1

Số hóa bởi trung tâm học liệu ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC Trần Thị Kim Hạnh NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG BÙN THẢI SINH HỌC TỪ NƢỚC
THẢI SẢN XUẤT BIA ĐỂ NUÔI CẤY VI KHUẨN BACILLUS
THURINGIENSIS SINH ĐỘC TỐ DIỆT SÂU

Chuyên ngành: Công nghệ sinh học
Mã số: 60420201 LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ SINH HỌC

NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC
PGS. TS TĂNG THỊ CHÍNH
Thái Nguyên - 2013

2


diệt sâu”.
3

Số hóa bởi trung tâm học liệu 2. Mục tiêu nghiên cứu:
Tái sử dụng chất thải của ngành công nghiệp chế biến thực phẩm (bùn thải sinh
học của nhà máy sản xuất bia) tạo ra sản phẩm hữu ích phục vụ cho hoạt động sản
xuất kinh doanh của con ngƣời.
3. Nội dung nghiên cứu:
- Nghiên cứu kỹ thuật xử lý bùn sinh học từ trạm xử lý nƣớc thải của nhà máy
sản xuất bia làm môi trƣờng nuôi cấy vi khuẩn Bacillus thuringiensis.
- Nghiên cứu các yếu tố ảnh hƣởng đến khả năng sinh trƣởng và sinh tổng hợp
protein tinh thể của Bacillus thuringiensis khi sử dụng bùn thải sinh học từ trạm
xử lý nƣớc thải của nhà máy sản xuất bia làm môi trƣờng nuôi cấy ở quy mô
phòng thí nghiệm.
- Đánh giá hiệu lực diệt sâu của dịch nuôi cấy vi khuẩn Bacillus thuringiensis
bằng phƣơng pháp sinh học (bioassays) trong phòng thí nghiệm.

4

Số hóa bởi trung tâm học liệu

NỘI DUNG
CHƢƠNG I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Khái quát về bùn thải
1.1.1. Định nghĩa
Bùn có thể định nghĩa nhƣ sau: Bùn là dạng chất rắn tách ra từ chất lỏng, bùn
thƣờng chứa một lƣợng nƣớc lớn, đặc tính của bùn phụ thuộc vào đặc tính của chất

- Mật độ vi sinh vật cao.
- Kim loại nặng: As, Cd, Zn, Pb, Cu, Ni, Cr…
- Hóa chất hữu cơ tổng hợp.
- Các chất lơ lửng.
- Các thành phần khác: tùy từng ngành công nghiệp nhƣ chứa các chất
phóng xạ, chất độc,…
Trong bùn thải có chứa một hàm lƣợng chất dinh dƣỡng đƣợc sử dụng nhƣ
nguồn nguyên liệu để sinh tổng hợp các hợp chất có hoạt tính sinh học và tổng hợp
nguồn năng lƣợng mới.Hiện nay, bùn thải đƣợc ứng dụng nhiều không chỉ ở các
nƣớc phát triển mà cả những nƣớc đang phát triển nhằm giảm thiểu lƣợng bùn thải
đƣợc thải ra hàng triệu tấn/năm, góp phần bảo vệ môi trƣờng[16],[18].
1.1.3.Khái quát bùn thải trên thế giới
Trong những năm gần đây, các quá trình xử lý nƣớc thải với những công
nghệ tiến bộ đã đƣợc áp dụng ở nhiều nƣớc để hạn chế sự ô nhiễm môi trƣờng từ
nƣớc thải sinh hoạt, nƣớc thải công nghiệp.Những chỉ dừng lại ở việc xử lý nƣớc
thải thì chƣa triệt để vì sau quá trình xử lý nƣớc thải sản phẩm chủ yếu là bùn thải,
đây là một trong những nguyên nhân gây ô nhiễm môi trƣờng.Quá trình xử lý nƣớc
thải tạo ra một lƣợng lớn bùn, ƣớc tính chiếm từ 5% đến 25% tổng thể tích nƣớc xử
lý. Trong quá trình xử lý bằng công nghệ bùn hoạt tính, khoảng 30 - 40% các chất
hữu cơ có trong nƣớc thải sẽ chuyển sang dạng bùn hay lƣợng bùn sinh ra khi xử lý
1kg COD trong nƣớc thải là khoảng 0,3kg đến 0,5kg bùn. Do đó, bùn thải sau quá
trình xử lý nƣớc thải cần đƣợc xử lý và sử dụng hiệu quả.
6

Số hóa bởi trung tâm học liệu

Đối các nƣớc Châu Âu, lƣợng bùn thải khô trên một đầu ngƣời đƣợc thống
kê từ quá trình xử lý nƣớc sơ cấp và thứ cấp là khoảng 90g/ngày/ngƣời. Ở Anh, có
khoảng 30 triệu tấn bùn thải mỗi năm, tƣơng đƣơng với 1,2 triệu tấn bùn khô mỗi
năm. Chi phí cho loại bỏ và xử lý bùn khoảng 250 triệu bảng Anh ứng với 5 bảng

một hƣớng đi mới[32].
Tại Nhật Bản, bùn thải từ các trạm xử lý nƣớc thải sinh hoạt sẽ đƣợc sử dụng
để lên men kị khí thu hồi khí metan dùng cho phát điện, cặn bùn đƣợc dùng để sản
xuất gạch Block dùng cho lát đƣờng…[34].Ở Tokyo có 13 cơ sở xử lý nƣớc thải
sinh hoạt, đƣợc đặt ở nhiều vị trí trong thành phố để xử lý nƣớc thải sinh hoạt.
Nhƣng chỉ có 3 cơ sở xử lý lắp đặt hệ thống xử lý bùn thải, còn ở các cơ sở còn lại
chỉ lắp đặt hệ thống xử lý nƣớc thải, bùn thải sẽ đƣợc chuyển theo đƣờng ống để
đƣa về các trạm có hệ thống xử lý triệt để bùn thải.
1.1.4.Khái quát bùn thải tại Việt Nam
Ngày nay cùng với sự phát triển của các ngành công nghiệp đặc biệt là công
nghiệp chế biến thực phẩm thì vấn đề chất thải từ các ngành này đang là một mối
quan tâm lớn.Tại Việt Nam,đối với ngành chế biến nông sản, lƣơng thực thực phẩm
đã có rất nhiều các công trình nghiên cứu về công nghệ xử lý nƣớc thải, nhiều trạm
xử lý nƣớc thải đã đƣợc xây dựng và đi vào hoạt động để xử lý nƣớc cấp, nƣớc thải
cho các nhà máy sản xuất bia, mỳ chính, chế biến tinh bột, chế biến nông sản, chế
biến thủy sản. Tuy nhiên, chúng ta mới chỉ tập trung quan tâm đến vấn đề xử lý
nƣớc mà vẫn chƣa có nhiều nghiên cứu về xử lý bùn thải cho các trạm xử lý trên.
8

Số hóa bởi trung tâm học liệu

Bùn thải sau khi xử lý phần lớn đƣợc thu gom và chuyển đến các bãi chôn lấp hoặc
dùng làm phân bón cho nông nghiệp. Bên cạnh đó trong quá trình xử lý nƣớc bằng
bùn hoạt tính có khoảng 30 - 40% các chất hữu cơ đƣợc chuyển thành dạng bùn,
nếu không có biện pháp xử lý thích hợp sẽ gây ra tái ô nhiễm môi trƣờng.
Tại Tp Hồ Chí Minh, tổng khối khối lƣợng bùn thải ƣớc tính từ 3.000 –
4.000 m
3
/ngày đêm (tƣơng đƣơng từ 5.000 - 6.000 tấn/ngày đêm). Bùn thải các loại
trên thƣờng đổ xả để có chi phí thấp nhất.Ƣớc tính chi phí xử lý các loại bùn trên

bùn tạm thì nguy cơ gây ô nhiễm môi trƣờng rất cao và cũng không có diện tích mặt
bằng đủ lớn để chứa bùn thải[42].
Ở Việt Nam, vấn đề quản lý và sử dụng bùn thải sinh học từ các trạm xử lý
nƣớc thải vẫn chƣa có các quy định cụ thể. Phần lớn bùn thải từ các trạm xử lý nƣớc
thải đƣợc xử lý bằng phƣơng pháp đơn giản là sân phơi bùn.Sau khi bùn đƣợc làm
khô, giảm về trọng lƣợng và thể tích thì sẽ đƣợc đóng bao và đem đi chôn lấp tại
những nơi quy định.Một số ít các công trình xử lý nƣớc thải có công đoạn xử lý ép
bùn bánh.Với công nghệ này, bùn sẽ đƣợc tách nƣớc và ép ở dạng bánh.Ở một số
nhà máy sản xuất thực phẩm (nhƣ nhà máy sản xuất bia) một phần bùn thải đƣợc tái
sử dụng làm phân bón cho cây trồng. Hiện tại, việc tiếp cận với các công nghệ xử lý
bùn hiện tại nhƣ đốt hay phân hủy yếm khí để thu hồi khí sinh học còn rất hạn chế ở
nƣớc ta.Ngoài ra còn có một số công trình nghiên cứu xử lý bùn thải thành vật liệu
xây dựng, sản xuất gốm sứ, gạch lát[4],[6],[12].Đặc biệt, đã có những nghiên cứu
đánh giá triển vọng xử lý, tái chế và ứng dụng bùn thải sinh học của các nhà máy
sản xuất thực phẩm và các trạm xử lý nƣớc thải làm nguyên liệu nuôi cấy vi sinh vật
hữu ích để sản xuất các sản phẩm thƣơng mại thân thiện môi trƣờng (phân bón vi
sinh, thuốc trừ sâu vi sinh…) phục vụ sản xuất nông lâm nghiệp. Cho đến nay đã có
nghiên cứu của PGS.TS. Nguyễn Thị Hồng Khánh và các cộng sự nghiên cứu xử lý
bùn thải sinh học làm nguyên liệu nuôi cấy các vi sinh vật hữu ích. Tuy nhiên kết
quả nghiên cứu mới chỉ dừng lại ở việc đánh giá tiềm năng sử dụng bùn thải sinh
học làm nguyên liệu nuôi cây một số vi sinh vật có ích nhƣ Bacillus thuringiensis,
Rhirobium,…[8], [10]. Những kết quả nghiên cứu trên đã mở ra hƣớng đi mới đầy
triển vọng trong công tác xử lý bùn thải một cách hiệu quả, thân thiện với con ngƣời
và môi trƣờng.
1.2.Phƣơng pháp xử lý và sử dụng bùn thải
10

Số hóa bởi trung tâm học liệu

Ngày nay, trên thế giới đã có nhiều nghiên cứu xử lý và tận dụng bùn thải để

+ H
2
+ NH
3
+ H
2
S
Hỗn hợp khí sinh ra thƣờng đƣợc gọi là khí sinh học hay biogas.
Đây là phƣơng pháp đƣợc áp dụng phổ biến trên thế giới trong cả xử lý nƣớc
thải và BTSH.Phƣơng pháp này có ƣu điểm rất lớn là không tốn chi phí năng lƣợng
đồng thời quá trình kỵ khí sản sinh ra khí metan, là nguồn năng lƣợng dùng để đốt
hoặc cung cấp nhiệt.Tuy nhiên, phƣơng pháp này không xử lý triệt để đƣợc chất
thải. Vì vậy, quá trình xử lý vẫn còn tạo ra một lƣợng lớn bùn thải cần xử lý tiếp.
1.2.3. Phƣơng pháp thiêu đốt
Phƣơng pháp thiêu đốt thực chất là phƣơng pháp oxy hóa chất thải nhiệt độ
cao với sự có mặt của oxy trong không khí, trong đó chất thải độc hại đƣợc chuyển
hóa thành khí và các chất thải rắn khác không cháy đƣợc.Các chất khí đƣợc làm
sạch hoặc không đƣợc làm sạch thoát ra ngoài không khí.Lƣợng chất thải rắn còn
lại đƣợc mang đi chôn lấp.
Việc xử lý chất thải rắn bằng phƣơng pháp đốt có ý nghĩa quan trọng, làm
giảm tới mức nhỏ nhất chất thải cho khâu xử lý cuối cùng, nếu sử dụng công nghệ
tiên tiến còn có ý nghĩa cao trong bảo vệ môi trƣờng. Tuy nhiên, phƣơng pháp này
chỉ đƣợc lựa chọn để xử lý các chất thải độc hại không thể áp dụng phƣơng pháp xử
lý khác do chi phí cao và còn có thể tạo ra một số chất khí độc hại cho môi trƣờng
và con ngƣời.
12

Số hóa bởi trung tâm học liệu

1.2.4. Phƣơng pháp tái sử dụng bùn thải sinh học làm nguyên liệu cho các quá

13

Số hóa bởi trung tâm học liệu

Phân bón hữu cơ vi sinh là sản phẩm chứa một hay nhiều chủng vi sinh vật
sống đã đƣợc tuyển chọn với mật độ đạt tiêu chuẩn hiện hành, với khả năng cố định
nitơ, cung cấp các hợp chất chứa nitơ cho đất và cây trồng, tạo điều kiện nâng cao
năng suất cây trồng, chất lƣợng nông sản, tăng độ màu mỡ của đất. Phân bón vi sinh
cố định nitơ không gây ảnh hƣởng xấu đến ngƣời, động thực vật, môi trƣờng sinh
thái và chất lƣợng nông sản.
Chế phẩm vi khuẩn nốt sần (có tên gọi là nitragin) sử dụng môi trƣờng tổng
hợp YMB (Yeast Mannitol Broth) đƣợc sản xuất ở qui mô phòng thí nghiệm.
Tuy nhiên, việc sản xuất qui mô công nghiệp, môi trƣờng này bị giới hạn bởi chi
phí cao. Một vài phế liệu nông nghiệp, nhƣ là bã ngũ cốc từ sản xuất rƣợu,
proteaza từ vỏ cây họ đậu, mầm malt, công nghiệp sản xuất cao nấm men và chất
lỏng đƣợc tạo ra bởi công nghiệp phomat đã đƣợc sử dụng cho sản xuất chủng
giống thƣơng mại. Bùn nƣớc thải chứa nitơ, photpho, cacbon dễ phân hủy sinh
học, các chất dinh dƣỡng và nhiều chất vi lƣợng khác cũng đƣợc cho là một
nguồn nguyên liệu hứa hẹn cho nôi cấy vi khuẩn nốt sần. Nhận định này đã đƣợc
khẳng định qua các nghiên cứu của GS.Tyagi trên đối tƣợng bùn thải của các
trạm XLNT sinh hoạt. Khi nuôi cấy trên các thành phần bùn khác nhau ảnh
hƣởng đến việc sinh trƣởng và hình thành bào tử của vi khuẩn Rhizobium. Thông
thƣờng mật độ tế bào nuôi cấy trên bùn thải sinh học chƣa qua xử lý đạt khoảng
10
9
CFU/ml sau 72 giờ nuôi cấy, nhƣng khi nuôi cấy trên bùn đã đƣợc xử lý bằng
kiềm, axit và oxy hóa thì mật độ tế bào có thể đạt 10
10
CFU/ml. Khi nuôi cấy trên
nƣớc thải nhà máy sản xuất tinh bột với các tỷ lệ khác nhau thì mật độ vi khuẩn

đầu tƣ… mà ngành công nghiệp bia đã phát triển với tốc độ tăng trƣởng cao. Năm
2003 công suất bia cả nƣớc đạt 1,29 tỷ lít; tăng 20,7% so với năm 2002, đạt 79% so
với công suất thiết kế, tiêu thụ bình quân đầu ngƣời đạt 16 lít/năm, nộp ngân sách
nhà nƣớc khoảng 3650 tỷ đồng; đến năm 2004 con số này vƣợt lên mức 1,37 tỷ
lít[7]. Theo Hiệp hội Bia, rƣợu và giải khát Việt Nam thì một ngƣời Việt Nam tiêu
thụ trung bình 21 lít bia trong năm 2008[13], và chỉ đứng sau Thái Lan về mức độ
tiêu thụ bia ở Đông Nam Á. BMI (Công ty Theo dõi Doanh nghiệp Quốc tế), một
công ty tƣ vấn kinh doanh toàn cầu đánh giá ở Việt Nam bia sẽ là loại đồ uống chủ
lực trong ngành công nghiệp thức uống vì doanh số bán bia trong năm 2008 ở Việt
Nam chiếm 97,9% trong tổng doanh thu trong lĩnh vực đồ uống.
15

Số hóa bởi trung tâm học liệu

Theo thống kê của Bộ Công nghiệp, năm 1998 Việt Nam có khoảng 469 cơ
sở sản xuất bia, đến năm 2005 số doanh nghiệp sản xuất chỉ còn 329. Do quá trình
đổi mới doanh nghiệp, mô hình của các doanh nghiệp đã thay đổi, số lƣợng doanh
nghiệp sản xuất bia năm 2007 là 151 doanh nghiệp trực thuộc 52 tỉnh, thành phố
trong cả nƣớc. Về quy mô của các doanh nghiệp, ngành sản xuất bia có 3 doanh
nghiệp lớn là Sabeco, Nhà máy bia Việt Nam (nay đã đổi tên thành Công ty TNHH
bia Châu Á Thái Bình Dƣơng) và Habeco, chiếm hơn 51% năng lực sản xuất bia
của toàn ngành. Năm 2007 Sabeco đạt sản lƣợng 774 triệu lít bia, Habeco sản xuất
415 triệu lít và Nhà máy bia Việt Nam đạt sản lƣợng 335 triệu lít. Bên cạnh các
doanh nghiệp lớn, còn rất nhiều doanh nghiệp nhỏ quy mô dƣới 1 triệu lít/năm[13].

Hình 1.3. Mức tiêu thụ bia bình quân đầu ngƣời qua các năm [13]
Sự tăng trƣởng của ngành bia đã kéo theo các vấn đề về chất thải rắn bao
gồm bã men, các mảnh thủy tinh, bột trợ lọc, khí phát sinh,… và nƣớc thải sản xuất.
Trong đó, vấn đề môi trƣờng lớn nhất trong nhà máy sản xuất bia là lƣợng nƣớc
thải. Với đặc tính sản xuất bia là cần nhiều nƣớc, nƣớc đƣợc sử dụng chủ yếu trong

bã men, bia còn lại từ bao bì tái sử dụng, bia rơi vãi trong quá trình chiết, pH cao…
- Nƣớc rửa sàn các phân xƣởng, nƣớc thải từ nồi hơi, nƣớc từ hệ thống làm
lạnh có chứa hàm lƣợng chlorit cao.
- Xút và axit thải ra từ hệ thống CIP (là quá trình vệ sinh, tẩy rửa, sát trùng tại
chỗ các thiết bị không cần tháo lắp), xút từ thiết bị rửa chai. Dòng thải này có lƣu
lƣợng nhỏ và cần thu hồi riêng để xử lý cục bộ, tuần hoàn sử dụng cho các mục đích
khác.
- Nƣớc thải từ nhà lên men: định kỳ vệ sinh nhà xƣởng mỗi ca một lần. Sau
mỗi chu kỳ lên men vệ sinh CIP một lần. Lƣợng nƣớc này khá lớn và có thành phần
ô nhiễm: COD, BOD, SS… do bia, bã men, hóa chất rơi vãi.
17

Số hóa bởi trung tâm học liệu

- Nhà chiết bia: theo lịch trình sản xuất của nhà máy, bia chai và bia lon
thƣờng đƣợc sản xuất chủ yếu vào mùa đông do mức độ tiêu thụ bia hơi thấp. Vào
mùa hè, bia thƣờng đƣợc chiết bom 30 lít, 50 lít. Nƣớc thải từ khâu này ô nhiễm do
chứa một lƣợng bia rơi vãi ở công đoạn chiết và chứa hóa chất ở khâu rửa chai.
Nhƣ vậy, bùn thải phát sinh trong các công đoạn sản xuất đều có thể sử dụng
làm nguyên liệu cho nuôi cấy vi sinh vật. Vì bùn thải tạo ra từ nƣớc thải của nhà
máy bia có hàm lƣợng chất dinh dƣỡng cao, hàm lƣợng NaOH và H
2
SO
4
không
đáng kể.
1.4.Khái quát về chủng vi khuẩn Bacillus thuringiensis
1.4.1. Đặc điểm sinh học của Bacillus thuringiensis
a. Đặc điểm hình thái
Bacillus thuringiensis là vi khuẩn đất hình que, nhuộm màu gram dƣơng,

tháp đôi, tháp đôi dài (hình thoi), hình lập phƣơng, hình cầu, hình bầu dục, hình
nạm khảm, hình tam giác và hình dạng bất định v.v… Tinh thể của đa số chủng B.
thuringiensis đều có tác dụng độc và đặc hiệu với các loại côn trùng nhạy cảm. Tinh
thể độc của Bt rất bền vững ở nhiệt độ cao, có trọng lƣợng phân tử là 5000 đơn vị
và không phải bào tử nào cũng có tinh thể độc. Trong quá trình bảo quản nếu để lâu
Bt sẽ mất hoạt tính do tinh thể độc bị biến dạng hoặc phân hủy. Tinh thể của loài
phụ finitimus có hoạt lực thấp nhất đối với côn trùng. Một số chủng Bt phân lập
đƣợc sinh tinh thể nhƣng chƣa phát hiện ra có độc tính với côn trùng. Tinh thể và
bào tử có thể quan sát dƣới kính hiển vi đối pha ở vật kính dầu. Tinh thể bắt màu
sẫm còn bào tử không bắt màu nhƣng có mép sáng [5].B.thuringiensiscó đặc điểm
hình thái sinh lý, sinh hóa rất giống với các nhóm trực khuẩn sinh bào tử B.cereus,
B.mycoides và B.anthracis, tuy nhiên B.thuringiensis có khả năng sinh tinh thể còn
loài khác thì không [1].
19

Số hóa bởi trung tâm học liệu Hình 1.5. Chu trình sinh trƣởng và phát triển của Bacillus thuringiensis[2]
* Quá trình sinh trƣởng của B. thuringiensis thƣờng đƣợc chia thành 6 giai
đoạn:
- Giai đoạn 1: không khác biệt với hình thái tế bào sinh dƣỡng.
- Giai đoạn 2: màng ngăn cách bào tử bắt đầu hình thành, màng ngăn cách
chia tế bào sinh dƣỡng thành 2 phần không bằng nhau, phần nhỏ là tiền bào tử, phần
lớn là tế bào mẹ.
- Giai đoạn 3: tế bào mẹ bắt đầu cuộn tiền bào tử vào trong làm cho tiền bào tử
nằm tự do trong tế bào chất của tế bào mẹ. Lúc này tiền bào tử có 2 lớp màng có
tính tƣơng phản, nhƣng các vật chất mà bào tử cần có thể qua màng để vào trong
tiền bào tử.
- Giai đoạn 4:ở giữa màng ngoài và màng trong của tiền bào tử bắt đầu hình

dinh dƣỡng dần bị tan ra. Khi nuôi ở 42
o
C trên môi trƣờng thạch, Bt hình thành
khuẩn lạc dạng núm vú và mãi không hình thành bào tử. Nhiệt độ cũng ảnh hƣởng
rõ rệt đến sự hình thành tinh thể. Ở nhiệt độ dƣới 14
o
C, sau 360 giờ, không quá 10%
tinh thể đƣợc hình thành. Ở nhiệt độ 28
o
C, hoàn thành 1 chu kỳ phát triển bình
thƣờng chỉ cần 48-72 giờ.
- Độ pH:độ pH có ảnh hƣởng rất lớn đến sự sinh trƣởng của vi sinh vật, đối
với Bacillus thuringiensis có pH tối ƣu 6,8-7,2. Với pH dao động từ 5,0-8,5 không
gây ảnh hƣởng gì cho việc hình thành tinh thể độc nhƣng độc tố của Bt tan trong
môi trƣờng kiềm có pH lớn hơn 10.
- Oxy: B.thuringiensis là trực khuẩn hình thành bào tử, hô hấp hiếu khí nên
oxy là yếu tố không thể thiếu trong quá trình sinh trƣởng của Bt. Khi lƣợng không
khí tăng, sinh khối tăng nhiều, sự hình thành bào tử cũng tăng lên, do đó nồng độ
độc tố tăng lên. Tuy nhiên quá nhiều dƣỡng khí sẽ tác động đến năng lực sống của
tế bào.
- Độ ẩm: mọi hoạt động sống của vi sinh vật đều liên quan đến nƣớc, tế bào vi
sinh vật có tỷ lệ nƣớc khá cao trong đó nƣớc trong vi khuẩn chiếm từ 75% - 85%.
Vì vậy môi trƣờng dùng để nuôi cấy vi khuẩn B. thuringiensis cũng cần phải đảm
bảo độ ẩm tƣơng đƣơng.
21

Số hóa bởi trung tâm học liệu

- Ánh sáng và tia xạ: ánh sáng và tia xạ là một dạng năng lƣợng truyền qua
không gian dƣới dạng sóng điện từ, nó có tác dụng điện ly và phá hoại protein và

cứu này đƣợc phát hiện bởi Toumanoff năm 1953.
 Ngoại độc tố β: có trọng lƣợng phân tử thấp 707-850 kDa, là độc tố
bền nhiệt, tan trong nƣớc. Ngoại độc tố β có tác dụng kìm hãm nucleaza và ARN-
polymeaza dẫn tới cản trở việc tổng hợp tARN. Ngoại độc tố β có phổ hoạt tính
rộng, có hoạt tính với côn trùng thuộc bộ cánh vảy, côn trùng thuộc bộ cánh cứng
và côn trùng thuộc bộ hai cánh. Qua nghiên cứu Brian Federici và Dongwu cũng
nhận thấy rằng chế phẩm Btnếu chỉ sử dụng ngoại độc tố β thì hiệu quả diệt côn
trùng chỉ đạt 20% trong khi đó nếu bổ sung độc tố γ thì hiệu quả diệt côn trùng sẽ
tăng lên tới 75%. Độc tố này ở nhiệt độ 70
o
C trở nên bị vô hoạt trong vòng 15
phút[21].
 Ngoại độc tố γ: có trọng lƣợng phân tử thấp, mẫn cảm với nhiệt độ,
ánh sáng và không khí, có khả năng tan trong nƣớc. Độc tố này thuộc nhóm
photpholipase, có tác dụng lên photpholipit và giải phóng ra axit béo, rất mẫn cảm
với nhiệt độ, ở nhiệt độ từ 60
o
C trở nên trong vòng từ 10-15 phút đã bị vô hoạt.
 Nội độc tố δ: có tác dụng diệt côn trùng mạnh nhất. Nó có bản chất là
một protein gồm 1180 axit amin, các axit amin chủ yếu là glutamic, asparaginic,
chiếm trên 20% tổng số axit amin trong phân tử protein, đây cũng là một nguyên
nhân gây ra điểm đẳng điện thấp. Lƣợng xistin nhỏ hơn 20% tổng số axit amin quy
định sự không hòa tan của tinh thể, ngoài ra còn có các axit amin: acginic, treonin,
lơxin, izolơxin.Nội độc tố δ có đặc điểm không hòa tan trong các dung môi hữu cơ,
chỉ tan trong môi trƣờng có pH kiềm, không tan trong nƣớc, rất bền nhiệt. Khi đun
nóng ở 65
o
C trong một giờ không bị mất hoạt tính, chỉ khi đun ở 100
o
C trong 30-40

Số hóa bởi trung tâm học liệu

Nguyễn Công Bình, Phạm Bá Nhạ, Ngô Đình Bính là những ngƣời đầu tiên
mở đầu nghiên cứu Bt tại Việt Nam. Năm 1973, Viện Sinh vật đã tiến hành sản xuất
Bt bằng phƣơng pháp thủ công và bán công nghiệp trong phòng thí nghiệm. Trong
thời kì 1973 - 1976, Btchủ yếu sản xuất trên môi trƣờng đặc với giá thể là agar tự
chế tạo từ rong câu và các nguyên liệu khác nhƣ: bã khô lạc, bột đậu tƣơng, bột
cá… các chủng Bt đƣợc sử dụng để sản xuất ở thời kỳ này do Nguyễn Công Bình
mang từ Trung Quốc về. Các chế phẩm này đã đƣợc sử dụng cho vùng rau ngoại
thành Hà Nội và đã thu đƣợc các kết quả tốt. Sau năm 1975, đề tài sản xuất Bt đƣợc
lựa chọn là một trong những kết quả khoa học thực nghiệm đầu tiên của miền Bắc
đƣa vào phát triển ở miền Nam. Tại phòng Sinh Học thực nghiệm thuộc Phân viện
Viện Khoa Học Việt Nam đóng tại thành phố Hồ Chí Minh, công nghệ sản xuất
Btđã đƣợc tiến thêm một bƣớc mới, chế phẩm Bt đƣợc sản xuất bằng phƣơng pháp
lên men chìm trong nồi lên men tự chế tạo.Năm 1982, Viện Công nghệ Thực phẩm
cũng sản xuất Bt theo phƣơng pháp lên men chìm với dung tích nồi lên men là 5m
3
.
Do nhiều hạn chế về kĩ thuật lúc đó, hiệu suất thu hồi thấp, bào tử bị chết nhiều và
hoạt tính bị giảm đáng kể. Nhìn chung, trong thời kì này đã bƣớc đầu sản xuất và
áp dụng thành công chế phẩm Bt đã khiến cho các nghiên cứu Bt của nƣớc ta đã
mở đầu khá thuận lợi và tốt đẹp.
b. Thời kì sản xuất và áp dụng (1984 - 1994):
Đề tài triển khai của nhóm Nguyễn Công Bính tuy đã kết thúc, nhƣng các
chế phẩm Bt sản xuất theo phƣơng pháp dịch thể đƣợc áp dụng rộng rãi, có hiệu quả
phòng trừ rất rõ rệt, hơn nữa giá thành sản phẩm không cao (khoảng 6000 đồng/lít)
nên hợp với thu nhập của nông dân. Chế phẩm Bt có hiệu quả diệt sâu tơ mạnh
trong khi đó nó lại kháng với thuốc trừ sâu hóa học. Điều đó khiến nông dân thích dùng
thuốc trừ sâu Bt hơn. Một số đơn vị thuộc các trƣờng đại học đề xuất và phát triển
phƣơng pháp lên men hở không cần vô trùng phục vụ trực tiếp cho các vùng trồng

1.6.Ƣu điểm, nhƣợc điểm của thuốc trừ sâu sinh học Bt
+ Ƣu điểm:
- An toàn đối với ngƣời và gia súc, không làm ô nhiễm môi trƣờng.
- Không giết chết thiên địch sâu hại và vi sinh vật có ích, có thể duy trì cân
bằng sinh thái.
- Không ảnh hƣởng đến chất lƣợng nông sản (màu sắc, mùi vị, hƣơng thơm
của rau xanh, hoa quả, thuốc lá, chè…)