Báo cáo nghiên cứu khoa học: THU NHẬN POLY - HYDROXYBUTYRATE, MỘT LOẠI NHỰA SINH HỌC DỄ PHÂN HỦY, TỪ VI KHUẨN METHYLOBACTERIUM SP. PHÂN LẬP TẠI VIỆT NAM

PHB (poly--hydroxybutyrate), một loại nhựa sinh học chịu nhiệt, dễ phân hủy, đang được quan tâm như là một nguồn thay thế lý tưởng cho nhựa tổng hợp bởi nó có các tính chất tương tự nhựa tổng hợp. PHB được tích lũy trong tế bào nhiều loài vi sinh vật với hàm lượng khác nhau. Chủng Methylobacterium sp. (kí hiệu Mcd), được phân lập từ môi trường nuôi cấy mô cây chanh dây tạp nhiễm vi khuẩn màu hồng......
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Báo cáo nghiên cứu khoa học: "THU NHẬN POLY - HYDROXYBUTYRATE, MỘT LOẠI NHỰA SINH HỌC DỄ PHÂN HỦY, TỪ VI KHUẨN METHYLOBACTERIUM SP. PHÂN LẬP TẠI VIỆT NAM" THU NHẬN POLY -   HYDROXYBUTYRATE, MỘT LOẠI NHỰA SINH HỌC DỄ PHÂN HỦY, TỪ VI KHUẨN METHYLOBACTERIUM SP. PHÂN LẬP TẠI VIỆT NAM PRODUCTION OF POLY - - HYDROXYBUTYRATE, A BIODEGRADABLE POLYMER, BY METHYLOBACTERIUM SP. ISOLATED IN VIETNAM LÊ LÝ THÙY TRÂM Trường Đại học Bách khoa, Đại học Đà Nẵng KIỀU PHƯƠNG NAM, BÙI VĂN LỆ Trường ĐH Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hồ Chí Minh TÓM T ẮT PHB (poly--hydroxybutyrate), một loại nhựa sinh học chịu nhiệt, dễ phân hủy, đang được quan tâm như là một nguồn thay thế lý tưởng cho nhựa tổng hợp bởi nó có các tính chất tương tự nhựa tổng hợp. PHB được tích lũy trong tế bào nhiều loài vi sinh vật với hàm lượng khác nhau. Chủng Methylobacterium sp. (kí hiệu Mcd), được phân lập từ môi trường nuôi cấy mô cây chanh dây tạp nhiễm vi khuẩn màu hồng, có thể phát triển trên môi trường khoáng căn bản với methanol 1% là nguồn C v à lượng PHB tạo ra chiếm 31,37 % tổng lượng sinh khối khô sau 4 ngày nuôi cấy. Sản xuất PHB theo con đường sinh học từ nguồn C rẻ tiền (methanol) đang mở ra một hướng nghiên cứu v à ứng dụng mới đầy triển vọng ở nước ta hiện nay. ABSTRACT PHB (poly--hydroxybutyrate), a biodegradable thermoplastic material, has been considered as an attractive substitute for petroleum-derived synthetic plastic because it has properties similar to synthetic plastic. PHB can be accumulated intracellularly in a wide range of microorganisms at different levels. Methylobacterium sp. (Mcd for short) has been isolated from the culture medium of water lemon (Passiflora sp.) in vitro contaminated by pink- pigmented bacteria. Mcd is capable of growing in a basal mineral medium containing 1 % (v/v) methanol as a sole source of carbon, yielding PHB which accounts for 31.37% of its dry weight after 4 days of culture. The production of PHB by means of the biological method using methanol, one of the cheapest substrates, is currently opening a new and promising approach f or research and application in Vietnam.1. MỞ ĐẦU Một trong những tác nhân chính gây ô nhiễm môi trường là nguồn chất thải rắn nhưbao bì, vật liệu nhựa từ các polymer tổng hợp… Các vật liệu này rất khó bị phân hủy và do đótồn tại rất lâu trong đất, gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng. Giải pháp khắc phục hiện naylà nghiên cứu và tìm ra các nguồn vật liệu mới để thay thế. Trong đó, các loại polymer sinhhọc có khả năng bị phân hủy nhanh nhờ các loài vi sinh vật đang rất được quan tâm. Thuộc trong nhóm PHAs (poly hydroxyalkanoates), các polyester có tính chất tươngtự nhựa tổng hợp, PHB đang được quan tâm đặc biệt do chúng có độ dẻo và tính chịu nhiệtcao (nhiệt độ nóng chảy xấp xỉ 1700C)[3]. Đặc biệt, PHB rất dễ được phân hủy tự nhiên nhờcác chủng vi sinh vật có khả năng sử dụng PHB như là nguồn Carbon và năng lượng cho cáchoạt động sống của nó[1]. PHB là một nguồn Carbon dự trữ trong tế bào ở một số loài vi sinh vật: Alcaligeneseutropha, Pseudomonas sp., Methylobacterium sp., Bacillus sp., Rhodospirillumrubrum…[1]. Năm 1982, công ty hóa chất ICI đã thương mại hóa sản phẩm PHB từ Rastoniaeutropha. Tuy nhiên giá thành của sản phẩm vẫn còn khá cao do sử dụng nguồn nguyên liệulà đường nguyên chất (glucose) và acid propionic. Do vậy, việc ứng dụng sản phẩm đại tràvẫn còn nhiều hạn chế [1]. Ý tưởng nghiên cứu của nhóm chúng tôi xuất phát từ việc phân lập được chủng vikhuẩn Methylobacterium sp., là nhóm vi khuẩn sắc tố hồng, có khả năng sử dụng methanollàm nguồn cung cấp Carbon và tổng hợp PHB theo con đường biến dưỡng serine. Từ nguồnnguyên liệu rẻ tiền (methanol) có thể sản xuất được PHB, một sản phẩm nhựa có giá trị ứngdụng, chúng tôi hy vọng sẽ mở ra một hướng nghiên cứu mới để giải quyết vấn đề ô nhiễmmôi trường hiện nay.2. VẬT LIỆU – PHƯƠNG PHÁP 2.1. Chủng vi khuẩn, môi trường nuôi cấy và điều kiện tăng trưởng Chủng vi khuẩn được phân lập từ môi trường nuôi cấy mô cây chanh dây bị tạp nhiễmvi khuẩn có sắc tố hồng trên môi trường MMS có bổ sung 1% methanol. Chủng thuần đượcphân tích các đặc điểm sinh lý, sinh hóa và hình thái, kết hợp với giải trình tự vùng 16S rDNAnhằm tiến hành định danh. Kết quả cho thấy chủng vi khuẩn này thuộc chi Methylobacterium(kí hiệu là Mcd). Môi trường nuôi cấy được sử dụng có thành phần như sau: 1% (v/v) methanol, 0,1 g/Lcao nấm men, 1 g/L (NH4)2SO4, 0,45 g/L MgSO4.7H2O, 1,305 g/L KH2PO4, 4,02 g/LNa2HPO4, 3,3 mg/L CaCl2.2H2O, 1,3 mg/L FeSO4.7H2O, 30 g/L H3BO3, 40g/L,CoCl ...