tuyển chọn chủng vi khuẩn bacillus sinhenzyme cellulase

i

LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành Đồ án tốt nghiệp
Trước hết tôi xin gửi tới Ban Giám Hiệu Trường Đại Học Nha Trang, Ban
Giám đốc Viện Công Nghệ Sinh Học và Môi Trường, Phòng Đào tạo Đại học và
sau Đại học niềm kính trọng, sự tự hào được học tập tại trường trong những năm
qua.
Sự biết ơn sâu sắc đến thầy Nguyễn Minh Trí đã tận tình hướng dẫn và động
viên tôi trong suốt quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp này.
Đặc biệt xin ghi nhớ tình cảm, sự giúp đỡ của: các thầy cô giáo trong Bộ môn
Công nghệ sinh học – Viện Công nghệ Sinh học và Môi trường – Trường Đại học
Nha Trang, Phòng thí nghiệm Công nghệ Sinh học đã nhiệt tình và tạo điều kiện
thuận lợi cho tôi trong suốt thời gian thực hiện đồ án.
Cuối cùng, tôi xin cảm ơn gia đình, người thân và bạn bè đã tạo điều kiện,
động viên khích lệ để tôi vượt qua mọi khó khăn trong quá trình học tập vừa qua.
Chân thành cảm ơn!
Sinh viên
Nguyễn Thị Bảo Hiếu
ii

MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN i
MỤC LỤC ii
DANH MỤC HÌNH v
DANH MỤC BẢNG vi
MỞ ĐẦU 1
PHẦN I TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3
1.1. TỔNG QUAN VỀ CELLULOSE 3
1.1.1. Giới thiệu về cellulose 3
1.1.2. Tìm hiểu về cây sắn và bã sắn 4

1.1.3. Tình hình tận dụng bã sắn nguyên liệu 4
1.2. TỔNG QUAN VỀ ENZYME 5
1.2.1. Lịch sử phát triển enzyme học 5
1.2.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến vận tốc phản ứng enzyme 9
1.2.3. Giới thiệu về cellulase 9
1.2.3.1. Cấu trúc của enzyme cellulase 10
1.2.3.2. Tính chất của enzyme cellulase 11
1.2.3.3. Cơ chế tác dụng của enzyme cellulase 11
1.2.4. Vi sinh vật sinh tổng hợp cellulose 12
1.2.5. Ứng dụng của enzyme cellulase 12
1.2.6. Tình hình nghiên cứu về enzyme cellulase 14
1.2.6.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới 14
1.2.6.2. Tình hình nghiên cứu trong nước 15
1.3. TỔNG QUAN VỀ BACILLUS 15
1.3.1. Đại cương về Bacillus 15
1.3.2. Một số vi khuẩn Bacillus thường gặp trong tự nhiên: 16
1.4. TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU NGHIỂN CỨU 20
PHẦN II NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 23
2.1. ĐỐI TƯỢNG VÀ VẬT LIỆU 23
iii

2.1.1. Đối tượng 23
2.1.2. Vật liệu 23
2.1.2.1. Thiết bị 23
2.1.2.2. Hoá chất 23
2.1.3. Môi trường nuôi cấy vi sinh vật (g/ml) 24
2.1.3.1. Môi trường NA (dùng để phân lập, giữ giống) 24
2.1.3.2. Môi trường thử hoạt tính enzyme cellulose 24
2.1.3.3. Môi trường nuôi thu enzyme cellulase 24
2.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 25

2.2.1. Phương pháp phân lập 25
2.2.2. Phương pháp giữ giống 26
2.2.3. Một số phương pháp nghiên cứu đặc điểm sinh học của vi khuẩn 26
2.2.3.1. Phương pháp quan sát đặc điểm khuẩn lạc 26
2.2.3.2. Phương pháp làm tiêu bản cố định 27
2.2.3.3. Phương pháp nhuộm Gram 27
2.2.4. Phương pháp định tính khả năng sinh enzyme cellulase 28
2.2.5. Phương pháp thu nhận dịch chiết enzyme thô 28
2.2.6. Phương pháp xác định hoạt độ enzyme cellulase 28
2.2.6.1. Phương pháp đục lỗ thạch 28
2.2.6.2.Phương pháp xác định hàm lượng đường khử 28
2.2.6.3. Phương pháp tính hoạt độ hệ enzyme cellulase 29
2.2.7. Bố trí thí nghiệm 31
2.2.7.1. Thí nghiệm xác định các điều kiện ảnh hưởng đến hoạt tính enzyme
cellulase 31
2.2.7.2. Thí nghiệm xác định các điều kiện nuôi cấy thích hợp sinh enzyme
cellulase tốt nhất 33
2.2.7.3. Ứng dụng enzyme cellulase của chủng Bacillus tuyển chọn vào việc
thủy phân cellulose có trong bã sắn 35
PHẦN 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 37
iv

3.1. XÂY DỰNG ĐƯỜNG CHUẨN THEO PHƯƠNG PHÁP MILLER 37
3.2. TUYỂN LỰA CHỦNG VI KHUẨN BACILLUS SPP SINH ENZYME
CELLULASE TỐT NHẤT 38
3.2.1. Phân lập vi khuẩn Bacillus từ thực phẩm lên men Natto 38
3.2.2. Dựa vào vòng thủy phân CMC 1% tuyển lựa chủng Bacillus sinh
enzyme cellulase 38
3.2.3. Đặc điểm hình thái của 3 chủng B1, B3, B7 39
3.2.3.1. Hình thái khuẩn lạc 39

3.2.3.2. Hình thái vi khuẩn 39
3.2.4. Dựa vào hoạt tính enzyme cellulase của 3 chủng B1, B3, B7 để chọn
chủng sinh enzyme mạnh nhất 41
3.2.4.1. Xác định định tính hoạt tính cellulase 41
3.2.4.2. Dựa vào định lượng Glucose bằng phương pháp đo quang Miller để
xác định hoạt độ enzyme cellulase 43
3.3. ĐIỀU KIỆN ĐỂ ENZYME CELLULASE CÓ HOẠT TÍNH CAO
NHẤT 47
3.3.1. Nghiên cứu nhiệt độ ảnh hưởng đến hoạt tính của enzyme cellulase 44
3.3.2. Nghiên cứu pH ảnh hưởng đến hoạt tính của enzyme cellulase 44
3.4. NUÔI CẤY THU ENZYME CELLULASE 44
3.4.1. Nghiên cứu sự ảnh hưởng của pH đến quá trình sinh tổng hợp enzyme
cellulase 47
3.4.2. Nghiên cứu thời gian ảnh hưởng đến quá trình sinh tổng hợp enzyme
cellulase 48
3.5. BƯỚC ĐẦU ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG THỦY PHÂN CELLULOSE TRÊN MÔI
TRƯỜNG BÃ SẮN 50
KẾT LUẬN 53
ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 53
TÀI LIỆU THAM KHẢO 54
PHỤ LỤC 57
v

DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1: Cấu trúc phân tử cellulose 3
Hình 1.2: Cấu trúc không gian của enzyme cellulase 10
Hình 1.3: Cơ chế tác dụng của enzyme cellulase lên cellulose 11
Hình 2.1: Sơ đồ phân lập Bacillus từ thực phẩm lên men Natto 25
Hình 2.2: Ống nghiệm giữ giống Bacillus 26
Hình 2.3: Sơ đồ xác định các điền kiện ảnh hưởng đến hoạt tính enzyme cellulase

32
Hình 2.4: Sơ đồ các điều kiện nuôi cấy Bacillus thích hợp để sinh tổng hợp enzyme
cellulase 34
Hình 2.5: Ứng dụng enzyme cellulase vào việc thủy phân cellulose trong bã sắn 36
Hình 3.1: Đồ thị đường chuẩn glucose theo phương pháp Miller 38
Hình 3.2: Cấy ria chủng Bacillus trên đĩa petri 38
Hình 3.3: Vòng thủy phân CMC 1% của các chủng Bacillus 38
Hình 3.4: Tiêu bản nhuộm Gram của chủng B1 40
Hình 3.5: Tiêu bản nhuộm Gram của chủng B3 40
Hình 3.6: Tiêu bản nhuộm Gram của chủng B7 41
Hình 3.7: Vòng thủy phân cellulose của 3 chủng B1, B3, B7 42
Hình 3.8: Biểu diễn hoạt độ enzyme cellulase của 3 chủng B1, B3, B7 43
Hình 3.9: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hoạt tính enzyme cellulase 44
Hình 3.10: pH ảnh hưởng đến hoạt tính enzyme cellulase 46
Hình 3.11: pH ảnh hưởng đến quá trình sinh tổng hợp enzyme cellulase. 47
Hình 3.12: Thời gian ảnh hưởng đến quá trình sinh tổng hợp enzyme cellulase 49
Hình 3.13: Ủ bã sắn với enzyme cellulase 50
Hình 3.14: Lượng Glucose sinh ra trong quá trình thủy phân cellulose của enzyme
cellulase trên 1g môi trường bã sắn khô 51
vi

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1: Thành phần trong bã sắn 4
Bảng 1.2: Một số vi sinh vật sản xuất cellulase 12
Bảng 2.1: Xây dựng đường chuẩn glucose 29
Bảng 2.2: Xác định hoạt độ cellulase 30
Bảng 3.1: Đường kính vòng thủy phân của các chủng Bacillus 39
Bảng 3.2: Đường kính vòng thủy phân của 3 chủng B1, B3, B7 42
Bảng 3.3: Lượng Glucose (%) sinh ra khi thủy phân cellulose trong 100g bã sắn 52

1

MỞ ĐẦU
Vi sinh vật trong tự nhiên rất phong phú và đa dạng. Chúng ở xung quanh ta:
trong đất, nước, không khí, thậm chí trong cơ thể con người. Chúng có thể gây ra
các bệnh khôn lường như bệnh lao, dịch hạch, dịch tả, đại dịch cúm ở người và gia
cầm, lở mồm, long móng ở bò lợn nhưng chúng cũng đem lại cho ta nguồn lợi vô
cùng to lớn nếu ta biết hiểu chúng và biết sử dụng chúng có mục đích sẽ giúp cuộc
sống của con người tốt đẹp hơn.
Từ xa xưa, con người đã biết ứng dụng những hoạt tính có lợi của vi sinh vật
phục vụ cho đời sống của mình như tạo ra các loại rượu quý nhờ quá trình lên men
của vi sinh vật, những bài thuốc chữa bệnh từ vi sinh vật
Ngày nay chúng ta đang sống trong thế kỷ 21, thế kỷ của khoa học công nghệ
và đặc biệt là công nghệ vi sinh càng chứng tỏ ưu thế của mình.
Hiện nay đã có nhiều chất có hoạt tính sinh học khác nhau đã được tổng hợp từ
vi sinh vật đã được đưa vào sản xuất ở mức độ công nghiệp để phục vụ cho nghiên
cứu, công – nông nghiệp, y học và đời sống của con người.
Các chủng vi khuẩn như: Bacillus, LactoBacillus đã và đang được sử dụng
trong các chế phẩm sinh học để phục vụ cho các nghành sản xuất như: rượu, bia,
công nghệ dệt, y học, bổ sung vào thức ăn gia súc, thức ăn trong nuôi trồng thủy
sản, phế thải hữu cơ làm sạch môi trường nuôi trồng thủy sản là nhờ khả năng
sinh ezyme thủy phân amylase, protease, cellulase của chúng.
Các nhà máy chế biến thực phẩm được hình thành và phát triển ngày càng
nhiều. Bên cạnh đó, các chất thải được thải ra môi trường ngoài với một lượng lớn.
Điển hình như nhà máy chế biến tinh bột từ củ sắn, vào vụ thu hoạch có khoảng 100
– 150 tấn bã sắn được thải ra hằng ngày. Lượng bã sắn tồn đọng là nguyên nhân gây
ô nhiễm môi trường. Với mong muốn tận dụng lại nguồn bã sắn để làm thức ăn
chăn nuôi cho gia súc: bằng cách sử dụng enzyme cellulase phân lập từ vi sinh vật
để phân giải cellulose thành các sản phẩm dễ tiêu hóa như đường kết hợp bổ sung

các chất phụ gia khác như cám gạo, rỉ đường tăng thành phần dinh dưỡng. Nhờ
2

đó, ta chuyển phế liệu thành một sản phẩm có ích trong chăn nuôi sẽ giảm thiểu nạn
ô nhiễm môi trường.
Xuất phát từ thực tế đó chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài:
‘‘Tuyển chọn chủng vi khuẩn Bacillus sinh enzyme Cellulase”
Nội dung
- Tuyển lựa chủng Bacillus sinh enzyme cellulase.
- Xác định một số điều kiện ảnh hưởng đến khả năng thủy phân của enzyme
thu được.
- Sơ bộ đánh giá khả năng sinh enzyme của chủng vi khuẩn Bacillus phân
lập được.
Đề tài được thực hiện trong thời gian ngắn là 3 tháng không tránh khỏi hạn
chế và thiếu sót. Tôi rất mong nhận được các ý kiến bổ ích của những ai quan
tâm đến đề tài để hoàn thiện hơn.
Tôi xin chân thành cảm ơn!

3

PHẦN I
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. TỔNG QUAN VỀ CELLULOSE
1.1.1. Giới thiệu về cellulose
Cellulose là thành phần cơ bản của thực vật. Ngoài ra người ta thường thấy
chúng có nhiều ở tế bào của một số loài vi sinh vật. Ở tế bào thực vật và một số tế
bào vi sinh vật, chúng tồn tại ở dạng sợi.
Cellulose không có trong tế bào động vật. Chúng là một homopolimer mạch
thẳng, được cấu tạo bởi các β-Dglucose-pyranose. Các thành phần này liên kết với
nhau bởi liên kết glucose, liên kết các glucose này với nhau bằng liên kết α-1,4-

glucoside. Các gốc glucose trong glucose thường lệch nhau một góc 180
0
C và có
dạng như một chiếc ghế bành. Cellulase thường chứa 10.000 – 14.000 gốc đường và
được cấu tạo như Hình 1.1.

Hình 1.1: Cấu trúc phân tử cellulose
Cellulose là chất hữu cơ khó phân hủy. Người và hầu hết động vật không có
khả năng phân hủy cellulose. Do đó, khi thực vật chết hoặc con người thải các sản
phẩm hữu cơ có nguồn gốc thực vật đã để lại trong môi trường lượng lớn rác thải
hữu cơ. Tuy nhiên nhiều chủng VSV bao gồm nấm, xạ khuẩn có khả năng phân hủy
cellulose thành các sản phẩm dễ phân hủy nhờ enzyme cellulase [5].
4

1.1.2. Tìm hiểu về cây sắn và bã sắn
Cây sắn
Cây sắn trồng rất nhiều ở nước ta chủ yếu để lấy củ, cây có chiều cao 1 – 3m,
thân có 3 lõi đơn hoặc phân nhánh, các lá có thùy sâu, dạng chân vịt.
Củ sắn có kích thước trung bình dài 25 – 38cm. Tùy theo giống, điều kiện đất
đai và thời gian thu hoạch mà củ sắn có kích thước lớn hơn hoặc nhỏ hơn trị số
trung bình.
Cấu tạo củ sắn gồm 4 phần chính: vỏ gỗ, vỏ thịt, thịt sắn và lõi sắn.
Bã sẵn
Hiện nay ở nước ta có trên 60 nhà máy tinh bột sắn với tổng công suất khoảng
38 triệu tấn củ sắn tươi/năm. Theo ước tính một nhà máy chế biến tinh bột sắn có
công suất 30 – 100 tấn/ngày sẽ sản xuất được 7,5 – 25 tấn tinh bột, kèm theo đó là
12 – 48 tấn bã bao gồm 2 loại:
 Loại 1: Bã thải do quá trình rửa và bóc vỏ gỗ chiếm tỉ trọng ít và thành phần
chủ yếu là cellulose, hemixenlulose và cát, sạn.
 Loại 2: Phần bã còn lại sau khi tách tinh bột gọi là bã sắn.

Bảng 1.1: Thành phần trong bã sắn
Thành phần Hàm lượng (%)
Protein 1,82 – 2,03
Chất béo 0,09 – 0,2
Tro 1,61 – 2,38
DNF (%DM) 31,2
Tinh bột 60,84 – 65,9
Cacbohydrat 72,19 – 79,51
Độ ẩm 80,16 – 85,5
1.1.3. Tình hình tận dụng bã sắn nguyên liệu
Bã sắn nguyên liệu chứa độ ẩm cao và một số chất như tinh bột, chất béo rất
dễ bị vi khuẩn phân hủy gây ra mùi hôi thối gây ô nhiễm môi trường. Từ Bảng 1.1
trong thành phần bã sắn tươi còn chứa một số chất dinh dưỡng do đó ta có thể tận
dụng để biến phế liệu thành một sản phẩm khác có ích hơn phục vụ cho những mục
đích nhất định.
5

 Ở Việt Nam
- Làm thức ăn cho động vật nhai lại.
- Sản xuất thức ăn chăn nuôi có giá trị cao.
- Sản xuất cồn sinh học.
 Thế giới
- Tạo chất kết dính cho sản xuất diêm.
- Dùng làm phân bón.
- Dùng làm thức ăn gia súc.
- Sản xuất etanol sinh học.
- Vấn đề nghiên cứu nhiên liệu sinh học thay thế cho xăng cũng được nhiều
nước trên thế giới quan tâm. Thái Lan là nước sản xuất thành công etanol sinh học
từ bã sắn, thành công này có ý nghĩa đặc biệt quan trọng vì nước này phải nhập 2/3
nguồn năng lượng từ nước ngoài.

Bã sắn đã được tận dụng trong rất nhiều lĩnh vực để giảm thiểu ô nhiễm môi
trường. Tuy nhiên ở Việt Nam thì điều này còn hạn chế. Với đề tài phân lập
Bacillus có hoạt tính cellulase. Và bước đầu ứng dụng chủng Bacillus phân hủy
cellulose trong bã sắn để làm thức ăn trong chăn nuôi. Tôi muốn góp một phần nhỏ
bé trong công cuộc bảo vệ môi trường ở nước ta.
1.2. TỔNG QUAN VỀ ENZYME
1.2.1. Lịch sử phát triển enzyme học [9]
Enzyme là những protein có khả năng xúc tác cho các phản ứng hóa học với
mức độ đặc hiệu khác nhau ở nhiệt độ tương đối thấp. Enzyme có trong tất cả các tế
bào sống, là chất xúc tác sinh học. Enzyme có đầy đủ các tính chất của chất xúc tác,
nhưng enzyme có hiệu xuất xúc tác lớn hơn tất cả các chất xúc tác vô cơ và hữu cơ
khác. Ezyme không những có thể xúc tác cho các phản ứng xảy ra trong cơ thể
sống, mà sau khi tách khỏi hệ thống sống, ở những điều kiện nhất định chúng vẫn
giữ được hoạt tính xúc tác.
6

 Trước thế kỷ XVII
Việc sử dụng enzyme có tính chất kinh nghiệm thuần túy.
Người cổ xưa đã biết dùng vi sinh vật như là nguồn enzyme trong các quá
trình lên men: Làm rượu vang, sản xuất giấm, làm bánh mỳ…
 Thế kỷ XVII đến nửa đầu thế kỷ XVIII
Đã đề ra được khái niệm enzyme.
Vanhemon (Vanhemont) người Hà Lan, lần đầu tiên đã quan sát được hiện
tượng tạo thành chất khí khác không khí trong quá trình lên men.
1659, Silvius lần đầu tiên nêu lên rằng, về cơ bản tất cả các quá trình sống đều
là những quá trình hóa học.
 Nửa cuối thế kỷ XVIII
Đã có những thí nghiệm đầu tiên về enzyme:
Công trình nghiên cứu khả năng tiêu hóa thịt trong dạ dày. Công trình này do
Reaumur (người Pháp) bắt đầu và sau đó được Spallanzani (người Ý) mở rộng.

Năm 1986, Schwann đã gọi chất làm tiêu hóa thịt này là pepsin.
Từ năm 1800, người ta cũng đã cho rằng, trong ruột có một enzyme phân giải
protein khác. Sau đó Kuhne đặt tên là trypsin.
Protease thực vật được sử dụng khá sớm, từ năm 1700 người dân ở các đảo
Thái Bình Dương đã biết sử dụng đu đủ để làm mềm thịt.
 Nửa đầu thế kỷ XIX
Người ta đã tách được một số chế phẩm từ nhiều nguồn nguyên liệu khác có
tác dụng thủy phân các chất tương ứng, và bước đầu tách được các chất tạo nên quá
trình lên men.
Mở đầu là công trình nghiên cứu của Kiecgiop (người Nga, 1814), nước chiết
từ hạt lúa mạch nảy mầm có tác dụng chuyển hóa tinh bột thành đường từ 40
0
C –
60
0
C.
Năm 1833, Payen và Pesso (Pháp) thêm cồn vào dịch chiết này, thu được kết
tủa có khả năng phân giải tinh bột thành đường, đặt tên là diastate.
Người ta cũng đã tách được nhiều enzyme khác ở dạng kết tủa.
7

 Nửa cuối thế kỷ XIX
Đã tinh sạch được một số enzyme và nghiên cứu một số tính chất cơ bản của
enzyme.
Trong thời kỳ này đã có những thông báo về cơ chế tác dụng của enzyme:
Wurtz (1880) đã chỉ ra rằng, papain tạo thành hợp chất không tan với fibrin trước
khi thủy phân nó.
 Nửa cuối thế kỷ XX:
Đã phát hiện được CoEnzyme (Harde và Young, 1906); nghiên cứu động học
phản ứng enzyme; kết tinh được enzyme và xác định được bản chất hóa học của

enzyme là protein, xác định được một số hệ thống enzyme xúc tác cho quá trình
đường phân…
Việc xác định cấu trúc enzyme là vấn đề có tính chất cốt lõi để làm sáng tỏ
nhiều vấn đề trong nghiên cứu enzyme, enzyme đầu tiên được kết tinh là urease,
tinh thể urease bao gồm protein, khi hòa tan trong dung môi sẽ có hoạt tính enzyme.
Công trình này mở ra một giai đoạn mới, một bước ngoặc quan trọng trong lịch sử
nghiên cứu enzyme.
 Những thành tựu chính về nghiên cứu enzyme và công nghệ enzyme
trong nửa cuối thế kỷ XX
Đã áp dụng thành công các phương pháp hiện đại trong nghiên cứu enzyme:
hoàn thiện phương pháp xác định cấu trúc bậc I phân tử enzyme ; nghiên cứu liên
quan giữa cấu trúc và chức năng của phân tử.
Lần đầu tiên đã phân loại và cách gọi tên enzyme một cách có hệ thống.
Phát hiện các restrictase (enzyme giới hạn).
Tổng hợp hóa học enzyme. Đến nay người ta đã tổng hợp được enzyme từ
nguyên liệu ban đầu là các chất phân tử thấp như các cyclodextrin, sau đó gắn thêm
các nhóm chức trong trung tâm hoạt động của enzyme. Với phương pháp tổng hợp
này đã tổng hợp nhân tạo enzyme có hoạt tính phân giải ester giống chymotripsin
nhưng có độ bền lớn hơn.
8

Thành tựu khác là thiết kế enzyme có hoạt tính hay đặc tính mới bằng cách
ghép một enzyme vào một bộ khung cấu trúc khác.
Phát hiện reverse transcriptase.
Phát hiện một số phân tử sinh học thuộc các nhóm chất có hoạt tính sinh học
khác cũng có hoạt tính xúc tác như enzyme: kháng thể, rybozyme.
Đã hình thành ngành Công nghệ sản xuất enzyme, sản xuất các chế phẩm
enzyme không tan và sử dụng chúng trong thực tế.
Tạo được các enzyme tái tổ hợp và thiết kế các enzyme có tính năng mới.
Thành tựu lớn khác là tạo được mô hình của một số enzyme gắn được với

màng.
 Phương hướng nghiên cứu công nghệ enzyme hiện nay và trong
tương lai
Nghiên cứu, áp dụng các kỹ thuật, công nghệ mới hiên đại để:
Sàng lọc, tuyển chọn hoặc tạo nguồn nguyên liệu giàu ezyme mong muốn.
Thu nhận chế phẩm enzyme có hiệu suất, hoạt độ và độ bền cao, giá thành
ngày càng thấp.
Nghiên cứu liên quan giữa cấu trúc và chức năng của phân tử, cơ chế điều hòa
của phân tử và hệ thống enzyme.
Phát triển nghiên cứu tổng thể bộ protein/enzyme, sinh học enzyme trong tổng
thể của hệ thống sống: sự phân bố, quan hệ tương tác, quá trình trao đổi, tác dụng,
chức năng sinh lý, các dạng tồn tại của chúng trong hệ thống sống.
Mô hình hóa phân tử, hệ thống enzyme trong tế bào và cơ thể sống.
Cải biến định hướng phân tử enzyme, thiết kế các phân tử enzyme mới với
những đặc tính mong muốn và có hiệu quả sử dụng cao trong thực tế.
Phát triển nghiên cứu proteome góp phần giải thích cơ chế các quá trình bệnh
lý ở mức độ phân tử.
Mở rộng phạm vi ứng dụng enzyme trong thực tế.
Nghiên cứu tạo các chip enzyme.
9

1.2.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến vận tốc phản ứng enzyme [9].
- Ảnh hưởng của nồng độ enzyme.
- Ảnh hưởng của nồng độ cơ chất.
- Ảnh hưởng của các chất kiềm hãm
- Ảnh hưởng của các ion kim loại.
- Ảnh hưởng của các anion.
- Ảnh hưởng của các chất hoạt hóa khác.
- Ảnh hưởng của pH đến phản ứng enzyme.
- Ảnh hưởng của nhiệt độ.

1.2.3. Giới thiệu về cellulase
Cellulase là phức hệ thuỷ phân cellulose tạo thành các phân tử đường β-
glucose. Theo kết quả nghiên cứu của một số tác giả, cellulose bị phân hủy dưới tác
dụng hiệp đồng của phức hệ enzyme bao gồm ba enzyme là Exo-β-(1,4)-glucananse
hay enzyme C
1
, Endo-β-glucananse hay Endocellulase còn gọi là enzyme CMC-ase
hay C
x
và β-glucosidase hay cellobioase:
 Exo-1,4-gluconase (hay cellobiohydroase, C1 EC 3.2.1.91) giải phóng
cellobiose hoặc glucose từ đầu không khử của cellulose, tác dụng yếu lên CMC
nhưng tác dụng mạnh lên cellulose vô định hình hoặc cellulose đã bị phân giải một
phần. Tác dụng lên cellulose kết tinh không rõ nhưng khi có mặt endoglucanase thì
có tác dụng hiệp đồng rõ rệt.
 Endo-1,4-glucanese (hay CMC-ase, C
x
, EC 3.2.1.4) thủy phân liên kết β-1,4-
glucoside và tác động vào chuỗi cellulose một các tùy tiện, sản phẩm của quá trình
thủy phân là cellobiose và glucose. Do thủy phân CMC hoặc cellulose theo kiểu tùy
tiện nên endo-1,4-glucanase làm giảm nhanh chiều dài chuỗi cellulose và tăng chậm
các nhóm khử, enzyme tác động mạnh lên cellodextrin. Enzyme này hoạt động
mạnh ở vùng vô định hình nhưng lại hoạt động yếu ở vùng kết tinh của cellulose.
 β-1,4-glucosidase (hay cellobiase, EC 3.2.1.21) thủy phân cellobiase và các
cellodextrin khác hòa tan trong nước sinh ra, chúng có hoạt tính cao trên cellobiase,
10

còn cellodextrin thì có hoạt tính thấp và giảm khi chiều dài của chuỗi tăng lên. Chức
năng của β-glucosidase có lẽ là điều chỉnh sự tích lũy các chất cảm ứng cellulase.
1.2.3.1 Cấu trúc của enzme cellulase

Cellulase có bản chất là protein được cấu tạo từ các đơn vị là acid amin, các
acid amin được nối với nhau bởi liên kết peptid-CO-NH. Ngoài ra, trong cấu trúc
còn có những thành phần phụ khác. Cấu trúc hoàn chỉnh của các loại enzyme nhóm
Endo-glucanase và Exo-glucanase giống nhau trong hệ cellulase của nấm sợi, gồm
một trung tâm xúc tác và một đuôi tận cùng, phần đuôi này xúc phát từ trung tâm
xúc tác và được gắn thêm vùng glycosin hóa, cuối đuôi là vùng gắn kết với
cellulose. Vùng này có vai trò tạo liên kết với cellulose tinh thể. Trong quá trình
phân hủy cellulose có sự tương quang mạnh giữa khả năng xúc tác phân giải
cellulose của các enzyme và ái lực của enzyme này đối với cellulose. Hơn nữa, hoạt
tính của cellulase dựa vào tinh thể cellulose và khả năng kết hợp của CBD
(cellulose binding domain) với cellulose. Sự có mặt của CBD sẽ hỗ trợ cho enzyme
cellulase thực hiện việc cắt đứt nhiều lần liên kết trong cellulose tinh thể. Vùng gắn
kết với cellullose có cấu tạo khác với liên kết thông thường của protein và việc thay
đổi chiều dài của vùng glycosil hóa có ảnh hưởng đến hoạt tính xúc tác của enzyme.

Hình 1.2: Cấu trúc không gian của ezyme cellulase.
11

1.2.3.2. Tính chất của enzyme cellulase
Cellulase thủy phân cellulose trong tự nhiên ở các dẫn xuất như
carboxymethyl cellulase (CMC) hoặc hydroxyethyl cellulose (HEC). Cellulase cắt
liên kết β-1,4-glucidase trong cellulose, lichenin và các β-D-glucan của ngũ cốc.
Độ bền nhiệt và tính đặc hiệu cơ chất có thể khác nhau. Cellulase hoạt động ở
các pH từ 3 – 7, nhưng pH tối thích trong khoảng pH = 4 – 5. Nhiệt độ tối ưu từ 40
– 50
0
C. Hoạt tính của cellulase bị phá hủy hoàn toàn ở 80
0
C trong 10 – 15 phút.
Cellulase bị ức chế bởi các sản phẩm phản ứng của nó như glucose, cellobiose

và bị ức chế hoàn toàn bởi Hg. Ngoài ra, cellulase còn bị ức chế bởi các ion kim
loại khác như Mn, Ag, Zn nhưng ở mức độ nhẹ.
1.2.3.3. Cơ chế tác dụng của enzyme cellulase
Cellulase là một hệ phức tạp xúc tác sự thủy phân cellulose thành cellobiose
và cuối cùng thành glucose.
Sự phân giải cellulose dưới tác dụng của enzyme cellulase xảy ra theo 3 giai
đoạn chủ yếu sau:
- Trong giai đoạn thứ nhất, dưới tác dụng của tác nhân C
1,
cellulose bị thủy
phân thành cellulose hòa tan. Trong giai đoạn thứ hai, cellulose hòa tan sẽ bị thuỷ
phân dưới tác dụng xúc tác của hệ enzyme C
x
tạo thành đường cellobiose.
- Ở giai đoạn cuối cùng, dưới tác dụng của enzyme 1,4-glucosidase (hay
cellobiase, EC 3.2.1.21), cellobiose bị thủy phân thành glucose.

Hình 1.3: Cơ chế tác dụng của ezyme cellulase lên cellulose
12

Các loài vi sinh vật có khả năng sinh tổng hợp cellulase trong điều kiện tự
nhiên thường bị ảnh hưởng bởi tác động nhiều mặt của các yếu tố ngoại cảnh nên
có loài phát triển mạnh, có loài phát triển yếu. Chính vì thế, việc phân hủy
cellulose trong tự nhiên được tiến hành không đồng bộ, xảy ra rất chậm.
1.2.4. Vi sinh vật sinh tổng hợp cellulose
Trong điều kiện tự nhiên, cellulose bị phân hủy bởi vi sinh vật cả trong điều
kiện hiếu khí và yếm khí. Các loài vi sinh vật thay phiên nhau phân hủy cellulose
đến sản phẩm cuối cùng là glucose. Số lượng các loài tham gia sinh tổng hợp
enzyme có trong điều kiện tự nhiên rất phong phú. Chúng thuộc loại nấm sợi, xạ
khuẩn, vi khuẩn và trong một số trường hợp các nhà khoa học còn thấy cả nấm men

cũng tham gia vào quá trình phân giải này. Bảng 1.2 là một số loài vi sinh vật được
các nhà nghiên cứu kỹ nhất.
Bảng 1.2: Một số vi sinh vật sản xuất cellulase.
Nấm sợi Xạ khuẩn Vi khuẩn
Aspergillus niger
A. oryzae
A. terreus
A. syndovii
A. flavus
Fusarium culmorum
Fusarium oxysporum
Mucor pusilus
P. Notatum
Penicillium spp
Trichoderma lignorum

Trichoderma reesei
Trichoderma viride
Trichoderma konongi

Actinomycea ureus
A. cellulose
A. diastaticus
A. roseus
A. griseus
A. melamocylas
A. coelicolor
A. candidus
A. chromogenes
A. hygroscopicus

A. griseofulvin
A. ochroleucus
A. thermofulcus
A. xanthostrums
Thermonospora curvata

Preudomonas
Fluorescens
B.megaterium
B.mensenteroides
Clostridium sp
Acerobacte xylinum
Vi khuẩn dạ cỏ bò
Ruminoccus albus
Ruminobacter parum

Bacterioides
Amylophillus sp
C. butiricum
C. locheheadil
Cellulosemonas

1.2.5. Ứng dụng của enzyme cellulase
Trong công nghiệp thực phẩm
Cellulose là thành phần cơ bản của tế bào thực vật, vì vậy nó có mặt trong mọi
rau quả cũng như trong các nguyên liệu, phế liệu của các nghành trồng trọt và lâm
nghiệp. Nhưng người và động vật không có khả năng phân giải cellulose. Nó chỉ có
13

giá trị làm tăng tiêu hóa, nhưng với số lượng lớn nó trở nên vô ích hay cản trở tiêu

hóa.
Chế phẩm cellulase thường dùng để:
 Tăng chất lượng thực phẩm và thức ăn gia súc.
 Tăng hiệu suất trích ly các chất từ nguyên liệu thực vật.
Ứng dụng của cellulase trong chế biến thực phẩm là dùng nó để tăng độ hấp
thu, nâng cao phẩm chất về vị và làm mềm các loại thực phẩm đặc biệt trong thức
ăn cho trẻ em.
Dùng cellulase để xử lý các loại rau quả, bắp cải, hành, cà rốt, khoai tây, táo ,
các loại chè, tảo biển và lương thực như gạo.
Trong sản xuất bia
Dưới tác dụng của cellulase hay phức hệ citase trong đó có cellulase, thành tế
bào của hạt đại mạch bị phá hủy tạo điều kiện tốt cho tác động của protease và quá
trình đường hóa.
Trong sản xuất agar
Cellulose làm tăng chất lượng của agar hơn là với phương pháp dùng acid phá
vỡ thành tế bào.
Trong công nghiệp sản xuất giấy và bột giấy
Bổ sung endoglucanase trong công đoạn nghiền bột giấy sẽ làm thay đổi nhẹ
cấu hình sợi cellulase, tăng khả năng nghiền và tiết kiệm 20% năng lượng cho quá
trình nghiền cơ học. Trước khi nghiền hóa học, gỗ được xử lý với endoglucanase và
hỗn hợp các enzyme hemicellulase, pectinase sẽ làm tăng khả năng khuếch tán hóa
chất vào phía trong gỗ và hiệu quả khử lignin.
Trong công nghiệp sản xuất dung môi hữu cơ
Bổ sung cellulase trong giai đoạn đường hóa của quá trình sản xuất ethanol
giúp phá hủy thành tế bào cellulose, giúp tăng lượng đường và đẩy nhanh tốc độ
phản ứng của tinh bột và amylase dẫn đến hiệu suất thu hồi rượu tăng.
14

Trong công nghệ sử lý rác thải và phân bón vi sinh
Rác thải là nguồn chính gây nên ô nhiễm môi trường dẫn đến mất cân bằng

sinh thái và phá hủy môi trường sống, đe dọa tới sức khỏe và cuộc sống con người.
Thành phần hữu cơ chính trong rác thải là cellulose nên việc sử dụng công nghệ vi
sinh trong xử lý rác thải cải thiện môi trường rất hiệu quả. Enzyme này có khả năng
phân giải rác thải chứa cellulose, chuyển hóa các hợp chất kiểu lignocellulose và
cellulose trong rác thải tạo nên nguồn năng lượng thông qua các sản phẩm đường,
ethanol, khí sinh học hay các sản phẩm giàu năng lượng khác.
Ngoài việc bổ sung trực tiếp vi sinh vật vào bể ủ xử lý rác thải thì việc tạo ra
các chế phẩm vi sinh có các vi sinh vật được nghiên cứu và sản xuất. Phức hợp
cellulase được sử dụng để xử lý nguồn nước thải do các nhà máy giấy thải ra.
Nguyên liệu làm giấy là gỗ (sinh khối của thực vật bậc cao). Sinh khối này chứa
nhiều loại polysaccharide, trong đó các polysacchatide quan trọng quyết định tới số
lượng, chất lượng giấy là cellulose. Vì vậy, nước thải của các nhà máy, cơ sở chế
biến gỗ, các xưởng mộc khi bổ sung các chế phẩm chứa phức hệ cellulase đem lại
hiệu quả cao.
Ngoài ra, việc sản xuất enzyme cellulase có hoạt độ cao để phân hủy cellulase
thành các nguồn nhiên liệu sinh học đang được quan tâm đặc biệt trong ngành công
nghiệp năng lượng sạch trên toàn thế giới. Đặc biệt ứng dụng trong việc xử lý rác
thải hữu cơ và phân bón vi sinh.
1.2.6. Tình hình nghiên cứu về cellulase
1.2.6.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới
Nghiên cứu và ứng dụng của cellulase bắt đầu từ những năm 1950. Cuối thế
kỷ XIX đã có rất nhiều tác giả nghiên cứu về khả năng tổng hợp cellulase từ vi sinh
vật. Một số nghiên cứu về cellulase từ nấm như: Trichoderma reseii [13],
Schizophillum commune [19], Fusarium lini, Penicillium funiculosum. Năm 2000,
đã nghiên cứu về khả năng sinh tổng hợp cellulase từ các loại nấm có tính đặc hiệu
cao bao gồm phức hệ 3 enzyme: endoglucanase, cellobihydrolase và –glucosidase
thủy phân hoàn toàn glucose.
15

Trong số những nghiên cứu về khả năng sinh cellulase của vi khuẩn thì

Bacillus là chủng có khả năng sản sinh cellulase ngoại bào với số lượng lớn, được
quan tâm nghiên cứu nhiều hơn cả đặc biệt là: B. sublitis, B. polymxa, B. cereus,
Bacillus sp. KMS-330 [14].
Do cellulase có nhiều ứng dụng nên có rất nhiều nghiên cứu về nó: nghiên cứu
về các tính chất hóa lý như xác định khối lượng phân tử, xác định nhiệt độ tối ưu,
xác định pH tối ưu…
1.2.6.2. Tình hình nghiên cứu trong nước
Trong những năm gần đây ở Việt Nam đã có một số nghiên cứu về vi sinh vật
phân hủy cellulose [4]. Những nghiên cứu này chủ yếu đề cập vấn đề phân lập các
chủng vi sinh vật và đánh giá ảnh hưởng của một số yếu tố môi trường đến khả
năng sinh tổng hợp cellulase như: tuyển chọn, nghiên cứu ảnh hưởng các yếu tố môi
trường lên khả năng sinh tổng hợp cellulase và tinh sạch, đánh giá tính chất hóa lý
của cellulase từ chủng Penicillium sp. DTQ – HK1[5]. Nghiên cứu phân loại và xác
định hoạt tính cellulase của chủng xạ khuẩn ưu nhiệt…
1.3. TỔNG QUAN VỀ BACILLUS
1.3.1. Đại cương về Bacillus
Vi khuẩn Bacillus là những vi khuẩn Gram dương. Thuộc chi Bacillaceae, có
nội bào tử hình ovan có khuynh hướng phình ra ở một đầu. Bacillus được phân biệt
với các loài vi khuẩn sinh nội bào tử khác bằng hình dạng tế bào hình que, sinh
trưởng dưới điều kiện hiếu khí hoặc kị khí không bắt buộc. Tế bào Bacillus có thể
đơn hoặc chuỗi và chuyển động bằng tiêm mao. Nhờ khả năng sinh bào tử nên vi
khuẩn Bacillus có thể tồn tại trong thời gian rất dài dưới các điều kiện khác nhau và
rất phổ biến trong tự nhiên nên có thể phân lập từ nhiều nguồn khác nhau như đất,
nước, trầm tích biển, thức ăn nhưng chủ yếu là từ đất nơi mà đóng vai trò quan
trọng trong chu kì C và N [18].
Tất cả các loài Bacillus đều có khả năng dị dưỡng và hoại sinh nhờ sử dụng
các hợp chất hữu cơ đa dạng như đường, acid amin, acid hữu cơ Một vài loài có
thể lên men carbonhydrat tạo thành glycerol và butandiol; một vài loài khác thì cần
16

vitamin, acid amin Hầu hết đều là loài ưa nhiệt trung bình với nhiệt độ tối ưu là 30
– 45
0
C, nhưng cũng có loài ưa nhiệt với nhiệt độ tối ưu là 65
0
C [15].
Đa số Bacillus sinh trưởng ở pH = 7, một số phù hợp với pH = 9 – 10 như
Bacillus alcalophillus, hay phù hợp với pH = 2 – 6 như Bacillus acidocadrius.
Bacillus có khả năng sinh enzyme ngoại bào (amylase, protease, cellulase ),
do đó chúng được ứng dụng rất nhiều trong công nghiệp, trong bảo vệ môi trường,
1.3.2. Một số vi khuẩn Bacillus thường gặp trong tự nhiên:
Bacillus subtilis
Bacillus subtilis được các nhà khoa học cùng thời với Robert Koch tên là
Ferdinand Cohn phát hiện và đặt tên năm 1872 [20].
Bacillus sublitis được gọi là trực khuẩn cỏ khô vì nó phân bố nhiều trong đất
và đặc biệt là cỏ khô.
Chúng phân hủy pectin và polysaccarit ở mô thực vật và góp phần gây nên nốt
ở củ khoai tây bị u. Chúng sinh trưởng trên môi trường nguyên thủy xác định mà
không cần bổ sung thêm yếu tố kích thích sinh trưởng. Sự sinh trưởng phát triển của
chúng góp phần làm hỏng các nguyên liệu có nguồn gốc từ động thực vật. Chúng
không sinh trưởng trên thực phẩm có tính acid ở điều kiện tối ưu. Chúng là nguyên
nhân gây hư hỏng bánh mỳ. Phần lớn các thông tin chúng ta có về đặc điểm sinh
học, hóa sinh, di truyền của các vi khuẩn Gram (+) đều nhận được từ việc nghiên
cứu Bacillus sublitis [20].
Chúng là những vi khuẩn hình que, ngắn, nhỏ, kích thước (3 – 5) × 0,6 µm.
Chúng phát triển riêng rẻ như những sợi đơn bào. Khuẩn lạc khô, vô màu hay
xám nhạt, có thể màu trắng hơi nhăn hoặc tạo ra lớp mịn lan trên bề mặt thạch, mép
nhăn hoặc lòi lõm nhiều hay ít, bám chặt vào môi trường thạch.
Bacilus sublitis sinh tưởng tốt nhất ở 36
0

C – 50
0
C, tối đa khoảng 60
0
C. Là loại ưa
nhiệt cao. Bào tử của Bacillus sublitis cũng chịu được nhiệt khá cao.
Bào tử hình bầu dục, kích thước 0,5 – 0,9 µm. Phân bố theo nguyên tắc chặt
chẽ, lệch tâm, gần tâm nhưng không chính tâm. Chúng phát tán rộng rãi. Chúng là
một thể nghỉ sinh ra vào cuối thời kì sinh trưởng phát triển của vi khuẩn. Chúng
17

không có khả năng trao đổi chất nên có khả năng sống vài chục năm, thậm chí đến
200 – 300 năm [2].
Vi khuẩn Bacillus được xem là vi khuẩn điển hình vì có những đặc tính tiêu
biểu không gây hại nên đây là một trong những vi khuẩn được sử dụng để sản xuất
enzyme và các hóa chất đặc biệt như: amylase, protease, inosine, ribosides, acid
amin, [23]. ngoài ra nhờ khả năng bám dính proton lên bề mặt mà Bacillus sublitis
có thể loại bỏ được chất thải phóng xạ như Thorium(IV) và Plutonium(IV) [16].
Đặc biệt Bacillus sublitis được sử dụng trong lên men Natto của Nhật – một thực
phẩm chức năng rất bổ dưỡng cho sức khỏe [21].
Bacillus megaterium
Mengaterium có nghĩa là “con thú lớn” [20]. Tế bào cả nó khá lớn khoảng gấp
hơn 2 lần tế bào Bacllus sublitis, chiều ngang (1,2 – 1,5) µm có thể đến 2µm, dài từ
3 – 12 µm, ở các ống nuôi già thì tế bào ngắn hơn, tròn hơn, đôi khi hình thoi với
đầu hẹp lại. Tế bào chứa nhiều hạt nhỏ và chất dinh dưỡng dự trữ (hạt mỡ,
glycogen) [8].
Bào tử lớn hình ovan hay bầu dục, kích thước 1,5 × (0,7 – 1) µm, bào tử lớn
nhất có đường kính từ 1,2 – 1,5 µm [20]. Chúng nằm lệch tâm thường theo chiều
ngang hoặc xiên của tế bào.
Khuẩn lạc tròn đều không thùy, không nếp, mép tròn đều hơi lượn sóng, trông

giống giọt bạch lạp, lồi nhẵn, nhưng thường có vòng viền quanh vòng tâm trên bề
mặt, màu trắng sữa hay đục.
Sinh trưởng trên môi trường đơn giản không cần thêm bất kỳ một yếu tố sinh
trưởng nào.
Bacillus mengaterium cũng sản sinh ra các enzyme tương tự B.sublitis, do đó
nó cũng được ứng dụng nhiều trong công nghiệp.
Bacillus mensentericus
Bacillus mensentericus được gọi là trực khuẩn khoai tây do nó có mặt trên
khoai tây. Trực khuẩn gần giống Bacillus sublitis, mảnh dài hoặc ngắn (3 – 10) ×
(0,5 – 0,6) µm, có thể đứng riêng rẻ hoặc chuỗi dài.
18

Bào tử hình bầu dục và kéo dài 0,5 – 0,9 µm, nằm ở vị trí bất kì trong tế bào,
tế bào Bacillus mensentericus không bị phình to khi mang bào tử.
Khuẩn lạc bám chặt vào môi trường thạch, có khi dính vào môi trường, mỏng,
nhăn, xám nhạt – trắng, có thể màu Gram, vàng nâu, hồng hoặc đen như Bacillus
mensentericus niger (đen), Bacillus mensentericus ruber (hồng).
Bacillus mensentericus sinh trưởng và phát triển tốt nhất ở nhiệt độ 36 – 45
0
C,
tối đa 50 – 55
0
C, pH = 4,5 – 5 thì ngừng phát triển.
Bacillus mensentericus có hoạt tính amylase, protease lớn hơn hẳn Bacillus
sublitis nhưng lên men đường thì kém hơn.
Bacillus cereus
Đây là loại có mối quan hệ gần gũi với Bacillus anthracis, Bacillus mycoides,
Bacillus thuringiensis. Bào tử của chúng phát tán khắp nơi, trong đất, không khí
Chúng thường sinh sôi nảy nở trên thực phẩm như cơm và có thể sinh độc tố cho
thực phẩm hư hỏng. Chúng được áp dụng để sản xuất kháng sinh, giống Bacillus

này có độc tính, gây ngộ độc thực phẩm [20].
Tế bào Bacillus cereus dày. Kích thước(1 – 1,5) × (3 – 5) µm, có khi dài hơn,
chúng đứng riêng rẽ hay xếp chuỗi. Bào tử hình bầu dục, kích thước 0,9 × (1,2 –
1,5) µm nằm lệch tâm, tế bào chất của nó chưa các hạt và không bào. Khuẩn lạc của
Bacillus sereus phẳng, hơi lõm, trắng đục, mép lồi lõm [1].
Bacillus pumilus
Bào tử phát tán rộng khắp mọi nơi, thường B. pumilus có mặt trong đất nhiều
hơn B. Subtilis.
Khuẩn lạc nhỏ, xung quanh viền mở lan không ranh giới. Tế bào của nó gần
giống như tế bào B. Sublitis.
Bacillus polymyxa
Bacillus polymixa có khuẩn lạc vô màu, phẳng hoặc lồi, trơn, nhầy, lan dần ra
xung quanh, mép đôi khi có thùy.
Tế bào có kích thước (0,6 - 1) × (2 – 7) µm, đứng riêng rẽ hay xếp đôi, chuỗi
ngắn. Khi hình thành bào tử tế bào sẽ phồng lên giống quả chanh [1].
19

Bào tử hình bầu dục kéo dài, trên bề mặt cắt ngang như hình sao. Chúng phát
tán rộng, kích thước dài khoảng (1,7 – 2,6) µm, nằm giữa tế bào [20]. Loại vi khuẩn
này có khả năng làm giảm pectin và polysaccarit trong cây. Chúng còn có khả năng
cố định đạm.
Chúng thường sinh trưởng phát triển trên thực phẩm bị hỏng. Vì vậy người ta
thường phân lập chúng từ thực phẩm. Môi trường kem và những môi trường có tính
acid yếu phù hợp với loại vi khuẩn này. Chúng là nguồn để sản xuất kháng sinh
polymyxin. Đây là loại vi khuẩn rất phổ biến và có ích, chủ yếu là cho công nghiệp
dược.
Bacillus brevis
Người ta tìm thấy và phân lập chúng từ đất và thực phẩm.
Khuẩn lạc có màu trắng, đôi khi có sắc vàng, lồi hoặc phẳng lấp lánh, mép
răng cưa giống dạng mỡ đặc.

Bacillus brevis là trực khuẩn kích thước (0,7 – 1) × (3 – 5) µm. Chúng thường
đứng riêng rẽ. Bào tử có hình bầu dục, kích cỡ (0,8 – 1) µm, nằm cuối tế bào làm
cho đầu tế bào hơi phồng to lên [1].
Về nhu cầu dinh dưỡng, Bacillus brevis yêu cầu một hỗn hợp acid amin cho
sinh trưởng và phát triển, không cần bổ sung vitamin [20].
Bacillus simplex
Khuẩn lạc giống khuẩn lạc B. cereus, phẳng, khá khuyếch tán, bề mặt hơi xù
xì (dạng bột hoặc dạng nhỏ), hơi lõm, màu đục, mép lồi lõm. Đặc biệt khuẩn lạc
Bacillus simplex có khả năng sinh sắc tố lục nhạt, vàng và tiết vào môi trường [1].
Tế bào nhỏ bé, có kích thước (2 – 5) × 80,6 µm, thường đứng riêng rẽ không
kết thành chuỗi.
Bào tử có hình bầu dục, kích thước 0,6 × 0,9 µm, nằm lệch tâm.
Bacillus lincheniformis
Chúng được áp dụng trong việc sản xuất loại vỏ bao poly D – glutamate và
phẩm đỏ cùng với nhiều chủng khác.