BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI 2
======

NGUYỄN THỊ THÙY

TUYỂN CHỌN VI SINH VẬT CÓ KHẢ NĂNG
LÊN MEN TẠO MÀNG BIOCELLULOSE
TỪ PHẾ PHỤ PHẨM CỦA CÂY LÚA

Chuyên ngành: Sinh thái học
Mã số: 6042 01 20

LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS. TS. ĐINH THỊ KIM NHUNG

HÀ NỘI, 2016


LỜI CẢM ƠN
B

ả

PGS TS Đ
vă

,

T ịK

E

ả

x

ù

aS

Ba
– KTNN

x

ả

vê

ố
ả

á

ệ
ạ

a

Đạ


ô

ự

x

a

a

ê

ứ

ủa ê

ữ

ệ

ự

ủa PGS TS Đ

vế
. Đề

vă
y

x

ệ
i ng

th ng 12 năm 2016
H

vê

Nguyễn Thị Thùy

,


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ........................................................................................................... 1
1 Lý

ề

2 Mụ
3 N ệ

vụ

4 Đố

........................................................................................... 1
ê


ể

1 1 1 Vị

ạ ủa Gluconacetobacter

1 1 2 Đặ
1 2 Đặ

ạ ủa Gluconacetobacter

ể
ể

1 2 1 Đặ
122C

........ 3
......................... 3

ạ .................................................................................. 4
v

ế

ể

Biocellulose ................................... 4
v ứ


ứ Gluconacetobacter ở V ệ Na ......................... 11

14 S

về

ế

.......................... 7

, ạ .................................................................................... 12

CHƯƠNG 2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .................. 14
2 1 N yê
211 Gố
2 1 2 Hóa

ệ v

ế

ị

ê

ứ .......................................................... 14

..................................................................................................... 14
v

ê

22 P

ê
á v

2211 P

,

yề

ố
ê

ứ .......................................................................... 15
.............................................................................. 15

yể

ủ

(P

á V

2212 P

á


á v

á

xế

ế

ộ

é ........................................................................... 16

á

ả

q ả

ủ

ố

ê

ô

ạ

............................................................................................................ 17

v

........................................................................... 18

2221 P

á

ể

a

ạ

aaa

2222 P

á

ể

a

ả ă

x

2 2 2 3 Xá



ị

ả ă

ổ

223 P

á xá

ị

224 P

á

ê

ả ă

ạ

ẩ .............................. 17

óa

........................................... 18

óa

Biocellulose .......... 20

ủa

ồ

a

,

ế

Biocellulose...................................................................... 20

2241P

á

ê

ứ ả

ở

ủa

ồ

2242 P


ẩ

y

ẩ

ó

ả ă

ạ

Biocellulose ừ

ế

a............................................................................................. 23

311 P

ẩ

ó

ả ă

ạ

Biocellulose ừ



ủa

ủ

Gluconacetobacter T4 v N7 .......................................................................... 29
322 K ả ă
323 N

ax ax

ê

ứ

...................................................................... 30

ộ ố ặ

ủa

ủ

Gluconacetobacter

T4 v N7 ........................................................................................................... 31
3231 K ả ă

ồ


ô

ế

ả ă

ở

ủa

ộ ố

ủ

Gluconacetobacter ................................................................... 35

33 N

ê

ứ ả

ở

ủa

Biocellulose ủa

ộ


333 Ứ

ụ

............................................................. 36
ự

Biocellulose

ẩ

ay

ế

nilon ................................................................................................................. 39
3331 K ả

á

ả ă

3332 K ả

á

ả ă

ă


ể

á ủa

Bả

1 2 Đặ

ể

Bả

1 3 Cá

Bả

1 4 Đặ

Bả

32 H

Bả

3 3 Đặ

Bả

34 H



ẩ

ệ á

ộ

ạ v ế

ủa 16

ể

A

a

a a [38] ........... 2

v

ẩ ax

Biocellulose ủa 6
ạ
á

ủa 6

ồ

ủa

Bả

38 Ả

ở

ủa ộ H

ủ
Bả

ồ

á

ồ N

ệ

ộ ế

ủa

ủ

.................................... 33

ả ă


3 10 Ả
ả ă

ở

ủa

ạ

Bả

3 11 K ả ă

Bả

3 12 S

á

Biocellulose v

ố

(NH4)2SO4......................................... 38

Biocellulose ủa

ủ



H

12 S

v

ẩ Gluconacetobacter ................................................. 4
ủa

Biocellulose v

ủa

ự

v ...................................................................................................................... 5
H

1 3 Sự

H

14 C

H

3 1 Mộ ố

H

a

a

êy

ax ax

á axê a ủa v

ạ
á

yê
ủa v

ệ ............. 23
ẩ ax

...... 26

ẩ Acetobacter ....................... 27

a a a .............................................................. 27
ủ

v

ẩ T4, N7


Biocellulose ........................ 41


DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

CS

: Cộ

ự

CFU

:C

yF

: a

ê

/

U

(

vị

ẩ


ệ

a

ô

ạ

a,
ế

ự

Biocellulose v

a

Ở V ệ Na ,
ẻ,

về v

ề

ă

ê

Biocellulose ứ

ay
ê

ủa ó
ê
ê

ứ v

ể

ô

vi
ệ

ế

ê

yê

ệ

ữ
ộ

ố

ẻ ề

á

ạ
ở

ầ

ế

á

ă

ế
ố

,
ị

ề

ĐHSP H Nộ 2

Hệ

ự

ụ

ầ

ý ủa
ầ

Biocellulose ừ
a

ĩ

ê

1

ả x

sinh, khoa Sinh – KTNN,

á

ồ

ô

ệ

ổ

[5]. T

ệ



ê

1886 T ả q a

ỉ

y Cá

ẩ v

vự
ế

ứ về

á

ữ

ồ

ự
ê

ó ự
ồ

Mộ


ê

ạ

ủa Biocellulose

J B w v

ộ

ệ ả x

ộ ố

Biocellulose
Tê

a

ê

x
ề

y, ô

vệ

ệ


ự

ay

ă

ụ

ồ
a

a

Hệ

ứ

ử

ụ

v

,

ủa ị

ữ

vũ


yê

ệ

ô

ề

ẻ ề

ạ

v

: “Tuyển chọn vi sinh vật có

khả năng lên men tạo màng Biocellulose từ phế phụ phẩm của cây lúa”.
2. Mục đích nghiên cứu
T yể
ả ă

v

ạ

ê

ứ


ế

a

3. Nhiệm vụ nghiên cứu
31 P
ẩ

y

ủ

v

ó

ả ă

v

ẩ

ó

ở

ủa

ạ



ộ ố yế

ố

ô

ế

ự

Gluconacetobacter T4 v N7.

4. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
4 1 Đố

ê
ừ

Biocellulose
42 P ạ
y

v

ế
ê

ứ : C ủ
ụ

a.

5. Điểm mới của luận văn
P
ả ă

,

yể

ê

2

ạ

ứ

ộ ố ặ

ủa

ủ

ủ

v

Biocellulose ừ
ủa


av

ạ

ê

Biocellulose

ủa

ừ ó ềx

v
ứ

ụ


3

PHẦN NỘI DUNG
CHƢƠNG 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU
1.1. Vị trí và đặc điểm phân loại của Gluconacetobacter trong sinh giới
1.1.1. Vị trí phân loại của Gluconacetobacter trong sinh giới
Từ
v

v


ế

R S

P

Acetobacter,
N

ế

T y

1974,

a a v G
ồ

S B

a a

,

S

z

,E


ệ

ủa

a

ay v ệ
T

(B

ặ

ộ

ộ

Acetobacter v

ó

v

ữ

ố

Vệ



a a

ồ

2

Gluconobacter V
T

ữ

vệ

ạ v

K

v

v

a

ă

ầ

y



(2008) [28] ay

2 ( G M Ga
A

Acetobacter v

xế v

ề
ay ổ

v G

of systematic bacteriology”
A

ẩ

a

a

yv

á

ẩ ax
ả

ô

xế v
ổ ê

Acetobacter

Gluconacetobacter xylinus.


4

N y ay, ồ
ẩ ax

ạ

ó

ề

a

ề

ữ

q a

ể


a

ế

y

ụ

1.1.2. Đặc điểm phân loại
* Đặc điểm hình thái - tế bào học
Gluconacetobacter ó ạ
ê

ẻ

ặ xế

a

ừ

ở

v

ỗ,

ộ


V

ộ
y

q á

“T

2μ , ứ

Cá

ế

xa
ả

ạ

N a

“N
”,

-

4,5 %

é , ó ẽứ

“K

ô

,
M

ax ax

á

ẩ

ầy ó ả

ố
ạ

ự

ạ

ả

”, N

T

Q ố


y

,
, ị

ế
,


5

* Đặc điểm nuôi cấy
Tê
ẩ

ạ

ô

ẵ

ặ

ặ xù x , a

ố,
Ở

ề


ê

ứ

ứ

Gluconacetobacter, R

ă

v

1

xử ý

ả ă

,

ạ

ô
ề

ạ

ệ

ô


ả

20%
a

ạ
ô

ữ

ê

á

y

v
a

ẩ

Biocellulose ố v

ó

ố

ạ



ô
ể,

ả vệ ủa

ộ

ó

ễ á

ô

xảy a q á

[69] K

ay

- ó

ử

á

ẳ

ặ ồ ê



* Đặc điểm sinh lý, sinh hóa
T
ệ
ị

B

y, H ố

v

ừ 25 ế 300C N

ộ

Gluconacetobacter ó

8,

ẩ Gluconacetobacter

ó H ố
ô

ể

ê

ứ

a
ồ

ô

2%

glucose, 0,5% Pepton, 0,5% Cao men, 0,27% Na2HPO4; 0,115% Citric axit
monohydrat , H
v

ề

a

Gluconacetobacter

4,5 [33] T y
về

ề
ở

ệ
v ạ

ệ

ộ,


2

hóm 1: Có
+ Sử ụ

ả ă

môi trường o er)

,B j

(1898)

ó :

xy

á ax ax

(NH4+)

ố a

+K ô

xy óa ax ax

CO2 v H2O

ồ


Gluconacetobacter.
* Tê

ề

ặ

ô

ô

ạ

ầy ó

ứa

: Acetobacter rancens, Acetobacter pasteurianus, Acetobacter
kneizigianus.
hóm 2: K ô
+ Tạ

ố

ó

ả ă

ê

ộ

30-35oC

ả

ộ

18-21oC

ả

(Acetobacter oxydans).
T

q a

P
v

ể

y, Gluconacetobacter

a a a , ộP
á

a a

á

ầy

ẩ

ể

ệ

ộ

óa

ạ

xy

á ax ax

ứa
ứ

:K ả ă

ạ
q a

Đặ

y


ể

xy óa
ả

a a
ả ă

ă

y Gluconacetobacter

ở

ê
ủ

ô
ộ


7

P

Acetobacter,
ể

a a a , ộP


Đặc điểm

STT
Oxy

1

á

Hiện tƣợng

a

C
B

axit axetic
H ạ

2

aaa

Sinh t ở

3

yể

á


ế ủa

V

á

+

ô

á

ể

_

H y
C

4

yể

á
y

C

5


+

xya

ax

6

ạ
x

ệ x

ô

q a

ẩ

ạ

+

ứa CaCO3

K ô

ố


a

+

ô

v

y

Quan điểm 3: Theo Bergey (1974) [19], Gluconacetobacter
ủa Acetobacter aceti, chi Acetobacter v
ồ
ở ả

ố Đặ
12

ể

ệ v

á

ử ụ

ó
á

v


2a

2b

2c

2d

2e

peroxydans

+

+

+

+

+

+

+

+

-


+

+

+

+

-

-

-

-

-

-

H

a

+

+

+


-

-

-

-

+

-

-

+

-

-

-

-

-

-

-


-

-

+

-

-

+

-

+

+

-

-

+

59-65

60-61

62-63

γ-pyrone
ố
ở

ê

ô


1

Chú thích:
+ : Kế q ả

2a: subsp pasteurianus

- : Kế q ả

2b: subsp lovaniensis

1a: subsp aceti

2c: subsp estunensis

1b: subsp orleanensis

2d: subsp ascendens

1c: subsp xylinum


y

Acetobacter v
ả

1 3:

Bảng 1.3. Các đặc điểm phân biệt Acetobacter và Gluconobacter
(S
Chi
1 Vị

ê

á

v

Pseudomonas )

Gluconobacter

a

+

Acetobacter
C

a

óa ax ax

-

+

+

5 Ox

óa a a

-

+

+

6. Glucose  gluconate

+

+/

+/

7 Sử ụ

-


ỳ

q a

Chi Acetobacter ồ
Acetobacter oxydans… Đặ
ủa F a

(1950)

ề
ể

: Acetobacter aceti, Gluconacetobacter,
ạ ủa Gluconacetobacter

ựq a

ể


2

Quan điểm 5: Theo Bergey (2005) [32], Acetobacter xylinum

ổ ê

Gluconacetobacter xylinus v xế

v

1.4:
Bảng 1.4. Đặc điểm phân biệt các chi thuộc họ Acetobacteraceae [38]
Đặc điểm
Oxy óa

a

ax axetic

Oxy óa ax axetic

CO2 v

H2O
Oxy óa a a

CO2 v

H2O
S

ở

ô

c ứa 0,35% ax axetic

(1)

(2)


W

+

W

+

+/-

-

W

+

+

-

+

+

+

S

ở


-

-

-

-

+/-

-

-

+/-

W

-/w

+/-

+

+

D-manitol

-/+


-

-

-

+

L ạ U q

Q-9

Q-10

Q-10

Q-10

Q-10

Q-10

52-60

63-66

59-61

55-66


(3): Asaia

w: Yế
:C

(4): Gluconacetobacter

a xá

ị

(5): Gluconobacter
(6): Kozakia

ồ

Chi Gluconacetobacter

10

á

a ,

Gluconacetobacter xylinus (Gluconacetobacter) v

ặ

ể

êy

v 5-8% axit axetic ..
-

Q á

-

Có

-

K ô

-

Có

ở

ô

ả ă
ó

ả ă

ự ó


-

Hầ

ế

á

ủ

ó

ả ă

ở

ô

ó

ồ

a

a
-

Có

ả ă

q a

ể

5

ề

a a
á

ữa
a [39] Q a

a

Cũ

12
ể

4

ó

ữ

q a

ó

Acetobacter
ề

á

ả á


4

N
ữ

y,
,

ủ

ạ

a về
xy óa

ộ

á

ố ặ

v

ể

ê

,

ề

ố

óa ủa Gluconacetobacter

,

ả ă

ax 5-

ổ

ữ

y ầ

xy óa ế

ụ ax ax

ừ D-


ở

ộ ố

v

a v W f , 1960), Salmonella, Rhizobium (

zoogloea, Sarcina ( Canale-Pa

Napoli et. al; 1975), Pseudomonas (Spiers et. al 2003), Escherichia, Agrobacterium
(Matthysse et. al; 1995), Aerobacter, Achromobacter, Azotobacte,r Alcaligenes v
Acetobacter N
x

ở v
ả ă

ê

ứ v ứ

ạ

ở

v
ỗ β-1,4

v

[20] Đ y

ủa

v

ẩ

ầ

óa

Biocellulose ó
ự v

60%), ộ

ả

ẳ

ặ

ô
ẩ

C

ó



ề

ề

ẩ Gluconacetobacter [12],15],[35] Đ y

ổ

ạ

ụ

ẳ

a (
a ,

ả

ả ă

v

ự v
Biocellulose

q a
1/100



ĩ

xử ý

ặ

vự

,

ô
a

ệ
ệ

ặ

1989) [16], ù

ế

ệ
ổ

Đặ

N


v

ỹ

ế

ự

ẩ

Biocellulose

,

(J

a v

vả

ặ

ệ;

v

ộ

ự



ụ

á

ả x

ù

Biocellulose
a

á

Biocellulose ể ả x
ay

(C

: ù

ệ B w , (2007) [29]

ự (2005) [29], J

ị

a

ộ

ya

a

ộ
K

ả

á

ủa ế
v

Q a

ả v

ô

ữa

ỗ

a, á vị

ổ

ạ
ể


ế

ổ
3,5


6

* Hệ enzyme tham gia xúc tác quá trình tổng hợp cellulose
Theo Alina Kry y w
q á

ổ

-

G

a

-

P

-

(GK): P

a


* Cơ chế tổng hợp cellulose của Gluconacetobacter
Tạ

á

ể

ử

ổ

,

yể

ẩy

á

óa

ó ệ

á

ỗ β -1,4

v



ô ế

v

á

zy

x

á

ỗ β -1,4 glucopynanose (hình 1.4) V

(hình 1.3-1; hình 1.3-2; hình 1.3-3) Tạ
á

ố

ộ
ộ

ầ , á
ố

y a

ể



ổ

Cá

ẩ

ế

(hình

Fa a , 1998), ế

ù

ạ

ả –ribbon-

2000) (hình 1.3-5 hình 1.3-6 hình 1.3-7) .

Hình 1.3. Sự hình thành những dải ribbon trong màng Biocelulose của
Gluconacetobacter [34]
K

ủa ả

ề ý

ế


ế

ở

N ữ

ể

ẽ ê

ặ Va
ê

ạ

ế v

Va

ủa

Biocellulose

ở ộ

Biocellulose

ẩy a



ệ ,

v

[11], [21].

Hình 1.4. Con đƣờng chuyển hóa cacbon trong Gluconacetobacter [49]
1.3. Tình hình nghiên cứu Gluconacetobacter trên thế giới và ở Việt Nam
1.3.1. Tình hình nghiên cứu Gluconacetobacter trên thế giới
V

ẩ Gluconacetobacter v

ựq a

ủa

ề

á

ề

á

ô

a
ê

á q ố

ế ỷ

ó

ia.

ế

a

ả :
*H

ứ

: C ủ yế

yể

ủa Gluconacetobacter ừ ó xá

Gi

ể

v D

y (1980) [27]; Yamada, H

á

ị

ạ
ả

á

ê

ứ

á

ặ

ạ ủa

ủa B j
ô

,

(1989) [16]; Frateur (1950) [31];
v I

y,

awa (1997) [55] T ê


C

y (1961); Ca v S

Urakami (1989); Si v
T
ạ

á

á

P

(1961); L

ya

aya (1962); Ja

av L

ya

(1998)…

(1994); Ka

ê


D V
v

ế
yv

ặ

ể

ẩ A
ứ

ử xá
a

ủa

ộ

á

a a

á

ố á

ứ


v

ứ

V

ề

ê

ứ

ứ

ủa

ê

Ma (2009) Dựa
vị

ạ
óa

ó T
K

Na
á


y ay
v A

(2008) [39]. Cá

ể

ữa á

á ,x y ự
ê

ạ

ộ

y

ố

a

Bả

ẩ

q a

Có q a


a a v

a

(2008) ay J

Gluconacetobacter ũ

ồ

a

ề

Acetobacter,

; ó

õ

A

ê

ó

ủa Acetobacter aceti,

ả

S

ữ

xế Gluconacetobacter v

y

,

ộ

coi Gluconacetobacter
Acetobacter v

xế v

Gluconacetobacter

a a a , ộP

(1962); T z

yể
ố á

ủ

v
v

Cá

ê

ể

ũ

ứ

ụ

ẩ Gluconacetobacter.
ê

ứ

ủ yế

á

a

ủa q á

ổ

ẩ Gluconacetobacter Cụ

ể: