Link tải luận văn miễn phí cho ae
I. MỞ ĐẦU.
II. TỔNG QUAN.
2.1.Sơ lược tình hình và thành phần của rác thải sinh hoạt ở Việt Nam.
2.1.1.Sơ lược tình hình rác thải ở Việt Nam.
2.1.2.Thành phần của các rác thải sinh hoạt ở Việt Nam.
2.1.2.1.Thành phần cơ học.
2.1.2.2.Thành phần hoá học .
2.2. Các phương pháp xử lý rác bằng vi sinh vật.
2.2.1. Bản chất của phương pháp .
2.2.2.Các phương pháp xử lý rác bằng công nghệ vi sinh vật .
2.2.2.1.Phương pháp sản xuất khí sinh học (Biogas).
2.2.2.2.Phương pháp chôn lấp (landfill) _ phương pháp
ủ rác yếm khí.
2.2.2.3.Phương pháp ủ rác hiếu khí (aerobic composting).
2.3.Sự phân bố và cấu trúc của xenluloza trong tự nhiên.
2.3.1.Sự phân bố của xenluloza trong tự nhiên.
2.3.2. Cấu trúc của xenluloza.
2.4.Hemixenluloza .
2.5.Lignin.
2.6.Cơ chế chuyển hoá ligno-xenluloza .
2.6.1. Enzym và cơ chế thuỷ phân xenluloza .
2.6.2. Enzym và cơ chế thuỷ phân hemixenluloza.
2.6.3. Enzym và cơ chế thuỷ phân lignin.
2.7. Vi sinh vật phân giải xenluloza và một số yếu tố ảnh hưởng đến khả năng sinh tổng hợp enzym xenlulaza của vi sinh vật.
2.7.1. Vi sinh vật phân giải xenluloza .
2.7.1.1. Nấm sợi.
2.7.1.2. Vi khuẩn.
2.7.1.3. Xạ khuẩn.
2.7.2. Vi sinh vật phân giải hemixenluloza .
2.7.3. Vi sinh vật phân giải lignin .
2.7.4. Các yếu tố ảnh hưởng tới sinh tổng hợp enzym xenluloza của vi sinh vật.
2.7.4.1. Ảnh hưởng của nguồn cacbon tới sinh tổng hợp xenlulaza của vi sinh vật.
2.7.4.2. Ảnh hưởng nguồn nitơ tới khả năng sinh tổng hợp xenlulaza của vi sinh vật.
2.7.4.3. Ảnh hưởng các nguyên tố vi lượng tới sinh tổng hợp xenlulaza của vi sinh vật.
2.7.4.4. Ảnh hưởng pH môi trường tới sinh tổng hợp xenlulaza của vi sinh vật.
2.7.4.5. Ảnh hưởng của nhiệt độ tới sinh tổng hợp xenlulaza của vi sinh vật.
III. NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.
3.1.Nguyên vật liệu.
3.2.Phương pháp nghiên cứu.
3.2.1. Các phương pháp vi sinh vật học.
3.2.1.1. Phương pháp phân lập. .
3.2.1.2.Phương pháp xác định tổng số vi sinh vật hiếu khí.
3.2.2.Các phương pháp hoá sinh.
3.2.2.1.Chiết rút enzym.
3.2.2.2.Xác định hoạt tính enzym xenlulaza ngoại bào .
3.2.2.3.Xác định sinh khối nấm sợi .
3.2.2.4. Xác định sinh khối vi khuẩn.
IV. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.
4.1.Phân lập và tuyển chọn những chủng nấm sợi và vi khuẩn có khả năng sinh tổng hợp xenlulaza cao.
4.2. Một số yếu tố ảnh hưởng đến sự phát triển và khả năng sinh tổng hợp enzym xenlulaza của chủng nấm N1.


4.2.1. Ảnh hưởng của thời gian nuôi cấy đến khả năng sinh tổng hợp xenlulaza của chủng nấm N1.
4.2.2. Ảnh hưởng của pH ban đầu tới sự sinh trưởng và khả năng sinh tổng hợp enzym xenlulaza của nấm N1.
4.2.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ tới sự phát triển và khả năng sinh tổng hợp enzym xenlulaza của chủng nấm N1.
4.2.4. Ảnh hưởng của nguồn nitơ tới sự phát triển và khả năng sinh tổng hợp enzym xenlulaza của chủng nấm N1.
4.2.5. Ảnh hưởng của nguồn Cacbon tới sự phát triển và khả năng sinh tổng hợp enzym xenlulaza của chủng nấm N1.
4.3.Một số yếu tố ảnh hưởng đến sự phát triển và khả năng sinh tổng hợp enzym xenlulaza của chủng vi khuẩn V7.
4.3.1. Ảnh hưởng của thời gian tới sự phát triển và khả năng sinh tổng hợp enzym xenlulaza của chủng V7.
4.3.2. Ảnh hưởng của pH ban đầu tới sự phát triển và khả năng sinh tổng hợp enzym xenlulaza của chủng V7. .
4.3.3.Ảnh hưởng của nhiệt độ tới sự phát triển và khả năng sinh tổng hợp enzym xenlulaza của chủng V7. .
4.3.4. Ảnh hưởng của nguồn nitơ tới sự phát triển và khả năng sinh tổng hợp enzym xenlulaza của chủng vi khuẩn V7. .
4.3.5.Ảnh hưởng của nguồn cacbon tới sự phát triển và khả năng sinh tổng hợp enzym xenlulaza của chủng vi khuẩn V7. 1


Lignin rất bền đối với tác dụng của các enzym. Do đó trong cây lignin chỉ được tạo ra mà không tham gia vào sự trao đổi chất.
Ba cấu tử xenluloza, hemixenluloza, lignin tạo nên ligno-xenluloza. Thành phần lignin, xenluloza, hemixenluloza trong các loại thực vật có sự khác biệt lớn. Sự khác biệt này quyết định sự khác nhau giữa các loại thực vật về tính chất vật lý và thành phần hoá học. Chính vì thế đòi hỏi phải có biện pháp, tác nhân xử lý khác nhau đối với các loại thực vật khác nhau.[5, 20]
2.6.Cơ chế chuyển hoá ligno-xenluloza
Từ các yếu tố trên ta thấy rằng ligno-xenluloza là một chất rất khó chuyển hóa và chuyển hoá rất chậm trong điều kiện tự nhiên. Đặc tính khó chuyển hoá này do một số nguyên nhân:
Ligno-xenluloza là một tập hợp thành phần phức tạp, có mức độ polime cao, khó tan trong nước, do đó rất khó bị thuỷ phân bởi enzym.
Các cấu phần hợp thành nên ligno-xenluloza được liên kết chặt chẽ với nhau và liên kết với các thành phần khác tạo ra một cấu trúc hết sức chặt chẽ.
Do thành phần cấu tạo của ligno-xenluloza rất đa dạng và phức tạp nên để có thể thuỷ phân được chúng một cách triệt để cần có một phức hệ enzym tương ứng. Một loại vi sinh vật riêng rẽ không đủ khả năng để có thể sinh tổng hợp một phức hệ enzym phong phú và đa dạng như vậy. Muốn chuyển hoá được ligno-xenluloza cần có sự phối hợp của các loại vi sinh vật khác nhau.
2.6.1.Enzym và cơ chế thuỷ phân xenluloza
a) Enzym thuỷ phân xenluloza: xenlulaza
Xenlulaza ở vi sinh vật và cơ chế tác dụng của chúng gần đây đã được một số tác giả tổng kết khá chi tiết. Đây là phức hệ enzym thuỷ phân xenluloza tạo ra các đường đủ nhỏ để đi qua vách tế bào thực vât. Nhiều tác giả cho rằng phức hệ enzym xenlulaza bao gồm ba enzym chủ yếu sau:
-Exo-β(1,4)-glucanaza (Avicelaza) hay xenlobiohydrolaza (1,4 β-D-glucanxenlobiohydrolaza E.C.3.2.1.91)
Enzym này phân cắt chuỗi xenluloza từ đầu không khử và giải phóng ra xenlobioza. Enzym này không thuỷ phân xenluloza kết tinh cũng như xenluloza hoà tan (caboxymetyl xenluloza) nhưng có thể thuỷ phân được xenluloza đã bị cắt ngắn mạch. Có lẽ vai trò chính của enzym này là giúp cho enzym endoxenlulaza tác động lên được xenluloza kết tinh.
-Endoglucanaza hay Endoxenlulaza (1,4 β-D-glucano-hydrolaza E.C.3.2.1.4)
Enzym này có nhiệm vụ cắt đứt các liên kết β 1,4-glucozit trong phân tử xenluloza một cách ngẫu nhiên để giải phóng ra xenlodextrin, xenlobioza và glucoza. Enzym này phân giải mạnh mẽ các xenluloza vô định hình nhưng lại tác dụng yếu trên xenluloza kết tinh và không phân giải được xenlobioza.
Chính nhờ sự phân cắt trước của endoxenlulaza, đã tạo ra các đầu không khử làm dễ dàng enzym xenlobio-hydrolaza, do đó mà thuỷ phân được xenluloza kết tinh. Còn thứ tự ngược lại thì hiện nay người ta chưa biết.
-Enzym β-1,4-glucozidaza hay xenlobiaza
Đây là những enzym rất đặc hiệu. β-glucozidaza làm thuỷ phân xenlobioza và các xenlooligo-sacarit mạch ngắn thành glucoza.
Vận tốc chung của phản ứng thuỷ phân xenluloza phụ thuộc chặt chẽ vào quá trình hoạt động của xenlobiaza. Tuy nhiên theo một số tác giả cơ chế thuỷ phân xenluloza bởi phức hệ enzym trên diễn ra theo một trật tự khác nhau.
b)Cơ chế thuỷ phân xenluloza
Theo Reese và các đồng sự thì C1 là enzym “tiền tố thuỷ phân” hay là không đặc hiệu. Các enzym này chỉ có tác dụng làm trương xenluloza tự nhiên. Các xenluloza tự nhiên sẽ được chuyển thành các xenluloza hoạt động trương nở có mạch ngắn hơn. Các chuỗi này sẽ được enzym Cx tiếp tục phân cắt tạo thành đường tan (xenlobioza) và sau cùng thành glucoza[11].
Xeluloza tự nhiên
Xenluloza hoạt động
Đường tan
Glucoza
C1
Cx
Xenlobiaza
Tuy nhiên Erikson và các đồng sự lại cho rằng: Đầu tiên enzym endoglucanaza tác động vào vùng vô định hình trên bề mặt xenluloza, cắt các liên kết β-1,4 glucozit và tạo ra các đầu mạch tự do. Sau đó exoglucanaza sẽ cắt ra tạo thành những đoạn xenlobioza. Kết quả tạo thành xenlo-oligosacarit mạch ngắn,xelobioza, glucoza. Cuối cùng enzym xenlobiaza thuỷ phân tiếp theo tạo thành glucoza.
Endoglucanaza
Vùng vô định hình
Vùng kết tinh
Exoglucanaza
β-glucozidaza
Glucoza
Dựa trên kết quả trên mà Reese đã hiệu chỉnh quan niệm của mình về enzym C1 và Cx. Theo ông thì C1 có tác dụng làm trương nở xenluloza kết tinh, phá vỡ liên kết đồng hoá trị tạo ra xenluloza biến tính. Sau đó enzym endoglucanaza tác động lên chuỗi và tạo ra xenlobioza. Ông cho rằng sự thuỷ phân xenluloza là kết quả của sự tác động cùng một lúc của cả endoglucanaza, enxoglucanaza và xenlobiaza.
Mặc dù có rất nhiều kết quả nghiên cứu về quá trình thuỷ phân xenluloza nhưng cho đến này thì cơ chế thuỷ phân xenluloza vẫn chưa hoàn toàn thồng nhất.
2.6.2. Enzym và cơ chế thuỷ phân hemixenluloza
Khi nghiên cứu hemixenluloza, người ta nhận thấy có nhiều điểm giống nhau giữa hai thành phần này.Chính vì vậy mà nhiều tác giả cho rằng enzym hemixenlulaza cũng có nhiều điểm tương đồng với xenlulaza ví dụ như cơ chế tác động.... Tuy nhiên, giữa hemixenlulaza và xenlulaza vẫn còn nhiều điểm khác biệt:
- Hemixenluloza có phân tử nhỏ hơn, cấu trúc phân tử đơn giản và kém bền hơn so với xenluloza
- Hemixenluloza là cơ chất dễ đồng hoá hơn xenluloza do đó hemixenlulaza thường được tạo thành sớm hơn trong quá trình nuôi cấy vi sinh vật.
Mặc dù vậy thì quá trình phân giải hemixenluloza thường diễn ra song song với quá trình phân giải xenluloza.[5]
2.6.3. Enzym và cơ chế thuỷ phân lignin
Có nhiều quan điểm trái ngược nhau về cơ chế phân giải lignin. Một số tác giả cho rằng, lignin có tác dụng như một nguồn cảm ứng để tổng hợp ra ligninaza. Nhưng một số tác giả khác lại cho rằng quá trình phân giải lignin là một quá trình trao đổi chất thứ cấp. Chúng chỉ xảy ra khi môi trường thiếu các nguồn dinh dưỡng cacbon dễ đồng hoá hay thiếu nguồn nitơ. Nếu thêm nitơ vào sẽ làm giảm nhanh quá trình phân giải lignin.
Nhiều công trình nghiên cứu cho thấy có khoảng 15 loại enzym tham gia vào quá trình thuỷ phân lignin . Ligninaza không thuỷ phân lignin thành các tiểu phần hoà tan như phân giải xenluloza và hầu hết các polime khác, vì lignin chứa một số lượng các liên kết có thể bị phân huỷ nhỏ. Mặt khác ligninaza lại rất khó hoà tan, chúng sẽ liên kết theo một kiểu nào đó cho phép tiếp xúc với lignin . Quá trình thuỷ phân có thể diễn ra theo điều kiện phản ứng hoá học sau:
-Cắt oxy hoá mạch bên của đơn vị phenylpropan
-Hình thành nhóm carboxyl thơm
-Tách nhóm methoxyl
- Hydroxyl hoá vòng thơm
2.7. Vi sinh vật phân giải xenluloza và một số yếu tố ảnh hưởng đến khả năng sinh tổng hợp enzym xenlulaza của vi sinh vật
2.7.1. Vi sinh vật phân giải xenluloza
Trong tự nhiên, khu hệ vi sinh vật có khả năng phân giải xenluloza vô cùng phong phú bao gồm vi khuẩn, nấm và xạ khuẩn.
2.7.1.1. Nấm sợi
Trong rất nhiều loại vi sinh vật có khả năng tổng hợp xenlulaza thì nấm sợi thuộc nhóm có khả năng tổng hợp xenlulaza mạnh nhất. Chúng là những vi sinh vật thuộc nhóm hạ đẳng, không có diệp lục, chúng chủ yếu sống hoại sinh ở trong đất và tiết ra môi trường một lượng lớn enzym chuyển hoá các tàn dư của thực vật t...


b63F435hP8LoYH2

---