nước rỉ từ bãi rác ở thành phố Cần Thơ. Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ, 10: 195-202.
Hà Văn Linh, Đinh Minh Hiệp và Phạm Thị Ánh Hồng. 2003. Khảo sát hoạt tính các hệ enzyme thủy phân chiết tách từ môi trường nuôi cấy
Trichoderma sp. và thử ứng dụng chế biến phân hữu cơ vi sinh. Tạp chí
Phát triển Khoa học Cơng nghệ, Đại học Quốc gia Tp. Hồ Chí Minh. Hisahide H., Tomisaburo K., Jinpei Y., Robert G. B. and Takekazu H. 1979.
Extracellular Hydrogenase from Photosynthetic Bacterium,
Rhodospirillum rubrum. J Biochem, 86 (4): 1151-1153.
Kenvil and Anderson, 1995. Biochemical Analysis of Starch Degradation by
Ruminobacter amylophylus 70. Department of Biological Science,
Mississippi State University.
Kun-Hee O., Chang S. S., Soo W. L., O-Seob K., Young S. P. 1999. Isolation of a psychrotrophic Azospirillum sp. and characterization of its
extracellular protease. FEMS Microbiology Letters, 174: 173-178.
Larry E. E., Fayet E., and Davis L. C. 2004. Anaerobic digestion (Chapter 7). National Agricultural Biosecurity Center, Kansas State University.
Lê Huy Bá và Lâm Minh Triết. 2000. Sinh thái môi trường học cơ bản. Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Tp. Hồ Chí Minh. 496.
Lê Kim Thanh. 2007. Ảnh hưởng của pH và nhiệt độ lên hoạt tính xúc tác của enzyme bromelain trong quả dứa. Luận văn Kỹ sư chuyên ngành Công nghệ thực phẩm. Đại học Cần Thơ. Cần Thơ.
Lê Phương Trầm. 2010. Động thái của nhóm vi khuẩn phân hủy cellulose, tinh bột, protein trong mơ hình xử lý rác thải hữu cơ. Luận văn Thạc sĩ Khoa học chuyên ngành Công nghệ sinh học trường đại học Cần Thơ. Cần Thơ.
Lê Thanh Hải. 2013. Giáo trình Cơng Nghệ Enzyme. Khoa Cơng Nghệ Sinh Học. Trường Cao đẳng Kỹ thuật Cơng nghệ Tp Hồ Chí Minh. 40 trang. Ling L., Xianzhao K., Hao Y., Danni W. 2012. Characterization of
extracellular cellulose-degrading enzymes from Bacillus thuringiensis
strains. Electronic Journal of Biotechnology, 15 (3).
(http://www.ejbiotechnology.info/index.php/ejbiotechnology/article/view /v15n3-1/1440, 25/6/2015)
Lương Đức Phẩm, Đinh Thị Kim Nhung và Trần Cẩm Vân. 2009. Cơ sở khoa học trong công nghệ bảo vệ môi trường (tập 2) – Cơ sở vi sinh trong công nghệ bảo vệ môi trường. 571.
Lưu Đức Hải. 2001. Cơ sở khoa học môi trường. Nhà xuất bản Giáo dục Quốc gia Hà Nội. 232.
May-Ann L., Yichun L. 2000. Sequencing and characterization of a novel serine metalloprotease from Burkholderia pseudomallei. FEMS
microbiology letters 192: 67-72.
Monoque G., Tran Van Van, Rene B., Mart G., Prakash H., Anne W., Paul S., Karel K., Thierry H. and Maria P. F. 1995. Polyphasic Taxonomy in the Genus Burkholderia Leading to an Emended Description of the Genus
and Proposition of Burkholderia vietnamiensis sp. nov. for N2-Fixing Isolates from Rice in Vietnam. International Journal of Systematic Bacteriology 274-289.
Nghiêm Vân Khanh. 2008. Nghiên cứu quá trình xử lý chất thải rắn hữu cơ bằng công nghệ ủ sinh học cấp khí tự nhiên trong điều kiện Việt Nam. Luận án Tiến sĩ chuyên ngành Công nghệ Môi trường Chất thải rắn, trường Đại học Xây dựng, Hà Nội.
Nguyễn Châu Sáng và Nguyễn Thị Hà. 2014. Tinh sạch và khảo sát một số đặc điểm của protease chịu kiềm từ Bacillus sp. SV1. Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ.
Nguyễn Đức Lượng. 2004. Công nghệ Enzyme. Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Tp. Hồ Chí Minh.
Nguyễn Lân Dũng, Nguyễn Đình Quyến và Phạm Văn Ty. 2001. Vi sinh vật học. Nhà xuất bản Giáo dục. 339 trang.
Nguyễn Đức Lượng và Nguyễn Thị Thùy Dương. 2003. Công nghệ sinh học môi trường: Xử lý chất thải hữu cơ (tập 2). Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Tp. Hồ Chí Minh.
Nguyễn Đức Lượng, Phan Thị Huyền và Nguyễn Ánh Tuyết. 2006. Thí nghiệm cơng nghệ sinh học ( tập 2). Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Tp. Hồ Chí Minh.
Nguyễn Minh Nhựt. 2010. Khảo sát ảnh hưởng của điều kiện nuôi cấy đến khả năng sinh tổng hợp cellulase thủy phân bột giấ của vi khuẩn hiếu khí. Luận văn Đại học chuyên ngành Công nghệ sinh học. Đại học Cần Thơ. Cần Thơ.
Nguyễn Như Thành. 2004. Vi sinh vật học đại cương. Nhà xuất bản Nơng nghiệp, Hồ Chí Minh.
Nguyễn Thị Kim Thái và Nguyễn Thu Huyền. 2008. Nghiên cứu nâng cao hiệu quả xử lư chất thải rắn hữu cơ bằng phương pháp ủ sinh học phù hợp với điều kiện Việt Nam. Kết quả đề tài nghiên cứu khoa học cấp bộ. Đại học Xây dựng, Hà Nội.
Nguyễn Thị Mỹ Diện. 2010. Hiệu quả của vi khuẩn phân hủy cellulose, tinh bột và protein trong xử lý rác thải hữu cơ. Luận văn Thạc sĩ Khoa học chuyên ngành Công nghệ sinh học. Đại học Cần Thơ. Cần Thơ.
Nguyễn Trần Ngọc Bích. 2009. Đánh giá khả năng phân hủy rác thải hữu cơ của vi khuẩn phân hủy tinh bột (amylolytic bacteria). Luận văn Đại học chuyên ngành Công nghệ sinh học. Đại học Cần Thơ. Cần Thơ.
Nguyễn Văn Phước. 2008. Quản lý và xử lý chất thải rắn. Nhà xuất bản Xây dựng, Hồ Chí Minh.
Nguyễn Văn Tuyên. 2000. Sinh thái và môi trường. Nhà xuất bản Giáo dục. 243 trang.
Phạm Văn Ty và Vũ Nguyên Thành, 2007. Công nghệ sinh học (tập 5): Công nghệ vi sinh và môi trường. Xuất bản lần 1. Nhà xuất bản Giáo dục. Pratima G., Kalpana S. and Avinash S. 2011. Isolation of Cellulose-Degrading
Bacteria and Determination of Their Cellulolytic Potential. Hindawi Publishing Corporation International Journal of Microbiology, 2012: 1-5. Ren Z. 2007. Characterization of the cellulolytic and hydrogen-producing activities of six mesophilic Clostridium species. J. of Applied
Microbiology, 103: 2258-2266.
Richa S. and Ramesh C. K. 2013. Purification and Characterization of an Extracellular Low Temperature-Active and Alkaline Stable Peptidase from Psychrotrophic Acinetobacter sp. MN 12 MTCC (10786). Indian J Microbiol. 53(1): 63–69.
Ryckeboer, Mergaert, Coosemans, Deprins and Swings. 2003. Microbiological aspects of biowaste during composting in a monitored compost bin. Journal of Applied Microbiology, 94: 127–137.
Strom P. F. 1985. Identification of Thermophilic Bacteria in Solid-Wastes Composting. J. of Applied Environmental and Microbiology, 50: 906- 913.
Sumit K. 2012. Screening and isolation of halophilic bacteria producing industrially important enzymes. Brazilian journal of Microbiology.
Sunberg C. 2004. Low pH as an inhibiting factor in the transition from mesophilic to thermophilic phase in composting. Bioresource technology, 95: 145-150.
bacteria. Applied Microbiology and Biotechnology, 56: 634-649.
Tanveer P., Shashank G., Joginder S., Ashish V., Manish K., Naseem G., Madhu B., Reiaz R., Ajit V., Vivek K. and Manoj K. 2014. Characterization of Actinomycetes and Trichoderma spp. for cellulase
production utilizing crude substrates by response surface methodology. SpringerPlus, 3: 622-634.
Trần Cẩm Vân. Giáo trình vi sinh vật học mơi trường. 2005. Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Hà Nội (tái bản lần 3). 159 trang.
Trần Lê Kim Ngân. 2008. Phân lập và đánh giá khả năng phân hủy tinh bột của các dòng vi khuẩn trong nước rỉ rác ở bãi rác. Luận văn Đại học chuyên ngành Công nghệ sinh học. Đại học Cần Thơ. Cần Thơ.
Trang Thị Ngọc Bích. 2012. Phân lập vi khuẩn dị dưỡng chuyển hóa Nitơ trong chất thải biogas từ ái phân heo tại tỉnh Sóc Trăng. Luận văn Cao học chuyên ngành sinh thái học. Đại học Cần Thơ. Cần Thơ.
Trần Thị Ánh Tuyết và Trương Quốc Huy. 2010. Khảo sát các điều kiện nuôi cấy và phương pháp tách chiết enzyme cellulase từ vi khuẩn Bacillus subtilis. Tuyển tập Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học lần thứ 7
đại học Bách khoa Đà Nẵng.
Trương Thanh Cảnh. 2009. Sinh hóa mơi trường. Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật. 263 trang.
Trương Thị Nhật Tâm. 2009. Đánh giá khả năng phân hủy rác thải hữu cơ của vi khuẩn phân hủy cellulose (cellulolytic bacteria). Luận văn Đại học chuyên ngành Công nghệ sinh học, Đại
học Cần Thơ. Cần Thơ.
Thiyagarajan G., KumarS. G., SelvamC. A.and Asit B. M. 2010. Dynamics of Phylogenetic Diversity and Its Influence on the Production of Extracellular Protease by Moderately Halotolerant Alkaliphilic Bacteria
Acinetobacter bumannii GTCR407 Nov. Journal of Advanced
Laboratory Research in Biology 1 (1): 23-30.
Vandamme P. 2003. Diversity and significanc0 of Burkholderia species
occupying diverse ecological niches. Environ. Microbiol. 5: 719–729. Vandevivere P., Baere L. de. 2002. Types of anaerobic digesters for solid
wastes. In: Mata-alvarez, J.: Biomethanization of the Organic Fraction of Municipal Solid Wastes. London, 336-367.
Vial L, Groleau M. C., Dekimpe V, Deziel E. 2007. Burkholderia diversity
and versatility: an inventory of the extracellular products. J. Microbiol. Biotechnol. 17: 1407–1429.
Võ Hồng Thi, Nguyễn Hoàng Mỹ và Nguyễn Phạm Huyền. 2012. Hoạt tính protease của một số chủng Bacillus phân lập từ nước thải chế biến thịt và thủy hải sản. Tạp chí Khoa học Đại học Quốc gia Hà Nội, 28: 116-124. Võ Văn Phước Quệ và Cao Ngọc Điệp. 2011. Phân lập và Nhận diện Vi khuẩn
Phân giải Cellulose. Tạp Chí Khoa Học đại học Cần Thơ.
Vrints M. 2007. A bacterial population study of commercialized wastewater inoculants. J. of Applied Microbiology, 103: 2006-2015.
Wilson K. H. 1990. “Amplification of Bacterial 16S Ribosomal DNA with Polymerase Chain Raction”. Journal of Clinical Microbiology, 1942–1946. Xiujin L.X. 2008. Characteristics of dairy mature composting with rice straw.
Bioresource technology, 99: 359-367. Trang web
Chính phủ, 2010. Quyết định Phê duyệt quy hoạch xây dựng khu xử lý chất thải rắn vùng kinh tế trọng điểm vùng đồng bằng sông Cửu Long đến năm 2020, www.chinhphu.vn (truy cập ngày 22/10/2014)
Chính Phủ, 2013. Tình hình thực hiện phát triển kinh tế - xã hội năm 2013, http://www.chinhphu.vn (truy cập ngày 21/10/2013)
Hùng Minh, 2014. Đồng bằng sông Cửu Long náo loạn vì rác http://tainguyenmoitruong.com.vn/dong-bang-song-cuu-long-nao-loan- vi-ac.html. (truy cập ngày 10/5/2014)
http://www.vea.gov.vn/vn/tintuc /tintuchangngay/Pages/Hàng-ngàn-tấn-rác- thải-mỗi-ngày-Vẫn-chỉ-chôn-lấp.aspx. (truy cập ngày 10/5/2014)
PHỤ LỤC PHỤ LỤC A: Hình ảnh về địa điểm thu mẫu
PHỤ LỤC B: Hình ảnh một số thiết bị thí nghiệm Máy ly tâm Máy ly tâm Cân điện tử Lò vi sóng Tủ ủ Máy chụp hình gel Bio-Rad Máy đo OD Máy PCR Bio-Rad
PHỤ LỤC C: Số liệu thí nghiệm khảo sát enzyme từ 16 dịng vi khuẩn
Phụ lục C.1: Lượng glucose thu được từ dịch nuôi cấy và hoạt tính của CMCase của 5 dịng vi khuẩn trong 10 ngày thí nghiệm
Ngày
Lượng glucose (µg/ml) Hoạt tính CMCase (U/ml)
C1 C2 C3 C4 C5 C1 C2 C3 C4 C5 1 0,001 0,369 0 0 0 0 0,023 0 0 0 1 0,001 0,361 0 0 0 0 0,023 0 0 0 1 0,001 0,363 0 0 0 0 0,024 0 0 0 2 0,001 0,521 0 0 0 0 0,020 0 0 0 2 0,002 0,522 0 0 0 0 0,019 0 0 0 2 0,001 0,517 0 0 0 0 0,019 0 0 0 3 0,001 0,582 0 0,005 0,058 0 0,029 0 0,003 0,021 3 0,001 0,582 0 0,005 0,051 0 0,027 0 0,003 0,019 3 0,001 0,575 0 0,006 0,052 0 0,028 0 0,002 0,019 4 0,001 0,855 0 0,215 0,237 0 0,074 0,002 0,053 0,031 4 0,002 0,848 0 0,218 0,233 0 0,074 0,002 0,053 0,030 4 0,002 0,845 0 0,212 0,244 0 0,075 0,002 0,053 0,031 5 0,018 1,021 0,005 0,348 0,426 0,002 0,098 0,002 0,053 0,071 5 0,018 1,021 0,005 0,352 0,430 0,002 0,097 0,002 0,053 0,072 5 0,018 1,026 0,006 0,354 0,428 0,002 0,084 0,002 0,054 0,071 6 0,033 1,070 0,014 0,762 0,467 0,006 0,103 0,004 0,163 0,084 6 0,032 1,068 0,015 0,764 0,462 0,007 0,100 0,004 0,163 0,082 6 0,033 1,079 0,016 0,764 0,475 0,006 0,102 0,004 0,163 0,083