Nuôi Cấy Một Số Chủng Vi Sinh Vật để Làm Phân Vi Sinh

Nuôi cấy một số chủng vi sinh vật để làm phân vi sinh

Ngày đăng: 25-05-2007 | Chuyên mục: Câu hỏi - Giải đáp | Tác giả:

Hỏi: Tôi muốn nuôi cấy một số chủng vi sinh vật để làm phân vi sinh như: Tricoderma, Streptomyces, Azotobacter và Bacillus megatherium. Xin cho biết môi trường và cách nuôi cấy tạo sinh khối. Huỳnh Đức Tuyên hdtuyen2001@yahoo.com

Đáp: Các loại vi sinh vật trên đều thuộc nhóm VSV phân giải cellulose và phân bón là một lĩnh vực ứng dụng của celluloza.

Để sản xuất ra sản phẩm theo công nghệ ứng dụng vi sinh cần có những điều kiện như sau: Giống vi sinh, môi trường nuôi cấy, nguồn nguyên liệu (cơ chất) và quá trình lên men (cấy giống, lên men và thu nhận sản phẩm)

1. Chủng vi sinh sản xuất Celluloza

Celluloza được tổng hợp từ nhiều chủng vi sinh khác nhau:

- Celluloza từ vi khuẩn: Bacillus megaterium, Pseudomonas fluorenscens, Acetobacter Xylium, vi khuẩn dạ cỏ, Clostridium,..

- Celluloza từ xạ khuẩn: các loài Actinomyces, Streptomyces

- Celluloza từ nấm: Aspergylus niger, Aspergylus Oryzae, Tricoderma, Mucor pusillus,..

2. Môi trường nuôi cấy và nguồn nguyên liệu

Để sản xuất celluloza cần có môi trường nuôi cấy thích hợp, nguồn nguyên liệu cung cấp là bông thấm nước, giấy lọc, giấy báo, các phụ phẩm chứa celluloza trong nông nghiệp như bột rơm rạ nghiền nhỏ, cám bã, bột ngô, bột củ cải,.. nguồn cung cấp N là muối nitrat, muối Amon, ..

Một số môi trường thường sử dụng như:

- Môi trường nuôi nấm Tricoderma : KH2PO4: 0,2% ; (NH4)2SO4: 0,14% ; URE: 0,03% ; MgSO4.7H2O: 0,03% ; CaCl2: 0,03% ; FeSO4.7H2O: 5mg/l ; MnSO4.H2O: 1,56 mg/l ; ZnSO4.7H2O: 1,4 mg/l ; CoCl2: 2mg/l ; Pepton: 0,1%

- Môi trường nuôi chủng Asp.terreus: KH2PO4:0,1% ; NaNO3: 0,3%; MgSO4.H2O:0,05% ; KCl: 0,05% ; FeSO4.7H2O:0,01% ;Cao bắp: 0,5%; Giấy lọc: 2%

- Môi trường khoáng chung cho loại celluloza, gồm có:

NH4NO3 1 g, K2HPO4 0,5 g, KH2PO4­ 0,5 g, MgSO4. 7H2O 0,5 g, NaCl 1 g, CaCl2 0,1 g, FeCl3 0,02 g, Cao men 0,05 g, Nước cất 1000 ml, pH=7,0-7,2

Phân môi trường vào ống nghiệm, khử trùng ở 121 0C trong 20 phút.

(Nguyễn Lân Dũng - Đinh Thúy Hằng 4/2006)

3. Quá trình lên men

Sau khi chuẩn bị môi trường nuôi cấy là quá trình lên men vi sinh. Đây là quá trình sinh học diễn ra liên tục, bắt đầu từ khâu tạo giống, nhân giống sinh khối, lên men và thu nhận sản phẩm cuối cùng. Các giai đoạn này có liên quan mật thiết và ảnh hưởng qua lại với nhau. Quá trình lên men được diễn ra theo sơ đồ như sau:

Giống VSV (Giữ giống gốc, Nhân giống sinh khối, Nhân giống sản xuất) → (lên men) → Nguyên liệu → Tạo môi trường lên men bổ sung dinh dưỡng →

→ (Yếm khí) → Sản phẩm lên men → Tinh sạch

→ (Hiếu khí) → Sản phẩm phụ → Tận dụng xử lý → Sản phẩm mới

Để tạo được sản phẩm, quá trình lên men theo 3 giai đoạn:

3.1 Giai đoạn giữ giống gốc, nhân giống sinh khối và nhân giống sản xuất:

+ Giống gốc được mua từ các Trung tâm thực nghiệm, Trường Đại học, Viện nghiên cứu,..rồi nhân giống sinh khối theo môi trường thích hợp và nhân giống sản xuất đại trà. Có thể sử dụng môi trường trên để nuôi cấy celluloza

+ Nếu không có giống gốc thì phải phân lập giống từ tự nhiên hoặc từ các cơ sở sản xuất,..

Phân lập từ nguồn tự nhiên: Tìm kiếm được những giống vi sinh vật trong môi trường tự nhiên đòi hỏi khả năng hiểu biết và tính kiên trì. Tất cả những công việc đó được tóm tắt như sau: Nguyên liệu dùng để phân lập → Phân lập canh trường tậptrung → Phân lập chủng thuần khiết → Tạo ổn định đặc tính di truyền.

Phân lập giống từ các cơ sở sản xuất: Các cơ sở sản xuất thường có những giống vi sinh vật dùng để sản xuất một sản phẩm nào đó đã định hướng, ổn định và thích hợp với điều kiện sản xuất công nghiệp. Tuy nhiên giống sản xuất cần được phân lập lại và cần có những cải tiến điều kiện lên men, cải tiến phương pháp bảo quản giống để nâng cao hơn năng suất sản xuất.

Nguồn giống từ các ngân hàng giống hoặc các bảo tàng giống: Các bảo tàng giống thường của nước ngoài có thuận lợi là giống thuần khiết nhưng khi nhận giống về cơ sở sản xuất có giống đáp ứng ngay được và có giống không phù hợp với điều kiện sản xuất mới.

3.2 Giai đoạn lên men:

Giai đoạn này có 2 quá trình lên men cơ bản là quá trình lên men hiếu khí và quá trình lên men yếm khí (kỵ khí).

Quá trình lên men kỵ khí là quá trình hoàn toàn không có Oxy tham gia, là quá trình lên men không hoàn toàn do đó sản phẩm cuối cùng khó xác định hoàn toàn chính xác. Quá trình này ít mất năng lượng và một phần năng lượng còn giữ lại trong các sản phẩm trung gian

Quá trình hiếu khí là quá trình oxy hoá rất mạnh các cơ chất, nếu quá trình này được liên tục thì sản phẩm cuối cùng là CO2 , nước và năng lượng.

Dù sản xuất theo quá trình nào cũng phải có công đoạn khử trùng môi trường. Tuy nhiên vẫn có phương pháp nuôi vi sinh vật trên các loại môi trường không cần khử trùng tuyệt đối dựa trên cơ sở của qui luật lấn át sinh học. Nghĩa là, mặc dù trong môi trường còn một số vi sinh vật lạ, nhưng khi nuôi cấy VSV mới cần tạo điều kiện tối ưu để chúng phát triển thật mạnh lấn át, làm cho VSV nhiễm không có điều kiện phát triển. Phương pháp này thường được thực hiện trong điều kiện môi trường có tính axit.

Bảng phân loại môi trường theo mức độ vô trùng

Nhóm các môi trường không cần vô trùng	Nhóm các môi trường không cần vô trùng tuyệt đối	Nhóm các môi trường yêu cầu vô trùng tuyệt đối để sản xuất
-Ủ phân hữu cơ -Một số công nghệ lên men truyền thống	-Axit hữu cơ ; dung môi hữu cơ -Nấm men -Steroit ; Nucleozit	-Kháng sinh ; Vitamin B2, B12 -Các axit amin ; Enzym -Tế bào động, thực vật

3.3 Giai đoạn thu nhận sản phẩm lên men

Tùy theo mục đích thu nhận sản phẩm mà có các phương pháp thu nhận sản phẩm khác nhau. Dưới đây là một số phương pháp chủ yếu:

- Phương pháp lắng tủa: có thể để lắng tự nhiên, hoặc tủa bằng muối, bằng dung môi hữu cơ, bằng protein, bằng đẳng điện, ..

- Phương pháp lọc: phân riêng hỗn hợp không đồng nhứt qua lớp lọc, bã được giữ lại, dung dịch chui qua lọc. Trong phương pháp lọc có sử dụng các chất trợ lọc như than mịn, đất sét tán nhỏ, Amiang mịn,..Thiết bị lọc thường là máy lọc khung bản, lọc túi,..

- Phương pháp ly tâm: là phương pháp lắng tủa nhờ lực ly tâm

- Phương pháp chiết bằng dung môi: Bắt đầu là giai đoạn trộn hai pha nước và dung môi để tăng bề mặt tiếp xúc, giai đoạn sau là phân ly bằng lắng hoặc gạn, hoặc ly tâm.

- Phương pháp hấp phụ: hấp phụ bằng dung dịch hoặc cột chứa chất hấp phụ, sau đó tách chất hấp phụ ra

- Phương pháp sấy khô, cô chân không.

Để sản xuất đất ươm cây giống, có thể ứng dụng chế phẩm vi sinh vật hữu hiệu E.M (Effective Micro-organic) như là nguồn giống vi sinh và cách lên men như sau:

- Ủ phân bò (có thể sử dụng men vi sinh Trico của Trường Đại học Cần Thơ): Tưới đều dung dịch EM thứ cấp lên phân bò đến độ ẩm 40% (thử bằng cách nắm tay phân không rỉ nước, không rời ra), đậy bằng bao bố hoặc tranh, rơm rạ. Ngày thứ 3 đảo trộn cho đều, ủ tiếp đến ngày thứ 6 có thể sử dụng được.

- Ủ mụn dừa: Mụn dừa xả nước cho bớt chát (tanin). Ủ tương tự như phân bò.

- Xay đất bằng máy hoặc bằm bằng tay

- Trộn thành hổn hợp: 1 phân đã ủ + 9 mụn đã ủ + 6 tro trấu + 3 trấu mục + 3 đất. Hổn hợp này là đất ươm cây giống rất tốt. Đã được áp dụng ở các vườn ươm cây giống huyện Chợ Lách, tỉnh Bến Tre

Chế phẩm E.M có bán taị Trung tâm Ứng dụng tiến bộ Khoa học công nghệ Bến Tre số 415A đường Nguyễn Thị Định, xã Phú Hưng, thị xã Bến Tre (ĐT: 8075.827522)

Thạc sĩ Nguyễn Văn Vinh