intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Đồ án tốt nghiệp: Phân lập vi khuẩn có khả năng phân hủy cellulose trong mụn dừa và vỏ tiêu

Chia sẻ: Trương Yến | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:144

Thêm vào BST
Báo xấu
45
lượt xem 8
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đồ án tốt nghiệp này được thực hiện với mục tiêu nhằm tìm và chọn ra được chủng vi khuẩn và xạ khuẩn có khả năng phân giải cellulose tốt nhất để tổng hợp thành chế phẩm sinh học và sử dụng nó để sản xuất phân compost, ứng dụng để xử lý rác thải môi trường giàu xơ. Mời các bạn cùng tham khảo.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Đồ án tốt nghiệp: Phân lập vi khuẩn có khả năng phân hủy cellulose trong mụn dừa và vỏ tiêu

  1. TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP.HCM KHOA MÔI TRƯỜNG & CÔNG NGHỆ SINH HỌC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP PHÂN LẬP VI KHUẨN CÓ KHẢ NĂNG PHÂN HUỶ CELLULOSE TRONG MỤN DỪA VÀ VỎ TIÊU NGÀNH: CÔNG NGHỆ SINH HỌC CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ SINH HỌC GVHD: TS. NGUYỄN HOÀI HƯƠNG SVTH: NGÔ HOÀNG HUY MSSV: 0851110095 Tp. Hồ Chí Minh, năm 2012
  2. Đồ án tốt nghiệp MỤC LỤC 1. Đặt vấn đề................................................................................................. 1 2. Tình hình nghiên cứu ................................................................................ 2 2.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới ...................................................... 2 2.2. Tình hình nghiên cứu trong nước ....................................................... 4 3. Mục đích nghiên cứu ................................................................................ 5 4. Nhiệm vụ nghiên cứu ................................................................................ 5 5. Phương pháp nghiên cứu........................................................................... 5 6. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài....................................................................... 5 7. Kết quả đạt được ....................................................................................... 6 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU ............................................................... 7 1.1. Hiện trạng của vỏ tiêu và mụn dừa ............................................................ 7 1.1.1. Vỏ tiêu ............................................................................................... 7 1.1.2. Mụn dừa ............................................................................................. 8 1.2. Thành phần và tính chất hóa học của mụn dừa ........................................ 13 1.2.1. Lignin .............................................................................................. 14 1.2.2. Hemicellulose .................................................................................. 16 1.2.3. Tannin .............................................................................................. 18 1.2.4. Cellululose ....................................................................................... 19 1.2.4.1 .Giới thiệu ........................................................................................... 19 Trang i
  3. Đồ án tốt nghiệp 1.2.4.2. Enzyme phân giải cellulose (enzyme cellulase) ................................... 22 1.2.4.3. Nguồn gốc enzyme cellulase ............................................................... 26 1.2.4.4. Ảnh hưởng của môi trường đến khả năng sinh tổng hợp enzyme cellulase ............................................................................................................ 34 1.2.4.5. Ứng dụng của enzyme cellulase ........................................................... 36 CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ....................... 40 2.1. Thời gian và địa điểm nghiên cứu ........................................................... 40 2.1.1. Thời gian .......................................................................................... 40 2.1.2. Địa điểm .......................................................................................... 40 2.2. Vật liệu ................................................................................................... 40 2.2.1. Nguồn mẫu ....................................................................................... 40 2.2.2. Hóa chất ........................................................................................... 40 2.2.3. Dụng cụ và thiết bị ........................................................................... 41 2.2.3.1. Dụng cụ ............................................................................................... 41 2.2.3.2. Thiết bị ................................................................................................ 42 2.2.4. Thiết kế thí nghiệm .......................................................................... 42 2.2.4.1. Mục tiêu .............................................................................................. 42 2.2.4.2. Thiết kế thí nghiệm.............................................................................. 43 2.2.5. Các môi trường sử dụng trong thí nghiệm ........................................ 47 2.3. Tiến hành thí nghiệm .............................................................................. 49 2.3.1. Mục tiêu 1: Phân lập vi khuẩn chịu nhiệt phân hủy cellulose trong mụn dừa và vỏ tiêu............................................................................................... 49 Trang ii
  4. Đồ án tốt nghiệp 2.3.1.1. Thí nghiệm:Tăng sinh mẫu có xử lý nhiệt ............................................ 49 2.3.1.2. Thí nghiệm: Sàng lọc mẫu tăng sinh chứa quần thể vi sinh vật bằng phương pháp đục lỗ thạch ........................................................................................... 51 2.3.1.3. Thí nghiệm: Phân lập vi sinh vật có khả năng phân hủy cellulose trên môi trường thạch chứa CMC ...................................................................................... 52 2.3.2. Mục tiêu 2: Sàng lọc vi khuẩn phân hủy cellulose từ các chủng phân lập ......................................................................................................... 53 2.3.2.1. Thí nghiệm: Khảo sát hoạt tính enzyme CMCase từng chủng trên đĩa thạch chứa CMC......................................................................................................... 53 2.3.2.2. Thí nghiệm: Khảo sát khả năng mọc của các chủng trên môi trường thạch có chứa giấy lọc ................................................................................................ 54 2.3.3. Mục tiêu 3: Khảo sát hình thái khuẩn lạc tế bào, bào tử và phản ứng sinh hóa vi khuẩn phân lập có hoạt tính cellulase ................................................. 56 2.3.3.1. Thí nghiệm: Khảo sát hình thái khuẩn lạc,bào tử vi khuẩn phân lập có hoạt tính cellulase ....................................................................................................... 56 2.3.3.2. Thí nghiệm: Khảo sát một số phản ứng sinh hóa các chủng phân lập có hoạt tính cellulase ....................................................................................................... 58 2.3.4. Mục tiêu 4: Tuyển chọn các chủng vi khuẩn có enzyme cellulase có tiềm năng sử dụng ủ compost từ mụn dừa ............................................................ 58 2.3.4.1. Thí nghiệm: Khảo sát ảnh hưởng của pH đến hoạt tính enzyme CMCase và FPase ............................................................................................................ 58 a. Chuẩn bị môi trường tăng sinh ở các pH khác nhau ......................... 59 b. Thí nghiệm: Định tính hoạt tính enzyme CMCase của các chủng ở các pH khác nhau bằng phương pháp đục lổ thạch......................................... 60 Trang iii
  5. Đồ án tốt nghiệp c. Thí nghiệm: Định lượng hoạt tính enzyme CMCase của các chủng ở các pH ........................................................................................................ 61 d. Thí nghiệm: Định lượng hoạt tính enzyme FPase của các chủng ở các pH ........................................................................................................ 64 e. Thí nghiệm: Khảo sát khả năng thủy phân giấy lọc của các chủng vi khuẩn ........................................................................................................ 67 2.3.4.2. Khảo sát ảnh hưởng oxy đến hoạt tính enzyme CMCase và enzyme FPase của các chủng phân lập ..................................................................................... 68 a. Thí nghiệm: Chuẩn bị môi trường tăng sinh khảo sát ảnh hưởng của oxy đến hoạt tính enzyme CMCase và enzyme FPase của các chủng phân lập... ........................................................................................................ 68 b. Thí nghiệm: Định lượng hoạt tính enzyme CMCase của các giống ở 2 chế độ không lắc và lắc 150 vòng/phút .......................................................... 69 c. Thí nghiệm: Xác định hoạt tính enzyme FPase của các giống ở 2 chế độ không lắc và lắc 150 vòng/phút ................................................................ 70 2.3.4.3. Thí nghiệm 3: Khảo sát khả năng sinh enzyme tannase của các chủng vi khuẩn ở pH7 và lắc 150 vòng/phút ............................................................................. 71 a. Chuẩn bị môi trường tăng sinh ở pH7 .............................................. 71 b. Thí nghiệm: Định tính hoạt tính enzyme tannase trên đĩa thạch chứa tannic acid ở điều kiện pH7 và lắc 150 vòng/phút.......................................... 72 c. Thí nghiệm: Xác định hoạt tính enzyme tannase của các chủng vi khuẩn ở pH7 và lắc 150 vòng/phút ................................................................ 74 Bảng 2.8: Thành phần môi trường hóa chất cho từng ống nghiệm của thí nghiệm khảo sát hoạt tính enzyme tannase .............................................................................. 75 Trang iv
  6. Đồ án tốt nghiệp d. Thí nghiệm: Khảo sát khả năng chịu tannic acid của các chủng phân lập ở các nồng độ khác nhau 1 %, 3 %, 5 %................................................... 75 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ...................................................... 78 3.1. Mục tiêu 1: Phân lập vi khuẩn chịu nhiệt phân hủy cellulose trong mụn dừa và vỏ tiêu ......................................................................................................... 78 3.1.1. Thí nghiệm:Tăng sinh mẫu có xử lý nhiệt ........................................ 78 3.1.2. Sàng lọc mẫu tăng sinh quần thể vi sinh vật bằng phương pháp đục lỗ thạch ......................................................................................................... 78 3.1.3. Thí nghiệm: Phân lập vi sinh vật có khả năng phân hủy cellulose trên môi trường thạch chứa CMC ................................................................................ 80 3.2. Mục tiêu 2: Sàng lọc vi khuẩn phân hủy cellulose từ các chủng phân lập ... ......................................................................................................... 83 3.2.1. Thí nghiệm: Khảo sát hoạt tính enzyme CMCase từng chủng trên đĩa thạch chứa CMC .................................................................................................. 83 3.2.2. Thí nghiệm: Khảo sát khả năng mọc của các chủng trên môi trường thạch có chứa giấy lọc .......................................................................................... 85 3.3. Mục tiêu 3: Khảo sát hình thái khuẩn lạc, tế bào, bào tử và phản ứng sinh hóa vi khuẩn (hoặc xạ khuẩn) phân lập có hoạt tính cellulase .................................. 87 3.3.1. Thí nghiệm: Khảo sát hình thái khuẩn lạc, tế bào, bào tử vi khuẩn phân lập có hoạt tính cellulase ............................................................................. 87 3.3.2. Thí nghiệm: Khảo sát một số phản ứng sinh hóa các chủng phân lập có hoạt tính cellulase............................................................................................ 92 3.4. Mục tiêu 4: Tuyển chọn các chủng vi khuẩn có enzyme cellulase có tiềm năng sử dụng ủ compost từ mụn dừa ....................................................................... 95 Trang v
  7. Đồ án tốt nghiệp 3.4.1. Thí nghiệm: Khảo sát ảnh hưởng của pH đến hoạt tính enzyme CMCase và FPase ................................................................................................ 95 3.4.1.1. Chuẩn bị môi trường tăng sinh ở các pH khác nhau ............................. 95 3.4.1.2 Thí nghiệm: Định tính (bán định lượng) hoạt tính enzyme CMCase của các chủng ở các pH khác nhau trên đĩa thạch chứa CMC ............................................ 96 3.4.1.2. Định lượng hoạt tính enzyme CMCase của các chủng ở các pH ........ 103 3.4.1.3. Định lượng hoạt tính enzyme FPase của các chủng ở các pH ............. 107 3.4.1.4. Khảo sát khả năng thủy phân giấy lọc của các chủng vi khuẩn .......... 111 3.4.2. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ oxy đến hoạt tính enzyme CMCase và enzyme FPase của các chủng phân lập .......................................................... 113 3.4.2.1. Chuẩn bị môi trường tăng sinh khảo sát ảnh hưởng của oxy đến hoạt tính enzyme CMCase và enzyme FPase của các chủng phân lập............................... 114 3.4.1.2. Định lượng hoạt tính enzyme CMCase của các giống ở 2 chế độ không lắc và lắc 150 vòng/phút ........................................................................................... 114 3.4.1.3. Xác định hoạt tính enzyme FPase của các giống ở 2 chế độ không lắc và lắc 150 vòng/phút ..................................................................................................... 115 3.4.3. Khảo sát khả năng sinh enzyme tannase của các chủng vi khuẩn ở pH7 và lắc 150 vòng/phút .................................................................................. 116 3.4.3.1. Chuẩn bị môi trường tăng sinh ở pH7 ................................................ 116 3.4.3.2. Định tính hoạt tính enzyme tannase trên đĩa thạch chứa tannic acid ở điều kiện pH7 và lắc 150 vòng/phút.......................................................................... 116 3.4.3.3. Xác định hoạt tính enzyme tannase của các chủng vi khuẩn ở pH7 và lắc 150 vòng/phút .......................................................................................................... 118 Trang vi
  8. Đồ án tốt nghiệp 3.4.3.4. Khảo sát khả năng chịu tannic acid của các chủng phân lập ở các nồng độ khác nhau 1 %, 3 %, 5 % ..................................................................................... 119 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .................................................... 123 4.1 Kết luận ................................................................................................ 123 4.2 Kiến nghị .............................................................................................. 124 Trang vii
  9. Đồ án tốt nghiệp DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: Diện tích và sản lượng tiêu của vùng Đông Nam Bộ và Tây Nguyên………7 Bảng 1.2: Diện tích dừa ở tỉnh Bến Tre (ha)……………………………………………9 Bảng 1.3: Diện tích, năng suất và sản lượng dừa cả nước…………………………….10 Bảng 1.4: Sản lượng dừa (đơn vị 1.000 trái) của các nước trên thế giới.......................12 Bảng 1.5: Một số ứng dụng của mụn dừa......................................................................12 Bảng 1.6: Phân loại enzyme phân cắt β-1,4-glucan.......................................................24 Bảng 1.7: Enzyme cellulase nguồn gốc từ vi sinh vật...................................................27 Bảng 1.8: Danh sách một số vi khuẩn (kể cả xạ khuẩn) phân hủy cellulose và đặc điểm của chúng.......................................................................................................................28 Bảng 2.1: Thành phần môi trường hóa chất cho từng ống nghiệm của thí nghiệm dựng đường chuẩn glucose trên cơ chất là CMC....................................................................62 Bảng 2.2: Thành phần môi trường hóa chất cho từng ống nghiệm của thí nghiệm khảo sát hoạt tính enzyme CMCase theo pH………………………………......................63 Bảng 2.3: Thành phần môi trường hóa chất của thí nghiệm chuẩn bị dung dịch glucose chuẩn..............................................................................................................................64 Trang viii
  10. Đồ án tốt nghiệp Bảng 2.4: Thành phần môi trường hóa chất cho từng ống nghiệm của thí nghiệm dựng đường chuẩn glucose trên cơ chất giấy lọc....................................................................65 Bảng 2.5: Thành phần môi trường hóa chất cho từng ống nghiệm của thí nghiệm khảo sát hoạt tính enzyme FPase ở các pH.............................................................................66 Bảng 2.6: Thành phần môi trường hóa chất cho từng ống nghiệm của thí nghiệm khảo sát hoạt tính CMCase ở hai chế độ không lắc và lắc...................................................70 Bảng 2.7: Thành phần môi trường hóa chất cho từng ống nghiệm của thí nghiệm khảo sát hoạt tính FPase..........................................................................................................71 Bảng 2.8: Thành phần môi trường hóa chất cho từng ống nghiệm của thí nghiệm khảo sát hoạt tính enzyme tannase..........................................................................................75 Bảng 3.1: Các chủng thu được từ mẫu mụn dừa ở Cao Lãnh................................................................................................................................81 Bảng 3.2: Các chủng thu được từ mẫu mụn dừa ở Lai Vung......................................82 Bảng 3.3: Các chủng thu được từ mẫu vỏ tiêu ở Bà rịa Vũng Tàu.............................82 Bảng 3.4: Hoạt tính enzyme CMCase từng chủng trên đĩa thạch chứa CMC.........83 Bảng 3.5: Quan sát hình thái khuẩn lạc..........................................................................87 Bảng 3.6: Kết quả nhuộm gram và nhuộm bào tử các chủng vi khuẩn phân lập...91 Bảng 3.7: Tổng kết kết quả phân lập và test sinh hóa các chủng...............................94 Trang ix
  11. Đồ án tốt nghiệp Bảng 3.8: Hình ảnh đường kính vòng phân giải cellulose trên môi trường ĐT của vi khuẩn BHM3 ở pH khác nhau.......................................................................................97 Bảng 3.9: Hình ảnh đường kính vòng phân giải cellulose trên môi trường ĐT của vi khuẩn BHM4 ở pH khác nhau.......................................................................................97 Bảng 3.10 : Hình ảnh đường kính vòng phân giải cellulose trên môi trường ĐT của vi khuẩn BHM5 ở pH khác nhau.......................................................................................98 Bảng 3.11 : Hình ảnh đường kính vòng phân giải cellulose trên môi trường ĐT của vi khuẩn BHM8 ở pH khác nhau.......................................................................................99 Bảng 3.12 : Hình ảnh đường kính vòng phân giải cellulose trên môi trường ĐT của vi khuẩn BHM10 ở pH khác nhau....................................................................................100 Trang x
  12. Đồ án tốt nghiệp DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1: Các thành phần cấu tạo lignin thực vật…………………………..............15 Hình 1.2: Cấu trúc lignin…………………………........................................................16 Hình 1.3:Một số đường monomer cấu tạo hemicellulose………………………......17 Hình 1.4: Cấu trúc hemicellulose…………………………...........................................18 Hình 1.5: Cấu trúc tannic acid…………………………...............................................19 Hình 1.6: Cấu trúc của cacboxyl methyl cellulose (CMC) …………………….......21 Hình 1.7: Công thức cấu tạo của cellulose…………………………..........................22 Hình 1.8: Cơ chế cắt cơ chất cellulose của enzyme cellulase………………….......26 Hình 2.1: Sơ đồ thiết kế thí nghiệm của mục tiêu 1…………………………...........43 Hình 2.2: Sơ đồ thiết kế thí nghiệm của mục tiêu 2…………………………...........44 Hình 2.3: Sơ đồ thiết kế thí nghiệm của mục tiêu 3…………………………...........45 Hình 2.4: Sơ đồ thiết kế thí nghiệm của mục tiêu 4…………………………...........46 Hình 2.5: Các mẫu mụn dừa thu thập…………………………..................................49 Hình 2.6: Sơ đồ tăng sinh vi sinh vật chịu nhiệt…………………………..................50 Trang xi
  13. Đồ án tốt nghiệp Hình 2.7: Sơ đồ sàng lọc mẫu tăng sinh chứa quần thể vi sinh vật phân huỷ cellulose ……………………….............…...................................................................................51 Hình 2.8: Sơ đồ phân lập vi sinh vật trên môi trường thạch chứa …………………………...............................................................................................53 Hình 2.9: Sơ đồ khảo sát hoạt tính enzyme CMCase từng chủng…………...........54 Hình 2.10: Sơ đồ tiến hành khảo sát khả năng mọc trên môi trường thạch có chứa giấy lọc…………………………..........................................................................................55 Hình 2.11: Mẫu enzyme ở các pH sau khi lọc…………………………..................59 Hình 2.12: Sơ đồ chuẩn bị môi trường lỏng ở các pH khác nhau…………….......60 Hình 2.13: Sơ đồ định tính hoạt tính enzyme CMCase của các chủng ở các pH khác nhau bằng phương pháp đục lỗ thạch………………………….................................61 Hình 2.14: Xác định hoạt tính enzyme CMCase………………………….............64 Hình 2.15: Xác định hoạt tính enzyme FPase…………………………...................67 Hình 2.16: Sơ đồ khảo sát khả năng thủy phân giấy lọc của các chủng phân lập..68 Hình 2.17: Chuẩn bị môi trường khảo sát hoạt tính enzyme ở hai chế độ lắc và không lắc………………………….........................................................................................69 Hình 2.18: Sơ đồ định tính khả năng sinh enzyme tannase của các chủng…......73 Hình 2.19: Sơ đồ khảo sát khả năng tăng sinh khối của các chủng phân lập trong tannic acid ở các nồng độ khác nhau………………………….............................................77 Trang xii
  14. Đồ án tốt nghiệp Hình 3.1: Sàng lọc quần thể vi sinh vật tăng sinh bằng phương pháp đục lỗ thạch……………………………………………………………………………........80 Hình 3.2: Khả năng mọc khuẩn lạc của các chủng trên môi trường thạch có chứa giấy lọc………………………….........................................................................................86 Hình 3.3 :Hình thành sinh khối trong các mẫu môi trường tăng sinh…….............96 Hình 3.4 : So sánh kích thước vòng halo của các chủng ở bốn pH ……...............102 Hình 3.5 : So sánh kích thước vòng halo của các chủng ở pH7……......................102 Hình 3.6: Ảnh hưởng của pH đến hoạt tính CMCase của chủng BHM3…………………..............................................................................................104 Hình 3.7: Ảnh hưởng của pH đến hoạt tính CMCase của chủng BHM4…...........................................................................................…………….......104 Hình 3.8: Ảnh hưởng của pH đến hoạt tính CMCase của chủng BHM5……………...........................................................................................……...105 Hình 3.9: Ảnh hưởng của pH đến hoạt tính CMCase của chủng BHM8……………….................................................................................................105 Hình 3.10: Ảnh hưởng của pH đến hoạt tính CMCase của BHM10………………..............................................................................................106 Hình 3.11: So sánh hoạt tính enzyme CMCase của các chủng ở pH7………………...........................................................................................….....106 Trang xiii
  15. Đồ án tốt nghiệp Hình 3.12: Ảnh hưởng của pH đến hoạt tính FPase của chủng BHM3…………….......................................................................................……....108 Hình 3.13: Ảnh hưởng của pH đến hoạt tính FPase của chủng BHM4………………...............................................................................................108 Hình 3.14: Ảnh hưởng của pH đến hoạt tính FPase của chủng BHM5…………………...........................................................................................109 Hình 3.15: Ảnh hưởng của pH đến hoạt tính FPase của chủng BHM8………………...............................................................................................109 Hình 3.16: Ảnh hưởng của pH đến hoạt tính FPase của chủng BHM10…………….........................................................................................…....110 Hình 3.17: So sánh hoạt tính enzyme FPase của các chủng ở pH7…………….........................................................................................…….......110 Hình 3.18: Khả năng thủy phân giấy lọc sau 5 ngày…………………................112 Hình 3.19: Khả năng thủy phân giấy lọc sau 10 ngày…………………..............112 Hình 3.20: So sánh phần trăm giảm giấy lọc của các chủng sau 5và 10 ngày..112 Hình 3.21: Hoạt tính CMCase của các chủng ở hai chế độ lắc và không lắc……......................................................................................................................114 Hình 3.22: Hoạt tính FPase của các chủng ở hai chế độ lắc và không lắc….....115 Hình 3.23: Khảo sát hoạt tính enzyme tannase trên môi trường thạch. …....…118 Trang xiv
  16. Đồ án tốt nghiệp Hình 3.24: Hoạt tính enzyme tannase của các chủng vi khuẩn ở pH7 và lắc 150 vòng/phút……………………………………………………………..………..…119 Hình 3.25. Sinh khối sau khi ly tâm………………………………………….….120 Hình 3.26: Sinh khối của các chủng ở nồng độ tannic acid khác nhau ……………………................................................................................................…..121 Trang xv
  17. Đồ án tốt nghiệp MỞ ĐẦU 1. Đặt vấn đề Nông nghiệp là ngành kinh tế quan trọng của Việt Nam. Hiện nay, Việt Nam vẫn là một nước nông nghiệp. Năm 2009, giá trị sản lượng của nông nghiệp đạt 71,473 nghìn tỷ đồng (giá so sánh với năm 1994), tăng 1,32 % so với năm 2008 và chiếm 13,85 % tổng sản phẩm trong nước. Tỷ trọng của nông nghiệp trong nền kinh tế bị sụt giảm trong những năm gần đây, trong khi các lĩnh vực kinh tế khác gia tăng. Đóng góp của nông nghiệp vào tạo việc làm còn lớn hơn cả đóng góp của ngành này vào GDP. Trong năm 2005, có khoảng 60 % lao động làm việc trong lĩnh vực nông, lâm nghiệp, và thuỷ sản. Sản lượng nông nghiệp xuất khẩu chiếm khoảng 30 % trong năm 2005. Việc tự do hóa sản xuất nông nghiệp, đặc biệt là sản xuất lúa gạo, đã giúp Việt Nam là nước thứ hai trên thế giới về xuất khẩu gạo và nằm trong những nước xuất khẩu các nông sản quan trọng khác là tiêu, sợi bông, đậu phộng, cao su, đường và trà. Tuy nhiên trong sản xuất nông nghiệp hằng năm có khoảng 232 tỷ chất hữu cơ được thực vật tổng hợp thành nhờ quá trình quang hợp. Trong số này có 172 tỷ tấn được tạo thành ở trên đất liền và 60 tỷ tấn được tạo thành trong các đại dương. Trong số này có đến 30 % là màng tế bào thực vật mà thành phần chủ yếu là cellulose. Cellulose chiếm đến 89 % trong bông là 40 - 50 % trong gỗ. Ở cấp độ sinh quyển, hàng tỷ tấn cellulose được tạo ra mỗi năm cần phải được phân hủy, nếu không chúng sẽ tích tụ lại và gây nguy hiểm cho hệ sinh thái. Mặt khác đứng trước áp lực rút ngắn thời gian nhưng hiệu quả canh tác trên một diện tích đất nông nghiệp phải không ngừng tăng lên người nông dân đã áp dụng các tập quán canh tác mới như cải thiện giống, bón phân,... Hiện nay có rất nhiều loại phân bón sử dụng trong nông nghiệp như: phân hữu cơ, phân sinh học, phân vi sinh. Tuy nhiên việc phụ thuộc quá nhiều vào phân hóa học và loại bỏ rơm rạ, phụ phế phẩm vừa Trang 1
  18. Đồ án tốt nghiệp gây ảnh hưởng đến môi trường sống vừa lãng phí một nguồn nguyên liệu sản xuất phân bón thân thiện với môi trường. Do vậy sử dụng phân bón hữu cơ vi sinh sẽ thay thế dần việc bón phân hoá học trên đồng ruộng, đất trồng trọt mà vẫn đảm bảo được nâng cao năng suất thu hoạch. Sử dụng phân bón hữu cơ vi sinh về lâu dài sẽ dần dần trả lại độ phì nhiêu cho đất như làm tăng lượng phospho và kali dễ tan trong đất canh tác, cải tạo, giữ độ bền của đất đối với cây trồng nhờ khả năng cung cấp hàng loạt các chuyển hoá chất khác nhau liên tục do nhiều quần thể vi sinh vật khác nhau tạo ra. Việc sử dụng phân bón hữu cơ vi sinh còn có ý nghĩa rất lớn là tăng cường bảo vệ môi trường sống, giảm tính độc hại do hoá chất trong các loại nông sản thực phẩm do lạm dụng phân bón hóa học. Trên thế giới, có hai phương pháp phổ biến để xử lý nguồn cellulose trong tự nhiên: thứ nhất là xử lý bằng vật lý và hóa học; thứ hai là xử lý các chất thải hữu cơ cellulose bằng công nghệ sinh học đặc biệt là sử dụng các enzyme cellulase ngoại bào từ các nguồn vi sinh vật, phương pháp này tỏ ra hiệu quả hơn trong việc sản xuất phân bón, chi phí phù hợp và các điều kiện thực hiện đơn giản hơn rất nhiều so với xử lý bằng hóa học chính vì thế hiện nay có nhiều nghiên cứu tối ưu quy trình này nhằm đưa ra sản xuất rộng rãi. Một trong những yếu tố đó là nguồn giống vi sinh, yếu tố đóng vai trò chủ đạo để nâng cao hiệu quả sản xuất phân bón, rút ngắn thời gian ủ,... Từ các vấn đề đặt ra ở trên tôi đi đến chọn đề tài “Phân lập vi khuẩn có khả năng phân hủy cellulose trong mụn dừa và vỏ tiêu”. 2. Tình hình nghiên cứu 2.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới Trên thế giới hiện nay đã có rất nhiều nghiên cứu về ứng dụng của vi nhuẩn phân hủy cellulose. Trong số đó có nghiên cứu về triển vọng của vi khuẩn phân hủy cellulose sản xuất etanol nhiên liệu. Sinh khối chứa lignocellulosic là một nguồn tài Trang 2
  19. Đồ án tốt nghiệp nguyên tái tạo phong phú với tiềm năng lớn cho bioconversion để gia tăng gía trị chế phẩm sinh học. Việc đốt cháy dầu mỏ nhiên liệu hóa thạch đã trở thành một mối quan tâm đối với khí hậu toàn cầu. Đốt nhiên liệu hóa thạch cũng đã tạo ra một mối quan tâm đến nguồn dầu khí không ổn định, cũng như, việc tăng chi phí nhiên liệu. Những mối quan tâm này dẫn đến sự nỗ lực toàn cầu nghiên cứu sử dụng nguồn tài nguyên tái tạo mà vẫn đáp ứng nhu cầu năng lượng ngày càng cao của thế giới. Tại Canada tiêu chuẩn nhiên liệu tái tạo được nâng lên để các nhiên liệu sẽ chứa 5 % ethanol (năm 2010), còn ở Hoa Kỳ Cơ quan Bảo vệ môi trường tăng tiêu chuẩn nhiên liệu tái tạo của họ để sản xuất ethanol 10,21 % hỗn hợp nhiên liệu vào năm 2009, trong khi hiện tại tỷ lệ ethanol trộn trong nhiên liệu ở Brazil là 25 % (quy định tại 2007) [2,501-507]. Sinh khối chứa lignocellulosic là một nhiều tiềm năng tài nguyên để sản xuất nhiên liệu sinh học bởi vì nó phần lớn là dồi dào, rẻ tiền. Phế phẩm nông nghiệp là một nguồn chứa lignocellulosic dồi dào và rẻ tiền. nguồn tài nguyên có thể thu từ: lá, thân của một số cây nông nghiệp như: phế thải ngô, bã mía, vỏ trấu, cây thân gỗ. Ngoài ra, một số cây chuyên dụng để sản xuất năng lượng sinh học như một số loại cỏ như: cỏ Miscanthus, cỏ Bermuda,... Để chuyển đổi nguồn nguyên liệu giàu của lignocellulose tới những đường dễ lên men gồm 3 bước: Giảm kích thước. Phân đoạn. Thủy phân enzyme (Pluz Wyman, 1999; Zhang và. Lynd, 2004 B). Một trong những quan trọng nhất và khó khăn thách thức công nghệ là để khắc phục tính bền của vật liệu tự nhiên chứa lignocelluloses, enzyme có khả năng thủy thủy phân để sản xuất các loại đường lên men ở điều kiện thường (Chang và cộng sự, 1981;. Trang 3
  20. Đồ án tốt nghiệp Demain et al, 2005;. Fan et al, 1982. Grethlein, 1984; Hsu, năm 1996; Lin và cộng sự, 1981; McMillian, năm 1994; Millett et al, 1976;. Moreira, 2005;.Mosier et al, 2005; ngựa để cởi và cộng sự, 1993;. Weil và cộng sự, 1994. ; Wyman, năm 1999; Wyman và cộng sự, 2005a). Gần đây, các công ty công nghệ sinh học Genencor và Novozymes đã cho ra một quy trình công nghệ làm giảm chi phí sản xuất enzyme cellulase từ đó làm giảm chi phí cho quá trình lên men phế phẩm từ 5,40 USD/gallon ethanol xuống khoảng 20 cent/gallon ethanol (Moreira, 2005). Công nghệ này ngoài giảm chi phí sản xuất cellulase còn nhằm nâng cao hiệu suất lên men và rút ngắn thời gian lên men. 2.2. Tình hình nghiên cứu trong nước Vấn đề môi sinh ngày càng trở nên trầm trọng trên phạm vi toàn cầu. Ở Việt Nam, lượng rác thải ra ngoài môi trường ngày càng lớn, nguy cơ ô nhiễm môi trường ở nhiều nơi là rất cao. Việc sử dụng biện pháp vi sinh học trong xử lý rác thải đã và đang mang lại nhiều giá trị to lớn. Tuy nhiên, việc sử dụng các vi sinh vật có sẵn trong tự nhiên để xử lý rác thải, thời gian thường kéo dài gây nên tình trạng ô nhiễm môi trường, tốn nhiều diện tích và công sức. Để xử lý rác triệt để hơn, giảm giá thành và thời gian xử lý, ngoài việc tạo điều kiện tối ưu cho vi sinh vật phát triển tốt thì việc tuyển chọn các vi sinh vật có khả năng sinh trưởng nhanh, hoạt tính phân giải mạnh, chịu được nhiệt độ cao để bổ sung vào các bể rác là một trong những hướng nghiên cứu đã và đang được nhiều nhà khoa học quan tâm. Năm 1999, Nguyễn Lan Hương và cộng sự đã phân lập và tuyển chọn được các chủng vi khuẩn và xạ khuẩn có hoạt tính cellulase, sau đó bổ sung vào bể ủ rác thải đã rút ngắn được chu kỳ xử lý rác thải sinh hoạt từ 5 - 7 ngày. Năm 1999, Tăng Thị Chính và cộng sự đã tiến hành nghiên cứu các điều kiện lên men và ảnh hưởng của các yếu tố môi trường đến khả năng sinh tổng hợp cellulase của một số chủng vi khuẩn ưa nhiệt được phân lập từ bể ủ rác thải. Trang 4
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí
65 tài liệu
2418 lượt tải
THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2