Khóa luận tốt nghiệp Chuyên ngành: Vi sinh vật SV: guyễn Duy Khanh
1
PHẦ MỞ ĐẦU
1. LÝ DO CHỌ ĐỀ TÀI
Màng sinh học ( Bacterial cellulose; Biocellulose; BC) có cấu trúc và đặc
tính rất giống với cellulose của thực vật (gồm các phân tử glucose liên kết với
nhau bằng liên kết β-1,4 glucorit) cellulose vi khuNn khác với cellulose thực
vật ở chỗ: không chứa các hợp chất cao phân tử như: ligin, hemicellulose,
peptin và sáp nến…do vậy chúng có những đặc tính vượt trội với độ dẻo dai,
bề chắc.[17]
Trên thế giới màng Bacterial cellulose đã được ứng dụng rất nhiều trong các
lĩnh vực công nghệ khác nhau: như dùng làm màng phân tách cho quá trình
xử lí nước, chất mang đặc biệt cho các pin và năng lượng cho tế bào,dùng làm
chất biến đổi độ nhớt trong sản xuất các sợi truyền quang, làm môi trường cơ
chất trong sinh học, thực phNm hay thay thế thực phNm. Đặc biệt trong lĩnh
vực y học, màng BC đã được ứng dụng làm da tạm thời thay thế da trong quá
trình điều trị bỏng, loét da, làm mạch máu nhân tạo điếu trị các bệnh tim
mạch; làm mặt nạ dưỡng da cho con người.[13]
Ở Việt Nam, vic nghiên cu và ng dng màng BC còn  mc  khiêm
tn, các nghiên cu ng dng mi ch dng li bưc u nghiên cu. Các kt
qu ng dng ca màng BC hu như mi ch dng li  iu kin thí nghim.
Trong nhng năm gn ây phòng thí nghim Thc vt - Vi sinh Trưng i
hc Sư phm Hà Ni 2 phân lp tuyn chn ưc chng A. xylinum BHN
2
có
kh năng to màng BC và nhng nghiên cu bưc u cho thy màng BC t
chng A. xylinum BHN
2

- Nghiên cu nh hưng ca thi gian nuôi cy n t l S/V thích hp nht
n kh năng to màng BC ca chng A. xylinum BHN
2
.
- Nghiên cu nh hưng ca nhit  nuôi cy n t l S/V thích hp nht
n kh năng to màng BC ca chng A. xylinum BHN
2
.
- Nghiên cu mt s tính cht vt lý ca màng BC ưc to ra t chng
A. xylinum BHN
2
t ó nh hưng cho ng dng trong tr bng. Khóa lun tt nghip Chuyên ngành: Vi sinh vt SV: guyễn Duy Khanh
3
PHẦ ỘI DUG
CHƯƠG 1. TỔG QUA TÀI LIỆU
1.1. Đại cương về vi khun A. Xylinum và màng BC
1.1.1. Phân loại và đặc điểm hình thái của A. Xylinum
Theo h thng phân loi ca nhà khoa hc Bergey thì A.xylinum thuc
ging Acetobacter, h Pseudomonadaceae, b Pseudomonadales, lp
Schizommycetes. Vic phân loi vi khuNn này còn nhiu tranh cãi, có mt s
tác gi coi A. xylinum như mt loài ph ca A. Aceti.[21]

, H
2
O; Phn ng catalase dương tính;
Không tăng trưng trên môi trưng Hoyer; Chuyn hoá glucose thành acid;
Chuyn hoá glycerol thành dihydroxyaceton; Không sinh sc t nâu; Tng
hp cellulose.[12]
1.1.3. Màng BC của vi khun A. xylinum
Trên môi trưng dch th, trong iu kin nuôi cy tĩnh, vi khuNn A. xylinum
hình thành nên mt lp màng có bn cht là cellulose, ưc tp hp bi nhng
bó si cellulose liên kt vi nhau ưc gi là màng Bacterial cellulose hay
màng BC.
* Cu trúc ca màng Bacterial cellulose:
Cellulose ưc cu to bi chui polyme β -1,4 glucopynanose mch
thng. Có thành phn hoá hc ng nht vi cellulose thc vt, nhưng cu
trúc và c tính li khác xa nhau.
Chui polyme β -1,4 glucopynanose mi hình thành liên kt vi nhau to
thành si nh (subfibril) có kích thưc 1,5nm. Nhng si nh kt tinh to si
ln hơn- si vĩ mô ( microfibril) ( Tonas and Farah, 1998), nhng si này kt
Khóa lun tt nghip Chuyên ngành: Vi sinh vt SV: guyễn Duy Khanh
5
hp vi nhau to thành bó và cui cùng to di ribbon (Yamanaka et.al
2000). Di ribbon có chiu dài trong khong t 1-9nm. Nhng di ribbon
ưc kéo ra t t bào này s liên kt vi nhng di ribbon ca t bào khác
bng liên kt hiro hoc lc vandesvan to thành cu trúc mng lưi hay mt
lp màng mng trên b mt môi trưng nuôi cy.[15]
Do di ribbon ca màng BC có ưng kính nh hơn ca PC, ch s kt
tinh cao (khong 60%),  polyme hoá ln nên màng BC có  bn cơ hc

xây dng t bào. Nhân t (NH
4
)
2
SO
4
là mt trong nhng nhân t có nh
hưng ln n s phát trin ca Acetobacter xylinum, là nhân t quan trng
cung cp ngun nitơ cho t bào phát trin. Vì vy, nu ngun nitơ trong môi
trưng quá ít s nh hưng n hot ng sng ca t bào, t ó nh hưng
n quá trình to màng BC.  nng  2,0 g/l môi trưng cho hiu sut màng
BC cao nht.[14]
1.2.3. Ảnh hưởng của hàm lượng MgSO
4
.7H
2
O
MgSO
4
 nng  2 g/l cho sn lưng BC cao nht, theo PGS-TS inh Th
Kim Nhung, magie là nhân t tham gia vào vic to thành các enzim, nhng
enzim này xúc tác cho các phn ng chuyn hóa các cht trong quá trình hình
thành màng BC.[14]
1.2.4. Ảnh hưởng của hàm lượng KH
2
PO
4
Phospho ngoài vai trò tham gia cu trúc các thành phn ca t bào, nó còn có
vai trò ht sc quan trng trong tng hp cellulose  vi khuNn Acetobacter
xylinum ( Ross et.al, 1991). S dng nng  2g/l KH

quyt khi lên men to sinh khi là iu kin thông khí. Trong cơ ch ca quá
trình lên men, lưng oxy cn cung cp là tương i ln. Trong thc t 
thông khí quyt nh năng sut BC. Vì vy hình thc sc khí cung cp oxy và
s dng cánh khuy trong lên men ng là phù hp cho sn lưng BC cao
trong lên men chìm. Lên men tĩnh cn s dng dng c có b mt rng,
thoáng và lp môi trưng mng.[19]
Wanatabe và Yamanaka (1995) phát hin ra áp sut oxy cũng nh
hưng n kh năng hình thành cellulose vi khuNn. Cellulose hình thành dưi
áp sut oxy thp có s phân nhánh nhiu hơn so vi trong iu kin áp sut
Khóa lun tt nghip Chuyên ngành: Vi sinh vt SV: guyễn Duy Khanh
8
oxy cao. Do ó nh hưng trc tip n hình dng và  chu lc ca lp
màng BC.[20]
1.3.3. hiệt độ
Nhit  thích hp vi vi khuNn A. xylinum t 25-30
0
C.  nhit  thp
quá trình lên men xy ra chm.  nhit  cao s c ch hot ng và n
mc nào ó s ình ch s sinh sn ca t bào và hiu sut lên men s
gim.[21]
1.3.4. Độ PH
Vi khuNn A. xylinum phát trin thun li trên môi trưng có pH thp.
Do ó trong môi trưng nuôi cy cn b sung thêm acid acetic nhm acid hoá
môi trưng. ng thi acid acetic còn có tác dng sát khuNn, giúp ngăn chn
s phát trin ca vi sinh vt có hi.[21]
1.4. Ứng dụng của màng BC
1.4.1. Ứng dụng của BC trong một số lĩnh vực

dch trong cơ th (là nguy cơ
dn n t vong cao), loi b nhanh các t chc
hoi t, to iu kin tt cho quá trình hình thành mô ht và biu mô hóa hình
thành so, chuNn b tt nn ghép da trong phu thut.[6]
1.5. Tình hình nghiên cứu về màng BC ở Việt am và trên thế giới
1.5.1. Trên thế giới
Nghiên cu v màng BC t vi khuNn A.xylinum và nhng ng dng ca
nó ã ưc tin hành  nhiu nưc trên th gii. Tác gi Brown, 1989, dùng
màng BC làm môi trưng phân tách cho quá trình x lý nưc, dùng làm cht
mang c bit cho các pin và năng lưng cho t bào. Brown (1989), Jonas và
Farad, 1998, dùng màng như là mt cht  bin i  nht,  làm ra các
si truyn quang, làm môi trưng cơ cht trong sinh hc, thc phNm hoc
thay th thc phNm. c bit Brown (1989) ã dùng BC làm vi c bit,
Nogiet và cs (2005), Jonas và Farad, 1998, Soloknicki và cng s (2006)
Khóa lun tt nghip Chuyên ngành: Vi sinh vt SV: guyễn Duy Khanh
10
dùng màng BC  sn xut giy cht lưng cao, làm cơ cht  c nh
protêin hay cho sc kí.[5]
Tuy nhiên, nhng ng dng thưng thy trên th gii ca màng BC là
dùng trong ngành dưc phNm và m phNm. Các tác gi: Hamlyn và cs (1997),
Cienchanska (2004), Legeza và cs (2004) Wan và Millon (2005), Czaja và cs,
(2006) s dng màng BC p lên các vt thương h, vt bng ã thu ưc kt
qu tt. c bit tác gi Wan (Canada) ã ưng ăng kí bn quyn v làm
màng BC t A.xylinum dùng tr bng. Các tác gi Jonas và Farad (1998),
Czaja và cs (2006) ã dùng màng BC làm da nhân to, làm mt n dưng da
cho ph n.[5]
1.5.2. Ở Việt am

- Nghiên cu mt s c tính sinh lý, sinh hóa ca chng vi khuNn A.xylinum
BHN
2
.
- Nghiên cu nh hưng ca mt s yu t n quá trình lên men to màng
BC ca chng A.xylinum BHN
2
, qua ó la chn ưc môi trưng thích hp
cho chng A.xylinum BHN
2
lên men tĩnh.
+ iu kin nuôi cy: hàm lưng ging b sung ban u cho lên men to
màng là 10% th tích lên men, vi PH ban u ca môi trưng lên men t 4,5-
5,5.
+ Môi trưng dinh dưng: hàm lưng ưng glucose 20g/l; (NH
4
)
2
SO
4
: 2
g/l; KH
2
PO
4
: 2 g/l; MgSO
4
.7H
2
O: 2 g/l.

- Ngun Nitơ: Cao nm men, Pepton, (NH
4
)
2
SO
4

- Các mui khoáng: KH
4
PO
4
, CaCO
3
, MgSO
4
.7H
2
O, NaOH, CuSO
4
.
- Các cht kích thích sinh trưng: Cao nm men, cao ngô.
- Thuc th: Dung dch Fehling, dung dch Blue Bromophenol.
- Thuc nhum: Tím gentian, Fucshin, Lugol.
- Ngoài ra còn s dng : Các loi bia, nưc da, các loi nưc chit qu.
2.1.2.2. Thiết bị
T m, t sy Binder (c).
Ni hp Tommy (Nht).
Máy so màu UV – vis ( Nht).
Máy o pH (MP 200R - Thy S).
Máy lc Orbital Shakergallenkump (Anh).