ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
-----------------------

Nguyễn Thị Mai Lƣơng

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG CHỊU AXIT VÀ HẤP THỤ NHÔM CỦA
VI SINH VẬT ĐƢỢC PHÂN LẬP TỪ ĐẤT TRỒNG CHÈ
VÙNG TÂN CƢƠNG, THÁI NGUYÊN

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội - 2018


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
-----------------------

Nguyễn Thị Mai Lƣơng

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG CHỊU AXIT VÀ HẤP THỤ NHÔM CỦA
VI SINH VẬT ĐƢỢC PHÂN LẬP TỪ ĐẤT TRỒNG CHÈ
VÙNG TÂN CƢƠNG, THÁI NGUYÊN

Chuyên ngành: Khoa học môi trường
Mã số: 8440301.01

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS. TS. Ngô Thị Tường Châu

Học viên cao học
Nguyễn Thị Mai Lương

i


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ................................................................................................... i
DANH MỤC BẢNG ........................................................................................ v
DANH MỤC HÌNH ........................................................................................ vi
DANH MỤC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT ................................................. vii
MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN ........................................................................... 3
1.1. Tổng quan về cây chè và đất trồng chè ................................................................3
1.1.1. Tổng quan về cây chè ........................................................................................... 3
1.1.2. Tổng quan về đất trồng chè .................................................................................. 5
1.2. Tổng quan về khả năng hút thu nhôm của cây chè...............................................6
1.3. Tổng quan về mối quan hệ giữa nhôm và một số bệnh liên quan ........................7
1.4. Tổng quan về khả năng chịu axit và hấp thụ kim loại của vi sinh vật .................8
1.4.1. Ảnh hưởng của axit đến hoạt động sống của vi sinh vật. .................................. 8
1.4.2. Ảnh hưởng của nhôm và kim loại nặng đến hoạt động của vi sinh vật ......... 10
1.4.3. Vi sinh vật kháng kim loại.................................................................................. 11
1.4.4. Vi sinh vật kháng nhôm ...................................................................................... 13
1.4.5. Khả năng loại bỏ kim loại ra khỏi môi trường của vi sinh vật........................ 14
1.5. Tổng quan về tình hình nghiên cứu và ứng dụng vi sinh vật chịu axit và hấp thụ
nhôm ở trong và ngoài nước………………………………………...……………..16

CHƢƠNG 2. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ......... 19
2.1. Đối tượng nghiên cứu .........................................................................................19
2.2. Phương pháp nghiên cứu ....................................................................................19


3.2. Kết quả phân lập các chủng vi sinh vật chịu axit và hấp thụ nhôm từ đất trồng
chè vùng Tân Cương, Thái Nguyên ..........................................................................34
3.3. Kết quả tuyển chọn các chủng vi sinh vật chịu axit và hấp thụ nhôm phân lập
được từ đất trồng chè vùng Tân Cương, Thái Nguyên .............................................37

3.4. Kết quả định danh các chủng vi sinh vật có khả năng kháng nhôm cao đã
được tuyển chọn .............................................................................................. 38
3.4.1. Kết quả định danh chủng vi khuẩn B2 .............................................................. 38
3.4.2. Kết quả định danh chủng vi khuẩn B4 .............................................................. 40
3.4.3. Kết quả định danh chủng nấm mốc F8 ............................................................. 41
3.4.4. Kết quả định danh chủng nấm mốc F13 ........................................................... 42
3.4.5. Kết quả định danh chủng nấm mốc F17 ........................................................... 44

3.5. Kết quả nghiên cứu khả năng chịu axit của các chủng vi sinh vật được
tuyển chọn ....................................................................................................... 47
3.6. Khả năng sinh trưởng, phát triển và hấp thụ nhôm của các chủng vi sinh
vật được tuyển chọn ........................................................................................ 49

iii


3.7. Kết quả sơ bộ đánh giá khả năng ứng dụng hỗn hợp vi sinh vật nhằm hạn chế
hàm lượng nhôm linh động trong đất trồng chè…………………………………....52

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ...................................................................... 55
1. KẾT LUẬN ...........................................................................................................55
2. KIẾN NGHỊ ..........................................................................................................56

TÀI LIỆU THAM KHẢO

của chủng F8 .............................................................................................................42
Hình 3.8. Kết quả so sánh chi tiết từng trình tự tương đồng của chủng F8 tra cứu
trên NCBI ..................................................................................................................42
Hình 3.9. Hình thái khuẩn lạc trên đĩa thạch Sabouraud của chủng F13 ..................43
Hình 3.10. Trình tự gen 28S rRNA của chủng F13 .................................................. 43
Hình 3.11. Kết quả so sánh chi tiết từng trình tự tương đồng của chủng F13 tra cứu
trên NCBI ..................................................................................................................44
Hình 3.12. Hình thái khuẩn lạc trên đĩa thạch và trình tự gen 28S rRNA của chủng
F17 .............................................................................................................................45
Hình 3.13. Kết quả so sánh chi tiết từng trình tự tương đồng của chủng F17 tra cứu
trên NCBI ..................................................................................................................46
Hình 3.14. Biểu diễn sự ảnh hưởng của pH đến sự sinh trưởng và phát triển của các
chủng vi khuẩn B2 và B4 ..........................................................................................46
Hình 3.15. Biểu diễn lượng sinh khối tạo thành của các chủng nấm mốc trong các
môi trường có pH khác nhau .....................................................................................49
Hình 3.16. Sinh khối của chủng F8 trái ; F13 (giữa) và F17 (phải) trong môi truờng
Hansen pH 2,4 ...........................................................................................................49
Hình 3.17. Biểu đồ biểu diễn sự ảnh hưởng của nồng độ nhôm trong môi trường đến
sự sinh trưởng và phát triển của vi khuẩn B2 và B4 .................................................50
Hình 3.18. Biểu đồ biểu diễn khả năng sinh trưởng và phát triển của các chủng nấm
mốc trong các môi trường dịch thể có hàm lượng nhôm khác nhau .........................51

vi


DANH MỤC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT
Giải nghĩa

Từ viết tắt
EGCG


NCBI
TCVN
US EPA

National Center for Biotechnology Information
(Trung tâm Thông tin Công nghệ Sinh học Quốc gia)
Tiêu chuẩn Việt Nam
United States Environmental Protection Agency Cơ
quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ)

VSV

Vi sinh vật

WHO

World Health Organization (Tổ chức Y tế Thế giới)

vii


MỞ ĐẦU
Chè xanh (Camellia sinensis) có nhiều vitamin có giá trị dinh dưỡng và bảo
vệ sức khỏe. Có tác dụng giải khát, bổ dưỡng và kích thích hệ thần kinh trung ương,
giúp tiêu hóa các chất mỡ, giảm được bệnh béo phì, chống lão hóa… Do đó chè đã
trở thành sản phẩm đồ uống thông dụng trên toàn thế giới. Chè được sử dụng hàng
ngày và hình thành nên một tập quán tạo ra được nền văn hóa. Chè có giá trị sử
dụng và là hàng hóa có giá trị kinh tế, sản xuất chè mang lại hiệu quả kinh tế khá
cao góp phần cải thiện đời sống cho người lao động. Hiện nay chè đã trở thành mặt

trường đất mà vẫn đảm bảo hiệu quả sản xuất.
Trên cơ sở đó, tôi thực hiện đề tài: “Nghiên cứu khả năng chịu axit và hấp
thụ nhôm của vi sinh vật phân lập được từ đất trồng chè vùng Tân Cương, Thái
Nguyên”.
 Mục đ ch của đề tài
- Phân lập được các chủng VSV chịu axit và hấp thụ nhôm từ đất trồng chè vùng
Tân Cương, Thái Nguyên.
- Đánh giá được khả năng chịu axit và hấp thụ nhôm trong đất của các chủng VSV
được phân lập.
- Cung cấp cơ sở khoa học cho các nghiên cứu nhằm hạn chế hàm lượng quá cao
của nhôm linh động trong đất, đảm bảo sự phát triển bền vững ngành chè ở nước ta.
 Nội dung nghiên cứu
- Xác định một số tính chất cơ bản độ ẩm, độ chua, C tổng số, N tổng số, P tổng số,
hàm lượng chất hữu cơ, mật độ VSV tổng số và hàm lượng nhôm (tổng số và linh
động) của một số mẫu đất trồng chè vùng Tân Cương, Thái Nguyên.
- Phân lập hệ VSV chịu axit và hấp thụ nhôm từ một số mẫu đất trồng chè vùng Tân
Cương, Thái Nguyên.
- Tuyển chọn được các chủng VSV có khả năng hấp thụ nhôm cao từ các chủng
VSV được phân lập.
- Định danh các chủng VSV có khả năng chịu axit và hấp thụ nhôm cao được tuyển
chọn.
- Nghiên cứu khả năng chịu axit và hấp thụ nhôm của các chủng VSV tuyển chọn.
- Sơ bộ đánh giá khả năng ứng dụng hỗn hợp VSV nhằm hạn chế hàm lượng nhôm
linh động trong đất trồng chè.

2


CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về cây chè và đất trồng chè

và bao tử. Polyphenol còn tác dụng lên enzyme chuyển đường glucotransferase,
tăng sức chống đỡ axit của men răng đồng thời chống sự cấu tạo mảng răng. Vì vậy
chè là một thành phần trong thuốc đánh răng hay trong nước súc miệng ngừa sâu
răng, chống viêm khớp răng, nhai lá chè thay cho kẹo chewing gum chống được hôi
miệng, thơm hơi thở. Bã chè cũng làm phân bón rất tốt.
Uống chè là một thói quan truyền thống không những của người Việt mà còn
là hoạt động văn hóa mang đậm bản sắc dân tộc của nhiều nước trên thế giới. Việt
Nam được xác định là một trong tám cội nguồn của cây chè. Có điều kiện địa hình,
đất đai, kh hậu phù hợp cho cây chè phát triển cho chất lượng cao. Hiện sản phẩm
chè của Việt Nam đã có mặt trên 110 quốc gia và vùng lãnh thổ trên thế giới. Đặc
biệt thương hiệu “CheViet” đã được đăng ký và bảo hộ trên rất nhiều thị trường của
các quốc gia trên thế giới và khu vực. Việt Nam hiện đang là quốc gia đứng thứ 5
trên thế giới về sản lượng cũng như kim ngạch xuất khẩu chè, là một trong những
nước có lịch sử trồng chè lâu đời.
Hiện nay, ở Việt Nam cây chè đã được phân bố rộng trên phạm vi cả nước,
hình thành lên nhiều vùng chè tập trung như: vùng Tây

ắc (gồm Sơn La, Lai

Châu), vùng Việt Bắc- Hoàng Liên Sơn gồm Hà Giang, Tuyên Quang, Yên Bái,
Lào Cai), vùng Trung du Bắc Bộ (gồm Phú Thọ, nam Tuyên Quang, Vĩnh Phúc,
Bắc Kanj, Bắc Giang, Thái Nguyên), vùng Bắc Trung Bộ (gồm Thanh Hóa, Nghệ
An, Hà Tĩnh , vùng Tây Nguyên gồm Gia Lai, Kontum, Lâm Đồng). Cây chè trung
du được trồng ở vùng Tân Cương, Thái Nguyên cho hương vị thơm ngon hơn hẳn
khi trồng ở các vùng khác. Chè Tân Cương có hương thơm tự nhiên, vị đượm, chát
nhẹ, màu nước xanh, sau khi uống có vị ngọt còn lắng sâu trong vị giác người
thưởng thức. Thái Nguyên nổi tiếng với cây chè là bởi điều kiện thổ nhưỡng nơi đây
rất thích hợp để trồng nên cây chè cho ra loại chè ngon. Có nhiều vùng trồng chè
trên địa bàn tỉnh, tuy nhiên vùng chè Tân Cương tại thành phố Thái Nguyên được
biết đến là vùng chè nổi tiếng nhất tỉnh Thái Nguyên. Chè Tân Cương đã khẳng

độ axit.
Ngoài ra, bộ rễ của cây chè có những chỗ phình to, chúng ta gọi nó là “rễ
khuẩn”. Rễ khuẩn cũng giống như những nốt rễ của thực vật họ đậu, bên trong có
VSV nấm rễ khuẩn. Mối quan hệ giữa nấm rễ khuẩn và rễ khuẩn là mối quan hệ

5


cộng sinh hai bên cùng dựa vào nhau, cùng có lợi. Nấm rễ khuẩn hấp thụ nước và
chất dinh dưỡng trong đất, ngoài đáp ứng nhu cầu của chính bản thân nó ra, còn
truyền lượng còn lại đến cho cây chè, vì thế cải thiện lớn điều kiện nước và điều
kiện dinh dưỡng cho cây chè. Nhưng nấm rễ khuẩn tự mình không thể tạo ra hợp
chất cacbon oxit, mà hầu hết các hợp chất cacbon oxit mà nó cần đều dựa vào cây
chè cung cấp. Do cây chè và nấm rễ khuẩn có mối quan hệ cộng sinh như vậy, cho
nên muốn cây chè sinh trưởng tốt, còn phải làm cho nấm rễ khuẩn cũng sinh trưởng
tốt, mà môi trường thích hợp cho sinh trưởng của loại nấm rễ khuẩn ch nh là điều
kiện đất axit. Như vậy, đất axit sẽ cung cấp điều kiện sinh trưởng thuận lợi cho cây
chè, lại tạo ra môi trường cộng sinh l tưởng cho nấm rễ khuẩn của sự cộng sinh đó,
vì vậy đất axit đặc biệt thích ứng với sinh trưởng của cây chè.
Tỉnh Thái Nguyên là một điển hình của trung du miền núi phía Bắc, có nhiều
dãy núi cao chạy dần theo hướng Bắc - Nam và thấp dần xuống phía Nam. Diện tích
đất tự nhiên chủ yếu được hình thành do sự phong hóa trên đá Macma, đá biến chất
và đá trầm tích. Thực tiễn cho thấy, Thái Nguyên có 6 loại đất có khả năng trồng
chè, trong đó chè được trồng trên 2 loại đất: đất vàng nhạt trên đá cát, đất vàng nâu
trên đá phù sa cổ có thành phần cơ giới nhẹ, đều có hương thơm tự nhiên vị đậm,
màu nước đẹp hơn chè trồng trên các loại đất có thành phần cơ giới nặng hơn. Cây
chè sinh trưởng tốt trên đất có kết viên, tơi xốp. Trên các loại đất này bộ rễ chè phát
triển tốt, hệ sinh vật hoạt động mạnh, cây chè có tuổi thọ cao.
1.2. Tổng quan về khả năng hút thu nhôm của cây chè
Chè cần rất nhiều chất dinh dưỡng, mỗi chất có vai trò quan trọng nhất định

thu kim loại liên quan đến chất mang ion đặc hiệu tiêu tốn năng lượng nhưng cơ chế
vận chuyển ion Al3+ cụ thể thì chưa được tìm thấy [54].
1.3. Tổng quan về mối quan hệ giữa nhôm và một số bệnh liên quan
Nhôm là kim loại có khắp mọi nơi trong môi trường sống của con người –
tức là con người “gặp” nhôm thường xuyên trong sinh hoạt hàng ngày. Chính vì thế,
các nhà khoa học từ lâu đã nghiên cứu về ảnh hưởng của nhôm đối với sức khoẻ
con người.
Là kim loại chiếm tỉ lệ cao nhất ở vỏ Trái Đất (8,3%), nhôm được tìm thấy
trong đất, nước và không khí nhưng hầu hết nó tồn tại chủ yếu ở dạng khoáng đất
aluminosilicate và chỉ có một lượng rất nhỏ ở dạng hòa tan có khả năng ảnh hưởng

7


đến hệ thống sinh học [36]. Đặc điểm vật lý và hoá học của nhôm biến nó thành
một loại kim loại lý tưởng, được sử dụng trong rất nhiều lĩnh vực khác nhau, từ chế
tạo thân máy bay cho tới sản xuất thực phẩm, dược phẩm, đồ dùng nhà bếp và các
vật dụng sinh hoạt khác. Nhôm và các hợp chất của nhôm thường được dùng trong
chất phụ gia thực phẩm, trong dược phẩm, trong các sản phẩm tiêu dùng như đồ
dùng nhà bếp) và trong xử lý nước uống (các chất lắng lọc nước… . Lượng nhôm sẽ
ngấm vào dung dịch chè thông qua dịch truyền, do đó gây ra mối đe dọa nghiêm
trọng đối với sức khỏe của người tiêu dùng [13].
Theo nghiên cứu tại Đại học Keele ở Anh cho thấy, Al3+ tích tụ trong não với
hàm lượng cao đối với người tiếp xúc thường xuyên với nhôm trong công việc và
độc tố của nhôm gây ra các bệnh suy thoái thần kinh trong đó có chứng mất trí nhớ
Alzheimer – chứng bệnh gây sa sút trí tuệ ở người cao tuổi và hiện nay bệnh này
cũng đã được phát hiện ở người trẻ tuổi [9].
Cũng có những nghiên cứu cho thấy sự liên quan giữa lượng Al3+ đưa vào cơ
thể với bệnh xơ cứng và teo cơ bên (bệnh Lou Gehrig) và bệnh Parkinson (bệnh liệt
rung, thường xảy ra ở người cao tuổi). Không những thế, nguy cơ sức khỏe tiềm

Thành tế bào thường được biết đến là rào cản đầu tiên và quan trọng nhất để
thích ứng với độ axit cao trong nấm men. Nguyen VA và các cộng sự, năm 2001 đã
chỉ ra vỏ tế bào của Rhodotorula glutinis R-1 trở nên nhăn và dày hơn khi giá trị pH
của môi trường giảm. Màng tế bào ở pH 1,5 dày gấp 4 lần so với ở pH 6,0. Người ta
cho rằng những thay đổi trong vỏ tế bào đóng một vai trò quan trọng khi độ axit
trong môi trường thay đổi. [40]
Ngoài ra, sự biến đổi t nh lưu động của màng và thành phần axit béo [53] và
hoạt tính ATPase của màng plasma [12] đã được nghiên cứu ở nấm men có khả
năng chịu áp lực pH thấp. Ngoài ra, nấm mốc có khả năng duy trì độ pH trung tính
tương đối bằng cách bơm proton ra khỏi tế bào và bằng cách thiết lập độ thấm màng
proton thấp.
Trong vi khuẩn, các hệ thống phản proton như kali/ proton và natri/ proton
có thể được điều chỉnh khi pH thay đổi nhỏ. Nếu pH trở nên quá chua, các cơ chế
khác sẽ được phát huy. Khi pH giảm xuống dưới 5,5- 6,0, Salmonella typhimurium
và E. coli có khả năng tổng hợp một loạt các protein mới. Nếu pH bên ngoài giảm
xuống còn 4,5 hoặc thấp hơn, protein tổng hợp axit được tổng hợp. Có lẽ điều này

9


ngăn chặn sự biến tính axit của protein và hỗ trợ trong việc tái tạo protein biến tính.
[30]
1.4.1.2. Vi sinh vật chịu axit
Một lượng lớn VSV đã được nghiên cứu trong môi trường có tính axit cao,
chứng tỏ chúng có khả năng chịu được axit. Phức hợp actinomycete trong đất chè
axit đã được tìm thấy có chứa streptomycetes axitotolerant và nocardioforms
axitophilic [43]. Các điều tra cũng cho thấy rằng actinomycetes axitotolerant được
tiết ra bởi micromonosporas và streptomycetes, luôn luôn hiện diện trong đất rừng
axit và đất đen nhiều bùn [65]. Các vi khuẩn như Thiobacillus ferrooxidans và
Thiobacillus thiooxidans,… và các vi khuẩn cổ như Sulfolobus axitocalderius và

định trong tế bào, dẫn đến các tác động độc hại. Những kim loại độc này tương tác
với các thành phần tế bào thiết yếu thông qua liên kết hóa trị và ion. Một số cation
KLN, ví dụ: Hg2+, Cd2+ và Ag+, có khuynh hướng liên kết với các nhóm SH để hình
thành các phức hợp có tính độc hại mạnh, làm cho chúng trở nên rất nguy hiểm đối
với bất kỳ chức năng sinh lý nào. Các nguyên tố vi lượng phổ biến như Zn2+ hoặc
Ni2+ và đặc biệt là Cu2+ có độc tính ở nồng độ cao hơn [42]. Do đó, màng tế bào và
cấu trúc của ADN có thể bị tổn hại, đặc hiệu enzyme có thể bị thay đổi và các chức
năng tế bào có thể bị gián đoạn [34].
Tuy nhiên, độc tính kim loại đối với VSV có thể bị ảnh hưởng đáng kể bởi
điều kiện môi trường. Một trong những yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến sự
sẵn có của kim loại là sự liên kết với các thành phần môi trường khác. Các kim loại
có thể bị loại bỏ hoàn toàn hoặc một phần bằng cách liên kết, tính độc hại của chúng
có thể giảm đi hoặc không xảy ra. Tương tự, kim loại có thể kết tủa như các
hydroxit hoặc oxit không tan trong môi trường kiềm làm giảm độc tính của nó đối
với VSV.
1.4.3. Vi sinh vật kháng kim loại
Để thích nghi với hàm lượng kim loại cao trong môi trường, một số VSV đã
phát triển các cơ chế kháng. Sự đề kháng có thể được định nghĩa là khả năng tồn tại
của các VSV ở nồng độ cao hơn so với các kim loại độc hại bằng các cơ chế giải
độc, được kích hoạt phản ứng trực tiếp với sự hiện diện của kim loại [15]. Tuy
nhiên, những cơ chế giải độc này không chỉ dành riêng cho vi khuẩn phát triển

11


trong môi trường bị ô nhiễm kim loại [16]. Các cơ chế tham gia vào tính kháng kim
loại [16] và vi khuẩn có thể sở hữu một hoặc kết hợp một số cơ chế kháng như:
 Loại trừ kim loại bằng hàng rào thấm:
Sự thay đổi trong thành tế bào và màng tế bào vi sinh là những ví dụ về loại
bỏ kim loại bởi hàng rào thấm. Cơ chế này là một nỗ lực của VSV để bảo vệ các

chế này. Saccharomyces cerevisiae có thể làm giảm hấp thụ Ni2+ bằng cách bài tiết
một lượng lớn glutathione có khả năng liên kết với ái lực lớn đối với kim loại nặng
[38]. Hơn nữa, liên kết hoặc chelate hóa của một kim loại bởi các hợp chất hữu cơ
như citric và axit oxalic được sản xuất trong môi trường nuôi cấy VSV cũng ảnh
hưởng đáng kể đến độc tính kim loại [48].
 Biến đổi kim loại:
Sự biến đổi sinh học của một số kim loại nặng là một quá trình quan trọng
xảy ra ở nhiều môi trường sống và được thực hiện bởi nhiều loại VSV, chủ yếu là vi
khuẩn và nấm. Một kết quả của hoạt động sinh học, kim loại có thể thay đổi về hóa
trị hoặc chuyển đổi thành các hợp chất organometallic [16].
Sự biến đổi liên quan đến những thay đổi trong hóa trị đã được nghiên cứu
với thủy ngân. Một số loại vi khuẩn và nấm men đã được chứng minh là ảnh hưởng
đến việc giảm cation thủy ngân (Hg2+) thành trạng thái nguyên tố (Hg0) [11; 28].
Thủy ngân kim loại sau đó được bay hơi để khuếch tán qua màng tế bào và vào môi
trường xung quanh.
Biến đổi một số kim loại thành hợp chất organometallic bằng cách methyl
hóa cũng là một cơ chế giải độc quan trọng. Methyl hóa có thể được xúc tác bởi một
loạt các VSV: cả hai vi khuẩn hiếu khí và kỵ khí [56], nấm men và nấm mốc. Mặc
dù các sản phẩm methyl hóa có thể độc hại hơn kim loại tự do, nhưng chúng thường
dễ bay hơi và có thể thải vào khí quyển. Đây là trường hợp với thủy ngân và các
dẫn xuất methyl hóa của nó, metyl và dimethyl Hg.
1.4.4. Vi sinh vật kháng nhôm
a cơ chế giải độc kim loại bao gồm đào thải, chelate hóa và trao đổi chất.
Mặc dù sự đào thải và trao đổi chất của Al3+ chưa được nghiên cứu nhiều, trong khi
hàm lượng Al3+ tích tụ trong thực vật được nghiên cứu là có liên quan đến sự tiết
axit hữu cơ như là chelate monomeric Al [27]. Với một số thực vật tích tụ Al3+

13



14


vật Gram âm. Chitin là thành phần cấu trúc quan trọng của thành tế bào nấm được
coi là chất hấp phụ hiệu quả kim loại [55]. Ngoài ra, chitosan và các dẫn xuất chitin
khác cũng có khả năng sinh học đáng kể [60].
 Protein gắn kim loại và peptide:
Một số phân tử sinh học được tạo ra khi có sự hiện diện của các kim loại độc
hại với chức năng đặc biệt là liên kết các kim loại. Các protein liên quan đến kim
loại và peptide cụ thể đã được ghi nhận trong tất cả các nhóm vi khuẩn và đặc biệt
là trong một số chủng nấm men được nghiên cứu. Thông thường, các
metallothionein là các polypeptide giàu cysteine có thể liên kết các kim loại thiết
yếu, ví dụ: Cu và Zn cũng như Cd. ên cạnh đó, phytochelatein là các peptide ngắn
liên quan đến giải độc kim loại nặng trong một số loại nấm mốc và nấm men [37].
b) Cơ chế loại bỏ kim loại của vi sinh vật
Một loạt các cơ chế hóa học và sinh học đã được nghiên cứu là có khả năng
loại bỏ các kim loại độc hại. Các cơ chế loại bỏ hóa lý có thể bao gồm hấp phụ vật
lý, trao đổi ion và hấp thụ sinh học bởi sinh khối VSV sống và chết [62]. Trong các
tế bào sống, sự hấp thụ kim loại có thể chịu ảnh hưởng trực tiếp và gián tiếp bởi
cách vận chuyển kim loại qua màng tế bào. Hiện tượng này liên quan đến quá trình
trao đổi chất của tế bào và tạo ra sự t ch lũy nội bào [57]. Một khi ở bên trong tế
bào, kim loại có thể được cố định trong các cấu trúc nội bào hoặc bào quan hoặc
chuyển sang một cấu trúc nhất định nào đấy tùy thuộc vào các yếu tố liên quan và
đối tượng VSV [63].
c) Ảnh hưởng của một số yếu tố đến sự hấp thụ kim loại của vi sinh vật
Ảnh hưởng của một số yếu tố đến quá trình hấp thụ kim loại của VSV như
sau [57]:
 Nhiệt độ dường như không ảnh hưởng đến hiệu suất hấp thụ sinh học trong
khoảng nhiệt độ từ 20oC đến 35oC.
 pH được xem là yếu tố quan trọng nhất trong quá trình hấp thụ sinh học bởi vì pH

thịt LB chứa 10000 mg/l Al3+ pH 2,0 . Trong môi trường nuôi cấy dịch thể LB, sự
phát triển của vi khuẩn bị ức chế khi nồng độ nhôm tăng 0, 100 và 200 mg/l đặc
biệt ở nồng độ 200 mg/l. Độ pH của môi trường nuôi cấy không chứa nhôm tăng
nhanh đến pH 7,0 sau 10 ngày cao hơn so với nghiên cứu của Konishi và các cộng

16