91,14% màu thuốc nhuộm MN.FBN với nồng độ ban đầu là 50 mg/L. Hiệu suất loại màu khơng có sự khác biệt nhiều ở các nồng độ ViO lần lượt là 200, 300, 400, 500 µM và giao động trong khoảng 88 đến trên 91%. Số liệu thực nghiệm thu được không khác nhau xa với khi sử dụng laccase thô từ FBV40 ở cùng các điều kiện
phản ứng. Vai trò tiềm năng cao và khả năng của laccase từ chủng FBV40 trong loại màu thuốc nhuộm nói chung và các màu hoạt tính thương mại của Nhà máy X20/Tổng cục Hậu cần nói riêng nhận được từ nội dung nghiên cứu này rất rõ ràng.
10080 80 (% ) lo ạim àu 60 Kh ản ăn g 40 20 0 0 1 2 3 4 5 Thời điểm LM0µM LM 100 µM LM 400 µM LM 500 µM HT 200 µM HT 300 µM 160 120 tín h (U /L ) 80 H oạ t 40 0 6 7 8 9 LM 200 µM LM 300 µM HT0µM HT 100 µM HT 400 µM HT 500 µM
Hình 3.27. Hiệu suất loại màu MN.FBN bởi Lac1 tinh sạch (LM- loại màu, HT-
hoạt tính)
3.3.1.4. Loại màu thuốc nhuộm hoạt tính MN.FBN bởi laccase-like tinh sạch của chủng xạ khuẩn XKBiR929
Bên cạnh nghiên cứu đặc tính và khả năng sinh tổng hợp laccase-like của chủng xạ khuẩn phân lập được. Để bước đầu đánh giá khả năng của laccase-like trong phân hủy, chuyển hóa các hợp chất hữu cơ đa vịng thơm, thì nghiên cứu loại màu thuốc nhuộm hoạt tính thương mại MN.FBN cũng được tiến hành ở pH 1 với sự có mặt của các chất gắn kết ViO và HBT (Hình 3.28).
Hiệu suất loại màu (%)
9080 80 70 60 50 40 30 20 10 0 VIO HBT Ez 0 1/6 1/3 1/2 2/3 5/6 1 2 3 4 5 6 20 21 22 23 24 Thời gian (h)
Hình 3.28. Khả năng loại màu thuốc nhuộm MN.FBN bằng laccase-like của
Ở pH 1, laccase-like tinh sạch từ chủng XKBiR929 khi có mặt chất gắn kết ViO đã loại được 76,3% màu MN.FBN sau 23h, nhưng chỉ sau 5 h laccase-like đã loại được 75,8% với nồng độ thuốc nhuộm ban đầu là 100 mg/L. Trong khi đó, nếu khơng có CGK thì hiệu suất loại màu trong cùng khoảng thời gian đạt 54,3% sau 23h và sau 5h đạt được 53,8%. Khi sử dụng CGK khác là HBT, khả năng loại màu sau 23h đạt 54,7% và sau 5h đạt 54,0%. Như vậy, có thể thấy laccase-like chủng XKBiR929 có thể loại màu thuốc nhuộm hoạt tính MN.FBN ở điều kiện môi trường pH thấp và phản ứng loại màu xảy ra rất nhanh. Vai trò của CGK ViO đối với laccase-like chủng XKBiR929 trong loại màu thuốc nhuộm là không lớn (chỉ tăng hiệu suất thêm được 22%), với CGK HBT chỉ làm tăng hiệu suất loại màu không đáng kể (0,2 đến 0,4%). Đây là kết quả đầu tiên đánh giá khả năng loại màu thuốc nhuộm của laccase-like trong điều kiện môi trường pH thấp. Kết quả nghiên cứu đã mở ra hướng nghiên cứu ứng dụng laccase-like trong xử lý loại màu thuốc nhuộm hoặc các hợp chất hữu cơ đa vịng thơm khác trong điều kiện mơi trường pH thấp.
3.3.2. Loại màu thuốc nhuộm hoạt tính bởi Rigidoporus sp.FBV40
3.3.2.1. Khả năng loại màu một số thuốc nhuộm hoạt tính sử dụng để nhuộm vải may quân trang
Hiện nay có một số quy trình có thể áp dụng để loại màu thuốc nhuộm hoạt tính như sử dụng nấm đảm dạng sợi tạo nên màng sinh học mà ở đó nấm đảm hay nấm sợi tạo ra các dạng sợi myceli sinh tổng hợp enzyme ngoại bào có vai trị loại màu thuốc nhuộm khi cho nước thải chảy qua; sử dụng laccase thô được tạo ra từ các loài VSV khác nhau để loại màu (thường dùng với các dạng reactor); cố định laccase cùng với các enzyme đồng hành khác do nấm, xạ khuẩn và vi khuẩn sinh tổng hợp có hoạt tính cao và ln ở dạng hỗn hợp tăng hiệu suất loại màu. Trong nghiên cứu này, nuôi cấy chủng FBV40 trên môi trường chứa 100 mg/L thuốc nhuộm đã được sử dụng để nuôi cấy đồng hành cùng với thuốc nhuộm để đánh giá khả năng loại màu thuốc nhuộm hoạt tính được sử dụng ở Nhà máy X20 cũng như đánh giá khả năng sinh tổng hợp laccase. Kết quả được trình bày ở Hình 3.29.
Chủng FBV40 có hiệu suất loại màu thuốc nhuộm MN.FBN cao nhất trên 99% sau 7 ngày nuôi. Đối với màu thuốc nhuộm MY.EG và MY.BES hiệu suất loại màu thuốc nhuộm rất thấp chỉ xác định được từ 6 đến 8%. Quan sát quả thể nấm sinh trưởng trong dung dịch màu thuốc nhuộm MY.EG và MY.BES thấy có sự hấp phụ
màu lên quả thể nấm, ngược lại đối với màu thuốc nhuộm MN.FBN không thấy sự hấp phụ nêu trên. Từ hiện tượng trên có thể nhận định chủng FBV40 loại màu thuốc nhuộm MN.FBN bằng cơ chế phân hủy, chuyển hóa nên khả năng loại màu đạt hiệu suất rất cao trong khi với màu thuốc nhuộm MY.EG và MY.BES chỉ là sự hấp phụ (Hình 3.31). Khả năng sinh tổng hợp laccase trong quá trình loại màu đã được xác định và kết quả được trình bày ở Hình 3.29.
Từ kết quả sinh tổng hợp laccase chủng FBV40 cho thấy, hoạt tính laccase khi ni cấy chủng với thuốc nhuộm đều cao hơn khi khơng có thuốc nhuộm. Cụ thể, hoạt tính laccase khi chủng FBV40 được nuôi với thuốc nhuộm MN.FBN đạt cao nhất là 6.232 U/L sau 7 ngày so với 5.503 U/L sau 8 ngày ni cấy khi khơng có thuốc nhuộm (tăng 13,24%). Với các thuốc nhuộm MY.EG và MY.BES hoạt tính laccase thu được cao nhất lần lượt là 6.444 và 5.986 U/L sau 8 ngày tăng 17,1 và 8,8% so với khi khơng có thuốc nhuộm. Kết quả thu nhận được cho thấy thuốc nhuộm hoạt tính mà Cơng ty 20, Tổng Cục Cơng nghiệp Quốc phịng đang sử dụng có thể đóng vai trị là chất cảm ứng làm gia tăng hoạt tính laccase của chủng FBV40 trong quá trình sinh trưởng. Tuy nhiên, nấm FBV40 cũng sinh tổng hợp các enzyme thủy phân khác và chúng cũng có thể tham gia vào q trình phân hủy, loại màu thuốc nhuộm nhưng trong luận án này chưa có điều kiện để đánh giá chi tiết. Chủng FBV40 có vai trị chính trong q trình loại màu vì sau một ngày ni cấy chủng đã loại được 79,1% trong khi hoạt tính laccase chỉ đạt 371 U/L, những ngày ni cấy tiếp theo hiệu suất loại màu tăng và hoạt tính laccase cũng tăng. Theo các số liệu đã thu nhận được trong các nghiên cứu trước, khi hiệu suất loại màu thuốc nhuộm MN.FBN bằng laccase thô từ chủng FBV40 tăng lên thì hoạt tính laccase giảm.
100 8000 Hình 3.29. Khả năng
6000 loại màu và sự biến
(%
) 80 động hoạt tính laccase
(U
/L
)
theo thời gian trong
m
àu 60
loại màu thuốc nhuộm
nă ng loạ i Ho ạtt ín h