TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP.HCM
KHOA MÔI TRƯỜNG & CÔNG NGHỆ SINH HỌC
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
PHÂN LẬP VI KHUẨN CÓ KHẢ NĂNG PHÂN
HUỶ CELLULOSE TRONG MỤN DỪA VÀ VỎ
TIÊU
NGÀNH: CÔNG NGHỆ SINH HỌC
CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ SINH HỌC
GVHD: TS. NGUYỄN HOÀI HƯƠNG
SVTH: NGÔ HOÀNG HUY
MSSV: 0851110095
Tp. Hồ Chí Minh, năm 2012
Đồ án tốt nghiệp
Trang i
MỤC LỤC
1. Đặt vấn đề................................................................................................. 1
2. Tình hình nghiên cứu ................................................................................ 2
2.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới ...................................................... 2
2.2. Tình hình nghiên cứu trong nước ....................................................... 4
3. Mục đích nghiên cứu ................................................................................ 5
4. Nhiệm vụ nghiên cứu ................................................................................ 5
5. Phương pháp nghiên cứu........................................................................... 5
6. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài ....................................................................... 5
7. Kết quả đạt được ....................................................................................... 6
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU ............................................................... 7
1.1. Hiện trạng của vỏ tiêu và mụn dừa ............................................................ 7
1.1.1. Vỏ tiêu ............................................................................................... 7
1.1.2. Mụn dừa ............................................................................................. 8
1.2. Thành phần và tính chất hóa học của mụn dừa ........................................ 13
1.2.1. Lignin .............................................................................................. 14
1.2.2. Hemicellulose .................................................................................. 16
1.2.3. Tannin .............................................................................................. 18
1.2.4. Cellululose ....................................................................................... 19
1.2.4.1 .Giới thiệu ........................................................................................... 19
Đồ án tốt nghiệp
Trang ii
1.2.4.2. Enzyme phân giải cellulose (enzyme cellulase) ................................... 22
1.2.4.3. Nguồn gốc enzyme cellulase ............................................................... 26
1.2.4.4. Ảnh hưởng của môi trường đến khả năng sinh tổng hợp enzyme
cellulase ............................................................................................................ 34
1.2.4.5. Ứng dụng của enzyme cellulase ........................................................... 36
CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ....................... 40
2.1. Thời gian và địa điểm nghiên cứu ........................................................... 40
2.1.1. Thời gian .......................................................................................... 40
2.1.2. Địa điểm .......................................................................................... 40
2.2. Vật liệu ................................................................................................... 40
2.2.1. Nguồn mẫu ....................................................................................... 40
2.2.2. Hóa chất ........................................................................................... 40
2.2.3. Dụng cụ và thiết bị ........................................................................... 41
2.2.3.1. Dụng cụ ............................................................................................... 41
2.2.3.2. Thiết bị ................................................................................................ 42
2.2.4. Thiết kế thí nghiệm .......................................................................... 42
2.2.4.1. Mục tiêu .............................................................................................. 42
2.2.4.2. Thiết kế thí nghiệm .............................................................................. 43
2.2.5. Các môi trường sử dụng trong thí nghiệm ........................................ 47
2.3. Tiến hành thí nghiệm .............................................................................. 49
2.3.1. Mục tiêu 1: Phân lập vi khuẩn chịu nhiệt phân hủy cellulose trong
mụn dừa và vỏ tiêu ............................................................................................... 49
Đồ án tốt nghiệp
Trang iii
2.3.1.1. Thí nghiệm:Tăng sinh mẫu có xử lý nhiệt ............................................ 49
2.3.1.2. Thí nghiệm: Sàng lọc mẫu tăng sinh chứa quần thể vi sinh vật bằng
phương pháp đục lỗ thạch ........................................................................................... 51
2.3.1.3. Thí nghiệm: Phân lập vi sinh vật có khả năng phân hủy cellulose trên
môi trường thạch chứa CMC ...................................................................................... 52
2.3.2. Mục tiêu 2: Sàng lọc vi khuẩn phân hủy cellulose từ các chủng phân
lập ......................................................................................................... 53
2.3.2.1. Thí nghiệm: Khảo sát hoạt tính enzyme CMCase từng chủng trên đĩa
thạch chứa CMC ......................................................................................................... 53
2.3.2.2. Thí nghiệm: Khảo sát khả năng mọc của các chủng trên môi trường
thạch có chứa giấy lọc ................................................................................................ 54
2.3.3. Mục tiêu 3: Khảo sát hình thái khuẩn lạc tế bào, bào tử và phản ứng
sinh hóa vi khuẩn phân lập có hoạt tính cellulase ................................................. 56
2.3.3.1. Thí nghiệm: Khảo sát hình thái khuẩn lạc,bào tử vi khuẩn phân lập có
hoạt tính cellulase ....................................................................................................... 56
2.3.3.2. Thí nghiệm: Khảo sát một số phản ứng sinh hóa các chủng phân lập có
hoạt tính cellulase ....................................................................................................... 58
2.3.4. Mục tiêu 4: Tuyển chọn các chủng vi khuẩn có enzyme cellulase có
tiềm năng sử dụng ủ compost từ mụn dừa ............................................................ 58
2.3.4.1. Thí nghiệm: Khảo sát ảnh hưởng của pH đến hoạt tính enzyme CMCase
và FPase ............................................................................................................ 58
a. Chuẩn bị môi trường tăng sinh ở các pH khác nhau ......................... 59
b. Thí nghiệm: Định tính hoạt tính enzyme CMCase của các chủng ở
các pH khác nhau bằng phương pháp đục lổ thạch ......................................... 60
Đồ án tốt nghiệp
Trang iv
c. Thí nghiệm: Định lượng hoạt tính enzyme CMCase của các chủng ở
các pH ........................................................................................................ 61
d. Thí nghiệm: Định lượng hoạt tính enzyme FPase của các chủng ở các
pH ........................................................................................................ 64
e. Thí nghiệm: Khảo sát khả năng thủy phân giấy lọc của các chủng vi
khuẩn ........................................................................................................ 67
2.3.4.2. Khảo sát ảnh hưởng oxy đến hoạt tính enzyme CMCase và enzyme
FPase của các chủng phân lập ..................................................................................... 68
a. Thí nghiệm: Chuẩn bị môi trường tăng sinh khảo sát ảnh hưởng của
oxy đến hoạt tính enzyme CMCase và enzyme FPase của các chủng phân lập...
........................................................................................................ 68
b. Thí nghiệm: Định lượng hoạt tính enzyme CMCase của các giống ở 2
chế độ không lắc và lắc 150 vòng/phút .......................................................... 69
c. Thí nghiệm: Xác định hoạt tính enzyme FPase của các giống ở 2 chế
độ không lắc và lắc 150 vòng/phút ................................................................ 70
2.3.4.3. Thí nghiệm 3: Khảo sát khả năng sinh enzyme tannase của các chủng vi
khuẩn ở pH7 và lắc 150 vòng/phút ............................................................................. 71
a. Chuẩn bị môi trường tăng sinh ở pH7 .............................................. 71
b. Thí nghiệm: Định tính hoạt tính enzyme tannase trên đĩa thạch chứa
tannic acid ở điều kiện pH7 và lắc 150 vòng/phút .......................................... 72
c. Thí nghiệm: Xác định hoạt tính enzyme tannase của các chủng vi
khuẩn ở pH7 và lắc 150 vòng/phút ................................................................ 74
Bảng 2.8: Thành phần môi trường hóa chất cho từng ống nghiệm của thí nghiệm
khảo sát hoạt tính enzyme tannase .............................................................................. 75