phân lập và tuyển chọn một số dòng vi khuẩn phân giải đạm từ nước thải làng nghề làm bánh pía sóc trăng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
VIỆN NGHIÊN CỨU VÀ PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ SINH HỌC

- - -   - - -

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
CHUYÊN NGÀNH VI SINH VẬT HỌC

PHÂN LẬP VÀ TUYỂN CHỌN MỘT SỐ DÒNG
VI KHUẨN PHÂN GIẢI ĐẠM TỪ NƯỚC THẢI
LÀNG NGHỀ LÀM BÁNH PÍA SÓC TRĂNG

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN:
PGS.TS. NGUYỄN HỮU HIỆP

HỌ VÀ TÊN SINH VIÊN:
NGUYỄN HOÀI PHONG
MSSV: 3108498
LỚP: VSVH K36

Cần Thơ, tháng 12/2013


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
VIỆN NGHIÊN CỨU VÀ PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ SINH HỌC

- - -   - - -

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

CHUYÊN NGÀNH VI SINH VẬT HỌC

PHÂN LẬP VÀ TUYỂN CHỌN MỘT SỐ DÒNG
VI KHUẨN PHÂN GIẢI ĐẠM TỪ NƯỚC THẢI
LÀNG NGHỀ LÀM BÁNH PÍA SÓC TRĂNG

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN:
PGS.TS. NGUYỄN HỮU HIỆP

Cần Thơ, tháng 12/2013

SINH VIÊN THỰC HIỆN:
NGUYỄN HOÀI PHONG
MSSV: 3108498
LỚP: VSVH K36


PHẦN KÝ DUYỆT

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

SINH VIÊN THỰC HIỆN

PGS.TS. NUYỄN HỮU HIỆP

NGUYỄN HOÀI PHONG

DUYỆT CỦA HỘI ĐỒNG BẢO VỆ LUẬN VĂN
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................

.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................

Cần Thơ, ngày..... tháng..... năm 2013
CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG


LỜI CẢM TẠ
Trước tiên, xin gửi lời biết ơn chân thành nhất đến cha mẹ và mọi người trong
gia đình đã có công nuôi dạy và luôn cổ vũ con đến ngày hôm nay.
Xin chân thành cảm ơn quý Thầy Cô thuộc Viện Nghiên cứu và Phát triển Công
nghệ Sinh học đã truyền đạt cho tôi rất nhiều kiến thức bổ ích trong quá trình theo học
tại Viện.
Xin chân thành gửi lời cảm ơn sâu sắc đến Thầy PGS-TS Nguyễn Hữu Hiệp đã
tận tình hướng dẫn, gợi ý và cho những lời khuyên hết sức bổ ích trong việc nghiên
cứu và hoàn thành luận văn này.
Cảm ơn các anh chị tại phòng Vi sinh vật, Viện Nghiên cứu và Phát triển Công
nghệ Sinh học, Trường Đại Học Cần Thơ đặc biệt là hai chị Nguyễn Thị Thúy Duy và
Trần Trà My và các bạn đã hết lòng giúp đỡ tôi trong suốt quá trình tiến hành thí
nghiệm.
Xin cảm ơn tất cả những anh chị, những người bạn và những người em đã luôn
giúp đỡ, cổ vũ, động viên tôi trong suốt quá trình làm luận văn này.
Xinh kính chúc cha mẹ, quý thầy cô, các anh chị dồi dào sức khỏe! Chúc các bạn
của tôi báo cáo luận văn tốt đẹp! Chúc các em đạt kết quả tốt trong kỳ thi sắp tới!
Tp. Cần Thơ, ngày 6 tháng 12 năm 2013

Nguyễn Hoài Phong

TÓM LƯỢC
Ô nhiễm đạm là vấn đề đã và đang được quan tâm trong sử lý môi trường hiện
nay. Hàm lượng đạm cao trong nước thải ảnh hưởng nghiêm trọng đến hệ thủy sinh
động-thực vật và đặc biệt là sức khỏe con người. Việc xử lý ô nhiễm đạm bằng vi
khuẩn phân giải đạm đã được chứng minh qua nhiều nghiên cứu trong và ngoài nước.
Đề tài nhằm mục đích phân lập và tuyển chọn một số dòng vi khuẩn có khả năng
phân giải đạm cao từ nước thải làng nghề làm bánh Pía Sóc Trăng. Xác định khả
năng tạo enzyme protease trên môi trường MSB có bổ sung sữa gầy (2%) cho thấy
chín trong số mười tám dòng vi khuẩn đã phân lập có khả năng sinh enzyme protease,
khảo sát khả năng phân giải đạm bằng phương pháp đường chuẩn trên môi trường
Lewis đã tìm ra được ba dòng vi khuẩn đã phân lập có khả năng phân giải đạm cao
nhất là: M4, T1.1, T9. Định danh bằng kỹ thuật sinh học phân tử, giải trình tự gen 16S
ribosomal RNA kết hợp sử dụng phần mềm Blast trên ngân hàng gene NCBI cho thấy
hai dòng vi khuẩn này lần lược thuộc loài Acinetobacter radioresistens, Acinetobacter
towneri.
Từ khóa: Bánh Pía, đạm amôn, vi khuẩn phân giải đạm, vi khuẩn Pseudomonas,
vi khuẩn Bacillus, vi khuẩn Acinetobacter.


Luận văn tốt nghiệp đại học 2013

Trường Đại học Cần Thơ

MỤC LỤC
PHẦN KÝ DUYỆT .......................................................................................................
LỜI CẢM TẠ .............................................................................................................
TÓM LƯỢC

.............................................................................................................

MỤC LỤC

............................................................................................................ i

DANH SÁCH HÌNH.................................................................................................. iii
DANH SÁCH BẢNG ................................................................................................. iv
CHƯƠNG 1:

GIỚI THIỆU .................................................................................. 1

1.1. Đặt vấn đề ....................................................................................................... 1
1.2.

Mục tiêu đề tài ............................................................................................... 2

CHƯƠNG 2:

LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU ............................................................. 3

2.1. Sơ lược về nghề làm bánh Pía ........................................................................... 3
2.2. Đặc điểm của nước thải công nghiệp (nước thải sản xuất) ................................ 4
2.3.

Khái quát quá trình amôn hóa ........................................................................ 4

2.3.1.

Quá trình amôn hóa protein..................................................................... 5

2.3.2.

Quá trình amôn hóa ure ........................................................................... 6

2.3.3.

Quá trình amôn hóa kitin......................................................................... 7

2.3.4.

Quá trình amôn hóa mùn ......................................................................... 8

2.4.

Đại cương về enzyme protease ...................................................................... 9

2.4.1.

Định nghĩa ............................................................................................... 9

2.4.2.

Nguồn thu nhận ..................................................................................... 10

2.4.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng thủy phân bằng enzyme .... 11
2.4.4.

Ứng dụng ............................................................................................... 13
Một số giống vi khuẩn phân giải đạm tiêu biểu ........................................ 15

2.5.

2.5.1. Giống Acinetobacter ................................................................................. 15
2.5.2. Giống Bacillus ........................................................................................... 18
2.5.3. Giống vi khuẩn Pseudomonas ................................................................... 22
2.6.

Tình hình nghiên cứu trong nước và trên thế giới ....................................... 26

2.6.1.

Vấn đề môi trường ................................................................................ 26

Vi sinh vật học K36

i

Viện NC & PT Công nghệ Sinh học


Luận văn tốt nghiệp đại học 2013

Trường Đại học Cần Thơ

2.6.2.

Trong nước ............................................................................................ 26

2.6.3.

Thế giới ................................................................................................. 28

CHƯƠNG 3:
3.1.

PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........... 30

Phương tiện nghiên cứu ............................................................................... 30

3.1.1.

Thời gian và địa điểm nghiên cứu ......................................................... 30

3.1.2.

Nguyên vật liệu ..................................................................................... 30

3.1.3.

Dụng cụ và thiết bị ................................................................................ 30

3.1.4. Các môi trường sử dụng trong nghiên cứu và hóa chất ......................... 30
3.2.

Phương pháp nghiên cứu ............................................................................. 31

3.2.1.

Phương pháp thu mẫu nước thải ........................................................... 31

3.2.2.

Phương pháp phân lập vi khuẩn khử đạm ............................................. 32

3.2.3.

Nghiên cứu đặc điểm hình thái sinh lý, sinh hóa của các dòng vi khuẩn

phân lập ............................................................................................................... 32
3.2.4.

Phương pháp tuyển chọn vi khuẩn phân giải đạm ................................ 35

3.2.5.

Định danh bằng kỹ thuật PCR ............................................................... 37

CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .......................................................... 39
4.1. Kết quả phân lập vi khuẩn ............................................................................... 39
4.1.1. Kết quả phân lập và địa điểm của các dòng vi khuẩn ............................... 39
4.1.2. Đặc điểm khuẩn lạc của các dòng vi khuẩn đã phân lập .......................... 40
4.2. Đặc tính sinh học của các dòng vi khuẩn đã phân lập ..................................... 43
4.3. Kiểm tra hoạt tính enzyme của các dòng vi khuẩn đã phân lập ...................... 45
4.4. Khả năng phân giải đạm của các dòng vi khuẩn ............................................. 47
4.5. Nhận diện vi khuẩn phân lập được bằng kỹ thuật sinh học phân tử ................ 49
CHƯƠNG 5:
5.1.

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ .......................................................... 53

Kết luận ........................................................................................................ 53

5.2. Đề nghị ............................................................................................................. 53
TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................... 54

Vi sinh vật học K36

ii

Viện NC & PT Công nghệ Sinh học


Luận văn tốt nghiệp đại học 2013

Trường Đại học Cần Thơ

DANH SÁCH HÌNH

Hình 2.1: Tân Huê Viên - cơ sở sản xuất bánh pía nổi tiếng của tỉnh Sóc Trăng ........ 3
Hình 2.2: Bánh Pía thành phẩm.................................................................................... 4
Hình 2.3: Tế bào vi khuẩn Bacillus sp. ...................................................................... 19
Hình 2.4: Tế bào vi khuẩn Pseudomonas sp. ............................................................. 23
Hình 3.1: Một số dụng cụ và thiết bị phòng thí nghiệm............................................. 30
Hình 4.1: Mẫu cấy trải vi khuẩn trên môi trường Meat extract-Pepton-Agar............ 40
Hình 4.2: Đặc điểm một số khuẩn lạc ròng phân lập được ........................................ 42
Hình 4.3: Khả năng di động của các dòng vi khuẩn trên môi trường Meat extractPepton bán đặc ......................................................................................................... 44
Hình 4.4: Hình nhuộm Gram các dòng vi khuẩn phân lập ......................................... 44
Hình 4.5: Hiện tượng sủi bọt khí khi nhỏ H2O2 lên khuẩn lạc vi khuẩn phân lập ..... 46
Hình 4.6: Vòng sáng phân giải protein của các dòng vi khuẩn trên môi trường
MSB+2% sữa gầy ....................................................................................................... 46

Hình 4.7: Phổ điện di sản phẩm PCR các dòng vi khuẩn phân lập ............................ 49
Hình 4.8: Kết quả blast DNA của M4 tương đồng với Acinetobacter radioresistens 50
Hình 4.9: Kết quả Blast DNA của T1.1 tương đồng với Acinetobacter towneri strain
CCM7201

Vi sinh vật học K36

......................................................................................................... 52

iii

Viện NC & PT Công nghệ Sinh học


Luận văn tốt nghiệp đại học 2013

Trường Đại học Cần Thơ

DANH SÁCH BẢNG
Bảng 3.1: Môi trường Meat Extract – pepton (MP) ................................................... 30
Bảng 3.2: Môi trường LB (Luria-Bertani) ................................................................. 31
Bảng 3.3: Môi Trường MSB + 2% Skim milk ........................................................... 31
Bảng 3.4: Môi Trường Lewis (1958) ......................................................................... 31
Bảng 4.1: Nguồn gốc vi khuẩn đã phân lập ............................................................... 39
Bảng 4.2: Đặc điểm khuẩn lạc của các dòng vi khuẩn phân lập trên môi trường Meat
extract-Pepton-Agar ................................................................................................... 42
Bảng 4.3: Đặc điểm hình thái của các dòng vi khuẩn đã phân lập............................. 45
Bảng 4.4: Kiểm tra hoạt tính enzyme của các dòng vi khuẩn đã phân lập ................ 47
Bảng 4.5: Hiệu quả phân giải đạm trong môi trường Lewis của các dòng vi khuẩn
phân lập theo thời gian (µg/ml) .................................................................................. 48

Vi sinh vật học K36

iv

Viện NC & PT Công nghệ Sinh học


Luận văn tốt nghiệp đại học 2013

Trường Đại học Cần Thơ

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU
1.1. Đặt vấn đề
Nước ta đang tiến hành Công Nghiệp Hóa – Hiện Đại Hóa đồng thời kéo theo đô
thị hóa đã và đang làm môi trường sống bị ô nhiễm nghiêm trọng. Theo ước tính của
Tổng cục Môi trường - Bộ Tài nguyên và Môi trường (2012) tổng thiệt hại kinh tế của
nước ta do ô nhiễm môi trường gây ra trong thời gian qua chiếm từ 1,5-3% GDP. Hầu
hết môi trường từ đất, nước, không khí, các khu dân cư, khu công nghiệp từ thành thị
đến nông thôn đã và đang bị xuống cấp, trở thành vấn đề bức xúc của toàn xã hội. Tại
thành phố Hồ Chí Minh có 25 khu công nghiệp tập trung hoạt động với tổng số 611
nhà máy trên diện tích 2298 ha đất. Theo kết quả tính toán, hoạt động của các khu
công nghiệp này cùng với 195 cơ sở trọng điểm bên ngoài khu công nghiệp, thì mỗi
ngày thải vào hệ thống sông Sài Gòn - Đồng Nai tổng cộng 1.740.000 m3 nước thải
công nghiệp, trong đó có khoảng 671 tấn cặn lơ lửng, 1.130 tấn BOD5 (làm giảm nhu
cầu oxy sinh hoá), 1789 tấn COD (làm giảm nhu cầu oxy hoá học), 104 tấn Nitơ, 15
tấn photpho và kim loại nặng. Lượng chất thải này gây ô nhiễm cho môi trường nước
của các con sông vốn là nguồn cung cấp nước sinh hoạt cho một địa bàn dân cư rộng
lớn, làm ảnh hưởng đến các vi sinh vật và hệ sinh thái vốn là tác nhân thực hiện quá
trình phân huỷ và làm sạch các dòng sông.

Ở Sóc Trăng, số doanh nghiệp vừa và nhỏ là 2.290 doanh nghiệp và đóng một vai
trò quan trọng trong chiến lược phát triển kinh tế - xã hội. Sự phát triển doanh nghiệp
vừa và nhỏ ở các ngành nghề sản xuất (đặc biệt là việc phát triển các làng nghề truyền
thống như: làng cá xã Trung Bình (Long Phú), làng nghề hầm than củi xã Xuân Hòa
(Kế Sách), làng nghề bánh Pía, lạp xưởng xã Phú Tâm (Châu Thành)...), dịch vụ theo
thế mạnh của địa phương trong những năm gần đây tạo được thêm nhiều việc làm cho
người lao động, do đó nâng cao chất lượng cuộc sống cho người lao động. Bên cạnh
đó việc ô nhiễm môi trường phát sinh từ phần lớn các cơ sở chế biến sản xuất phát
triển tự phát, có từ lâu đời, với qui mô sản xuất thủ công nhỏ lẻ, công nghệ lạc hậu,
không có thiết bị xử lý chất thải, khí thải. Chế biến thực phẩm là một trong những loại
hình sử dụng nước tương đối lớn, mức độ nước thải ô nhiễm hữu cơ cao và phụ thuộc
vào công nghệ và nguyên liệu sản xuất. Nhưng phần lớn lượng nước thải được đưa
trực tiếp ra nguồn nước mà không qua hệ thống xử lý nước thải, làm ảnh hưởng đến
sức khỏe của người dân xung quanh, làm giảm số lượng sinh vật thủy sinh,...
Vi sinh vật học K3

1

Viện NC & PT Công nghệ Sinh học


Luận văn tốt nghiệp đại học 2013

Trường Đại học Cần Thơ

Từ đó việc đưa ra các biện pháp xử lý nước thải từ các làng nghề ngày càng trở
nên cấp thiết đối với các cấp quản lý và các nhà khoa học. Các nhà nghiên cứu khoa
học và bảo vệ môi trường đã và đang không ngừng tìm hiểu, đề xuất, áp dụng mọi
phương pháp vật lý, hóa học và sinh học nhằm mục đích tăng cường việc làm giảm
mức độ ô nhiễm môi trường, đồng thời nâng cao nhận thức về việc sử dụng, bảo vệ đi

đôi với việc tái sử dụng nguồn tài nguyên thiên nhiên. Việc xử lý nước thải bằng các
biện pháp sinh học, sử dụng những vi sinh vật có khả năng phân hủy hoặc kết tụ các
chất hữu cơ và vô cơ có trong nước thải thành những chất ít gây hại, dễ dàng thu gom
và xử lý hoặc có thể thu được khí sinh học để sử dụng, nước thải sau khi qua xử lý có
thể cho trực tiếp vào môi trường tự nhiên mà không ảnh hưởng đến sức khỏe của
người dân cũng như các sinh vật thủy sinh. Phân lập và định danh một số dòng vi
khuẩn có khả năng phân giải đạm mạnh sẽ giúp ích cho việc xử lý nước thải trong
công nghiệp, sinh hoạt và các làng nghề truyền thống.
1.2. Mục tiêu đề tài
Phân lập và định danh được một số dòng vi khuẩn triển vọng có khả năng phân
giải đạm trong nước thải từ các làng nghề làm bánh Pía ở Sóc Trăng nhằm hướng tới
việc ứng dụng những dòng vi khuẩn này vào một số quy trình xử lý nước thải và sản
xuất chế phẩm Sinh học.

Vi sinh vật học K3

2

Viện NC & PT Công nghệ Sinh học


Luận văn tốt nghiệp đại học 2013

Trường Đại học Cần Thơ

CHƯƠNG 2: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU
2.1. Sơ lược về nghề làm bánh Pía
Bánh pía có nguồn gốc từ bánh Trung Thu kiểu Tô Châu (loại bột bánh có nhiều
lớp mỏng và nhân bánh có trộn mỡ). Bánh do một số người Minh Hương di cư sang
Việt Nam từ thế kỷ 17 mang theo. Trước đây, việc làm bánh Pía hoàn toàn mang tính

thủ công và phục vụ cho nhu cầu của từng gia đình. Đến đầu thế kỷ 19, người đầu tiên
làm bánh Pía để kinh doanh và truyền nghề cho con cháu sau này là ông Đặng Thuận
sinh sống ở làng Vũng Thơm (nay là xã Phú Tâm, huyện Châu Thành, tỉnh Sóc Trăng).

Hình 2.1: Tân Huê Viên - cơ sở sản xuất bánh pía nổi tiếng của tỉnh Sóc Trăng
(Nguồn: ngày
21/07/2013)
Bánh Pía Sóc Trăng có hương vị rất đặc trưng, đó là mùi thơm của sầu riêng, vị
béo của hột vịt muối (trứng vịt muối), vị bùi của đậu xanh, khoai môn, và thơm mùi
bột mì của vỏ bánh nướng vàng.

Vi sinh vật học K3

3

Viện NC & PT Công nghệ Sinh học


Luận văn tốt nghiệp đại học 2013

Trường Đại học Cần Thơ

Hình 2.2: Bánh Pía thành phẩm
(Nguồn: ngày
21/07/2013)
2.2. Đặc điểm của nước thải công nghiệp (nước thải sản xuất)
Nước thải công nghiệp là loại nước thải từ các nhà máy đang hoạt động sản xuất,
phụ thuộc loại hình công nghiệp.
Nước thải công nghiệp nói chung khác nhau ở mỗi ngành nghề, ở mỗi cơ sở sản
xuất. Phụ thuộc vào quá trình sản xuất của mỗi làng nghề (nước rửa nguyên liệu, sản

phẩm, thiết bị, nước thải trong quá trình chế biến)
Đặc tính ô nhiễm và nồng độ của nước thải công nghiệp rất khác nhau phụ thuộc
vào loại hình công nghiệp và chế độ công nghệ lựa chọn.
Nước thải chế biến có chứa hàm lượng cặn lơ lửng và chất hữu cơ rất cao,
thường có lượng oxy hòa tan tương đối thấp. Thành phần nước thải chế biền gồm tinh
bột, đường, protein, cellulose, các khoáng chất và độc tố công nghiệp,…
* Đặc điểm nước thải của cơ sở sản xuất bánh Pía:
Màu sắc: Trắng
Mùi: Thối
Độ đục: Rất đục
2.3. Khái quát quá trình amôn hóa
Quá trình amôn hóa là quá trình phân giải protein và các hợp chất hữu cơ khác có
chứa nitơ tạo thành amoniac. Các vi sinh vật có khả năng amôn hóa bao gồm nhiều
loài sinh bào tử hoặc không sinh bào tử, có khả năng sử dụng nhiều nguồn vật chất
Vi sinh vật học K3

4

Viện NC & PT Công nghệ Sinh học


Luận văn tốt nghiệp đại học 2013

Trường Đại học Cần Thơ

khác nhau. Ngoài ra còn nhiều loại xạ khuẩn và nấm khuẩn ty. Tuy vậy, những vi sinh
vật chỉ sử dụng riêng một loại protein thì không nhiều. Các vi sinh vật này có khả năng
tiết men phân giải protein vào môi trường, thủy phân thành các amino acid. Khi đó,
chúng sử dụng các amino acid này trong quá trình dị hóa và đồng hóa. Các sản phẩm
đặc trưng của quá trình phân giải protein là NH3 và H2S.

Bao gồm: quá trình amôn hóa bùn, amôn hóa Protein, quá trình amôn hóa Urê, acid
Uric, Xianamit Canxi, Kitin.
2.3.1. Quá trình amôn hóa protein
2.3.1.1. Khái niệm
Protein là thành phần cơ bản của nguyên sinh chất tế bào, chứa khoảng 15-17,6%
N (tính theo chất khô). Protein thường xuyên được đưa vào đất với một số lượng lớn
cùng với xác động, thực vật, phân chuồng, rác,...
Quá trình phân hủy và chuyển hóa các hợp chất hữu cơ (protein) để tạo ra NH 3
cung cấp dinh dưỡng cho cây trồng dưới tác dụng của các loài sinh vật được gọi là quá
trình amôn hóa protein.
Quá trình phân giải protein có thể xảy ra trong các điều kiện hiếu khí và kỵ khí.
Trong điều kiện hiếu khí, các hợp chất hữu cơ có chứa nitơ được phân giải bởi các loài
trong giống Bacillus và Pseudomonas, các đại diện trong họ Enterobacteriaceae, các
xạ khuẩn và nấm khuẩn ty. Trong đó, vai trò quan trọng và chủ yếu nhất là giống
Bacillus. Trong điều kiện kỵ khí thì các loài trong giống Clostridium tham gia quá
trình chuyển hóa này. Còn trong điều kiện thông khí hạn chế, quá trình amôn hóa được
thực hiện bởi các loài vi khuẩn và trực khuẩn kỵ khí tùy nghi.
2.3.1.2. Các loại vi sinh vật phân giải protein
Trong tự nhiên có nhiều vi sinh vật có khả năng phân giải protein, chẳng hạn:
Nấm mốc: Aspergillus candidus, Aspergillus flavus, Aspergillus oryzae,
Fusarium solani, Mucor pusillus,...
Nấm men: Candida albicans, Endomycopsis fibuligera, Saccharomyces
carlsbergensis,...
Vi khuẩn: Bacillus cereus, Bacillus pasteurianus, Bacillus subtilis, Aeromonas
hydrophyla, Pseudomonas aeruginosa,...

Vi sinh vật học K3

5

Viện NC & PT Công nghệ Sinh học


Luận văn tốt nghiệp đại học 2013

Trường Đại học Cần Thơ

Xạ khuẩn: Streptomyces erythreus, Streptomyces griseus, Thermonospora fusca,
Thermonospora vulgaris,...
Trong điều kiện: nhiệt độ: 25 – 35oC; pH: 4.5 - 9; độ ẩm: 30 - 60%; với sự xúc tác của
enzyme protease sẽ diễn ra quá trình phân giải protein.
2.3.1.3. Cơ chế phân giải protein
Để phân giải protein các vi sinh vật này phải có enzyme protease ngoại bào. Các
enzyme này xúc tác cho quá trình thủy phân protein thành các hợp chất phân tử nhỏ
hơn (các polipeptide và oligopeptide). Các chất này tiếp tục phân giải thành các acid
amin hoặc hấp thụ ngay vào tế bào vi sinh vật sau đó mới chuyển hóa thành acid amin.
Một phần trong số các acid amin này được vi sinh vật sử dụng trong quá trình tổng
hợp protein của chúng, một phần khác tiếp tục phân giải để tạo ra NH3, CO2, H2S và
nhiều sản phẩm trung gian khác. Các vi sinh vật không có khả năng sinh enzyme phân
giải protein ngoại bào, không có khả năng đồng hóa các protein thiên nhiên mà chỉ có
thể sử dụng các sản phẩm thủy phân của protein (polipeptide, oligopeptide, acid amin).

Protein

Protease

Peptidase

Oligopeptit và polipeptit

acid amin

hấp thụ hoặc

phân giải ra NH3, NH4(+)
Khi phân giải các acid amin chứa S (như methionine, cystine, cysteine) vi sinh
vật giải phóng ra H2S và nếu tích lũy nhiều trong đất sẽ làm thối rễ cây trồng.
Khi phân giải tryptophan, một số vi sinh vật có thể sinh ra chất có mùi thối là
indon và scaton.
Một số amin sinh ra trong quá trình khử cacboxyl của các acid amin có thể độc
với người và gia súc, đáng chú ý là histamin, acmatin, putrexin, cadavein.
2.3.2. Quá trình amôn hóa ure
2.3.2.1. Khái niệm
Urê là một loại hợp chất hữu cơ đơn giản chứa 46,6% N, được sản xuất trong các
nhà máy phân bón bằng cách tổng hợp:
Lượng hữu cơ được vùi vào đất rất lớn, hàm lượng dinh dưỡng các chất này nằm
trong đất khá nhiều nhưng cây trồng không thể hấp thụ được trực tiếp từ các chất hữu
cơ đó, mà phải thông qua quá trình phân hủy và chuyển hóa của các loài vi sinh vật để
thành các chất dinh dưỡng dễ tiêu cây trồng mới hấp thụ được. Nếu không có quá trình
Vi sinh vật học K3

6

Viện NC & PT Công nghệ Sinh học


Luận văn tốt nghiệp đại học 2013

Trường Đại học Cần Thơ

amôn hóa thì dù có giàu hữu cơ đến đâu cũng đều vô hiệu với cây trồng và càng gây
độc hại cho môi trường sinh thái.
Đơn giản nhất đó là lượng ure chứa trong nước tiểu. Người ta đã tính rằng, trong
nước tiểu có khoảng 2% ure. Mỗi ngày một người lớn thải ra khoảng 1,2 lít nước tiểu,
chứa khoảng 30g ure. Vậy nhân loại mỗi ngày thải ra hàng vạn tấn ure, đó là chưa kể
lượng ure do các loại động vật thải ra.
2.3.2.2. Cơ chế của quá trình amôn hóa ure
Dưới tác dụng của men urease do các loài vi sinh vật tiết ra làm xúc tác cho quá
trình chuyển hóa ure.
CO(NH2)2+ 2H2O

(NH4)2CO3

VSV

Urease

(NH4)2CO3

2NH3+ CO2+ H2O

Vi khuẩn ure có khả năng phân giải acid uric và xianamit canxi. Sau đó các sản
phẩm ure lại được phân giải như phương trình trên để giải phóng ra NH3.
2.3.2.3. Các loại vi sinh vật phân giải ure
Paster (1862) là người đầu tiên đã phát hiện ra vi khuẩn phân giải ure. Cho đến
nay người ta đã phát hiện và phân lập được rất nhiều chủng vi khuẩn: Planosarcina
ureae, Micrococcus eurae, Sarcina hansenii, Bacillus pasteurii, B. hesmogenes, B.
psichrocatericus, B. amylovorum, Pseudobacterium eruolyticum, Chromobacterium,
Proteus vulgaris.
Nhiều loại nấm mốc và xạ khuẩn cũng có khả năng phân giải ure.

Vi khuẩn phân giải ure thường thuộc loại háo khí hoặc kỵ khí không bắt buộc,
chúng phát triển tốt ở pH = 6,5 –8,5.
2.3.3. Quá trình amôn hóa kitin
2.3.3.1. Khái niệm chung
Kitin là hợp chất cao phân tử bền vững. Cấu trúc của kitin gần với cấu trúc của
cellulose, nhưng trong phân tử các gốc glucose, người ta thấy gốc hydroxin ở nguyên
tử C thứ hai được thay thế bằng những gốc amin đã được acetin hóa.
Kitin có mặt trong thành tế bào của nhiều loại nấm (nhất là Acomycetes và
Basidimomycetes), trong vỏ của nhiều loại côn trùng.

Vi sinh vật học K3

7

Viện NC & PT Công nghệ Sinh học


Luận văn tốt nghiệp đại học 2013

Trường Đại học Cần Thơ

Hàng năm có tới hàng triệu tấn kitin của giáp xác hình thành trong các đại
dương. Kitin cũng có số lượng không nhỏ trong đất.
Với khối lượng lớn như vậy, nhờ có các loài vi sinh vật, kitin được phân giải và
chuyển hóa để thành các chất hữu cơ đơn giản, sau đó lại tiếp tục phân giải để cho ra
các dinh dưỡng cung cấp cho cây trồng.
2.3.3.2. Những vi sinh vật phân giải kitin
Có rất nhiều loài vi sinh vật phân giải kitin như:
Vi khuẩn gồm:

Achromobacter, Flavobacterium,

Bacillus,

Cytophaga,

Pseudomonas, Nocardia, Micromonospora.
Nấm gồm: Aspergillus, Mortierella.
Xạ khuẩn: Streptomyces gricecus.
2.3.4. Quá trình amôn hóa mùn
2.3.4.1. Khái niệm
Mùn là một chỉ tiêu quan trọng để đánh giá độ phì của đất, là chất vô định hình,
màu tối, khi bị vi sinh vật phân giải nó cho các chất hữu cơ như: lipit, sáp, glucide,
protein,...
Cứ 1 ha đất canh tác ở tầng 0 –20 cm có khoảng 30 –300 tấn mùn, tương ứng với
mùn chứa khoảng 1,5 –15 tấn nitơ. Loại đất hữu cơ có tới 20% mùn, loại đất bạc màu,
đất đồi feralit chỉ có 0,3 –0,5% mùn. Đất ở vùng thung lũng, rừng núi thường chứa
hàm lượng mùn cao hơn ở vùng đồng bằng, trung du.
Song hàm lượng mùn nhiều hay ít mà không được các loài vi sinh vật phân giải,
chuyển hóa thì không có ý nghĩa dinh dưỡng đối với cây trồng.
2.3.4.2. Thành phần mùn
Theo Nikitin (1960) thì trong chất mùn tự nhiên của đất Secnozem (đất
xám) có chứa các thành phần sau:
Carbohydrat:

1,3%

Hemicellulose:

3,0%

Cellulose:

0,4%

Lignin:

4,2%

Acid humic:

29,6%

Vi sinh vật học K3

8

Viện NC & PT Công nghệ Sinh học


Luận văn tốt nghiệp đại học 2013

Trường Đại học Cần Thơ

Acid fulvic:

22,0%

Humin:

36,5%
Vi sinh vật

Chất mùn + O2

NH3 + CO2 + Q

2.3.4.3. Các vi sinh vật phân giải mùn
Phân giải chất mùn có rất nhiều các loài sinh vật đất tham gia, kể cả háo khí và
yếm khí: vi khuẩn, xạ khuẩn, nấm mốc, nguyên sinh động vật (các loại trùng).
2.4. Đại cương về enzyme protease
2.4.1. Định nghĩa
Protease là enzyme thuộc nhóm hydrolase, xúc tác cho quá trình thuỷ phân liên
kết peptid (-CO-NH-) của phân tử protein và peptid thành các acid amin tự do, một ít
peptide ngắn, pepton.
Phản ứng thủy phân bởi enzyme có thể biểu diễn theo sơ đồ:

A – B + H2 O

(Cơ chất + H2O

Enzyme

Protease

AH + BOH

Sản phẩm)

Như vậy, phản ứng thủy phân bởi enzyme là phản ứng lưỡng phân. Nhưng do

trong phản ứng thủy phân lượng nước rất lớn và coi như không đổi trong suốt quá
trình, nên tốc độ phản ứng chỉ phụ thuộc nồng độ cơ chất, nghĩa là phản ứng thủy phân
bởi enzyme là phản ứng đơn phân có thứ bậc 1. Trong quá trình phản ứng, các phân tử
cơ chất ban đầu sẽ phản ứng một cách độc lập, không phụ thuộc vào sự có mặt của các
phân tử khác.
Cần lưu ý: Trong quá trình thủy phân, phản ứng thủy phân cơ chất là phản ứng
chính nhưng không phải duy nhất mà còn có một số phản ứng phụ như: trong phản
ứng thủy phân protein thành acid amin, các phản ứng phụ có thể là phản ứng phân huỷ
acid amin thành các sản phẩm thứ cấp, phản ứng Melanoidin tạo thành các hợp chất
màu…

Vi sinh vật học K3

9

Viện NC & PT Công nghệ Sinh học


Luận văn tốt nghiệp đại học 2013

Trường Đại học Cần Thơ

2.4.2. Nguồn thu nhận
2.4.2.1. Từ thực vật
Có ba loại protease thực vật như: Bromelain, Papin và Ficin. Papin thu được từ
nhựa của lá, thân, quả đu đủ (Carica papaya) còn Bromelain thu từ quả, chồi dứa, vỏ
dứa (Pineapple plant). Các enzyme này được sử dụng để chống lại hiện tượng tủa
trắng của bia khi làm lạnh (chilling prooring) do kết tủa protein. Những ứng dụng khác
của protein. Những ứng dụng khác của protease thực vật này là trong công nghệ làm
mềm thịt và trong mục tiêu tiêu hóa. Ficin thu được từ nhựa cây sung (Ficus caria).

Enzyme được sử dụng thủy phân protein tự nhiên.
2.4.2.2. Từ động vật
Protease động vật thường có ở tuỵ tạng, niêm mạc ruột non, niêm mạc dạ dày,…
Gồm:
- Pancreatin gồm: trypsin, chymotrypsin và một số enzyme khác có ở tuỵ tạng,
chúng được tiết ra ngoài tế bào cùng với dịch tuỵ.
- Pepsin có ở niêm mạc dạ dày, được tiết ra ngoài tế bào cùng với dịch vị.
- Renin chỉ có ở ngăn thứ tư trong dạ dày bê non dưới 5 tháng tuổi, là enzyme
đông tụ sữa điển hình trong công nghệ sản xuất fromage.
2.4.2.3. Từ vi sinh vật
Nhiều loài vi sinh vật có khả năng tổng hợp mạnh protease. Các enzyme này có
thể ở trong tế bào (protease nội bào) hoặc được tiết vào trong môi trường nuôi cấy
(protease ngoại bào). Cho đến nay các protease ngoại bào được nghiên cứu kỹ hơn các
protease nội bào. Một số protease ngoại bào đã sản xuất ở quy mô công nghiệp và
được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành kỹ nghệ khác nhau trong nông nghiệp và y
dược.
Căn cứ vào cơ chế phản ứng, pH hoạt động thích hợp, Harley (1960) đã phân loại
các protease vi sinh vật thành 4 nhóm cơ bản như sau:
- Protease serine
- Protease kim loại
- Protease acid
- Protease thiol.

Vi sinh vật học K3

10

Viện NC & PT Công nghệ Sinh học

Luận văn tốt nghiệp đại học 2013

Trường Đại học Cần Thơ

2.4.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng thủy phân bằng enzyme
- Ảnh hưởng của nồng độ enzyme
Trong điều kiện thừa cơ chất, tốc độ phản ứng phụ thuộc tuyến tính vào nồng độ
enzyme. Nhưng nếu tăng nồng độ enzyme quá lớn, vận tốc phản ứng tăng chậm.
- Ảnh hưởng của nồng độ cơ chất
Khi nồng độ cơ chất thấp, tốc độ phản ứng phụ thuộc tuyến tính vào nồng độ cơ
chất. Nhưng khi tăng nồng độ cơ chất đến mức nào đó, nếu tiếp tục tăng nồng độ cơ
chất thì tốc độ phản ứng cũng sẽ không tăng.
Với từng enzyme, nồng độ tới hạn của cơ chất cũng như với từng cơ chất, nồng
độ tới hạn của enzyme phụ thuộc vào điều kiện của quá trình phản ứng. Vì vậy, với
từng Enzyme khi dùng để thủy phân một cơ chất cụ thể, trong những điều kiện cụ thể,
cần nghiên cứu để xác định nồng độ tới hạn của enzyme.
- Ảnh hưởng của các chất kìm hãm và các chất hoạt hóa
Hoạt độ của enzyme có thể bị thay đổi dưới tác dụng của một số chất vô cơ và
hữu cơ khác nhau. Các chất này có thể làm tăng (chất hoạt hóa) hoặc làm giảm (chất
kìm hãm) hoạt độ enzyme. Tác dụng của chúng có thể là đặc hiệu hoặc không đặc hiệu
và thay đổi tùy từng chất, tùy từng enzyme.
Chất kìm hãm (chất ức chế) là các chất khi có mặt trong phản ứng enzyme sẽ làm
cho enzyme bị giảm hoạt tính nhưng không bị chuyển hóa bởi enzyme. Các chất này
có thể là những ion, các phân tử vô cơ, hữu cơ, kể cả các protein.
Chất hoạt hóa là những chất làm tăng hoạt tính xúc tác của enzyme hoặc làm cho
enzyme chuyển thành dạng hoạt động từ dạng không hoạt động. Các chất này thường
có bản chất hóa học khác nhau, có thể là các anion, các ion kim loại hoặc các chất hữu
cơ. Chất hoạt hóa có thể làm tăng hay phục hồi hoạt tính của enzyme một cách trực
tiếp hoặc gián tiếp.
- Ảnh hưởng của nhiệt độ

Nhiệt độ có ảnh hưởng rất lớn đến phản ứng enzyme và tốc độ phản ứng enzyme
không phải lúc nào cũng tỉ lệ thuận với nhiệt độ phản ứng. Tốc độ phản ứng chỉ tăng
đến một giới hạn nhiệt độ nhất định. Vượt quá giới hạn đó, tốc độ phản ứng sẽ giảm và
dẫn đến mức triệt tiêu.

Vi sinh vật học K3

11

Viện NC & PT Công nghệ Sinh học


Luận văn tốt nghiệp đại học 2013

Trường Đại học Cần Thơ

Nếu đưa nhiệt độ lên cao hơn mức nhiệt độ thích hợp, hoạt tính enzyme sẽ bị
giảm, khi đó enzyme không có khả năng phục hồi lại hoạt tính.
Ngược lại, ở nhiệt độ 0oC, enzyme bị hạn chế rất mạnh, nhưng khi đưa nhiệt độ
lên từ từ hoạt tính enzyme sẽ tăng dần đến mức thích hợp.
Ở nhiệt độ thấp (0-41oC), vận tốc phản ứng tăng khi nhiệt độ tăng. Sự gia tăng
vận tốc này đơn thuần là do cung cấp năng lượng cho phản ứng.
Ở nhiệt độ sau đó (tùy thuộc vào từng loại enzyme, ở khoảng 45oC), vận tốc phản
ứng giảm do sự biến tính của protein. Đa số enzyme bị mất hoạt tính ở 80-100oC.
Nhiệt độ thích hợp của một enzyme phụ thuộc rất nhiều vào sự có mặt của cơ chất, pH,
lực ion của môi trường.
- Ảnh hưởng của pH môi trường pH của môi trường có ảnh hưởng mạnh mẽ đến
quá trình thủy phân vì nó ảnh hưởng đến mức độ ion hóa cơ chất, ion hóa enzyme và
đến độ bền của protein enzyme. Đa số enzyme bền trong khoảng pH = 5-9, độ bền của
enzyme có thể tăng lên khi có các yếu tố làm bền như: cơ chất, coenzyme, Ca2+…

Mỗi enzyme có một giá trị pH thích hợp, không cố định mà phụ thuộc vào nhiều
yếu tố khác như: cơ chất, dung dịch đệm, nhiệt độ…
Với nhiều enzyme protease, pH thích hợp ở vùng trung tính, nhưng cũng có một
số enzyme có pH thích hợp rất thấp (pepsin, protease acid của vi sinh vật,…) hoặc khá
cao như subtilin, có pH thích hợp lớn hơn 10.
- Ảnh hưởng của thời gian thủy phân
Trong quá trình thủy phân, thời gian tác dụng của enzyme lên cơ chất dài hay
ngắn phụ thuộc vào nhiều yếu tố: độ mịn của nguyên liệu, pH, nhiệt độ,… Thời gian
thủy phân cần đủ dài để enzyme phân cắt các liên kết trong cơ chất tạo thành các sản
phẩm cần thiết của quá trình thủy phân. Khi cơ chất cần thủy phân đã thủy phân hết,
quá trình thủy phân kết thúc. Thời gian thủy phân phải thích hợp để đảm bảo hiệu suất
cao đồng thời đảm bảo chất lượng sản phẩm tốt.
Trong thực tế, thời gian thủy phân phải xác định bằng thực nghiệm và kinh
nghiệm thực tế cho từng quá trình thủy phân cụ thể.
- Ảnh hưởng của lượng nước
Với phản ứng thủy phân bởi enzyme thì nước vừa là môi trường để phân tán
enzyme và cơ chất, lại vừa trực tiếp tham gia phản ứng. Nước có ảnh hưởng đến tốc độ
Vi sinh vật học K3

12

Viện NC & PT Công nghệ Sinh học


Luận văn tốt nghiệp đại học 2013

Trường Đại học Cần Thơ

và chiều hướng của phản ứng thủy phân bởi enzyme. Vì thế, nước là một yếu tố điều
chỉnh phản ứng thủy phân bởi enzyme, nó có thể tăng cường hoặc ức chế các phản ứng

do enzyme xúc tác.
2.4.4. Ứng dụng
2.4.4.1. Trong công nghiệp thực phẩm
- Enzyme protease được sử dụng trong chế biến thịt, làm cải biến giá trị cảm
quan, làm tăng giá trị sản phẩm. Người ta sử dụng protease từ dứa, đu đủ, nội tạng
động vật để thuỷ phân làm mềm nguyên liệu hoặc thuỷ phân nguyên liệu tạo thành các
dạng dịch thuỷ phân dễ hấp thu, dễ tiêu hoá.
- Trong chế biến nước giải khát, trong công nghiệp bia, các chế phẩm protease
sử dụng để làm trong dịch quả, dịch bia tạo điều kiện cho quá trình lọc.
- Dùng protease trong công nghiệp chế biến sữa, làm phomat.
- Sản xuất nước chấm: nước mắm, tương, chao,…
- Protease dùng làm tăng giá trị sản phẩm về mặt thương mại của các sản phẩm
có giá trị thấp, như: dùng protease để thủy phân protein trong phế liệu công nghiệp
thực phẩm (xương, collagen,…) thành các dạng hoà tan thu dịch đạm thủy phân cho
người hoặc thức ăn chăn nuôi.
- Dùng protease để thuỷ phân màng tế bào gan cá để trích ly dầu cá hoặc để tinh chế
guanine.
2.4.4.2. Trong công nghiệp dệt
Dùng chế phẩm protease để sản xuất dung dịch hồ tơ làm tăng độ bóng, không
ảnh hưởng đến độ bền của tơ.
2.4.4.3. Trong công nghiệp phim ảnh
Protease được dùng để sản xuất gellatin phủ trên bề mặt phim ảnh, dùng để tái
sinh ảnh, giấy ảnh và các phim chụp X-quang.
2.4.4.4. Trong công nghiệp da
Protease được dùng để tẩy sơ bộ da nguyên liệu, làm mềm da, tăng lượng lông
thu hồi và tỷ lệ thu hồi tăng 25-30% so với khi dùng phương pháp hoá học, da có chất
lượng cao.

Vi sinh vật học K3

13

Viện NC & PT Công nghệ Sinh học


Luận văn tốt nghiệp đại học 2013

Trường Đại học Cần Thơ

2.4.4.5. Trong công nghiệp sản xuất xà phòng, chất tẩy rửa, công nghiệp mỹ
phẩm
Protease được thêm vào để sản xuất xà phòng, thuốc đánh răng, để tẩy sạch các
vết máu mủ hoặc bổ sung protease vào kem bôi mặt, có tác dụng loại được các lớp
biểu bì chết, làm mịn da.
2.4.4.6. Trong công nghiệp dược phẩm
Protease được dùng để bổ sung vào thuốc chữa bệnh thiếu enzyme tiêu hoá,
thuốc tiêu mủ ở các vết thương và giảm đau cho người bệnh.
2.4.4.7. Trong xử lý ô nhiễm môi trường
Protease có thể thủy phân các protein có trong chất thải, để sản xuất các dung
dịch đặc hoặc các chất rắn khô có giá trị dinh dưỡng cho cá hoặc vật nuôi. Protease
thủy phân các protein không tan thông qua nhiều bước, ban đầu chúng được hấp thụ
lên các chất rắn, cắt các chuỗi polypeptide tạo thành các liên kết lỏng trên bề mặt. Sau
đó, quá trình hoà tan những phần rắn xảy ra với tốc độ chậm hơn phụ thuộc vào sự
khuếch tán enzyme lên bề mặt cơ chất và tạo ra những phần nhỏ. Chính vì tính chất
trên mà protease được sử dụng, một mặt để tận dụng các phế thải từ nguồn protein để
những phế thải này không còn là các tác nhân gây ô nhiễm môi trường, một mặt để xử
lý các phế thải protein tồn đọng trong các dòng chảy thành dạng dung dịch rửa trôi
không còn mùi hôi thối. Lông tạo nên 5% trọng lượng cơ thể gia cầm và có thể được
coi như là nguồn protein cao trong tạo nên cấu trúc keratin cứng được phá huỷ hoàn
toàn. Lông có thể được hoà tan sau khi xử lý với NaOH, làm tan bằng cơ học và bằng

các enzyme thuỷ phân, như protease kiềm từ Bacillus subtilis tạo thành sản phẩm có
dạng bột, màu xám với hàm lượng protein cao có thể được sử dụng làm thức ăn.
Protease ngoại bào được tiết ra từ Bacillus polymyxa, Bacillus megaterium,
Pseudomonas marinoglutinosa và Acromonas hydrophila có thể cố định trong canxi
alginate để thực hiện các phản ứng liên tục thu được sản lượng cao trong các phản ứng
thủy phân thịt cá.

Vi sinh vật học K3

14

Viện NC & PT Công nghệ Sinh học


Luận văn tốt nghiệp đại học 2013

Trường Đại học Cần Thơ

2.5. Một số giống vi khuẩn phân giải đạm tiêu biểu
2.5.1. Giống Acinetobacter
Phân loài: (Brisou và prévot, 1954)
Giới: Bacteria
Ngành: Proteobacteria
Lớp: Gammaproteobacteria
Bộ: Pseudomonadales
Họ: Moraxellaceae
Giống: Acinetobacter
Giống Acinetobacter đã được biết đến trong nhiều năm, thường dưới tên chung
khác. Chi tiết lịch sử và danh pháp của chúng được tìm thấy (Dijkshoorn, 1996;
Towner, 1996), hay theo các chương trong cuốn sách xuất hiện chứng tỏ sự quan tâm

ngày càng tăng và tầm quan trọng của nhóm vi khuẩn này (Bergogne - Bérézin et al,
1996).
Về sinh lý, giống Acinetobacter có dạng hiếu khí, không di động, catalase dương
tính và oxidase âm tính. Chúng phát triển tốt trên môi trường phức tạp và có thể phát
triển trên môi trường khoáng đơn giản với một nguồn carbon duy nhất, bao gồm:
acetate, các axit béo, và đôi khi hydrocarbon. Ngoài ra, hầu hết các thành viên của
Acinetobacter điều tăng trưởng tốt trên môi trường thạch MacConkey chỉ ngoại lệ với
một số chủng A. lwoffii (Bergogne - Bérézin và Towner, 1996). Giống Acinetobacter
đã và đang thu hút sự quan tâm trong các ứng dụng về môi trường và công nghệ sinh
học. Một số chủng của chi này được biết là có liên quan đến việc phân hủy sinh học
của một số chất gây ô nhiễm khác nhau như: biphenyl clo và biphenyl, axit amin
(analine), phenol, benzoat, dầu thô, acetonitrile, và trong việc loại bỏ phosphate hoặc
các kim loại nặng. Chủng Acinetobacter cũng hiện diện ở giữa các vi khuẩn lên men
để sản xuất một số sản phẩm enzyme bên ngoài ngoài và bên trong tế bào như: lipase,
protease, cyanophycine, bioemulsifiers và một số loại biopolymers. Trọng tâm của
đánh giá này, do đó, liên quan đến việc sử dụng của một số chủng Acinetobacter như
một biocatalyst để khắc phục ô nhiễm môi trường khác nhau và các ứng dụng công
nghệ sinh học khác. Một số có thể dễ dàng biến dạng bởi chiết xuất DNA, là đối tượng
hấp dẫn cho các thao tác di truyền và các nghiên cứu về tổ chức và gen quy định.
Vi sinh vật học K3

15

Viện NC & PT Công nghệ Sinh học


Luận văn tốt nghiệp đại học 2013

Trường Đại học Cần Thơ

Acinetobacter spp. được coi là phổ biến, đã được tìm thấy trong nhiều môi
trường như đất, khí và nước muối, một số môi trường khắc nghiệt (đặc biệt là dòng
chất thải và môi trường ô nhiễm), kết hợp với thực vật và động vật (kể cả con người),
trên rau và các thực phẩm khác. Chúng có thể hình thành màng sinh học và tồn tại trên
bề mặt khô trong thời gian dài. Chúng trao đổi chất rất linh hoạt (ví dụ như: khả năng
phân huỷ một loạt các hợp chất hữu cơ hoặc giải độc kim loại nặng), khả năng tổng
hợp các sản phẩm sinh học khác nhau với mục đích thương mại tiềm năng (ví dụ
như: bioemulsans, biodispersants, men, kháng sinh chống nấm), và khả năng để thúc
đẩy tăng trưởng thực vật và đối kháng tác nhân gây bệnh, đã dẫn đến việc sử dụng
chúng hoặc đề nghị sử dụng chúng cho một số ứng dụng môi trường (ví dụ như: xử lý
sinh học của các nơi bị nhiễm hydrocarbon và các kim loại nặng) và các ứng dụng
nông nghiệp (ví dụ như: thực vật tăng trưởng thúc đẩy vi khuẩn hoặc các tác nhân
kiểm soát sinh học đối với tác nhân gây bệnh nấm và vi khuẩn của thực vật).
Đánh giá tác động của quá trình xử lý nước thải trên tỷ lệ kháng kháng sinh ở
Acinetobacter spp. trong nước thải và nguồn nước sử dụng của nó. Trong hai sự kiện
khác nhau (nhiệt độ cao, dòng chảy cao, 31oC và nhiệt độ thấp, dòng thấp, 8oC), 366
chủng Acinetobacter spp. được phân lập từ năm địa điểm khác nhau, ba nguồn trong
một nhà máy xử lý nước thải (nguyên liệu vào, nước thải, nước thải cuối cùng) và hai
nguồn trong cơ quan tiếp nhận (phía thượng lưu và hạ lưu của các điểm xả nước thải
xử lý). Các kiểu hình nhạy cảm với kháng sinh được xác định theo phương pháp discdiffusion cho 8 loại thuốc kháng sinh, amoxicillin/clavulanic acid (AMC),
chloramphenicol (CHL), ciprofloxacin (CIP), colistin (CL), gentamycin (GM),
rifampin (RA), sulfisoxazole (SU), và trimethoprim (TMP). Tỷ lệ kháng kháng sinh
trong Acinetobacter cho ra AMC, CHL, RA, và nhiều loại thuốc (kháng sinh ba hoặc
hơn) tăng lên đáng kể (pb0.01) từ các mẫu nguyên liệu vào (AMC, 8,7%; CHL, tăng
25,2%; RA, 63,1%; nhiều loại thuốc, 33,0%) với mẫu nước thải cuối cùng (AMC,
37,9%; CHL, 69,0%; RA, 84,5%; nhiều loại thuốc, 72,4%), và cao hơn đáng kể (pb
0,05) trong mẫu hạ nguồn (AMC, bằng 25,8%; CHL, 48,4%; RA, 85,5%; nhiều loại
thuốc, 56,5%) so với mẫu thượng nguồn (AMC, 9,5%; CHL, 27,0%; RA, 65,1%;
nhiều loại thuốc, 28,6 %). Những kết quả này cho thấy quá trình xử lý nước thải góp
phần gia tăng có chọn lọc các vi khuẩn kháng thuốc kháng sinh và sự xuất hiện của vi

khuẩn kháng nhiều loại thuốc trong môi trường nước.

Vi sinh vật học K3

16

Viện NC & PT Công nghệ Sinh học