PHÂN LẬP, TUYỂN CHỌN VÀ NGHIÊN CỨU CÁC CHỦNG NẤM MEN CÓ KHẢ
NĂNG PHÂN GIẢI XENLULOZ NHẰM ỨNG DỤNG TRONG XỬ LÝ BÃ THẢI
HOA QUẢ LÀM THỨC ĂN CHĂN NUÔI

Chu Thị Thanh Bình, Nguyễn Lân Dũng, Lương Thuỳ Dương
Trung tâm Công nghệ Sinh học, Đại học Quốc gia Hà Nội.
I. MỞ ĐẦU

Từ lâu con người đã biết đến nấm men và ứng dụng của chúng trong nhiều lĩnh vực đặc
biệt là trong công nghiệp thực phẩm. Tuy nhiên chưa có nhiều nghiên cứu tập trung vào
nấm men phân giải xenluloz, nguyên nhân có thể do trong tự nhiên có nhiều nhóm vi sinh
vật tỏ ra ưu thế hơn so với nấm men về khả năng sinh enzym xenlulaza. Nhưng nếu xét
về khả năng chống chịu pH thì nấm men lại tỏ ra ưu thế hơn các nhóm vi sinh vật này.

Hàng năm công nghiệp chế biến hoa quả nước ta thải ra hàng trăm ngàn tấn bã thải.
Lượng bã thải này hiện nay vẫn chưa được xử lý riêng rẽ mà vẫn được đổ chung với
nguồn rác thải thành phố vừa lãng phí vừa gây ô nhiễm môi trường. Nếu lượng bã thải
này được xử lý làm thức ăn gia súc hoặc phân bón thì sẽ là một nguồn lợi lớn. Một khó
khăn của việc xử lý bã thải hoa quả đó là pH của chúng rất thấp (3-5) [4,6]. Lấy ví dụ bã
thải dứa trong công nghiệp sản xuất rượu vang, đồ hộp, bã thải này vừa có pH thấp vừa
chứa một lượng lớn xenluloz. Ở pH này thông thường nhóm vi khuẩn và xạ khuẩn không
hoặc kém sinh trưởng và phát triển nhưng nhóm nấm men lại hoàn toàn có thể. Đã có một
số nghiên cứu sử dụng nấm sợi trong xử lý bã thải hoa quả làm thức ăn gia súc với mục
đích bổ sung protein đơn bào [1,2]. Nhóm nấm sợi cũng có khả năng chịu pH nhưng với
đặc tính dễ tạo thành bào tử nếu chúng được dùng trong chế biến thức ăn gia súc có thể sẽ
gây ra các bệnh về đường hô hấp. Nấm men phân giải xenluloz khi phát triển trên nguồn
cơ chất bã thải dứa có pH thấp và giàu xenluloz sẽ chuyển hoá xenluloz thành nguồn
protein đơn bào, nếu được dùng làm thức ăn gia súc sẽ rất tốt. Tuy nhiên trong thực tế, số
lượng các loài nấm men phân giải xenluloz lại ít hơn nhiều so với nấm sợi, vi khuẩn, xạ
khuẩn có cùng chức năng. Nghiên cứu của chúng tôi tập trung vào phân lập, tuyển chọn
các chủng nấm men có khả năng phân giải xenluloz với hy vọng các chủng được lựa chọn

Bảng 1. Sơ tuyển các chủng nấm men có khả năng phân giải CMC.
32 chủng nấm men có vòng phân giải CMC tiếp tục được kiểm tra khả năng phân giải
CMC. Trong thí nghiệm này chúng tôi tiến hành đồng thời nuôi cấy các chủng nấm men
trên môi trường Hansen có nguồn đường sacaroz và trên môi trường nguồn đường được
thay thế bằng CMC để chiết dịch enzym xenlulaza. Một số công trình nghiên cứu đã cho
thấy xenlulaza là một enzym cảm ứng, một số nguồn cacbon như glucoz, sacaroz, axetat,
xuccinat lại chính là tác nhân ức chế quá trình tổng hợp enzym này [3]. Mục tiêu tuyển
chọn tiếp của chúng tôi là chọn ra các chủng vừa sinh trưởng trên nguồn đường sacaroz
vừa có khả năng sinh enzym phân giải xenluloz. Điều này gắn liền với mục tiêu chọn ra
các chủng vừa có khả năng sinh trưởng trên bã thải hoa quả với hàm lượng đường còn
khá cao vừa có khả năng phân giải xenluloz chứa trong các bã thải này. Hoạt tính
xenlulaza được xác định bằng phương pháp đục lỗ, khuếch tán trên thạch. Bảng 2 thể
hiện kết quả của thí nghiệm này:
Bảng 2. Hoạt tính xenlulaza của các chủng nấm men được chọn
Kết quả cho thấy rõ ràng có những chủng có hoạt tính xenlulaza cao khi nuôi cấy trên
môi trường có chứa CMC nhưng hoạt tính này lại rất thấp hoặc thậm chí không có hoạt
tính khi nuôi trên môi trường có chứa sacaroz. Điều này phù hợp với một số kết quả
nghiên cứu trước đây [3].

11 chủng có hoạt tính xenlulaza khi nuôi cấy trên 2 loại môi trường trên và 7 chủng khác
không có hoạt tính xenlulaza khi nuôi trên môi trường có chứa sacaroza nhưng lại có hoạt
tính cao khi nuôi trên môi trường có chứa CMC tiếp tục được thử khả năng phân giải một
số nguồn cacbon khác: Avicel, xenluloz. Kết quả được thể hiện trên bảng 3.
Bảng 3. Hoạt tính phân giải một số nguồn cacbon của các chủng nấm men được chọn.

vòng/phút ở các thang nhiệt độ từ 200C - 450C. Sau 3 ngày xác định hoạt tính CMC-aza.
Kết quả được ghi ở hình 2.

Hình 2. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hoạt tính enzym của các chủng nấm men. Kết quả cho thấy các chủng nấm men được chọn để nghiên cứu đều không phải là các
chủng nấm men ưa nhiệt. Chúng phát triển thích hợp nhất ở nhiệt độ 30 - 350C tùy từng
chủng. Nhiệt độ sinh trưởng thích hợp của các chủng 9B1, 97m, 30B1 là 300C; còn của
các chủng 4B2, VTTC 2.0243 là 350C. Ở nhiệt độ cao (40 - 450C), hoạt tính của các
chủng đều giảm, thậm chí có chủng mất hoạt tính hoàn toàn như các chủng 97m và 30B1.

3.2.3. Ảnh hưởng của thời gian nuôi cấy

Hình 3. Ảnh hưởng của thời gian đến khả năng tổng hợp enzym của nấm men Các chủng 9B1, 97m, 30B1 được nuôi cấy lắc ở 300C còn chủng 4B2 và VTCC 2.0243
được nuôi ở 350C; pH 5,0. Sau mỗi ngày xác định hoạt tính phân giải CMC, đồng thời
xác định sinh khối tế bào thông qua hàm lượng protein. Kết quả được thể hiện trên hình 3
và hình 4.

Hình 4. Sự thay đổi hàm lượng protein của các chủng nấm men theo thời gian Như vậy thời gian nuôi cấy có ảnh hưởng rõ rệt đến khả năng tổng hợp enzym xenlulaza.
Sau ngày nuôi cấy đầu tiên, chủng VTCC 2.0243 đã đạt được hoạt tính lớn nhất. Chủng
4B2 đạt được hoạt tính cao nhất bắt đầu từ ngày nuôi cấy thứ hai. Các chủng còn lại đều
đạt hoạt tính cao nhất vào ngày nuôi cấy thứ ba. Qua ngày thứ ba, hoạt tính của tất cả các
chủng đều giảm dần có thể do sinh trưởng của nấm men giảm dần, nguồn dinh dưỡng cạn

3.3.2. Khả năng tích lũy sinh khối và hoạt tính xenlulaza của các chủng nấm men khi
nuôi trên nguồn cơ chất bã dứa

“Giống khởi động” là hỗn hợp của các chủng nấm men trên được tạo ra dưới dạng bột
khô. Sử dụng dạng bột khô này cấy vào bã thải dứa với các tỷ lệ 1/100, 1/1000, 1/10.000
nhằm tìm ra tỷ lệ giống cấy thích hợp sao cho vừa đạt được sinh khối tế bào lớn nhất vừa
có hoạt tính phân giải xenluloz trong bã dứa cao nhất.

Kết quả sự biến đổi sinh khối tế bào theo thời gian được thể hiện trên bảng 5 và thể hiện
rõ hơn trên hình 5
Bảng 5. Số lượng tế bào biến đổi theo ngày trong các mẫu bã dứa được cấy “giống khởi
động” với các tỷ lệ khác nhau
Hình 5. Sự biến đổi sinh khối tế bào theo thời gian với các tỷ lệ giống cấy khác nhau

Có thể thấy sinh khối tế bào lớn nhất ở ngày thứ 8 ở cả 3 tỷ lệ giống cấy. Với tỷ lệ cấy
1/100, số lượng tế bào đạt lớn nhất.

Song song với việc theo dõi sự thay đổi của sinh khối tế bào chúng tôi còn xác định sự
thay đổi của hoạt tính phân giải xenluloz ở các mẫu. Kết quả được trình bày ở bảng 6
Bảng 6. Hoạt tính phân giải xenluloz của nấm men với các mẫu bã dứa
Bảng 6 cho thấy trong 2 ngày đầu, các chủng nấm men chưa phát huy được hoạt tính
phân giải xenluloz mà chúng cần phải có thời gian sinh trưởng và thích nghi. Hoạt tính
này tăng dần từ ngày thứ 4 đến ngày thứ 8 và giảm ở ngày thứ 10. Kết quả này cũng phù
hợp với nghiên cứu về sự biến dổi của sinh khối tế bào. Ở đây ta cũng thấy với tỷ lệ

University, p:23-25. 1979.
2. Guerra NB, Stamford TLM, de Medeiros RB, de Freitas CP, Maia SR, Cavalcante ML.
Protein enrichment of pineapple waste for animal feeds. Food Nutr. Bull.;8(1):77-80.
1986.
3. Izuka, M. et al. Screening for microorganisms producing cellulose-degrading enzyme
and producing oligosaccharides from cellulose. Annul.Reports I.C.Biotechnol, 14: 350.
1991.
4. Morton, J and Miami, F.L. Pineapple. In: Fruits of warm climates. p. 18–28. 1987.
5. Nguyễn Lân Dũng, Đoàn Văn Mượu, Nguyễn Phùng Tiến, Đặng Đức Trạch, Phạm
Văn Ty. Một số phương pháp nghiên cứu vi sinh vật học. Nhà xuất bản Khoa học kỹ
thuật, p. 325-378. 1972.
6. Stanton R. Bioconversion of fruit and vegetable wastes. In: Bioconversion of organic
residues for rural communities. Tokyo, Japan: UN University, p: 120-121. 1979.