Tìm kiếm
Đang tải khung tìm kiếm
Kết quả 1 đến 1 của 1

    THẠC SĨ Phân lập và định danh chủng vi khuẩn clostridium sp. Sinh tổng hợp butanol

    VipHư Trúc Hư Trúc Đang Ngoại tuyến (2601 tài liệu)
  1. Gửi tài liệu
  2. Bình luận
  3. Chia sẻ
  4. Thông tin
  5. Công cụ
  6. Phân lập và định danh chủng vi khuẩn clostridium sp. Sinh tổng hợp butanol

    MỞ ĐẦU

    Kể từ năm 2000, các quốc gia trên thế giới lần lượt thật sự tuân thủ thoả hiệp Rio de Janeiro (1992) và nghị định thư Kyoto (1997), tìm cách hạn chế thải khí nhà kính (CO2, CH4, N2O, .) khi sử dụng nhiên liệu cổ sinh thay thế bằng năng lượng xanh (như năng lượng mặt trời, gió, thủy điện, .), do đó nhiên liệu sinh học đang được quan tâm phát triển. Nhiên liệu sinh học là loại chất đốt tái tạo, sản xuất từ nguyên liệu động thực vật gọi là sinh khối, gọi là “tái tạo” vì chất đốt cơ bản carbon (C) nằm trong chu trình quang hợp ngắn hạn, đốt nhiên liệu sinh học thải khí CO2, rồi thực vật hấp thụ lại CO2 đó để tạo thành sinh khối, chế biến nhiên liệu sinh học trên lý thuyết coi như không làm gia tăng CO2 trong khí quyển.
    Nhiên liệu sinh học có thể ở thể rắn như củi, than củi (than đá thuộc loại cổ sinh, không tái tạo); thể lỏng (như xăng sinh học, diesel sinh học); hay thể khí như khí methane sinh học (sản xuất từ lò ủ chất phế thải), hydrogen sinh học. Nhiên liệu ở thể lỏng được ưa chuộng hơn vì có độ tinh khiết cao, chứa nhiều năng lượng, dễ dàng chuyên chở, dễ tồn trữ và bơm vào bình nhiên liệu của xe. Nhiên liệu sinh học đang là vấn đề quan tâm của nhiều quốc gia trên thế giới vì nhiều lý do: giá xăng cổ sinh ngày càng cao, trữ lượng dầu thô và khí đốt ở các mỏ dầu có giới hạn và sẽ cạn kiệt trong tương lai (dự đoán khoảng năm 2100), nhiều quốc gia muốn ít phụ thuộc vào việc nhập khẩu nhiên liệu cổ sinh trong khi quốc gia họ có khả năng sản xuất nhiên liệu thay thế, và bị áp lực chính trị phải giảm lượng khí CO2 sa thải để phù hợp với nghị định thư Kyoto (1997) quy định. Butanol, acetone, ethanol là những dung môi có khả năng sử dụng làm nhiên liệu. Hiện nay, ethanol đang được sử dụng nhiều, tuy nhiên người ta chú ý đến butanol hơn vì cấu tạo của nó có bốn nguyên tử carbon nên nặng hơn, ít bay hơi, đồng thời có khả năng tạo ra năng lượng cao hơn ethanol và acetone [45].
    Với kỹ thuật hiện nay, có 2 phương thức hữu hiệu để chế biến nhiên liệu sinh học:
     Cho lên men (nhờ vi sinh vật và enzyme trong điều kiện yếm khí) chất đường (từ mía, củ cải đường, v.v.), tinh bột [từ hạt ngũ cốc (bắp, lúa, lúa mì, v.v.) và củ (khoai tây, khoai mì, v.v.)], hay cellulose để tạo ra ethanol (C2H5OH), propanol (C3H7OH) và butanol (C4H9OH).
     Trích dầu từ thực vật, tảo giàu chất dầu, hay từ mỡ động vật (ép với áp suất cao và nhiệt, hoặc bằng dung môi, hay phối hợp cả hai). Trong đó các vi khuẩn lên men từ sinh khối để sinh dung môi có rất nhiều ưu thế như: hạn chế việc tổng hợp nên các hợp chất có khả năng gây ung thư, sử dụng tạo ra các dẫn xuất dung môi cung cấp cho nhu cầu của công nghiệp thực phẩm và hương liệu; các phụ phế phẩm của nông nghiệp và công nghiệp thực phẩm có thể trở thành nguồn cơ chất đầy tiềm năng, rẻ tiền cho quá trình lên men để sản xuất các dung môi cho giá trị thương mại cao. Tuy nhiên, việc tầm soát để phân lập và chọn các chủng vi sinh vật cần thiết là đòi hỏi đầu tiên trong các quy trình lên men sinh học hiện đại, đặc biệt là quá trình chuyển hóa trực tiếp các polysaccharide từ sinh khối thành các sản phẩm có giá trị cao với sự hiện diện rộng rãi của các enzyme thủy phân ngoại bào rất được quan tâm. Giống Clostridium là tập hợp các loại vi khuẩn Gram dương, kị khí nghiêm ngặt, tạo bào tử, hình que [9]. Clostridium gồm nhiều chủng dễ dàng được phân lập từ các mẫu đất ở những vùng miền khác nhau, có khả năng lên men tạo butanol cao, đặc biệt là một số loài có khả năng sử dụng cellulose làm nguồn cơ chất lên men, các chủng Clostridium acetobutylicum, C. beijerinckii, C. butyricum, C. saccharobutyricum, C. saccharoperbutyricum là những vi sinh vật tiềm năng nhất [7].
    Việt Nam là một quốc gia nằm trong khu vực nhiệt đới có độ đa dạng sinh học cao thuận lợi cho việc phân lập các chủng Clostridium sp. Do vậy, việc phân lập, xác định vi khuẩn Clostridium có tiềm năng sinh dung môi từ các nguồn tài nguyên thiên nhiên của Việt Nam có ý nghĩa to lớn, góp phần khai thác tính đa dạng sinh học và đồng thời thúc đẩy nghiên cứu phát triển nhiên liệu sinh học, vì vậy chúng tôi tiến hành đề tài nghiên cứu: “PHÂN LẬP VÀ ĐỊNH DANH CHỦNG VI KHUẨN CLOSTRIDIUM SP. SINH TỔNG HỢP BUTANOL”.
    Đề tài được thực hiện nhằm giải quyết các vấn đề:
    1. Phân lập, sàng lọc và xác định các chủng vi khuẩn Clostridium sp. kỵ khí nghiêm ngặt, có khả năng sinh butanol từ các nguồn mẫu khác nhau như đất canh tác nông nghiệp, phân của động vật, bùn ao hồ.
    2. Kiểm tra các đặc tính sinh lý, sinh hóa của các chủng Clostridium sp. phân lập được là Gram dương, hình thành nội bào tử, sinh tổng hợp butanol.
    3. Xác định khả sinh tổng hợp butanol của các chủng Clostridium sp. phân lập được bằng kỹ thuật sắc ký lỏng cao năng HPLC.
    4. Định danh các chủng Clostridium sp. phân lập được bằng kỹ thuật sinh học phân tử: tách chiết DNA bằng DNAzol Direct PCR, khuếch đại đoạn gene 16S rDNA có kích thước 1,5 kb sử dụng cặp mồi Eubac27F và 1492R. Các sản phẩm khuếch đại được tinh sạch và giải trình tự, xây dựng cây phát sinh loài để xác định mối quan hệ giữa các loài phân lập được.

    MỤC LỤC

    LỜI CẢM ƠN
    DANH MỤC HÌNH
    DANH MỤC BẢNG
    DANH MỤC VIẾT TẮT
    Chương 1. MỞ ĐẦU 1
    Chương 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 5
    2.1. Tổng quan về giống Clostridium . 6
    2.1.1. Lịch sử nghiên cứu Clostridium .10
    2.1.2. Cấu trúc và hình thái tế bào 11
    2.1.3. Hình thành nội bào tử . 12
    2.1.3.1. Đặc tính của bào tử 13
    2.1.3.2. Sự nảy mầm bào tử .15
    2.2. Quá trình lên men sinh dung môi ABE ở Clostridium . 15
    2.2.1. Lịch sử của quá trình lên men ABE 15
    2.2.2. Cơ chất lên men ABE của Clostridium .18
    2.2.3. Con đường biến dưỡng ABE ở C. acetobutylicum .21
    2.2.4. Sự thoái biến khả năng sinh dung môi . 25
    2.2.5. Mối liên hệ giữa quá trình sinh dung môi và sự sinh trưởng, phát triển
    của Clostridium . 26
    2.2.6. Phương pháp thu nhận dung môi aceton-butanol-ethanol 27
    2.2.7. Nhiên liệu sinh học và ứng dụng của butanol 29
    2.2.7.1. Nhiên liệu sinh học .29
    2.2.7.2. Ứng dụng của butanol .30
    2.3. Định danh Clostridium bằng kỹ thuật sinh học phân tử . 34
    2.4. Giới thiệu cây phát sinh loài . 37
    Chương 3. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP 39
    3.1. Thời gian và địa điểm nghiên cứu 40
    3.2. Dụng cụ, thiết bị và đối tượng nghiên cứu . 40
    3.2.1. Dụng cụ 40
    3.2.2. Thiết bị . 40
    3.2.3. Môi trường sử dụng nuôi cấy 40
    3.2.3.1. Môi trường RCM .40
    3.2.3.2. Môi trường T6 41
    3.2.3.3. Triple Sugar Iron Agar (TSI) cho thử nghiệm sinh H2S .41
    3.2.3.4. Môi trường Indole cho thử nghiệm Indol .41
    3.2.3.5. Phenol Red Carbohydrate Broth .42
    3.2.3.6. Thuốc thử kiểm tra sự hiện diện của aceton .42
    3.2.3.7. Hóa chất dùng trong điện di .42
    3.2.3.8. Hóa chất dùng cho PCR .42
    3.2.4. Đối tượng nghiên cứu 43
    3.2.5. Chủng vi sinh vật chuẩn 44
    3.3. Phương pháp nghiên cứu . 44
    3.3.1. Phương pháp lấy mẫu 44
    3.3.2. Phân lập và làm thuần chủng Clostridium sp. có tiềm năng sinh butanol 47
    3.3.2.1. Phân lập chủng Clostridium sp .47
    3.3.2.2. Làm thuần chủng Clostridium sp. .47
    - iii -
    3.3.2.3. Kiểm tra hoạt tính catalase .48
    3.3.2.4. Nhuộm Gram 49
    3.3.2.5. Nhuộm bào tử 50
    3.3.2.6. Kiểm tra khả năng tổng hợp dung môi 50
    3.3.3. Kiểm tra khả năng sinh butanol của các chủng Clostridium sp. 51
    3.3.3.1. Phương pháp định tính acetone .51
    3.3.3.2. Kiểm tra khả năng tạo cục đơng trong mơi trường sữa 52
    3.3.3.3. Kiểm tra các đặc tính sinh lý sinh hóa khác .52
    3.3.3.4. Xác định nồng độ butanol tổng hợp bằng sắc ký lỏng cao năng HPLC .55
    3.3.4. Bảo quản chủng phân lập bằng phương pháp đông khô. . 60
    3.3.5. Định danh các chủng Clostridium sp. sử dụng vùng gene 16S rDNA. 60
    3.3.5.1. Thu nhận DNA bộ gen cho PCR 16S srDNA 60
    3.3.5.2. Khuếch đại PCR trình tự 16S rDNA 61
    3.3.5.3. Kiểm tra sự khuếch đại .66
    3.3.5.4. Tinh sạch sản phẩm PCR .66
    3.3.5.5. Giải trình tự và tạo cây phát sinh loài 66
    Chương 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 68
    4.1. Phân lập và làm thuần giống Clostridium có tiềm năng sinh butanol 69
    4.1.1. Thu nhận mẫu phân tích 69
    4.1.2. Phân lập và làm thuần chủng Clostridium sp. sinh butanol . 70
    4.1.3 Chọn lọc các chủng Clostridium sp. có khả năng sinh dung môi . 78
    4.2. Kiểm tra khả năng sinh butanol của các chủng Clostridium sp. phân lập
    được 78
    4.2.1. Kiểm tra khả năng đông tụ sữa và định tính acetone 78
    - iv -
    4.2.2. Kiểm tra các đặc tính sinh lý sinh hóa khác . 80
    4.2.2.1. Khả năng sinh H2S 80
    4.2.2.2.Khả năng mẫn cảm với rifampicin .80
    4.2.2.3. Thử nghiệm Indol 80
    4.2.2.4. Thử nghiệm khả năng sử dụng các nguồn carbohydrate khác nhau .81
    4.2.3. Xác định nồng độ butanol tổng hợp bằng sắc ký lỏng cao năng . 84
    4.3. Bảo quản chủng phân lập bằng phương pháp đông khô . 86
    4.4. Định danh các chủng Clostridium sp. sử dụng trình tự 16S rDNA . 87
    4.4.1. Khuếch đại PCR trình tự 16S rDNA . 87
    4.4.2. Kết quả giải trình tự và định danh 88
    4.4.3. Thảo luận chung . 95
    Chương 5. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 98
    5.1. Kết luận . 99
    5.2. Đề nghị . 99
    TÀI LIỆU THAM KHẢO
    PHỤ LỤC

    Xem Thêm: Phân lập và định danh chủng vi khuẩn clostridium sp. Sinh tổng hợp butanol
    Nội dung trên chỉ thể hiện một phần hoặc nhiều phần trích dẫn. Để có thể xem đầy đủ, chi tiết và đúng định dạng tài liệu, bạn vui lòng tải tài liệu. Hy vọng tài liệu Phân lập và định danh chủng vi khuẩn clostridium sp. Sinh tổng hợp butanol sẽ giúp ích cho bạn.
    #1
  7. Đang tải dữ liệu...

    Chia sẻ link hay nhận ngay tiền thưởng
    Vui lòng Tải xuống để xem tài liệu đầy đủ.

    Gửi bình luận

    ♥ Tải tài liệu

social Thư Viện Tài Liệu
Tài liệu mới

Từ khóa được tìm kiếm

Nobody landed on this page from a search engine, yet!

Quyền viết bài

  • Bạn Không thể gửi Chủ đề mới
  • Bạn Không thể Gửi trả lời
  • Bạn Không thể Gửi file đính kèm
  • Bạn Không thể Sửa bài viết của mình
  •  
DMCA.com Protection Status