Nấm đảm sinh tổng hợp laccase có khả năng loại màu thuốc nhuộm hoạt tính được sử dụng để nhuộm vải may quân trang

Dựa theo các đặc điểm hình thái và trình tự vùng ITS1-5,8SITS2 chủng FBV40 được xác định thuộc chi Rigidoporus và được đặt tên là Rigidoporus sp. FBV40. Hoạt tính laccase thô cao nhất của chủng này đạt 107.708 U/l trên môi trường TSH1 sau 8 ngày nuôi cấy và có khả năng loại 8 màu thuốc nhuộm hoạt tính thương mại sử dụng để nhuộm vải may quân trang ở mức độ khác nhau, hiệu suất loại màu MN.FBN với nồng độ 100 mg/L đạt cao nhất 88,11% khi có mặt 200 µM ViO sau 24 h.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nấm đảm sinh tổng hợp laccase có khả năng loại màu thuốc nhuộm hoạt tính được sử dụng để nhuộm vải may quân trangNghiên cứu khoa học công nghệ NẤM ĐẢM SINH TỔNG HỢP LACCASE CÓ KHẢ NĂNG LOẠI MÀU THUỐC NHUỘM HOẠT TÍNH ĐƯỢC SỬ DỤNG ĐỂ NHUỘM VẢI MAY QUÂN TRANG Phùng Khắc Huy Chú1,3*, Đào Thị Ngọc Ánh2, Đặng Thị Cẩm Hà2 Tóm tắt: Từ 6 trong số 45 mẫu nấm đảm được thu thập, phân lập từ rừng Quốc gia Ba Vì, Hà Nội, đã lựa chọn được chủng FBV40 có khả năng sinh tổng hợp laccase thô cao nhất. Dựa theo các đặc điểm hình thái và trình tự vùng ITS1-5,8S- ITS2 chủng FBV40 được xác định thuộc chi Rigidoporus và được đặt tên là Rigidoporus sp. FBV40. Hoạt tính laccase thô cao nhất của chủng này đạt 107.708 U/l trên môi trường TSH1 sau 8 ngày nuôi cấy và có khả năng loại 8 màu thuốc nhuộm hoạt tính thương mại sử dụng để nhuộm vải may quân trang ở mức độ khác nhau, hiệu suất loại màu MN.FBN với nồng độ 100 mg/L đạt cao nhất 88,11% khi có mặt 200 µM ViO sau 24 h. Ở nồng độ màu MN.FBN là 10 mg/L thì hiệu suất loại màu đạt 92,72%. Từ các minh chứng thu được cho thấy laccase sinh tổng hợp bởi chủng nấm đảm FVB40 có khả năng ứng dụng trong xử lý nước thải nhà máy dệt nhuộm vải may quân trang cho quân đội.Từ khóa: Laccase, Rigidoporus, Loại màu, Thuốc nhuộm hoạt tính, Vải quân trang. 1. MỞ ĐẦU Laccase là enzyme ngoại bào thuộc nhóm oxidoreductase là một trong số ít các enzymeđã được nghiên cứu từ thế kỷ thứ 19. Sự quan tâm đối với các loại laccase đã được gia tăngtrong những năm gần đây do tiềm năng ứng dụng chúng trong việc khử độc các chất ô nhiễmvà trong xử lý sinh học các hợp chất phenol [7, 4]. Chúng chỉ cần oxy nguyên tử trong phảnứng xúc tác, vì vậy chúng phù hợp đối với các ứng dụng công nghệ sinh học trong xử lý hỗnhợp các chất ô nhiễm khi được cố định trên các chất mang phù hợp [13]. Vai trò của laccaseđã được xác định khi ứng dụng trong loại màu thuốc nhuộm, phân hủy sinh học các hóa chấtthải có độc tính như các hợp chất hữu cơ clo, các hydrocarbon thơm mạch vòng, các chấtvòng thơm có nitro và thuốc chất trừ sâu và chế tạo sensor sinh học [11, 6]. Hiện nay, công nghiệp dệt nhuộm sử dụng khoảng 2/3 tổng lượng thuốc nhuộm và tiêuthụ một lượng lớn nước và hoá chất [5]. Các hoá chất được sử dụng đa dạng về thành phầnhoá học, chủng loại từ các hợp chất vô cơ để tổng hợp đến các sản phẩm hữu cơ. Cókhoảng 100.000 loại thuốc nhuộm thương mại với trên 7.105 tấn thuốc nhuộm được sảnxuất hàng năm. Các vấn đề nảy sinh đối với ô nhiễm bởi thuốc nhuộm là khả năng sinh racác chất gây ung thư như benzidine và các hợp chất vòng thơm khác [4]. Hầu hết cácphương pháp hiện tại để xử lý nước thải dệt nhuộm không đạt hiệu quả và không kinh tếnhư mong muốn. Do đó, việc nghiên cứu và phát triển phương pháp mới dựa trên laccasechuyên hoạt động như là chất xúc tác là giải pháp có tiềm năng cao trong loại màu thuốcnhuộm có các cấu trúc hoá học đa dạng như vậy [15]. Hiện tại, chưa có công bố nào vềviệc nghiên cứu loại màu thuốc nhuộm trong công nghiệp quốc phòng khi sử dụng laccasehay hỗn hợp của nhiều laccase để xử lý loại hình ô nhiễm này. Nhiều loài nấm đảm đã được phân lập từ đất, lá chè mục, lá keo mục và đặc biệt là gốccác loại cây mục thuộc địa bàn rừng Quốc gia Ba Vì, khi xác định sơ bộ hoạt tính cácenzyme ngoại bào thuộc họ oxidoreductase, peroxidase mà đại diện là laccase, manganperoxidase (MnP) và lignin peroxidase (LiP) đã cho ta thấy có đến 50% tổng số mẫu nấmthu được có khả năng sinh tổng hợp 1 trong 3 loại enzyme ngoại bào trên, trong đó, rất ítnấm có hoạt tính MnP và LiP. Việc phát hiện, sàng lọc các laccase mới có hoạt tính caoTạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 52, 12 - 2017 169 Hóa học & Kỹ thuật môi trườngvới các phổ cơ chất đặc biệt và nghiên cứu nâng cao tính ổn định là rất quan trọng để triểnkhai ứng dụng ở quy mô công nghiệp. Trong nghiên cứu này, nhóm tác giả thông báo kết quả nghiên cứu phân lập, phânloại chủng nấm đảm có khả năng sinh tổng hợp laccase, lựa chọn môi trường nuôi cấy đểsinh tổng hợp laccase cao và so sánh khả năng loại một số màu thuốc nhuộm hoạt tínhthương mại được sử dụng trong công đoạn nhuộm vải may quân trang của nhà máyX20/Bộ Quốc phòng. 2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP2.1. Vật liệu Các chủng nấm đảm được thu thập từ đất và gỗ mục ở độ cao trên 600m rừng Quốc giaBa vì, thành phố Hà Nội.2.2. Hóa chất và môi trường nuôi cấy Tám loại màu tổng hợp hoạt tính được cung cấp bởi nhà máy X20, Tổng Cục côngnghiệp Quốc phòng, Bộ Quốc phòng. Sử dụng các môi trường nuôi cấy TSH1 (100 mldịch chiết khoai tây, 10 g/L glucose, 1 g/L cám gạo, 5 g/L bột đậu tương, 100 µM Cu2+);PDB (Dịch chiết khoai tây 200g/l, 10g/l glucose); PDB + 1%BDT (Dịch chiết khoai tây200g/l, 10g/l glucose ...