intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Phân lập và tuyển chọn vi khuẩn có khả năng phân giải tinh bột từ nước thải sản xuất bún

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:10

Thêm vào BST
Báo xấu
12
lượt xem 2
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài viết nghiên cứu về phân lập và tuyển chọn các chủng vi khuẩn có khả năng phân giải tinh bột từ nước thải sản xuất bún được thực hiện nhằm tạo tiền đề cho việc ứng dụng vi khuẩn trong xử lý nước thải ở tương lai.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Phân lập và tuyển chọn vi khuẩn có khả năng phân giải tinh bột từ nước thải sản xuất bún

  1. TNU Journal of Science and Technology 229(01): 28 - 37 ISOLATION AND SELECTION OF STARCH DEGRATING BACTERIA FROM VERMICELLI PRODUCTION WASTEWATER Huynh Yen Nhi*, Huynh Ngoc Thanh Tam Institute of Food and Biotechnology - Can Tho University ARTICLE INFO ABSTRACT Received: 29/6/2023 Nowadays, water pollution is becoming more and more serious because food production facilities have not focused on treating wastewater before Revised: 17/10/2023 discharging it into the environment. The study of bacterial strains capable Published: 18/10/2023 of decomposing organic compounds in wastewater is an issue that needs to be focused. Twenty-two strains bacteria were isolated from vermicelli production wastewater at Long Tuyen and Long Hoa commune (Can Tho KEYWORDS City). The isolates were evaluated for their starch-degrading ability by Bacteria diffusion method on agar wells and the reducing sugars produced by the method of Dinitrosalysilic Acid were investigated. The results showed that Enzyme amylase there were three strains of bacteria B2, B12 and T9 with strong starch Isolation degradation ability and maintained up to 6 days. Bacterial strain T9 has the Resoluting starch ability to decompose starch with the highest reducing sugar content, ranging from 1.70 to 4.64 mg/mL from 2 days to 8 days. The pH value in Wastewater the culture medium supplemented soluble starch tended to be alkaline when treated by the above three strains of bacteria. In particular, cells count of T9 strain still maintaied after 8 days of shaking culture (5,46 logCFU/mL) at room temperature. The strain T9 was sequenced with the 16S rRNA gene with 100% similarity with the Chryseobacterium daecheongense strain. PHÂN LẬP VÀ TUYỂN CHỌN VI KHUẨN CÓ KHẢ NĂNG PHÂN GIẢI TINH BỘT TỪ NƯỚC THẢI SẢN XUẤT BÚN Huỳnh Yến Nhi*, Huỳnh Ngọc Thanh Tâm Viện Công nghệ Sinh học và Thực phẩm - Trường Đại học Cần Thơ THÔNG TIN BÀI BÁO TÓM TẮT Ngày nhận bài: 29/6/2023 Ngày nay, thực trạng ô nhiễm nguồn nước ngày càng trầm trọng, nguyên nhân do các cơ sở sản xuất thực phẩm chưa chú trọng khâu xử Ngày hoàn thiện: 17/10/2023 lý nước thải trước khi thải ra môi trường. Việc nghiên cứu về các dòng Ngày đăng: 18/10/2023 vi khuẩn có khả năng phân giải các hợp chất hữu cơ trong nước thải là vấn đề cần được chú trọng. Nghiên cứu đã phân lập được 22 chủng vi TỪ KHÓA khuẩn từ nước thải sản xuất bún tại phường Long Hòa và Long Tuyền (thành phố Cần Thơ). Các chủng vi khuẩn phân lập được định tính khả Vi khuẩn năng phân giải tinh bột bằng phương pháp khuếch tán trên giếng thạch, Enzyme amylase đồng thời khảo sát lượng đường khử sinh ra bằng phương pháp Acid Dinitrosalysilic. Ba chủng vi khuẩn B2, B12 và T9 có khả năng phân Phân lập giải tinh bột ở mức mạnh và duy trì được đến thời điểm 6 ngày nuôi Phân giải tinh bột cấy lắc. Chủng vi khuẩn T9 có khả năng phân giải tinh bột với hàm Nước thải lượng đường khử sinh ra cao nhất dao động từ 1,70 đến 4,64 mg/mL từ thời điểm 2 ngày đến 8 ngày. Giá trị pH trong môi trường nuôi cấy có bổ sung tinh bột có sự kiềm hóa khi được xử lý bởi ba chủng vi khuẩn trên. Đặc biệt, mật số chủng vi khuẩn T9 vẫn duy trì ở mức cao (5,46 logCFU/mL) sau 8 ngày nuôi lắc ở nhiệt độ phòng. Chủng vi khuẩn T9 được giải trình tự đoạn gen 16S rRNA có độ tương đồng 100% với chủng vi khuẩn Chryseobacterium daecheongense. DOI: https://doi.org/10.34238/tnu-jst.8243 * Corresponding author. Email: nhihuynh221299@gmail.com http://jst.tnu.edu.vn 28 Email: jst@tnu.edu.vn
  2. TNU Journal of Science and Technology 229(01): 28 - 37 1. Giới thiệu Trong ẩm thực Châu Á nói chung và Việt Nam nói riêng, bún là món ăn rất phổ biến và đặc trưng trong cuộc sống hằng ngày. Bún mang đậm bản chất văn hóa Việt Nam như bún cá, bún mọc, bún chả, bún thang, bún bò Huế, bún thịt nướng.... Đây là một trong những loại thực phẩm phổ biến nhất chỉ xếp sau các món ăn như cơm, phở và bánh mì. Trong quá trình sản xuất bún thì lượng nước thải từ các công đoạn như vo, ngâm gạo,… là rất lớn: nước vo gạo, nước rửa gạo có màu đục sữa, chứa nhiều tinh bột, các vitamin và khoáng vi lượng chiếm khoảng 25 - 30% tổng lượng nước thải. Nước rửa bún, làm nguội bún sau khi dùng chiếm khoảng 40% tổng lượng nước thải. Nước vệ sinh máy xay, máy đùn sợi, vại lọc bột, vệ sinh nền khu xay bột có chứa lượng lớn tinh bột, cặn bẩn, cát thì nước thải chiếm khoảng 20 - 23% tổng lượng nước thải. Phần còn lại là nước sinh ra từ quá trình chế biến thức ăn, nước thải từ hầm tự hoại,… [1]. Theo thống kê của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, trên địa bàn cả nước hiện có 4.575 làng nghề, trong số đó có 13,59% là các làng nghề sản xuất thực phẩm, đây là loại hình sản xuất có nhu cầu sử dụng nước lớn và phần lớn lượng nước này được thải ra ngoài môi trường. Nước thải của các làng nghề này có đặc tính chung là rất giàu chất hữu cơ, dễ phân hủy sinh học [2], [3]. Tuy nhiên, hầu hết các cơ sở sản xuất bún chưa có hệ thống xử lý nước thải hay xử lý không đạt tiêu chuẩn [4], [5]. Đại đa số các cơ sở sản xuất bún tại Cần Thơ đều mang tính tự phát, nhỏ lẻ nên chưa thật sự chú trọng đến việc xử lý nước thải để bảo vệ môi trường, gây ô nhiễm nặng nề cho nguồn nước sông, rạch; đồng thời gây nguy hại cho sinh vật và người dân sống quanh đó. Ngày nay, việc nghiên cứu và tìm ra các chủng vi khuẩn có khả năng sản sinh enzyme ngoại bào để phân hủy các hợp chất hữu cơ có trong nước thải là rất cần thiết [6], [7], đặc biệt là nguồn tinh bột tại các cơ sở sản xuất các sản phẩm có nguồn gốc từ tinh bột. Việc ứng dụng vi sinh vật trong xử lý nước thải mang tính thân thiện với môi trường, không độc hại và an toàn là vấn đề cấp bách hiện nay [8], [9]. Vì vậy, nghiên cứu về phân lập và tuyển chọn các chủng vi khuẩn có khả năng phân giải tinh bột từ nước thải sản xuất bún được thực hiện nhằm tạo tiền đề cho việc ứng dụng vi khuẩn trong xử lý nước thải ở tương lai. 2. Phương pháp nghiên cứu 2.1. Vật liệu thí nghiệm Mẫu nước thải được thu tại 02 cơ sở sản xuất bún vào buổi sáng sau khi công đoạn sản xuất bún vừa kết thúc tại khu vực phường Long Tuyền và phường Long Hòa, quận Bình Thủy, thành phố Cần Thơ. 2.2. Phương pháp nghiên cứu 2.2.1. Phân lập các chủng vi khuẩn từ nước thải cơ sở sản xuất bún tại quận Bình Thủy, thành phố Cần Thơ Mục đích của thí nghiệm là phân lập được các chủng vi khuẩn có khả năng phân giải tinh bột từ nguồn nước thải sản xuất bún. Mẫu nước thải được thu ở cuối nguồn thải của 02 cơ sở sản xuất bún tại thành phố Cần Thơ. Tiến hành pha loãng dung dịch gốc 1000 lần với nước cất khử trùng. Trải đều 50 µl huyền phù vi khuẩn sau khi pha loãng trên đĩa chứa sẵn môi trường SA (5 g/L peptone; 1,5 g/L cao nấm men; 5 g/L NaCl; 2 g/L tinh bột tan và 20 g/L agar, pH 7) [10]. Sau 24 - 48 giờ, các khuẩn lạc có xuất hiện vòng halo xung quanh sẽ được cấy chuyển sang môi trường NA (5 g/L peptone; 3 g/L cao thịt; 5 g/L NaCl và 20 g/L agar, pH 7) cho đến khi nhận được khuẩn lạc thuần. Mô tả hình thái khuẩn lạc và tế bào của các chủng vi khuẩn, bao gồm: hình dạng, màu sắc, kích thước, độ nổi, dạng bìa của khuẩn lạc, nhuộm Gram và ghi nhận hình dạng tế bào của các chủng vi khuẩn. Đồng thời, khảo sát các thử nghiệm sinh hóa như catalase và oxidase của các chủng vi khuẩn phân lập. http://jst.tnu.edu.vn 29 Email: jst@tnu.edu.vn
  3. TNU Journal of Science and Technology 229(01): 28 - 37 2.2.2. Khảo sát khả năng sản sinh enzyme amylase của các chủng vi khuẩn đã phân lập bằng phương pháp khuếch tán giếng thạch Mục đích của thí nghiệm là định tính được khả năng sinh hệ enzyme amylase từ các chủng vi khuẩn phân lập. Nuôi cấy lắc 22 chủng vi khuẩn trong môi trường NB (5 g/L peptone; 3 g/L cao thịt; 5 g/L NaCl, pH 7) với tốc độ 150 vòng/phút ở nhiệt độ phòng (mật số về 106 CFU/mL). Huyền phù vi khuẩn sau khi nuôi lắc trong 2; 4; 6 và 8 ngày sẽ tiến hành ly tâm 13000 vòng/phút trong 15 phút ở 4℃ để loại bỏ tế bào. Tạo năm giếng trên môi trường SA bằng phương pháp đục lỗ với đường kính mỗi giếng là 6 mm. Hút 100 µL dịch sau ly tâm của từng chủng vi khuẩn nhỏ vào ba giếng trên đĩa, tương tự hai giếng còn lại lần lượt chứa 100 µL nước cất và 100 µL môi trường tăng sinh NB để làm đối chứng âm. Để làm rõ sự xuất hiện của vòng halo, cần tiến hành nhuộm màu đĩa thạch với I ốt. Khả năng phân giải (KNPG) cơ chất sẽ được ghi nhận sau 48 giờ. KNPG = D - d (1) Trong đó, D là đường kính vòng halo (mm); d là đường kính giếng (6 mm). KNPG cơ chất dựa vào đường kính vòng halo (mm) tương ứng sẽ được xác định: Hoạt tính enzyme rất mạnh: D - d ≥ 25 mm, hoạt tính enzyme mạnh: 20 ≤ D - d < 25 mm, hoạt tính enzyme trung bình: 10 ≤ D - d < 20 mm, hoạt tính enzyme yếu: D - d < 10 mm [11]. Chủng vi khuẩn có khả năng phân giải tinh bột ở mức mạnh và duy trì đến thời điểm 6 ngày nuôi lắc sẽ được chọn để thực hiện các thí nghiệm tiếp theo. 2.2.3. Xác định hàm lượng đường khử bằng phương pháp DNS (Acid Dinitrosalysilic) Mục đích của thí nghiệm là định lượng được hàm lượng đường khử sinh ra khi có mặt của các chủng vi khuẩn phân lập. Đường chuẩn: y = 0,5304x - 0,0097 với (R2 = 0,976). Trong đó, y: là giá trị OD540 nm; x: hàm lượng đường khử sinh ra (mg/mL). Nồng độ glucose chuẩn sử dụng trong thí nghiệm này được bố trí từ 0 mg/mL đến 1,2 mg/mL. Tất cả các ống sau khi pha đúng nồng độ, 2 mL thuốc thử DNS thêm vào 1 mL glucose chuẩn và vortex đều. Tiến hành đun cách thủy trong 5 phút, để nguội. Đo mật độ hấp thụ ở bước sóng 540 nm. Đối với mẫu vi khuẩn: Hút 1 mL huyền phù các chủng vi khuẩn được tuyển chọn ở mục 2.2.2 (mật số về 107 CFU/mL) cho vào 9 mL môi trường SA lỏng. Hỗn hợp được nuôi lắc với tốc độ 150 vòng/phút ở nhiệt độ phòng. Quy trình được thực hiện tương tự đối với nghiệm thức đối chứng âm. Sau 2; 4; 6 và 8 ngày nuôi cấy lắc, mẫu được thu để xác định hàm lượng đường khử sinh ra tại từng thời điểm. Mẫu được ly tâm với tốc độ 5000 vòng/phút trong 15 phút, 1 mL phần dịch trong sẽ được chuyển sang ống mới có bổ sung 2 mL thuốc thử DNS, đun sôi hỗn hợp trong 5 phút và để nguội 5 phút ở nhiệt độ phòng, tiến hành đo quang phổ ở bước sóng 540 nm kết hợp với phương trình đường chuẩn sẽ xác định được hàm lượng đường khử sinh ra trong mẫu. 2.2.4. Khảo sát sự thay đổi pH và mật số vi khuẩn trong môi trường bổ sung tinh bột tan theo thời gian Mục đích của thí nghiệm là xác định được sự thay đổi pH và mật số vi khuẩn trong môi trường bổ sung tinh bột tan, chọn được chủng vi khuẩn có khả năng giữ pH môi trường về trung tính và duy trì được mật số vi khuẩn ở mức cao. Nuôi cấy lắc các chủng vi khuẩn đã tuyển chọn ở mục 2.2.2 trong môi trường SA lỏng (pH 6,92 sau khử trùng 121°C), mật số 106 CFU/mL, tốc độ lắc 150 vòng/phút ở nhiệt độ phòng. Tiến hành ghi nhận sự thay đổi pH của môi trường và mật số vi khuẩn sau 2, 4, 6 và 8 ngày. Chọn được chủng vi khuẩn có khả năng đưa pH môi trường về trung tính và duy trì được mật số vi khuẩn ở mức cao. 2.2.5. Định danh chủng vi khuẩn phân lập bằng phương pháp giải trình tự gene kết hợp với đặc điểm về hình thái và sinh hóa Thành phần của phản ứng PCR bao gồm: 3,0 µL DNA khuôn; 0,5 µL enzyme Taq polymelase, đoạn mồi 1492R (5’–TACGGTTACCTTGTTACGACT–3’) và 27F http://jst.tnu.edu.vn 30 Email: jst@tnu.edu.vn
  4. TNU Journal of Science and Technology 229(01): 28 - 37 (5’AGAGTTTGATCCTGGCTC–3’); 3,2 µL dNTPs; 1,6 µL MgCl2 25 mM. Chu trình nhiệt trong một phản ứng PCR bao gồm biến tính sợi DNA ở 95°C trong vòng 5 phút, tăng nhiệt độ lên khoảng 98°C trong 1 phút để sợi DNA sợi đôi tách thành hai sợi đơn, giảm nhiệt độ xuống 55°C trong khoảng 30 giây và cuối cùng tăng nhiệt độ lên khoảng 72°C trong 5 phút. Sản phẩm PCR được điện di trên gel agarose 2%, tiến hành giải trình tự đoạn gene 16S rRNA. Phân tích kết quả bằng BLAST trình tự trên hệ thống NCBI để so sánh với các trình tự tương đồng đã được công bố, tiến hành lập cây phả hệ và phân tích trình tự gene bằng phần mềm Mega 11. Sau khi xác định được tên chủng vi khuẩn bằng kỹ thuật sinh học phân tử sẽ tiến hành đối chiếu với một số thử nghiệm sinh hóa đã thực hiện ở mục 2.2.1 để xác định chính xác hơn chủng vi khuẩn phân lập. 3. Kết quả nghiên cứu và thảo luận 3.1. Phân lập các chủng vi khuẩn từ nước thải cơ sở sản xuất bún tại quận Bình Thủy, thành phố Cần Thơ Khuẩn lạc của 22 chủng phân lập từ nước thải bún đều có dạng hình tròn, có màu vàng, trắng ngà hoặc trắng đục, độ nổi mô hoặc lài, bìa nguyên hoặc chia thùy, kích thước dao động từ 0,5 - 2 mm trên môi trường NA. Tế bào có dạng hình cầu đơn hoặc que ngắn; Gram dương hoặc Gram âm; có khả năng sinh enzyme catalase, oxidase hoặc không (Hình 1 và Bảng 1). Hình 1. Hình dạng khuẩn lạc trên môi trường NA và tế bào vi khuẩn dưới kính hiển vi quang học với độ phóng đại 100X Bảng 1. Đặc điểm hình thái khuẩn lạc, tế bào và đặc điểm sinh hóa của các chủng vi khuẩn phân lập Đặc điểm hình thái Thử nghiệm sinh hóa Chủng Hình dạng Kích thước STT vi Độ Oxidase/C Màu sắc Khuẩn Bìa khuẩn lạc Gram khuẩn Tế bào nổi atalase lạc (mm) 1 T1 Trắng ngà Tròn Cầu đơn Mô Nguyên 1,5-2,0 + -/+ Chia 2 T4 Trắng đục Tròn Que ngắn Mô 0,5-1,0 - -/+ thùy 3 T7 Trắng đục Tròn Cầu đơn Mô Nguyên 0,7-1,2 - +/+ Chia 4 T8 Trắng đục Tròn Cầu đơn Lài 1,0-1,5 + -/+ thùy 5 T9 Vàng Tròn Que ngắn Lài Nguyên 0,5-1,0 - +/+ 6 T11 Trắng đục Tròn Que ngắn Mô Răng cưa 3,0-3,5 + +/+ Chia 7 T12 Trắng đục Tròn Cầu đơn Mô 0,5-1,0 - -/+ thùy 8 B1 Vàng Tròn Que ngắn Mô Nguyên 1,0-1,5 + +/+ 9 B2 Vàng Tròn Cầu đơn Mô Nguyên 1,2-1,5 - +/+ 10 B3 Trắng đục Tròn Cầu đơn Mô Nguyên 0,5-1,0 + -/+ 11 B4 Trắng ngà Tròn Que ngắn Mô Nguyên 1,0-1,5 + +/+ 12 B5 Trắng ngà Tròn Que ngắn Mô Nguyên 0,5-1,0 - +/+ 13 B6 Trắng đục Tròn Cầu đơn Mô Nguyên 0,5-1,0 - +/+ 14 B7 Vàng Tròn Cầu đơn Mô Nguyên 0,7-1,2 - +/+ 15 B8 Trắng đục Tròn Cầu đơn Mô Nguyên 1,0-1,5 - +/+ http://jst.tnu.edu.vn 31 Email: jst@tnu.edu.vn
  5. TNU Journal of Science and Technology 229(01): 28 - 37 Đặc điểm hình thái Thử nghiệm sinh hóa Chủng Hình dạng Kích thước STT vi Độ Oxidase/C Màu sắc Khuẩn Bìa khuẩn lạc Gram khuẩn Tế bào nổi atalase lạc (mm) 16 B9 Trắng ngà Tròn Cầu đơn Mô Nguyên 1,0-1,5 - +/+ 17 B10 Vàng Tròn Cầu đơn Mô Nguyên 0,5-1,0 + +/+ 18 B11 Vàng Tròn Cầu đơn Mô Nguyên 0,5-1,0 - -/+ 19 B12 Vàng Tròn Cầu đơn Lài Nguyên 0,5-1,1 - +/+ 20 B13 Trắng ngà Tròn Que ngắn Mô Nguyên 0,5-1,0 - +/+ 21 B14 Trắng đục Tròn Cầu đơn Mô Nguyên 0,5-1,0 - +/+ 22 B15 Trắng ngà Tròn Que ngắn Mô Nguyên 1,0-1,5 + -/+ 3.2. Khảo sát khả năng sản sinh enzyme amylase của các chủng vi khuẩn đã phân lập bằng phương pháp khuếch tán giếng thạch Kết quả nghiên cứu cho thấy phần lớn các chủng vi khuẩn phân lập đều có khả năng phân giải tinh bột tại thời điểm 2; 4; 6 và 8 ngày. Khả năng phân giải tinh bột của 22 chủng vi khuẩn phân lập tại thời điểm 2 đến 8 ngày nuôi cấy lắc có đường kính vòng halo đạt từ 7,67 đến 28,33 mm (Hình 2). Khả năng phân giải tinh bột trong nghiên cứu này gần tương đồng với kết quả nghiên cứu của Mai Thi và cộng sự (2019) [12] về khả năng phân giải tinh bột của các chủng vi khuẩn được phân lập từ ruột sùng (Holotrichia parallela), trùn đất (Lubricus terrestris) và rác thải hữu cơ với đường kính vòng halo dao động từ 5,7 mm đến 23,4 mm khi nhuộm với dung dịch Lugol. Kết quả khảo sát khả năng phân giải tinh bột của các chủng vi khuẩn phân lập từ nước thải sản xuất bún trong nghiên cứu này cao hơn các chủng vi khuẩn được phân lập từ rơm rạ hoai mục và chất thải rắn trong nghiên cứu của Đặng Quang Hải và cộng sự (2022) [13], kết quả chỉ đạt từ 9,66 đến 13,81 mm. (a) (b) Hình 2. Khả năng phân giải tinh bột: (a) chủng B1-B11 và (b) chủng B12-T12 Ghi chú: Các giá trị trung bình của cùng thời điểm, theo sau có các mẫu tự giống nhau thể hiện sự khác biệt không có ý nghĩa về mặt thống kê ở mức ý nghĩa 5% theo kiểm định Tukey. http://jst.tnu.edu.vn 32 Email: jst@tnu.edu.vn
  6. TNU Journal of Science and Technology 229(01): 28 - 37 Ba chủng vi khuẩn B2, B12 và T9 đều có khả năng phân giải tinh bột ở mức mạnh (Hình 2 và Hình 3) và duy trì được hoạt tính từ thời điểm 2 ngày đến 6 ngày nuôi cấy lắc so với 19 chủng vi khuẩn còn lại. Một số các điều kiện môi trường như pH, nhiệt độ, mật số vi khuẩn,... đã ảnh hưởng đến khả năng sinh enzyme ngoại bào của vi khuẩn, cụ thể pH có thể làm giảm sự phát triển của vi sinh vật, ảnh hưởng đến quá trình sản xuất enzyme của chúng [14]. Qua kết quả khảo sát trên, ba chủng vi khuẩn B2, B12 và T9 được tuyển chọn để thực hiện thí nghiệm xác định hàm lượng đường khử bằng phương pháp DNS. Hình 3. Đường kính vòng phân giải tinh bột của ba chủng vi khuẩn B2, B12 và T9 Ghi chú: Ký hiệu 1,2,3 là giếng chứa dịch ly tâm vi khuẩn; ký hiệu 4 là giếng chứa nước cất; ký hiệu 5 là giếng chứa môi trường NB. 3.3. Xác định hàm lượng đường khử bằng phương pháp DNS (Acid Dinitrosalysilic) Ba chủng vi khuẩn B2, B12 và T9 là ba chủng vi khuẩn có khả năng phân giải tinh bột ở mức mạnh (20 ≤ D - d < 25 mm) và duy trì từ thời điểm 2 ngày đến 6 ngày nuôi lắc nên ba chủng vi khuẩn này được tiến hành khảo sát hàm lượng đường khử sinh ra. Nghiên cứu cho thấy có sự biến thiên về hàm lượng đường khử ở các nghiệm thức tại 4 thời điểm khảo sát. Cụ thể, trong thời gian từ 2 đến 8 ngày hàm lượng đường khử sinh ra bởi chủng vi khuẩn T9 là cao nhất với hàm lượng đường khử tăng dần từ 1,70 mg/mL đến 4,64 mg/mL, hàm lượng đường khử sinh ra bởi chủng vi khuẩn B12 là thấp nhất với hàm lượng đường khử dao động từ 1,58 mg/mL đến 3,34 mg/mL (Bảng 2). Bảng 2. Hàm lượng đường khử sinh ra bởi các chủng vi khuẩn tuyển chọn Hàm lượng đường khử (mg/mL) Chủng vi khuẩn 2 ngày 4 ngày 6 ngày 8 ngày B2 1,67b ± 0,01 4,42b ± 0,01 3,50b ± 0,03 3,27c ± 0,00 B12 1,58c ± 0,01 3,08c ± 0,01 3,54b ± 0,01 3,34b ± 0,01 a a a T9 1,70 ± 0,01 4,87 ± 0,01 4,83 ± 0,01 4,64a ± 0,03 ĐC âm d 0,55 ± 0,03 d 0,61 ± 0,00 c 0,61 ± 0,01 0,57d ± 0,01 Ghi chú: Các giá trị trung bình của cùng một cột, theo sau có các mẫu tự giống nhau thể hiện sự khác biệt không có ý nghĩa về mặt thống kê ở mức ý nghĩa 5% theo kiểm định Tukey. Nhìn chung, kết quả nghiên cứu về hàm lượng đường khử sinh ra bởi ba chủng vi khuẩn B2, B12 và T9 có xu hướng tăng từ thời điểm 2 ngày đến 8 ngày tuy nhiên khả năng phân giải tinh bột trên đĩa tại thí nghiệm mục 3.2 lại có xu hướng giảm. Nguyên nhân có thể do môi trường nuôi cấy vi khuẩn tại thí nghiệm 3.2 là môi trường NB với các thành phần dinh dưỡng dễ sử dụng, thích nghi và hấp thụ nên quá trình trao đổi chất của vi khuẩn diễn ra thuận lợi hơn, còn môi trường xác định đường khử tại thí nghiệm này là môi trường SA dạng lỏng nên các chủng vi khuẩn sẽ cần phải có thời gian thích nghi với điều kiện môi trường cũng như vi khuẩn sẽ có xu hướng ưu tiên sử dụng các nguồn dinh dưỡng dễ hấp thụ trước khi phân giải tinh bột để sinh ra http://jst.tnu.edu.vn 33 Email: jst@tnu.edu.vn
  7. TNU Journal of Science and Technology 229(01): 28 - 37 đường khử. Do đó, lượng đường khử tại các mốc thời gian khảo sát có xu hướng tăng. Ngoài sự ảnh hưởng bởi điều kiện môi trường đến khả năng thủy phân tinh bột thành đường thì có thể vi khuẩn đã tái sử dụng lượng đường khử sinh ra để làm nguồn carbon cho cơ thể nên lượng đường khử sinh ra có sự dao động. Hàm lượng đường khử sinh ra trong nghiên cứu này cao hơn kết quả nghiên cứu của Trần Thị Giang và cộng sự (2022) [15] về chủng vi khuẩn KTXA1 với hàm lượng đường khử là 2,99 mg/mL sau 2 ngày khảo sát. 3.4. Khảo sát sự thay đổi pH và mật số vi khuẩn trong môi trường bổ sung tinh bột tan theo thời gian pH và mật số vi khuẩn là hai yếu tố ảnh hưởng quan trọng đến khả năng sản sinh enzyme ngoại bào và hoạt tính của enzyme ngoại bào. Mặt khác, để có khả năng xử lý tốt nguồn nước thải thì các chủng vi khuẩn phải có khả năng đưa pH môi trường về trung tính, đồng thời mật số vi khuẩn vẫn phải duy trì được ở mức cao. Kết quả nghiên cứu cho thấy, pH môi trường nuôi cấy ở cả ba nghiệm thức đều có xu hướng tăng hơn so với pH ban đầu (Bảng 3). Sở dĩ, giá trị pH tăng trong môi trường dinh dưỡng có bổ sung tinh bột tan vì vi khuẩn đã phân cắt các chất dinh dưỡng có trong môi trường như peptone, yeast extract, các acid amin, giải phóng ra môi trường gốc amin dẫn đến pH có xu hướng kiềm [16]. Sở dĩ, giá trị pH tăng từ 0 đến 6 ngày và giảm tại thời điểm 8 ngày ở hai chủng vi khuẩn B2 và T9 là vì pH ngoại bào có thể thay đổi phụ thuộc vào khả năng sử dụng nguồn carbon trong môi trường, tốc độ tăng trưởng và giai đoạn tăng trưởng [17], có thể trong quá trình sinh trưởng và phát triển vi khuẩn ở giai đoạn này vi khuẩn đã sản xuất ra một số loại acid hữu cơ và được tích tụ với hàm lượng nhiều nên đến thời điểm 8 ngày pH môi trường có xu hướng giảm. Bảng 3. Sự thay đổi pH môi trường SA lỏng sau khi bổ sung vi khuẩn khảo sát Chủng vi Thời gian (ngày) khuẩn 0 2 4 6 8 B2 6,92e ± 0,00 7,15d ± 0,01 7,49b ± 0,04 8,14a ± 0,01 7,35c ± 0,02 B12 6,92e ± 0,00 7,26b ± 0,04 7,47a ± 0,01 7,25b ± 0,03 7,09c ± 0,01 e d b a T9 6,92 ± 0,00 7,16 ± 0,03 7,71 ± 0,05 8,33 ± 0,02 7,54c ± 0,03 Ghi chú: Các giá trị trung bình của cùng một hàng, theo sau có các mẫu tự giống nhau thể hiện sự khác biệt không có ý nghĩa về mặt thống kê ở mức ý nghĩa 5% theo kiểm định Tukey. Kết quả này phù hợp với nghiên cứu của Nguyễn Hữu Hiệp và Nguyễn Thị Hải Lý (2012) [18] khi chủng 4% vi khuẩn VD2 vào nước thải để phân hủy tinh bột trong nước thải thì giá trị pH đạt ngưỡng 5,52 so với giá trị pH đối chứng (không chủng vi khuẩn) là 5,33 sau 24 giờ xử lý. Trong nghiên cứu của Ayman và cộng sự (2020) [19] cho thấy giá trị pH trong nước thải chế biến bột ngô có sự kiềm hóa khi pH ban đầu là 7,2 chuyển sang pH 9,3 sau 30 ngày xử lý với hỗn hợp các chủng vi khuẩn (Bacillus lichiniformis, Bacillus amyloliquefaciens và Bacillus subtilis) và nấm men (Saccharomyces cerevisiae). Cả ba chủng vi khuẩn B2, B12 và T9 đều có xu hướng tăng mật số cao nhất vào thời điểm 4 ngày với mật số lần lượt là 8,33 logCFU/mL, 8,14 logCFU/mL và 8,49 logCFU/mL. Cả ba chủng vi khuẩn B2, B12 và T9 đều có xu hướng giảm mạnh mật số vào thời điểm 8 ngày, mật số lần lượt là 3,71 logCFU/mL, 4,23 logCFU/mL và 5,46 logCFU/mL, nguyên nhân dẫn đến sự suy giảm mật số trong thời điểm này là do vi khuẩn bắt đầu gặp điều kiện bất lợi từ môi trường như cạn kiệt chất dinh dưỡng, sự tích tụ các chất độc hại từ quá trình trao đổi chất (Bảng 4). Bảng 4. Sự thay đổi mật số vi khuẩn (logCFU/mL) khi nuôi lắc trong môi trường SA lỏng Thời gian (ngày) Chủng vi khuẩn 2 4 6 8 B2 8,17a ± 0,22 8,33b ± 0,02 4,11c ± 0,15 3,71c ± 0,05 B12 7,87ab ± 0,09 8,14c ± 0,03 4,71b ± 0,03 4,23b ± 0,07 b a a T9 7,65 ± 0,07 8,49 ± 0,00 5,73 ± 0,22 5,46a ± 0,04 Ghi chú: Các giá trị trung bình của cùng một cột, theo sau có các mẫu tự giống nhau thể hiện sự khác biệt không có ý nghĩa về mặt thống kê ở mức ý nghĩa 5% theo kiểm định Tukey. http://jst.tnu.edu.vn 34 Email: jst@tnu.edu.vn
  8. TNU Journal of Science and Technology 229(01): 28 - 37 3.5. Định danh chủng vi khuẩn phân lập bằng phương pháp giải trình tự kết hợp với đặc điểm về hình thái và sinh hóa Qua kết quả trên cho thấy, chủng vi khuẩn T9 được chọn để giải trình tự gene vì chủng này có khả năng phân giải tinh bột với hoạt tính enzyme amylase ở mức mạnh và duy trì được đến thời điểm 6 ngày nuôi lắc ở nhiệt độ phòng, chủng vi khuẩn này có khả năng phân giải tinh bột và cho ra hàm lượng đường khử cao nhất và có khác biệt ý nghĩa về mặt thống kê (p
  9. TNU Journal of Science and Technology 229(01): 28 - 37 Theo nghiên cứu của Kim và cộng sự (2005) [20], chủng vi khuẩn Chryseobacterium daecheongense CPW406T phân lập từ trầm tích hồ nước ngọt, vi khuẩn có dạng hình que, Gram âm, hình thành sắc tố màu vàng cam trên môi trường thạch dinh dưỡng (Nutrient Agar), dương tính với thử nghiệm catalase và oxidase, có khả năng phân giải tinh bột. Tất cả các thử nghiệm này điều tương đồng với mô tả trong nghiên cứu. Chủng vi khuẩn C. daecheongense là chủng vi khuẩn còn khá mới và chưa có nhiều nghiên cứu chuyên sâu về chúng. Kết quả phân lập và tuyển chọn trong nghiên cứu này đã góp phần đa dạng hóa nguồn vi khuẩn có khả năng phân giải tinh bột và tiềm năng cao trong vấn đề xử lý nước thải bị ô nhiễm bởi tinh bột. 4. Kết luận Kết quả của nghiên cứu đã phân lập được 22 chủng vi khuẩn có khả năng phân giải tinh bột. Khuẩn lạc vi khuẩn có sự đa dạng về màu sắc như màu vàng, màu trắng ngà hoặc trắng đục, Gram dương hoặc Gram âm. Ba chủng vi khuẩn B2, B12 và T9 có khả năng phân giải tinh bột ở mức mạnh và duy trì đến thời điểm 6 ngày nuôi cấy lắc. Chủng vi khuẩn T9 cho hàm lượng đường khử cao nhất dao động từ 1,70 - 4,64 mg/mL tại thời điểm 2 ngày đến 8 ngày. pH môi trường có sự kiềm hóa khi bổ sung chủng vi khuẩn T9, đồng thời mật số vi khuẩn cũng được duy trì ở mức cao (5,46 logCFU/mL). Kết quả giải trình tự đoạn gen 16S rRNA cho thấy chủng vi khuẩn T9 là chủng C. daecheongense với độ tương đồng là 100%. Với kết quả nghiên cứu này, chủng vi khuẩn T9 là chủng vi khuẩn tiềm năng trong việc xử lý nước thải tại các cơ sở sản xuất có nguồn nguyên liệu đầu vào là tinh bột. TÀI LIỆU THAM KHẢO/ REFERENCES [1] Hoa Binh Xanh, “Technology process of water treatment production of vermicelli,” hoabinhxanh.vn, May 5, 2016. [Online]. Available: https://hoabinhxanh.vn/cong-nghe-xu-ly-nuoc-thai-san-xuat-bun/. [Accessed July 26, 2023]. [2] V. Valk, W. Eeuwema, F. D. Sarian, R. M. Kaaij, and L. Dijkhuizen, “Degradation of Granular Starch by the Bacterium Microbacterium aurum Strain B8.A Involves a Modular α-Amylase Enzyme System with FNIII and CBM25 Domains,” Applied and Environmental Microbiology, vol. 81, no. 19, pp. 6610-6620, 2015. [3] T. Cai, H. Lin, Z. Liu, K. Chen, Y. Lin, Y. Xi1, and K. Chhuon, “Starch wastewater treatment technology,” IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, vol. 358, 2019, Art. no. 022054. [4] M. S. Nguyen, H. C. Tran, and K. L. Dong, “Study of Starch and Sugar Degradation and Transformation during Biotreatment Process of Wastewater from Rice Vermicelli Production at Craft Villages in Vietnam,” EnvironmentAsia, vol. 6, no. 2, pp. 83-88, 2013. [5] N. K. Bui, “Water environmental protection in craft villages of Vietnam,” E3S Web of Conferences, vol. 258, 2021, Art. no. 08009. [6] B. Meekwamdee, W. Suebsaiprom, W. Suebsaiprom, and O. Chunhachart, “Study on Effective of Bacillus subtilis for Domestic Wastewater Treatment in the Royal Thai Army Chemical Department Area,” Journal of Namibian Studies, vol. 33, pp. 3459-3472, 2023. [7] Q. Chen, Q. Ding, W. Li, J. Deng, Q. Lin, and J. Li, “Enhanced treatment of organic matters in starch wastewater through Bacillus subtilis strain with polyethylene glycol-modified polyvinyl alcohol/sodium alginate hydrogel microspheres,” Bioresource Technology, vol. 347, 2022, Art. no. 126741. [8] I. Kushkevych, “Special Issue: The Application of Microorganisms in Wastewater Treatment,” Processes, vol. 9, 2021, Art. no. 1914. [9] N. Rani, P. Sangwan, M. Joshi, A. Sagar, and K. Bala, “Chapter 5 - Microbes: A Key Player in Industrial Wastewater Treatment,” in Microbial Wastewater Treatment, Microbes, pp. 83-102, 2019. [10] K. Geetha, E. Venkatesham, A. Hindumathi, and B. Bhadraiah, “Isolation, screening and characterization of plant growth promoting bacteria and their efect on Vigna radita (L.) R. Wilczek,” Original Research Artide, vol. 6, pp. 799-809, 2014. [11] Sao Do University, “Characterization and qualitative method of amylase enzyme,” hoathucpham.saodo.edu.vn, Dec. 19, 2019. [Online]. Available: http://jst.tnu.edu.vn 36 Email: jst@tnu.edu.vn
  10. TNU Journal of Science and Technology 229(01): 28 - 37 http://hoathucpham.saodo.edu.vn/nghien-cuu-khoa-hoc/dac-tinh-phuong-phap-dinh-tinh-enzyme- amylase-63.html. [Accessed July 26, 2023]. [12] T. Mai, H. H. Nguyen, and M. N. Che, “Isolation and identification of starch-degrading bacteria from organic waste and intestines (Holotrichia parallela) và earthworms (Lubricus terrestris),” Can Tho University Journal of Science, vol. 55, pp. 57-64, 2019. [13] Q. H. Dang and T. T. T. Tran, “Isolation, screening and identification of effective microbial strains to make bio-organic fertilizer from organic solid waste,” Journal of Science and Technology University of Danang, vol. 20, pp. 56-61, 2022. [14] N. S. Punekar, “Enzyme: Catalysis, Kinetics and Mechanism” .Exploiting Enzymes: Technology and Applications, Sringer , 15-31, 2018. [15] T. G. Tran, H. N. Trinh, T. H. N. Nguyen, D. L. A. Vo, and T. K. Do, “Isolation and selection of starch-degrading bacteria strains,” Can Tho University Journal of Science, vol. 58, pp. 225-231, 2022. [16] S. Nilsesh and G. Anil, “Isolation, characterization and identification of extracellular enzyme producer Bacillus licheniformis from municipal wastewater and evaluation of their biodegradability,” Biotechnology Research and Innovation, vol. 2, pp. 37-44, 2018. [17] R. S. Clemente, M. I. Guijo, J. Nogales, and R. Blasco, “Carbon Source Influence on Extracellular pH Changes along Bacterial Cell-Growth,” Genes, vol. 11, 2020, Art. no. 1292. [18] H. H. Nguyen and T. H. L. Nguyen, “Isolation of bacterial strains capable of degrading starch,” Can Tho University Journal of Science, vol. 21a, pp. 37-44, 2012. [19] Y. I. E. Ayman, “Bio-treatment of maize processing wastewater using indigenous microorganisms,” Food Fermentation. Wageningen Agricultural University, Holland, Sustainable Environment Research, vol. 30, pp. 1-7, 2020. [20] K. K. Kim, H. S. Bae, P. Schumann, and S. T. Lee, “Chryseobacterium daecheongense sp. nov., isolated from freshwater lake sediment,” International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology, vol. 55, pp. 133-138, 2005. http://jst.tnu.edu.vn 37 Email: jst@tnu.edu.vn
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí
65 tài liệu
2431 lượt tải
THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
4=>1