Tìm hiểu khả năng phân giải cellulosecủa vi sinh vật phân lập từ chất thải rắn của nhà máy fococev Thừa Thiên Huế

Bài viết này nghiên cứu về hệ vi sinh vật phân giải cellulose trong khối ủ, cũng như đánh giá khả năng phân hủy của chúng và tìm ra chủng có hoạt tính cellulase mạnh là rất cần thiết để xử lý khối ủ, góp phần giảm thiểu ô nhiễm môi trường và tạo ra phân hữu cơ sinh học.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tìm hiểu khả năng phân giải cellulosecủa vi sinh vật phân lập từ chất thải rắn của nhà máy fococev Thừa Thiên HuếTẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, TRƯỜNG ðH KHOA HỌC HUẾTẬP 1, SỐ 1 (2014)TÌM HIỂU KHẢ NĂNG PHÂN GIẢI CELLULOSECỦA VI SINH VẬTPHÂN LẬPTỪ CHẤT THẢI RẮNCỦA NHÀ MÁY FOCOCEVTHỪA THIÊN HUẾNguyễn Ngọc Trúc Ngân1*, Phạm Thị Ngọc Lan21Khoa Môi trường, Trường ðại học Khoa học Huế2Khoa Sinh học, Trường ðại học Khoa học Huế*Email: ms.trucngan@gmail.comTÓM TẮTChất thải rắn, ñặc biệt là phần vỏ gỗ của nhà máy sản xuất tinh bột sắn thường chứa mộtlượng lớn cellulose. ðây là hợp chất hữu cơ khó phân hủy, thời gian phân hủy khá dài vàchiếm một diện tích mặt bằng ñáng kể. Chính vì vậy, nghiên cứu hệ vi sinh vật phân giảicellulose trong khối ủ, cũng như ñánh giá khả năng phân hủy của chúng và tìm ra chủngcó hoạt tính cellulase mạnh là rất cần thiết ñể xử lý khối ủ, góp phần giảm thiểu ô nhiễmmôi trường và tạo ra phân hữu cơ sinh học. Kết quả nghiên cứu cho thấy: số lượng visinh vật có sự biến ñộng lớn và chênh lệch rất rõ giữa các nhóm, cao nhất là vi khuẩn(dao ñộng trong khoảng từ 56,02x106 ñến 343,23x106 CFU/g mẫu khô), tiếp ñó là xạkhuẩn (từ 5,63x106 ñến 96,24x106 CFU/g mẫu khô) và nấm mốc chiếm số lượng thấp nhất(từ 2,43x106 ñến 34,78x106 CFU/g mẫu khô). Phân lập ñược 112 chủng vi khuẩn, 92chủng xạ khuẩn và 55 chủng nấm mốc có khả năng phân giải cellulose và chọn ñược cácchủng PV41, PX90và PM39 có hoạt tính mạnh nhất. Trong môi trường dịch thể với nguồncarbon là CMC, nuôi cấy lắc xạ khuẩn, nấm mốc sau 120 giờ và vi khuẩn sau 60 giờ chohoạt tính cellulase cũng như sinh khối cao nhất.Từ khóa: nấm mốc, xạ khuẩn, vi khuẩn, cellulose, hoạt tính cellulase.1. MỞ ðẦUTrong những năm trở lại ñây, hoạt ñộng của nhà máy sản xuất tinh bột sắn ởThừa Thiên Huế ngày càng phát triển mạnh mẽ. Nhà máy ñã tiêu thụ một lượng lớn sắnnguyên liệu, ñồng thời ñã tạo ra việc làm cho nhiều nông dân. Mặc dù vậy, chất thải củanhà máy theo ñó cũng tăng lên ñáng kể nên vấn ñề ñặt ra là cần phải giải quyết triệt ñểnhững chất thải này nhằm bảo vệ môi trường sinh thái cho vùng phụ cận. Hiện nay, nhàmáy ñã ñầu tư xây dựng hệ thống xử lý chất thải lỏng và thu hồi biogas nên một phầnnào ñó ñã giải quyết ñược ô nhiễm do nước thải gây ra. Tuy nhiên, xử lý chất thải rắnvẫn chưa ñược quan tâm nhiều. Vỏ gỗ của sắn sau khi bóc ra chỉ ñược chất thành ñốngñể ủ tự nhiên, sau ñó ñược ñốt mà chưa có một biện pháp xử lý tích cực nào. Thànhphần chính của chất thải rắn này là cellulose, là một hợp chất cao phân tử rất khó phânhủy và thời gian phân hủy là khá lâu, do ñó, sẽ chiếm một diện tích mặt bằng ñáng kể.ðồng thời, các ñống ủ này là nguyên nhân chính gây ô nhiễm không khí (mùi hôi thối),ô nhiễm ñất và cả nguồn nước ngầm.Chính vì vậy, việc nghiên cứu hệ vi sinh vật bản135TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, TRƯỜNG ðH KHOA HỌC HUẾTẬP 1, SỐ 1 (2014)ñịa có khả năng phân giải cellulose trong khối ủ, ñánh giá khả năng phân hủy củachúng, cũng như tìm ra chủng vi sinh vật có hoạt tính cellulase mạnh là rất cần thiết ñểgiải quyết vấn ñề ô nhiễm môi trường do nguồn thải này gây ra [1], ñồng thời chuyểnphế phẩm này thành một sản phẩm có lợi là phân hữu cơ sinh học.2. ðỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU2.1. ðối tượng nghiên cứuVi khuẩn, xạ khuẩn và nấm mốc có khả năng phân giải cellulose phân lập từ bãthải vỏ sắn ở nhà máy tinh bột sắn Thừa Thiên Huế.2.2. Phương pháp nghiên cứu- Phân lập và xác ñịnh số lượng tế bào[2]: sử dụng phương pháp Koch ñể phânlập và ñếm số lượng xạ khuẩn, vi khuẩn, nấm mốc phân giải cellulose trên môi trườnglần lượt là Gauses I, Vinogradski và Czapek với nguồn carbon là CMC (CarboxymethylCellulose).- Xác ñịnh khả năng phân giải cellulose của vi sinh vật [2]:Nguyên tắc chung: Trên môi trường chứa CMC, vi sinh vật sẽ tiết ra cellulasengoại bào phân hủy cơ chất ñể sinh trưởng và làm cho môi trường trong hơn khi nhuộmbằng thuốc thử Lugol. ðộ lớn của khoảng môi trường trong suốt và vệt cấy phản ánhkhả năng sinh trưởng phát triển và phân giải CMC của vi sinh vật.- Xác ñịnh hoạt tính cellulase bằng phương pháp khuếch tán trên thạch[2]:Nguyên tắc: cellulase tác ñộng lên cơ chất CMC trong môi trường thạch. CMCbị phân hủy làmñộ ñục của môi trường bị giảm và trở nên trong suốt khi nhuộm bằngLugol. ðộ lớn của vòng phân giải phản ánh hoạt tính của enzyme.Phương pháp tiến hành: Các ống thạch nghiêng chứa giống ñược chuyển vàomôi trường dịch thể. Tiến hành nuôi cấy lắc120 vòng/phút trong thời gian 4 ngày ởnhiệt ñộ phòng rồi thu dịch chiết enzyme. Thử hoạt tính cellulase trên ñĩa thạch – CMCvà biểu diễn hoạt tính bằng ñường kính (mm)vòng thủy phân cellulose.- Xác ñịnh thời gian tối ưu cho quá trình sinh tổng hợp cellulase và sự tích lũysinh khối của vi sinh vật [2]: các chủng xạ khuẩn, vi khuẩn, nấm mốc ñược nuôi trongcác môi trường lần lượt là Gauses I, Vinogradski và Czapek dịch thể ñể thu dịchenzyme và sinh khối. Xác ñịnh hoạt tính cellulase bằn ...