BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP.HCM
KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ CÔNG NGHỆ SINH HỌC
o0o
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG TĂNG
TRƯỞNG CỦA MỘT SỐ VI SINH VẬT
TRÊN BỀ MẶT GIÁ ĐỠ CELLULOSE VI
KHUẨN (BC – BACTERIAL
CELLULOSE)
Chuyên ngành : Công Nghệ Sinh Học
Mã ngành : 111
GVHD: PGS.TS PHẠM THÀNH HỔ
SVTH: LÊ THANH QUỲNH TRANG
MSSV: 106111035 Tp. Hồ Chí Minh, Tháng 7 năm 2010
VÀ
PHƯƠNG PHÁP
CHƯƠNG 4
KẾT QUẢ
VÀ
BIỆN LUẬN
TÀI LIỆU
THAM KHẢO
LỜI CẢM ƠN
Trước tiên, em xin chân thành cảm ơn các Thầy Cô ngành Công nghệ
Sinh học, khoa Môi Trường và Công nghệ Sinh học Trường Đại Học Kỹ
Thuật Công Nghệ TP. Hồ Chí Minh đã giảng dạy và trang bị cho em những
kiến thức cơ bản trong suốt 4 năm Đại học.
Con xin cảm ơn mẹ ba đã nuôi dạy con khôn lớn, tạo mọi điều kiện
cho con yên tâm học tập.
Con xin gởi lời cảm ơn chân thành nhất đến Thầy PGS.TS Phạm Thành
Hổ đã tận tình quan tâm, hướng dẫn và giúp đỡ con rất nhiều trong quá trình
hoàn thành đồ án tốt nghiệp.
Em xin cảm ơn Cô ThS. Lê Thị Thanh Loan đã nhiệt tình hướng dẫn
cho em trong suốt thời gian thực hiện đồ án.
Em cảm ơn chị Hà Minh Nguyệt đã luôn động viên em
Em cũng gởi lời cảm ơn đến chị Phương, anh Hùng đã chỉ dẫn em, giúp
em tìm hiểu tài liệu cần thiết và thao tác, kỹ thuật thực hiện thí nghiệm.
Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn đến các bạn thân mến của tôi, những
người luôn ủng hộ, giúp đỡ, chia sẻ và động viên tôi trong học tập cũng như
trong cuộc sống.
Thành phố Hồ Chí Minh, 07/2010
Lê Thanh Quỳnh Trang
3. Giới thiệu về Rhodotorula 24
3.1. Đặc điểm của tế bào Rhodotorula 24
3.2. Sắc tố của nấm men Rhodotorula 26
3.3. Ứng dụng của Rhodotorula trong sản xuất chất béo 27
3.4. Một số nghiên cứu về sinh tổng hợp carotenoid của Rhodotorula 29
4. Giới thiệu về vi khuẩn Azotobacter 29
4.1. Đặc điểm của vi khuẩn Azotobacter 29
4.2. Ứng dụng của Azotobacter trong sản xuất phân vi sinh 33
CHƯƠNG 3: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP
1. Vật liệu 36
1.1. Giống vi sinh vật 36
1.2. Dụng cụ và thiết bị 36
1.3. Môi trường 36
2. Phương pháp tiến hành 38
2.1. Nhân giống A. xylinum để thu cellulose vi khuẩn (BC) 38
2.2. Khảo sát khả năng tăng trưởng của các chủng nấm men trên giá đỡ
BC 40
2.3. Thử nghiệm khả năng tăng trưởng của các chủng nấm men trên BC tái
sử dụng 42
2.4. Khảo sát khả năng tăng trưởng của các chủng Azotobacter trên giá đỡ
BC 43
2.5. Thử nghiệm khả năng tăng trưởng của các chủng Azotobacter trên BC
tái sử dụng 44
CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN
1. Nhân giống A. xylinum để thu cellulose vi khuẩn (BC) 45
2. Khảo sát khả năng tăng trưởng của các chủng nấm men trên giá đỡ BC 47
2.1. Xác định mật độ tế bào ban đầu của các chủng nấm men 47
2.2. Khảo sát tỉ lệ phối hợp giữa khối lượng BC với thể tích MT rỉ đường
thích hợp cho sự tăng trưởng của các chủng nấm men 48
2.3. Thử nghiệm khả năng tăng trưởng của các chủng nấm men trên BC tái
UGP: pyrophosphorylase uridine diphosphoglucose
1PFK: fructose-1-phosphatekinase
DANH MỤC BIỂU ĐỒ
Trang
Biểu đồ 4.1: Sinh khối S. cerevisiae khô (g) thu được trên BC với các tỉ lệ theo
thời gian nuôi cấy 49
Biểu đồ 4.2: Sinh khối S. cerevisiae khô (g) thu được trong MT rỉ đường sục
khí với các tỉ lệ theo thời gian nuôi cấy 51
Biểu đồ 4.3: Sinh khối S. cerevisiae khô (g) giữa trên BC và trong MT rỉ
đường sục khí 51
Biểu đồ 4.4: Sinh khối Rhodotorula khô (g) thu được trên BC với các tỉ lệ theo
thời gian nuôi cấy 53
Biểu đồ 4.5: Sinh khối Rhodotorula khô (g) thu được trong MT rỉ đường sục
khí với các tỉ lệ theo thời gian nuôi cấy 54
Biểu đồ 4.6: Sinh khối Rhodotorula khô (g) giữa trên BC và trong MT rỉ
đường sục khí 55
Biểu đồ 4.7: Sinh khối khô (g) giữa chủng S. cerevisiae và Rhodotorula trên
BC 56
Biểu đồ 4.8: Sinh khối S. cerevisiae khô (g) giữa các lần sử dụng 59
Biểu đồ 4.9: Sinh khối S. cerevisiae khô (g) ở tỉ lệ 1:2 giữa các lần sử
dụng 59
Biểu đồ 4.10: Sinh khối S. cerevisiae khô (g) ở tỉ lệ 1:2,5 giữa các lần sử
dụng 59
Biểu đồ 4.11: Sinh khối S. cerevisiae khô (g) ở tỉ lệ 1:3 giữa các lần sử
dụng 60
Biểu đồ 4.12: Sinh khối Rhodotorula khô (g) giữa các lần sử dụng 63
Biểu đồ 4.13: Sinh khối Rhodotorula khô (g) ở tỉ lệ 1:2 giữa các lần sử
dụng 63
DANH MỤC BẢNG
Trang
Bảng 2.1: Cấu trúc cellulose của một số vi sinh vật 5
Bảng 2.2: Một số sản phẩm từ màng BC của Acetobacter xylinum 16
Bảng 3.1: Tỷ lệ phối hợp giữa khối lượng BC với thể tích MT rỉ đường 41
Bảng 3.2: Thể tích MT rỉ đường sục khí 42
Bảng 3.3: Tỷ lệ phối hợp giữa khối lượng BC với thể tích MT Ashby 43
Bảng 3.4: Thể tích MT Ashby sục khí 44
Bảng 4.1: Xử lý miếng BC 46
Bảng 4.2: Mật độ tế bào nấm men ban đầu và sau khi pha loãng 47
Bảng 4.3: Sinh khối S. cerevisiae khô (g) thu được trên BC với các tỉ lệ theo
thời gian nuôi cấy 49
Bảng 4.4: Sinh khối S. cerevisiae khô (g) thu được trong MT rỉ đường sục khí
với các tỉ lệ theo thời gian nuôi cấy 50
Bảng 4.5: Sinh khối Rhodotorula khô (g) thu được trên BC với các tỉ lệ theo
thời gian nuôi cấy 53
Bảng 4.6: Sinh khối Rhodotorula khô (g) thu được trong MT rỉ đường sục khí
với các tỉ lệ theo thời gian nuôi cấy 54
Bảng 4.7: Sinh khối S. cerevisiae khô (g) thu được trên BC tái sử dụng lần 1
với các tỉ lệ theo thời gian nuôi cấy 57
Bảng 4.8: Sinh khối S. cerevisiae khô (g) thu được trên BC tái sử dụng lần 2
với các tỉ lệ theo thời gian nuôi cấy 58
Bảng 4.9: Sinh khối Rhodotorula khô (g) thu được trên BC tái sử dụng lần 1
với các tỉ lệ theo thời gian nuôi cấy 62
Trang
Hình 2.1: Tế bào Acetobacter xylinum 6
Hình 2.2: Cấu trúc của cellulose vi khuẩn và cellulose thực vật 8
Hình 2.3: Sự hình thành vi sợi bởi A. xylinum 9
Hình 2.4: Con đường dự đoán của quá trình sinh tổng hợp và tiết ra cellulose
khi glucose được tế bào A. xylinum hấp thụ từ bên ngoài 12
Hình 2.5: Con đường sinh tổng hợp BC ở Acetobacter xylinum 12
Hình 2.6: Miếng BC được hình thành từ lên men tĩnh 15
Hình 2.7: Hạt BC được hình thành từ nuôi cấy lắc 15
Hình 2.8: Sản phẩm trị bỏng da Biofill thương mại làm từ màng BC 17
Hình 2.9: Ứng dụng BC làm giá thể nuôi cấy cụm chồi thuốc lá 17
Hình 2.10: Ứng dụng BC trong vật liệu mới làm tấm xốp 17
Hình 2.11: Tế bào nấm men S. cerevisiae 19
Hình 2.12: Khuẩn lạc S. cerevisiae trên môi trường Hansen 20
Hình 2.13: Khuẩn lạc Rhodotorula trên môi trường Hansen 25
Hình 2.14: Các sắc tố của nấm men Rhodotorula 26
Hình 2.15: Khuẩn lạc Azotobacter trên môi trường Ashby (hình trái) và hình
dạng Azotobacter dưới kính hiển vi (hình phải) 30
Hình 2.16: Nang Azotobacter dưới kính hiển vi 30
Hình 2.17: Chế phẩm phân Azotobacterin ở Ấn Độ 34
Hình 4.1: Hoạt hóa A. xylinum sau 24 giờ 45
Hình 4.2: Nhân giống cấp 2 (hình trái), nhân giống cấp 3 (hình phải) 45
Hình 4.3: Miếng BC sau 4 ngày lên men tĩnh, chưa xử lý 46
Hình 4.4: Miếng BC đã qua xử lý 47
Hình 4.5: Sinh khối S.cerevisiae ở tỉ lệ 1:2 sau 5 ngày 48
Hình 4.6: Sinh khối S.cerevisiae ở tỉ lệ 1:2,5 sau 5 ngày 48
Hình 4.7: Sinh khối S.cerevisiae ở tỉ lệ 1:3 sau 5 ngày 48
Hình 4.8: Hệ thống nhân sinh khối nấm men trong MT rỉ đường sục khí 50
Hình 4.9: Sinh khối Rhodotorula ở tỉ lệ 1:2 sau 4 ngày 52
Hình 4.28: Hệ thống nhân sinh khối Azotobacter trong MT Ashby sục khí 68
Hình 4.29: Sinh khối chủng A2 ở tỉ lệ 1:1 sau 6 ngày 70
Hình 4.30: Sinh khối chủng A2 ở tỉ lệ 1:2 sau 6 ngày 70
Hình 4.31: Sinh khối chủng A2 ở tỉ lệ 1:2,5 sau 6 ngày 70
Hình 4.32: Sinh khối chủng A2 ở tỉ lệ 1:3 sau 6 ngày 71
Hình 4.33: Sinh khối A1 trên BC tái sử dụng lần 1 ở tỉ lệ 1:1 sau 6 ngày 74
Hình 4.34: Sinh khối A1 trên BC tái sử dụng lần 1 ở tỉ lệ 1:2 sau 6 ngày 75
Hình 4.35: Sinh khối A1 trên BC tái sử dụng lần 1 ở tỉ lệ 1:2,5 sau 6 ngày 75
Hình 4.36: Sinh khối A1 trên BC tái sử dụng lần 1 ở tỉ lệ 1:3 sau 6 ngày 75
Hình 4.37: Sinh khối A1 trên BC tái sử dụng lần 2 ở tỉ lệ 1:1 sau 6 ngày 76
Hình 4.38: Sinh khối A1 trên BC tái sử dụng lần 2 ở tỉ lệ 1:2 sau 6 ngày 76
Hình 4.39: Sinh khối A1 trên BC tái sử dụng lần 2 ở tỉ lệ 1:2,5 sau 6 ngày 76
Hình 4.40: Sinh khối A1 trên BC tái sử dụng lần 2 ở tỉ lệ 1:3 sau 6 ngày 76
Hình 4.41: Sinh khối A2 trên BC tái sử dụng lần 1 ở tỉ lệ 1:1 sau 6 ngày 80
Hình 4.42: Sinh khối A2 trên BC tái sử dụng lần 1 ở tỉ lệ 1:2 sau 6 ngày 80
Hình 4.43: Sinh khối A2 trên BC tái sử dụng lần 1 ở tỉ lệ 1:2,5 sau 6 ngày 80
Hình 4.44: Sinh khối A2 trên BC tái sử dụng lần 1 ở tỉ lệ 1:3 sau 6 ngày 80
Hình 4.45: Sinh khối A2 trên BC tái sử dụng lần 2 ở tỉ lệ 1:1 sau 6 ngày 81
Hình 4.46: Sinh khối A2 trên BC tái sử dụng lần 2 ở tỉ lệ 1:2 sau 6 ngày 81
Hình 4.47: Sinh khối A2 trên BC tái sử dụng lần 2 ở tỉ lệ 1:2,5 sau 6 ngày 81
Hình 4.48: Sinh khối A2 trên BC tái sử dụng lần 2 ở tỉ lệ 1:3 sau 6 ngày 82
- Phân vi sinh là sinh khối tế bào vi khuẩn Azotobacter. Nó có khả năng
biến đổi nitơ không khí thành NH
3
, acid amin và protein; có ý nghĩa quan
trọng trong việc làm giàu nitơ cho đất.
- Chế phẩm diệt côn trùng.
- Probiotic.
- Công nghiệp sản xuất vaccine.
- Sản xuất protein đơn bào.
Mở đầu SVTH: Lê Thanh Quỳnh Trang 2
Trước đây, người ta thu sinh khối VSV bằng phương pháp lên men
sục khí. Tuy nhiên, phương pháp này không cho năng suất cao và tốn nhiều
năng lượng. Cho nên, người ta nghĩ đến việc nhân sinh khối VSV trên bề mặt
một giá đỡ tiếp xúc trực tiếp với không khí. Bên cạnh đó, BC có những đặc
tính như: độ tinh khiết cao, khả năng giữ ẩm tốt, có độ đàn hồi, độ bền cao, dễ
phân hủy… Như vậy, ứng dụng BC làm giá đỡ để nhân sinh khối tế bào vi
sinh vật mang ý nghĩa quan trọng và nó có những ưu điểm vượt trội hơn so với
phương pháp nhân sinh khối trong môi trường lỏng có sục khí (phương pháp
truyền thống):
Tiết kiệm được điện năng vì không sử dụng máy sục khí.
Thu sinh khối vi sinh vật đơn giản hơn vì sinh khối tạo thành sẽ bám
trên bề mặt miếng BC nên khi thu nhận chỉ cần cạo lớp sinh khối bám trên bề
mặt mà không mất nhiều năng lượng và thời gian vì không qua giai đoạn ly
tâm hoặc lắng lọc để tách nhiều nước.
Lượng nước thải ra môi trường không đáng kể và BC có khả năng
Sơ đồ tiến trình thí nghiệm như sau:
Mở đầu SVTH: Lê Thanh Quỳnh Trang 4
Azotobacter)
Khảo sát tỉ lệ phối hợp giữa
m
BC
: V
MT
thích hợp cho sự
tăng trưởng của vi sinh vật
Nhân sinh khối vi sinh
vật trong môi trường lỏng
có sục khí
So sánh đưa ra kết luận Tái sử dụng giá đỡ BC để
tiếp tục nhân sinh khối vi
sinh vật
So sánh với lần đầu tiên
và đưa ra kết luận
Thu nhận
sinh khối
Thu nhận
sinh khối
Tổng quan tài liệu SVTH: Lê Thanh Quỳnh Trang 5
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1. Giới thiệu về cellulose vi khuẩn (bacterial cellulose - BC)
Cellulose là đại phân tử tồn tại phổ biến nhất trên trái đất, là thành phần
chính của sinh khối thực vật cũng như đại diện cho các polymer ngoại bào của
vi sinh vật. Cellulose vi khuẩn (bacterial cellulose - BC) là sản phẩm trao đổi
Copyright: Tài liệu đại học ©