BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HCM

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG KHÁNG KHUẨN CỦA
DỊCH CHIẾT HẠT QUẢ BƠ VÀ ỨNG DỤNG TRONG
XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI

Ngành:

KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

Chuyên ngành: KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

Giảng viên hướng dẫn : Th.S Lâm Vĩnh Sơn
Sinh viên thực hiện

: Võ Thị Vi

MSSV: 1211090114

Lớp: 12DMT01

TP. Hồ Chí Minh, 2016


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu khoa học độc lập của riêng
Tôi. Các số liệu sử dụng phân tích trong đồ án có nguồn gốc rõ ràng, đã công bố
theo đúng quy định. Các kết quả nghiên cứu trong đồ án do tôi tự tìm hiểu, phân

Cuối cùng, Tôi xin gửi lời chúc sức khỏe đến toàn thể quý Thầy Cô cùng Ban Giám
Hiệu nhà trường ngày càng gặt hái được nhiều thành công trong công tác giảng dạy.
Xin chân thành cảm!


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU
1 Đặt vấn đề ................................................................................................................... 1
2 Tính cấp thiết của đề tài ............................................................................................ 4
3 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài ................................................................................. 6
4 Nội dung nghiên cứu .................................................................................................. 6
5 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ............................................................................. 6
5.1 Đối tượng nghiên cứu ......................................................................................... 6
5.2 Phạm vi nghiên cứu ............................................................................................ 7
6 Phương pháp nghiên cứu........................................................................................... 7
6.1 Phương pháp luận ............................................................................................... 7
6.2 Phương pháp thực nghiệm ................................................................................. 8
6.2.1 Phương pháp lấy mẫu: ............................................................................... 9
6.2.2 Phương pháp phân tích trọng lượng ........................................................................... 9
6.2.3 Phương pháp tách chất ............................................................................... 9
6.2.4 Phương pháp khảo sát ................................................................................ 9
6.2.5 Phương pháp vật lý ..................................................................................... 9
6.2.6 Phương pháp sinh học ................................................................................. 9
6.2.7 Phương pháp kiểm tra thống kê sinh học ................................................. 9
7 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của để tài ................................................................. 9
7.1 Ý nghĩa khoa học............................................................................................... 10
7.2 Ý nghĩa thực tiễn ............................................................................................... 10
8 Bố cục luận văn......................................................................................................... 10

i

1.7 Hiện trạng các phương pháp xử lý nước thải chăn nuôi ................................... 27
Chương 2 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................ 29
2.1 Nguyên liệu ............................................................................................................ 29
2.1.1 Thu gom nguyên liệu ...................................................................................... 29
2.1.2 Xử lý nguyên liệu ............................................................................................ 29
2.2 Dụng cụ và hóa chất .............................................................................................. 29
2.2.1 Dụng cụ ........................................................................................................... 29
2.2.2 Môi trường và hóa chất .................................................................................. 29
2.3 Phương pháp nghiên cứu...................................................................................... 30
2.3.1 Phương pháp thu gom và xử lý mẫu.............................................................. 30
2.3.2 Phương pháp vật lý ......................................................................................... 30
2.3.3 Phương pháp khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tách chiết. ..... 30
2.3.3.1 Khảo sát ảnh hưởng của các loại dung môi ............................................. 30
2.3.3.1 Khảo sát ảnh hưởng của thời gian chiết .................................................. 31
2.3.4 Phương pháp chiết mẫu thực vật ................................................................... 31
2.3.4.1 Giới thiệu chung ....................................................................................... 31
2.3.4.2 Kỹ thuật chiết Soxhlet ............................................................................... 32
2.3.5 Phương pháp xác định thành phần hóa học của các dịch chiết hạt quả
bơ

.......................................................................................................................... 33
2.3.6 Phương pháp xác định hoạt tính kháng sinh ................................................ 35
2.3.6.1 Phương pháp thử hoạt tính kháng khuẩn của dịch chiết ......................... 35
2.3.6.2 Phương pháp test mẫu nước thải chăn nuôi ............................................ 37
2.3.6.2.1 Phương pháp đếm tổng số vi sinh vật hiếu khí ................................. 37

iii


2.3.6.2.2 Phương pháp định lượng Coliforms kỹ thuật lên men nhiều ống

3.3 Kết quả nghiên cứu thành phần hóa học của dịch chiết methanol hạt quả
bơ

..................................................................................................................... 59

3.4 Kết quả xác định hoạt tính kháng khuẩn ........................................................... 60
3.5 Kết quả kiểm tra mẫu nước thải chăn nuôi ........................................................ 67
3.5.1 Kết quả đếm tổng số vi khuẩn hiếu khí.......................................................... 67
3.5.2 Kết quả phân tích tổng số Coliform ............................................................... 68
3.5.3 Kết quả phân tích Escherichia Coli có trong mẫu nước thải ....................... 72
3.6 Kết quả thử nghiệm dịch chiết hạt quả bơ trong xử lý nước thải chăn nuôi ......
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .................................................................................... 80
Kết luận ..................................................................................................................... 80
Kiến nghị ..................................................................................................................... 81
TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................................... 81
PHỤ LỤC ....................................................................................................................... a

v


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
BGBL

: Brilliant Green Bile Salt

FAO

: Food and Agriculture Organization of the United
Nations (Tổ chức lương thực và nông nghiệp Liên Hợp
Quốc)

PCA

: Plate count agar

PW

: Pepton Water

TNHH

: Trách nhiệm hữu hạn

XH

: Xã hội

vi


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1: Đặc điểm phân biệt các chủng bơ ................................................................... 12
Bảng 1.2: So sánh một số trái cây về mặt chất lượng (trong 100g phần ăn được) .......... 15
Bảng 2.1: Thành phần dung dịch của các ống nghiệm trong thí nghiệm Mc Farland..... 36
Bảng 3.1: Kết quả khảo sát độ ẩm ................................................................................... 48
Bảng 3.2: Kết quả xác định hàm lượng tro ...................................................................... 49
Bảng 3.3: Kết quả khảo sát thời gian chiết bằng dung môi n-hexan ............................... 51
Bảng 3.4: Kết quả khảo sát thời gian chiết soxhlet trong dung môi metanol .................. 52
Bảng 3.5: Kết quả khảo sát thời gian chiết soxhlet trong dung môi EtOAc ................... 53
Bảng 3.6: Kết quả khảo sát tỉ lệ khối lượng chất chiết với thể tích dung môi ................ 55
n-hexan............................................................................................................................. 55

khi đổ dịch chiết vào lỗ thạch) ......................................................................................... 62
Hình 3.9: Tác dụng kháng E.Coli của dịch chiết hạt trái bơ (bên phải sau khi đổ
dịch chiết vào lỗ thạch) .................................................................................................... 62
Hình 3.10: Vòng vô khuẩn tạo ra trên các chủng thí nghiệm khi xử lý với dịch chiết
hạt trái bơ ......................................................................................................................... 63
Hình 3.11: Vi khuẩn hiếu khí mọc lên sau 24h nuôi cấy với các độ pha loãng 10-1,
10-2, 10-3 ........................................................................................................................... 68
Hình 3.12: Thử nghiệm xác định E.Coli bằng xét nghiệm sinh hóa ............................... 73
Hình 3.13: Khuẩn lạc mọc sau 24h nuôi cấy trên các môi trường khi xử lý với dịch
chiết 20% và 40% được hòa trộn cùng với nước thải ...................................................... 76

viii


DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ
Sơ đồ 2.1: Bố trí thí nghiệm tổng quát ............................................................................ 43
Sơ đồ 2.2: Bố trí xác định độ ẩm ..................................................................................... 44
Sơ đồ 2.3: Bố trí thí nghiệm chọn dung môi và thời gian tối ưu cho quá trình tách
chiết .................................................................................................................................. 45
Sơ đồ 2.4: Bố trí thí nghiệm xác định hoạt tính kháng khuẩn có trong dịch chiết .......... 46

DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ
Biểu đồ 3.1: Biểu đồ thể hiện khối lượng dịch chiết của từng dung môi chiết với
thời gian chiết khác nhau ................................................................................................. 54
Biểu đồ 3.2: Biểu đồ thể hiện tỷ lệ khối lượng cắn và thể tích dung môi ....................... 58
Biểu đồ 3.3: Biểu đồ thể hiện hiệu suất phần trăm dịch chiết khi xử lý và môi
trường nuôi cấy ................................................................................................................ 78

ix


giới (FAO), chất thải của gia súc toàn cầu tạo ra 65% lượng Nitơ oxit (N2O) trong
khí quyển. Đây là loại khí có khả năng hấp thụ năng lượng mặt trời cao gấp 296 lần

SVTH: Võ Thị Vi

1

GVHD: Th.S Lâm Vĩnh Sơn


Nghiên cứu khả năng khángkhuẩn của dịch chiết hạt quả bơ và ứng dụng trong xử
lý nước thải chăn nuôi

so với khí CO2. Cùng với các loại khí khác như CO2, CH4,… gây nên hiệu ứng nhà
kính làm trái đất nóng lên.
Theo số liệu của Tổng cục thống kê, năm 2014 đàn lợn nước ta có khoảng
26.76 triệu con, đàn trâu bò khoảng 7.75 triệu con, đàn gia cầm khoảng 327.69 triệu
con. Trong đó chăn nuôi nông hộ hiện tại vẫn chiếm tỷ trọng khoảng 65-70% về số
lượng và sản lượng. Từ số đầu gia súc, gia cầm đó có quy đổi được lượng chất thải
rắn (phân chất độn chuồng, các loại thức ăn thừa hoặc rơi vãi) đàn gia súc, gia cầm
thải ra khoảng trên 76 triệu tấn, và khoảng trên 30 triệu khối chất thải lỏng (nước
tiểu, nước rửa chuồng, nước từ sân chơi, bãi vận động, bãi chăn). Phân của vật nuôi
chứa nhiều chất chứa nitơ, phốt pho, kẽm, đồng, chì, Asen, Niken(kim loại nặng)…
và các vi sinh vật gây hại khác không những gây ô nhiễm không khí mà còn làm ô
nhiễm môi trường đất, làm rối loạn độ phì đất, mặt nước và còn cả nguồn nước
ngầm. Đi kèm theo đó là gần 14.5 triệu tấn thức ăn chăn nuôi được sản xuất từ 203
nhà máy. Quá trình sản xuất thức ăn chăn nuôi từ các nhà máy đã thải ra môi trường
lượng rất lớn chất khí gây hiệu ứng nhà khí kính (GHG) và các chất thải khác gây ô
nhiễm môi trường.
Ngoài ra, ô nhiễm môi trường còn có thể xảy ra trong quá trình giết mổ, sơ

sinh thái và là một trong những nguyên nhân làm trái đất nóng lên nếu vấn đề môi
trường chăn nuôi không được quản lý hiệu quả. Tuy nhiên, trong điều kiện kinh tế
xã hội ở nước ta hiện nay phát triển chăn nuôi sẽ vẫn là sinh kế quan trọng của
nhiều triệu nông dân, cung cấp thực phẩm bổ dưỡng cho con người, tạo việc làm,
tăng thu nhập và cải thiện điều kiện sống cho hầu hết người lao động. Nếu các chất
thải chăn nuôi đặc biệt phân chuồng không được xử lý hiệu quả sẽ là một trong
những nguồn gây ô nhiễm lớn cho môi trường, ảnh hưởng xấu đến đời sống, sức
khoẻ của cộng đồng dân cư trước mắt cũng như lâu dài.
Trong các kỹ thuật xử lý chất thải chăn nuôi hiện mới chỉ thường được nhắc
đến công nghệ Biogas nhưng thực tế thì không phải chỉ có công nghệ khí sinh học
là tối ưu, là thay thế được tất cả các phương pháp khác, giải quyết triệt để vấn đề ô
nhiễm môi trường do chăn nuôi gây ra, còn chưa kể đến giá thành đắt, công nghệ
nhập từ nhiều nguồn khác nhau hiện còn chưa thống nhất, đòi hỏi người sử dụng
phải có hiểu biết kỹ thuật, ….Tuy nhiên, một vài nghiên cứu gần đây đã thông báo
rằng nước từ hệ thống biogas vẫn chứa nhiều vi khuẩn, ấu trùng giun sán và các kim
loại nặng.
Nhưng nếu ngành chăn nuôi tập trung hơn vào phát huy nội lực, hoàn thiện và
nâng cao nhiều giải pháp truyền thống để sử dụng hiệu quả hơn, phát huy tối đa
kinh nghiệm, kế thừa kết quả nghiên cứu của nhiều ngành khác,… thì cũng đã có
khá nhiều phương pháp hữu hiệu sử dụng được ngay cho công tác giảm thiểu ô

SVTH: Võ Thị Vi

3

GVHD: Th.S Lâm Vĩnh Sơn


Nghiên cứu khả năng khángkhuẩn của dịch chiết hạt quả bơ và ứng dụng trong xử
lý nước thải chăn nuôi

SVTH: Võ Thị Vi

4

GVHD: Th.S Lâm Vĩnh Sơn


Nghiên cứu khả năng khángkhuẩn của dịch chiết hạt quả bơ và ứng dụng trong xử
lý nước thải chăn nuôi

các côn trùng gây hại mùa màn. Với điều kiện khí hậu nhiệt đới gió mùa, nước ta
được xem là mảnh đất màu mỡ cho sự phát triển của các chủng loại hoa màu, trong
đó có không ít loại cây được sử dụng với nhiều mục đích. Trong số vô vàn loài thực
vật ở Việt Nam, Bơ là loại trái cây có giá trị sử dụng cao, là loại thực phẩm mang
lại nguồn dinh dưỡng cao, không chỉ thế, bơ còn được sử dụng như một vị thuốc bổ
dưỡng, chữa được nhiều loại bệnh, giúp chị em phụ nữ trong việc chăm sóc sức
khỏe và làm đẹp nhờ tinh dầu bơ, hay các vitamin khác có trong thịt bơ. Tuy nhiên,
việc nghiên cứu chỉ mới sử dụng phần thịt trái bơ, trong khi đó, phần hạt chiếm thể
tích lớn nhất trong trái bơ, nhưng lại ít được quan tâm, chú ý đến thành phần hóa
học, cũng như hoạt tính sinh học của nó. Trong hạt trái bơ có nhiều các axit amin
và có một số chất có khả năng ngăn cản một số tác nhân gây hại (vi khuẩn, vi
rus, côn trùng, ). Đặc biệt trong hạt quả bơ có còn chứa các hợp chất của
Flavonoid ( thuộc nhóm chất của phenol phức tạp). Đây là nhóm chất oxy hóa
chậm. Ngoài ra, Các flavonoid có hoạt tính kháng khuẩn cao do chúng có khả
năng tạo phức với các protein ngoại bào và thành tế bào của vi khuẩn.
Trên thị trường hiện nay, đã có các dòng chế phẩm chứa các chủng vi sinh vật
đặc hiệu chuyên xử lý mùi hôi hầm cầu, hầm tự hoại, nhà vệ sinh , cải thiện hệ
thống xử lý nước thải, rác thải…; bổ sung hàm lượng vi sinh vật hữu ích vào nước
thải, nhằm cạnh tranh dinh dưỡng và ức chế các vi khuẩn gây bệnh. Tuy nhiên,
những chế phẩm này bán với giá rất đắt, muốn xử lý triệt để thì phải tốn chi phí khá

− Nghiên cứu công nghệ tách chất có hoạt tính sinh học cao và khảo sát các chỉ
tiêu hóa lý.
− Nghiên cứu ứng dụng chất chiết suất vào trong xử lý nước thải chăn nuôi.
− Nghiên cứu khả năng kháng khuẩn của dịch chiết đối với một số vi khuẩn:
E.coli, Salmonnella, Staphylococcus aureus, Pseudomonas có trong nước
thải chăn nuôi.
− Môi trường nghiên cứu dịch chiết là nước thải trực tiếp của chuồng nuôi và
sau hầm biogas. Nước thải chuồng nuôi và nước sau hầm biogas được lấy từ
Trang Trại Chăn Nuôi Heo Phước Long (xã Nguyễn Văn Cội, huyện Củ Chi,
Tp Hồ Chí Minh).
5 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
5.1 Đối tượng nghiên cứu
− Nghiên cứu trên đối tượng là hạt trái bơ được chiết suất.
− Môi trường nghiên cứu dịch chiết là nước thải trực tiếp của chuồng nuôi và
sau hầm biogas. Nước thải chuồng nuôi và nước sau hầm biogas được lấy từ

SVTH: Võ Thị Vi

6

GVHD: Th.S Lâm Vĩnh Sơn


Nghiên cứu khả năng khángkhuẩn của dịch chiết hạt quả bơ và ứng dụng trong xử
lý nước thải chăn nuôi

Trang Trại Chăn Nuôi Heo Phước Long (xã Nguyễn Văn Cội, huyện Củ Chi,
Tp Hồ Chí Minh).
− Sử dụng các chủng vi khuẩn do phòng thí nghiệm bộ môn sinh học ĐH Công
Nghệ Tp HCM cung cấp.

luận cụ thể như sau:

Tình hình ô nhiễm nước thải chăn nuôi hiện nay
Các biện pháp xử lý

Thu thập dữ liệu

Tìm phế phẩm môi trường
Xử lý vi khuẩn có hại trong nước thải chăn nuôi:
E.Coli, Salmonelle, Staphyloccocus, Pseudomonas

Phân tích số liệu
lựa chọn phương
pháp xử lý

Xử lý bằng chất có sẵn trong tự nhiên: Hạt quả bơ

Thành phần hóa học: axit
amin, hợp chất Flavonoid
(Phenol phức tạp) cùng một
số ester của acid béo

Thu gom nguyên
liệu: Hạt quả bơ

Xử lý mẫu thành dạng bột

Xử lý nguyên liệu

Mẫu sau xử lý

Thành phần hóa học có trong dịch chiết
Mẫu tối ưu

Phân tích

Khả năng kháng khuẩn với 4 chủng:
E.Coli, Salmonelle, Staphyloccocus,
Pseudomonas

pháp
thực nghiệm
Đánh giá6.2
khảPhương
năng kháng
khuẩn
Thử nghiệm trên mẫu nước thải chăn nuôi
của dịch chiết và hiệu suất xử
với dung dịch chiết 20% và 40%
VKHK trong nước thải chăn nuôi
SVTH: Võ Thị Vi

8

Sơ đồ 2.4

GVHD: Th.S Lâm Vĩnh Sơn


Nghiên cứu khả năng khángkhuẩn của dịch chiết hạt quả bơ và ứng dụng trong xử
lý nước thải chăn nuôi


Nghiên cứu khả năng khángkhuẩn của dịch chiết hạt quả bơ và ứng dụng trong xử
lý nước thải chăn nuôi

7.1 Ý nghĩa khoa học
− Cung cấp những thông tin khoa học về quy trình chiết tách, xác định thành
phần hóa học trong hạt bơ ở Đăk Nông.
− Cung cấp những thông tin, tư liệu làm cơ sở cho việc nghiên cứu sau này.
7.2 Ý nghĩa thực tiễn
− Nhằm giúp cho việc ứng dụng hạt bơ một cách khoa học. Gắn liền với vấn đề
bảo vệ môi trường, tận dụng nguồn phế phẩm.
− Ứng dụng được trong lĩnh vực xử lý nước thải chăn nuôi, kháng khuẩn đối
với một số vi khuẩn có trong loại nước thải này.
− Mang ý nghĩa đối với sức khỏe con người, những người hằng ngày đang tiếp
xúc với nguồn thải có chứa nhiều vi khuẩn mang mầm bệnh.
8 Bố cục luận văn
Nội dung của luận văn chia làm 4 chương:
Chương 1 – Tổng quan
Chương 2 – Vật liệu và Phương pháp nghiên cứu
Chương 3 – Kết quả nghiên cứu và thảo luận
Chương 4 – Kết luận và kiến nghị

SVTH: Võ Thị Vi

10

GVHD: Th.S Lâm Vĩnh Sơn


Nghiên cứu khả năng khángkhuẩn của dịch chiết hạt quả bơ và ứng dụng trong xử

SVTH: Võ Thị Vi

11

GVHD: Th.S Lâm Vĩnh Sơn


Nghiên cứu khả năng khángkhuẩn của dịch chiết hạt quả bơ và ứng dụng trong xử
lý nước thải chăn nuôi

Là cây cận nhiệt đới, cây có tán rộng nhiều cành rậm rạp, màu xanh
thẫm. Trọng lượng quả lớn (khoảng 250 – 800g), hình trứng, vỏ quả dày, khi chưa
chín có màu xanh đậm, bóng và chuyển sang màu đỏ thẫm khi chín, hạt nhỏ lắc
không kêu, thịt quả màu vàng pha xanh lá cây (viền ngoài gần vỏ). Hàm lượng chất
béo là trung bình từ 12 – 15%.
Chủng Antilles
Là cây nhiệt đới, cây có tán lá rộng và to, lá màu xanh nhạt. Quả lớn
(trọng lượng có thể lên tới 900g/quả), có nhiều hình dạng khác nhau, vỏ quả nhẵn,
dày hơn chủng Mehico nhưng mỏng hơn chủng Guatemala, khi chín có màu xanh
cũng có khi là màu tím. Hạt to, lỏng, lắc kêu, thịt quả có màu vàng kem, hàm lượng
chất béo thấp (7 -8%), nhiều nước, nhiều xơ.
Bảng 1.1 Đặc điểm phân biệt các chủng bơ
Dầu
Chủng bơ Màu lá

Cở trái

Vỏ trái

trong

Rất lớn

hôi

và nhỏ

Dày từ
1.51.8mm

rỗng hạt

Chụi rét

Ưu điểm
chung

Lỏng
Cao

To

không sát

Chịu rét
Tốt

thịt
Trung
bình


Yếu

nóng
chịu mặn

(nguồn: Viện nghiên cứu Ea Kamat)
Hiện nay trên thị trường đã xuất hiện một giống bơ có tên Booth mới,
nguồn gốc từ Mỹ được nghiện cứu và tiến hành khảo nghiệm từ Cty TNHH Tư vấn
đầu tư phát triển nông lâm nghiệp EaKmát (Viện KHKTNLN Tây Nguyên).

SVTH: Võ Thị Vi

12

GVHD: Th.S Lâm Vĩnh Sơn


Nghiên cứu khả năng khángkhuẩn của dịch chiết hạt quả bơ và ứng dụng trong xử
lý nước thải chăn nuôi

1.1.2 Đặc tính sinh học
1.1.2.1 Nhiệt độ
Như đã được trình bày, cây bơ có nguồn gốc ở các xứ nhiệt đới Trung
Mỹ, phân bố ở độ cao dưới 1000 – 2700 m. Ở đây các giống thuộc chủng
Guatemala, Mexico có thể chịu được nhiệt độ từ -200 - -600C, các giống Antilles chỉ
chịu được nhiệt độ khoảng 00C.
Tại Đà Lạt, nhiệt độ tuyệt đối thấp rất hiếm khi đạt được mức 0 – 100C,
nên các giống Antilles kém chịu rét nhất cũng chịu được, do đó vấn đề nhiệt độ thấp
đối với cây bơ không quan trọng lắm.
1.1.2.2 Độ ẩm