Nghiên cứu khả năng kháng khuẩn của dịch chiết hạt quả bơ và ứng dụng trong xử lý nước thải chăn nuôi

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:7

Thêm vào BST

Báo xấu

20
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục đích trong bài nghiên cứu này là thử nghiệm nhằm đánh giá khả năng kháng khuẩn của dịch chiết hạt quả bơ đối với bốn chủng vi khuẩn: E.Coli, Salmonelle, Staphylococcus, Pseudomonas, và mẫu nước thải chăn nuôi sau hầm Biogas và hệ thống sàn lọc.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Nghiên cứu khả năng kháng khuẩn của dịch chiết hạt quả bơ và ứng dụng trong xử lý nước thải chăn nuôi

Chuyên san Phát triển Khoa học và Công nghệ số 4 (2), 2018 NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG KHÁNG KHUẨN CỦA DỊCH CHIẾT HẠT QUẢ BƠ VÀ ỨNG DỤNG TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI Võ Thị Vi, Lâm Vĩnh Sơn* Trường Đại học Công nghệ TP.HCM *Tác giả liên lạc: lv.son@hutech.edu.vn (Ngày nhận bài: 24/4/2018; Ngày duyệt đăng: 25/5/2018) TÓM TẮT Avocado seed (hạt quả bơ) là loại hạt được biết đến với công dụng làm đẹp da hay là các loại thực phẩm có công dụng như phòng ngừa bệnh táo bón, giảm viêm khớp,… Một vài nghiên cứu còn cho thấy chất chiết của hạt quả bơ này có khả năng kháng khuẩn và nấm. Mục đích trong bài nghiên cứu này là thử nghiệm nhằm đánh giá khả năng kháng khuẩn của dịch chiết hạt quả bơ đối với bốn chủng vi khuẩn: E.Coli, Salmonelle, Staphylococcus, Pseudomonas, và mẫu nước thải chăn nuôi sau hầm Biogas và hệ thống sàn lọc. Sử dụng dịch chiết 20% và 40% để xử lý vi khuẩn hiếu khí trong phòng thí nghiệm và nước thải chăn nuôi. Các kết quả cho thấy dịch chiết có khả năng ức chế các chủng vi khuẩn thí nghiệm, đặc biệt đối với dịch chiết 40% khả năng kháng mạnh hơn so với dịch chiết 20% và có tác dụng mạnh nhất đối với sự sinh trưởng của vi khuẩn gram dương Staphylococcus và trực khuẩn gram âm Salmonella. Dịch chiết làm giảm số lượng vi khuẩn hiếu khí, và diệt được vi khuẩn hiếu khí có trong nước thải chăn nuôi sau hầm biogas. Từ khóa: Avocado seed, kháng khuẩn, nước thải chăn nuôi, xử lý nước thải. RESEARCH OF EFFICIENCY THE ANTIBACTERIAL ACTIVITY OF AVOCADO SEED EXTRACTS AND APPLICATIONS IN PIG FARM WASTEWATER TREATMENT Vo Thi Vi, Lam Vinh Son* Ho Chi Minh City University of Technology *Corresponding Author: lv.son@hutech.edu.vn ABSTRACT Avocado seed is know nuts with beautiful skin or food that will be used as prevention of contipastion, desceased arthritis,… Several studies also showed that the extract of Avocado seed is antibacterial and antifungal. The purpose of this studies were executed to evaluate the antibacterial activity of Avocado seed extracts against with four bacteria: E.coli, Salmonella, Staphylococcus, Pseudomonas and wastewater samples from biogas of pig farms and screening system. Using extracts 20% and 40% to handle aerobic bacteria in laboratory and animal waste water. The results showed that Avocado seed extract has strong inhibitory effect on bacteria, special to extract 40% stronger resistance than extracts 20% and the strongest effect on the growth of gram- positive Staphylococcus and gram-negative bacilli Salmonella. The extract reduced the number of aerobic bacteria, kills bacteria in aerobic from the wastewater dischanged from biogas. Keywords: Avocado seed, antibacterial, pig farm wastewater, wastewater treatment. GIỚI THIỆU methanol, etyl axetat), xác định các điều Xây dựng quy trình chiết suất hạt quả bơ kiện tách chiết tối ưu (thời gian tối ưu, tỷ với các ba loại dung môi (n-hexan, lệ khối lượng mẫu đưa vào với thể tích 32
Chuyên san Phát triển Khoa học và Công nghệ số 4 (2), 2018 dung môi). Trên cơ sở đó, sử dụng dịch chiết từ hạt Xác định thành phần hóa học có trog dịch quả bơ để khảo sát khả năng kháng các chiết. chủng vi khuẩn thử nghiệm từ đó xử lý vi Xác định khả năng kháng khuẩn trên bốn khuẩn hiếu khí có trong nước thải chăn chủng vi khuẩn thử nghiệm (E.Coli, nuôi được đề xuất. Salmonlla, Staphylococcus, Pseudomonas) Phương pháp cụ thể của dịch chiết. Thu thập, nghiên cứu, lựa chọn và tổng Xác định hiệu suất xử lý vi khuẩn hiếu khí hợp các tài liệu có liên quan mật thiết đến của dịch chiết 20% và 40% trên mẫu nước mục tiêu và nội dung thực hiện của đề tài. thải chăn nuôi được lấy sau hầm biogas và Toàn bộ quá trình thực hiện thí nghiệm hệ thống sàng lọc. được tiến hành tại phòng thí nghiệm Trường Đại học Công nghệ TP.HCM. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Phương pháp xử lý số liệu: Các số liệu thu Khảo sát nguyên liệu hạt trái bơ, xác định thập, tổng hợp từ kết quả thí nghiệm được các tính chất vật lý (độ ẩm), hàm lượng tro. xử lý bằng phần mềm Microsoft Excel Chiết suất dung dịch hạt quả bơ bằng 2007 và phần mềm Statgraphics Centurion phương pháp chiết Soxhlet với ba loại XV (phiên bản 15.2.11). dung môi: n-hexan, methanol, etyl axetat. Khảo sát các điều kiện chiết suất (thời gian QUY TRÌNH THÍ NGHIỆM chiết suất, tỷ lệ khối lượng mẫu với thể tích Bố trí thí nghiệm dung môi). Đánh giá khả năng kháng khuẩn của Khảo sát khả năng kháng khuẩn của dịch dịch chiết hạt quả bơ chiết trên mẫu vi sinh vật được chọn: Hoạt tính kháng khuẩn của dịch chiết được E.Coli, Salmonella, Staphylococcus, đánh giá theo phương pháp khuếch tán đĩa Pseudomonas. thạch. Sử dụng các chủng vi khuẩn E.Coli, Thực hiện thí nghiệm với nước thải chăn Salmonella, Staphylococcus aureus, nuôi: Đếm số vi khuẩn hiếu khí, Tổng Pseudomonas. Sử dụng 2 nồng độ 20% và Coliform và E.Coli có trong mẫu nước thải 40% đối chứng không sử dụng chiết. Dùng chăn nuôi; xử lý vi khuẩn hiếu khí với dịch dụng cụ đục lỗ thạch có đường kính 6mm chiết 20% và 40% trên mẫu nước thải chăn đục lỗ thạch. Nồng độ vi khuẩn được đo và nuôi. lấy giá trị 108cfu. Để tủ ấm cho vi khuẩn mọc và đo đường kính vòng ức chế vi PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU khuẩn xung quanh lỗ thạch, dựa vào đó để Phương pháp luận xác định đường kính vòng vô khuẩn tạo ra Nước thải chăn nuôi chứa nhiều vi khuẩn và đánh giá mức độ kháng khuẩn của dịch và ấu trùng gây bệnh. Nếu như không được chiết bằng công thức: BK (mm) = D – d xử lý một cách hợp lý thì sẽ ảnh hưởng đến Trong đó: D=đường kính vòng vô khuẩn sức khỏe con người và làm ô nhiễm môi (mm), d=đường kính lỗ khoan thạch (mm). trường một cách rất nặng nề. Các phương Đánh giá ảnh hưởng của dịch chiết đến pháp xử lý hóa học hay dùng các chế phẩm vi khuẩn hiếu khí có trong nước thải có thành phần hóa học cũng không thể giải chăn nuôi quyết triệt để vấn đề ô nhiễm do nước thải Tiến hành trộn chất chiết ở nồng độ 20% chăn nuôi gây ra cho môi trường cách bấp và 40% với mẫu nước thải chăn nuôi. Pha hiện nay, một phần phải tính toán về kinh loãng hỗn hợp trên theo cơ số 10. Vi khuẩn phí, phần khác là ảnh hưởng trực tiếp đến được nuôi cấy trên 2 môi trường thạch những con người đang trực tiếp phải tiếp thường và thạch Macconkey, trong tủ ấm xúc hàng ngày với những loại hóa chất có 37oC từ 24 – 48 giờ. Mẫu đối chứng không nguy cơ về tình trạng sức khỏe. sử dụng dịch chiết. 33
Chuyên san Phát triển Khoa học và Công nghệ số 4 (2), 2018 Hạt quả bơ Nghiền Mẫu (dạng bột) Chiết Soxhlet n-hexan metanol etylaxetat Dung dịch chiết Lôi cuốn hơi nước Cao chiết Đo GC/MS Xác định thành phần hóa Khảo sát tối ưu học Dịch tối ưu Khuếch tán đĩa Thử nghiệm trên mẫu PTN (vi sinh) Đếm tổng số VKHK Thử nghiệm trên mẫu (Nước thải) Đánh giá khả năng kháng khuẩn của hạt quả bơ và hiệu quả xử lý VKHK Hình 1. Sơ đồ bố trí thí nghiệm KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Kết quả xác định thành phần hóa học có trong dịch chiết hạt quả bơ Bảng 1. Thành phần hóa học của dịch chiết methanol hạt quả bơ STT Tên chất Công thức hóa học % 1 Phenylethyl alcolhol C8H10O 0.32 2 1,2-Propanediol, 3-methoxy- C4H10O3 0.35 3 1,2,3,5-Cyclohexanetetrol C6H12O4 8.09 4 3,7,11,15-Tetrametyl-2-hexadecen-1-ol C20H40O 2.44 5 Beta-Santalol C15H24O 0.49 34
Chuyên san Phát triển Khoa học và Công nghệ số 4 (2), 2018 6 17-Octadecen-14-yn-1-ol C12H20 3.95 7 n-Hexandecanoic acid C16H32O 3.81 8 17-Octadecen-14-yoic acid, methy ester C18H32O 2.28 9 9,12-Octadecadienoic acid (Z,Z) C18H34O 6.34 10 6,9-Octadecadienoic acid, metyl ester C19H34O2 0.56 11 11,14-Eicosatrienioc acid, methyl ester C21H38O2 1.32 12 3-Pyrroline, 1-nitroso- C4H6ON2 0.91 13 (Z)6-Pantadecen-1-ol C15H30O 0.19 14 Lauraldehyde, dimethyl acetal C14H30O2 0.18 15 Glaucyl alcohol C15H24O 0.26 16 (Z)6,(Z)9-Pentadecadien-1-ol C18H34O 0.18 17 1,4-Butanediol C4H10O2 0.12 18 Longifolenaldehyde C15H24O 9.67 17-Octadecene-9,11-diynoic acid, 8- 19 C19H28O3 3.38 Hydroxy... 20 Pentadecanoic acid, 14-methyl-,metyl ester C17H34O2 0.27 21 8,11,14-Eicosatrienoic acid, (Z,Z,Z) C20H34O2 6.17 22 Squalene C30H50 12.12 23 Isocaryophyllene C15H24 0.08 24 1,3-Dicyclopentyl-2-n-dodecylcyclopentane C27H50 25.48 25 1H-Cyclopenta[1,3]cyclopropa[1,2]benzene... C15H24 0.12 26 Thành phần chưa định danh 10.92 Từ hạt quả bơ (Avocado seed) bằng Trong đó 1,3-Dicyclopentyl-2-n- phương pháp sắc khí khối phổ (GC/MS) đã dodecylcyclopentane chiếm tỷ lệ cao nhất tìm ra được 25 loại hợp chất có trong loại (25.48%) và các acid thuộc họ acid Stearic hạt này. Trong đó thành phần chiếm nhiều như: Squalene (12.12%), 9,12- nhất là các loại acid béo.Có cả những cấu Octadecadienoic acid (Z,Z) chiếm 6.34%; tử có độ phân cự yếu đến không phân cực, 8,11,14-Eicosatrienoic acid, (Z,Z,Z) chiếm bao gồm các dẫn xuất của phenol, acid 6.17%. mạch dài 13C – 34C và ester của chúng. Kết quả xác định hoạt tính kháng khuẩn Bảng 2. Kết quả đo vòng vô khuẩn trung bình đối với các chuẩn vi khuẩn khi xử lý bằng dịch chiết hạt trái bơ Dung dịch Thể tích Bán kính vòng ức chế (mm) (Nghiệm 𝟏𝟎𝟎𝝁L/đĩa E.Coli Salmonella Staphylococcus Pseudomonas thức) 5.5556± 5.7711± 0. Dịch chiết Mẫu 7.7867± 0.7b 5.7578± 0.7a 0.7a 7a 20% Đối chứng - - - - 6.7156± 7.2189± 0. Dịch chiết Mẫu 8.0411± 0.6c 6.2267± 0.6a 0.6ab 6b 40% Đối chứng - - - - Đánh giá khả năng kháng (+) (++) (++) (+) khuẩn của dịch chiết 35
Chuyên san Phát triển Khoa học và Công nghệ số 4 (2), 2018 Dung dịch chiết 20% có khả năng ức chế khuẩn tạo ra đối với dịch chiết 20% là cả bốn loại vi khuẩn thử nghiệm ở thể tích 7.78mm. là 100μL/đĩa. Ức chế hiệu quả sự sinh Dung dịch chiết 40% cho thấy có khả năng trưởng của vi khuẩn hiếu khí ức chế sự sinh trưởng của các vi khuẩn trên Staphylococcus aureus và chủng và đặc biệt ức chế mạnh hơn đối với dịch Salmonella (bán kính vòng vô khuẩn tạo ra chiết 20%. Vòng kháng khuẩn lớn nhất có >7mm). Sự kháng khuẩn tạo ra sự đặc biệt đường kính 8.67mm. Trung bình vòng có ý nghĩa lớn nhất đối với chủng kháng khuẩn tạo ra đối với dung dịch chiết Staphylococcus aureus, còn đối với các 40% là 8.0411. Các thử nghiệm cho thấy chủng còn lại không tạo ra sự khác biệt dịch chiết 40% có khả năng kháng mạnh lớn. Vòng kháng khuẩn lớn nhất có đường đối với vi khuẩn Staphylococcus aureus. kính 8.67mm. Trung bình vòng kháng Hình 2. Tác dụng kháng khuẩn Salmonella của dịch chiết hạt quả bơ 20% Kết quả thử nghiệm dịch chiết hạt quả bơ trong xử lý nước thải chăn nuôi Bảng 3. Tác dụng của dịch chiết hạt quả bơ đến vi khuẩn có trong nước thải chăn nuôi Số lượng khuẩn lạc trung Ký hiệu Nồng độ pha Thạch nuôi cấy bình có trong 1ml mẫu dịch chiết loãng mẫu nước thải (A) cfu/ml -1 10 730 = 7.3x102 N1 (20%) 10-2 10-3 50x102 ĐC Thạch thường 10-1 420 = 4.2x102 -2 N2 (40%) 10 10-3 ĐC 50x102 10-1 425 = 4.25x102 -2 N1 (20%) 10 10-3 ĐC 40x102 Thạch Macconkey 10-1 205 = 2.05x102 N2 (40%) 10-2 10-3 ĐC 40x102 36
Chuyên san Phát triển Khoa học và Công nghệ số 4 (2), 2018 Hình 3. Vi khuẩn hiếu khí sau 24h nuôi cấy (sử dụng dịch chiết 20% và 40%)trên môi trường thạch thường và macconkey Dung dịch chiết hạt trái bơ có tác dụng đạt được hiệu quả cao trên môi trường kháng khuẩn tốt với vi khuẩn hiếu khí có thạch Macconkey. Với số lượng vi khuẩn trong nước thải chăn nuôi được lấy sau bể hiếu khí giảm đi đáng kể so với mẫu đối Biogas và qua hệ thống sàn lọc. Trong đó chứng (không sử dụng dịch chiết). dịch chiết 40% có tác dụng mạnh nhất và Biểu đồ so sánh hiệu quả % dịch chiết và môi trường nuôi cấy 100 94.875 Hiệu suất tthu được 95 89.375 90 91.6 Hiệu suất trên 85 Thạch thường 85.4 Hiệu suất trên 80 Thạch Macconkey 75 20% 40% % dịch chiết Hình 4. Hiệu suất xử lý vi khuẩn hiếu khí trên hai môi trường thử nghiệm Trên biểu đồ cho ta thấy rằng dịch chiết methanol ta thu được dung dịch chiết hạt 40% có hiệu suất cao hơn dịch chiết 20% quả bơ là cao nhất và chiết trong khoảng và môi trường nuôi cấy trên thạch thời gian 6 giờ thì hiệu suất đạt cao nhất so Macconkey có hiệu quả cao hơn thạch với hai loại dung môi là n-hexan và etyl thường. Hiệu suất xử lý cao nhất đối với axetat và khối lượng dịch thu được tối ưu dịch chiết 40% đạt được 94.875%. Như là 1.665 g/100g chất khô. vậy, có thế kết luận rằng dịch chiết hạt quả Hơn 25 hợp chất được tìm thấy trong đó bơ có khả năng kháng vi khuẩn hiếu khí thành phần chính là các hợp chất của các trên tất cả các môi trường thử nghiệm và axit béo và dẫn suất của hợp chất Flavonol đều cho hiệu suất tương đối cao H>80%. (thuộc nhóm phenol phức tạp). Trong thí nghiệm xác định khả năng kháng KẾT LUẬN khuẩn, cho thấy dịch chiết hạt quả bơ 20% Bằng phương pháp chiết soxhlet với ba và 40% đều có khả năng kháng các chủng vi loại dung môi trong các khung giờ thời khuẩn: E.Coli, salmonella, Stephylococcus gian đã cho thấy rằng với dung môi aureus và Pseudomonas. Trong đó dịch 37
Chuyên san Phát triển Khoa học và Công nghệ số 4 (2), 2018 chiết 40% kháng mạnh hơn dịch chiết 20% Với phương pháp xử lý nước thải chăn và kháng mạnh nhất đối với vi khuẩn nuôi bằng dung dịch chiết hạt quả bơ đã Stephylococcus. Đường kính vòng vô cho kết quả thấy rằng dung dịch chiết 40% khuẩn tạo ra lớn nhất là 8.67mm cho thấy có khả năng xử lý hiệu quả tốt hơn dung dung dịch chất chiết hạt quả bơ có chứa dịch chiết 20% và tác dụng tốt hơn khi thành phần các acid có khả năng kìm hãm được nuôi cấy trên môi trường là thạch sự phát triển của các loại vi khuẩn. macconkey. Số lượng vi khuẩn hiếu khí đã Dung dịch chiết hạt quả bơ có tác dụng giảm đi rõ rệt (giảm đi từ 10 – 20 so với kháng khuẩn tốt với vi khuẩn hiếu khí các mẫu đối chứng (không sử dụng dịch trong nước thải chăn nuôi sau hầm Biogas. chiết hạt quả bơ). TÀI LIỆU THAM KHẢO ĐÀM TUẤN TÚ (2010). Thực trạng ô nhiễm môi trường và xử lý chất thải trong chăn nuôi lợn trang trại tập trung. Tạp chí Khoa học và Công nghệ Chăn nuôi, số 23, trang 55-62. NGUYỄN VĂN THỌ (2003). Sự phân tán và khả năng phát triển của một số trứng giun, sán lợn qua hệ thống Biogas. Khoa học Kỹ thuật Thú y, số 3, trang 22-27. TRỊNH QUANG TUYÊN, NGUYỄN QUẾ CÔI, NGUYỄN THỊ BÌNH, NGUYỄN TIẾN THÔNG VÀ NGUYỄN VĂN ĐỨC (2002). Phương Pháp kiểm tra thống kê sinh học. Khoa học Kỹ thuật. VŨ ĐÌNH TÔN, LẠI THỊ CÚC, NGUYỄN VĂN DUY, ĐẶNG VŨ BÌNH (2008). Chất lượng nước dùng trong trang trại chăn nuôi lợn vùng đồng bằng Sông Hồng. Tạp chí Khoa học và Phát triển – Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội, tập 6, số 3, trản 279 – 283. 38