HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

NGUYỄN LINH TRANG

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI:
NGHIÊN CỨU TẠO CHẾ PHẨM VI KHUẨN Bacillus
CĨ HOẠT TÍNH SINH HỌC ĐƯỢC PHÂN LẬP TỪ
NƯỚC THẢI BÚN PHỤC VỤ XỬ LÝ NƯỚC THẢI

Hà Nội – 2021


HỌC VIỆN NƠNG NGHIỆP VIỆT NAM

KHOA CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM

KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI:
NGHIÊN CỨU TẠO CHẾ PHẨM VI KHUẨN Bacillus
CĨ HOẠT TÍNH SINH HỌC ĐƯỢC PHÂN LẬP TỪ
NƯỚC THẢI BÚN PHỤC VỤ XỬ LÝ NƯỚC THẢI

Người thực hiện

: NGUYỄN LINH TRANG

Lớp

: K62CNTPB

Khóa

: 62

Chun ngành

: CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM

Giáo viên hướng dẫn: TS. NGUYỄN THỊ LÂM ĐOÀN

Hà Nội – 2021


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan rằng, số liệu và kết quả nghiên cứu trong Khóa luận tốt nghiệp này
là trung thực và chưa hề được công bố dưới bất kỳ hình thức nào trước đây. Trong q
trình viết Khóa luận có sự tham khảo một số tài liệu có nguồn gốc rõ ràng được ghi
trong phần tài liệu tham khảo.
Nếu khơng đúng như đã nêu trên, tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm về đề tài của
mình.

Hà Nội, ngày 06 tháng 09 năm 2021
Người thực hiện

Nguyễn Linh Trang

i



LỜI CẢM ƠN
Với lịng biết ơn sâu sắc, tơi xin chân thành cám ơn TS. Nguyễn Thị Lâm Đoàn,
người đã nhiệt tình hướng dẫn tơi trong việc lựa chọn đề tài nghiên cứu, hướng tiếp
cận, và giúp tôi chỉnh sửa những thiếu sót trong q trình nghiên cứu. Đồng thời, trong
q trình thực hiện đề tài cơ ln động viên, ủng hộ để tơi cố gắng hồn thành Khóa
luận này.
Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn tới Bộ mơn Hóa sinh – Công nghệ sinh học thực phẩm, Bộ
môn Quản lý chất lượng – An toàn thực phẩm tại Khoa Công nghệ thực phẩm – Học
viện Nông nghiệp Việt Nam đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt thời gian thực
tập.
Xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo Học viện Nơng nghiệp Việt Nam, cùng tồn thể
các thầy cô giáo trong khoa Công nghệ Thực phẩm đã tạo môi trường học tập cũng như
truyền dạy những kiến thức quý báu cho tôi trong những năm học vừa qua.
Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn tới những người thân của tôi đã giúp đỡ và động
viên tôi rất nhiều trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu.
Hà Nội, ngày 06 tháng 09 năm 2021
Người thực hiện

Nguyễn Linh Trang

ii


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN……………………………………………………………………….i
LỜI CẢM ƠN………………………………………………………………………….ii
MỤC LỤC……………………………………………………………………………..iii
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT…………………………………………………………..v
DANH MỤC BẢNG…………………………………………………………………..vi

DANH MỤC HÌNH…………………………………………………………………..vii
PHẦN I. MỞ ĐẦU……………………………………………………………………..1
1.1. Đặt vấn đề………………………………………………………………………….1
1.2. Mục đích – yêu cầu……………………………………………………………..….2
1.2.1. Mục đích………………………………………………………………………...2
1.2.2. Yêu cầu………………………………………………………………………….2
PHẦN II. TỔNG QUAN TÀI LIỆU…………………………………………………...3
2.1. Tổng quan về Bacillus…………………………………………………………..…3
2.1.1. Đặc điểm chung của Bacillus…………………………………………………...3
2.1.2. Ứng dụng của Bacillus trong xử lý nước thải…………………………………..4
2.2. Tổng quan về nước thải……………………………………………………………6
2.2.1. Đặc điểm chung của nước thải………………………………………………….6
2.2.2. Đặc điểm của nước thải sản xuất tinh bột………………………………………7
2.2.3. Thực trạng ô nhiễm nước thải từ các làng nghề sản xuất tinh bột……………...7
2.2.4. Các phương pháp xử lý nước thải………………………………………………9
2.3. Tổng quan về chế phẩm vi sinh vật………………………………………………10
2.3.1. Khái niệm chế phẩm vi sinh vật……………………………………………….10
2.3.2. Phân loại chế phẩm vi sinh vật………………………………………………...10
2.3.3. Chất mang vi sinh vật………………………………………………………….12
2.4. Các nghiên cứu trong nước và ngoài nước về xử lý nước thải...............................12
2.4.1. Các nghiên cứu trong nước................................................................................12
2.4.2. Các nghiên cứu nước ngoài................................................................................14
PHẦN III. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP...............................................................15
3.1. Đối tượng nghiên cứu.............................................................................................15
3.1.1. Môi trường nghiên cứu........................................................................................15

iii


3.1.2. Thiết bị - dụng cụ………………………………………………………………16

3.1.3. Địa điểm – thời gian nghiên cứu……………………………………………….16
3.2. Nội dung nghiên cứu……………………………………………………………..16
3.3. Phương pháp nghiên cứu…………………………………………………………16
3.3.1. Hoạt hóa các chủng tuyển chọn………………………………………………...16
3.3.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của một số yếu tố môi trường đến sự sinh trưởng và phát
triển của chủng tuyển chọn…………………………………………………….17
3.3.3. Kiểm tra sự đối kháng của các chủng tuyển chọn……………………………...18
3.3.4. Xác định mơi trường lên men thích hợp..............................................................18
3.3.5. Quy trình tạo chế phẩm vi sinh dự kiến………………………………………..19
3.3.6. Xác định chất mang phù hợp...............................................................................20
3.3.7. Đánh giá khả năng bảo quản chế phẩm ở nhiệt độ thường ................................21
3.3.8. Phương pháp vi sinh vật......................................................................................21
3.3.9 Phương pháp xác định hàm ẩm............................................................................21
3.3.10. Xử lý số liệu…………………………………………………………………..22
PHẦN IV. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN…………………………………………….23
4.1. Hoạt hóa và làm thuần các chủng tuyển chọn........................................................23
4.2. Xác định các yếu tố ảnh hưởng đến sự sinh trưởng và phát triển của chủng tuyển
chọn.........................................................................................................................23
4.2.1. Ảnh hưởng của thời gian nuôi cấy......................................................................24
4.2.2. Ảnh hưởng pH môi trường …………………………………………………….25
4.2.3. Ảnh hưởng nhiệt độ môi trường ……………………………………………….26
4.2.4. Ảnh hưởng của tỉ lệ tiếp giống............................................................................27
4.2.5. Xác định mơi trường lên men tăng sinh khối......................................................28
4.3. Xác định tính đối kháng giữa các chủng Bacillus……………………………….29
4.4. Kết quả lựa chọn chất mang……………………………………………………...30
4.5. Đánh giá khả năng bảo quản chế phẩm ở nhiệt độ thường………………………32
PHẦN V. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ……………………………………………..34
TÀI LIỆU THAM KHẢO…………………………………………………………….35
Phụ lục………………………………………………………………………………...40


iv


DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
Số thứ tự

Chữ viết tắt

Tên đầy đủ

1

COD

Nhu cầu oxy hóa học

2

BOD

Nhu cầu oxy sinh hóa

3

Cs

Cộng sự

4


NA

Nutrient Agar

5

NB

Nutrient Borth

6

LB

Luria Bertani Broth

7

CFU

Colony – Forming Unit

8

B.

Bacillus

9


C

Carbon

10

N

Nito

11

NN&PTNT

Nông nghiệp và Phát triển nông thôn

12

KH&CN

Khoa học và Công nghệ

13

T-P

Hàm lượng phosphor tổng

14


T-N

Hàm lượng nito tổng

15

SS

Tổng chất rắn lơ lửng

16

QCVN

Quy chuẩn Việt Nam

17

BTNMT

Bộ Tài nguyên Môi trường

18

TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam

19


NXB

Nhà xuất bản

20

ĐHQGHN

Đại học Quốc gia Hà Nội

v


DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1. Thải lượng các chất ô nhiễm trong nước thải của một số làng nghề chế biến
lương thực, thực phẩm……………………………………………………...9
Bảng 3.1. Thành phần môi trường NA..........................................................................15
Bảng 3.2. Thành phần môi trường NB..........................................................................15
Bảng 3.3. Thành phần môi trường thay thế: Mật rỉ đường............................................15
Bảng 4.1. Đặc điểm hình dạng của các chủng tuyển chọn............................................23
Bảng 4.2. Môi trường thay thế ảnh hưởng đến sự phát triển của chủng.......................29
Bảng 4.3. Ảnh hưởng của chất mang đến mật độ của các chủng vi khuẩn Bacillus....30
Bảng 4.4. Khả năng bảo quản chế phẩm ở nhiệt độ thường..........................................33

vi


DANH MỤC HÌNH
Hình 2.1. Hình thái Bacillus subtilis khi được quan sát dưới kính hiển vi quang học…3
Hình 3.1. Quy trình tạo chế phẩm xử lý nước thải dự kiến...........................................19

Hình 4.1. Khuẩn lạc Bacillus của chủng NTB1.3 và NTB 1.7......................................23
Hình 4.2. Ảnh hưởng của thời gian đến sự sinh trưởng và phát triển của chủng tuyển
chọn………………………………………………………………..............24
Hình 4.3. Ảnh hưởng của pH môi trường đến sự sinh trưởng và phát triển của chủng
tuyển chọn…………………………………………………………………26
Hình 4.4. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự sinh trưởng và phát triển của chủng
Bacillus…………………………………………………………………....26
Hình 4.5. Ảnh hưởng của tỉ lệ tiếp giống đến sự sinh trưởng và phát triển của chủng
Bacillus
Hình 4.6. Mơi trường lên men của 2 chủng NTB 1.3 và NTB 17................................28
Hình 4.7. Kiểm tra sự đối kháng của 2 chủng NTB 1.3 và NTB 1.7………………....30
Hình 4.8. Chế phẩm chủng NTB 1.3 với chất mang cao lanh trước và sau sấy............31
Hình 4.9. Chế phẩm chủng NTB 1.3 với chất mang than bùn trước và sau sấy...........32

vii


PHẦN I. MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề
Nước là nguồn sống, là môi trường đặc biệt cho tất cả các phản ứng sinh hóa, hóa
học bên trong cơ thể sinh vật trên trái đất. Trong những thập niên gần đây cùng với sự
phát triển nhanh chóng của các ngành sản xuất đã đẩy nhanh tốc độ ô nhiễm nguồn
nước. Một trong những nguồn ô nhiễm ở nước ta là nước thải từ các làng nghề truyền
thống, đặc biệt là các làng nghề sản xuất thực phẩm. Các làng nghề truyền thống về
thực phẩm nói chung và làng nghề sản xuất tinh bột nói riêng, vấn đề ơ nhiễm nguồn
nước thải trong sản xuất đang trở thành vấn đề nghiêm trọng và nhận được nhiều sự
quan tâm. Theo kết quả điều tra, khảo sát, lấy mẫu và phân tích nguồn nước tại 292
làng nghề trên địa bàn thành phố Hà Nội từ 2017-2020 có 139 làng nghề ơ nhiễm
nghiêm trọng (chiếm 47,6%), có 95 làng nghề ơ nhiễm (chiếm 32,5%), có 58 làng
nghề không ô nhiễm về nguồn nước (chiếm 19,9%), tỷ lệ nước thải làng nghề tại được

thu gom xử lý chỉ chiếm khoảng 5,2% (Phạm Oanh, 2020).
Nước thải sản xuất tinh bột thường có màu trắng đục, chứa nhiều tinh bột và chất
hữu cơ dễ phân hủy sinh học. Khi thải trực tiếp ra môi trường, nước thải sẽ làm cản trở
quá trình lọc tự nhiên. Nước để lâu ngày, sẽ xảy ra quá trình phân hủy sinh học kỵ khí,
gây mùi hơi thối. Các vi sinh vật ruồi, muỗi phát sinh ngày càng nhiều, tiềm ẩn nguy
cơ gây bệnh sốt xuất huyết, bệnh đường hô hấp, ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe dân
cư khu vực xung quanh.
Hiện tại, có rất nhiều phương pháp xử lý nước thải, tuy nhiên biện pháp hữu hiệu
nhất để xử lý nước thải là biện pháp sinh học vì hiệu quả triệt để, khơng gây tái ơ
nhiễm và chi phí đầu tư thấp (Chu Thị Thơm và cs., 2006). Biện pháp sinh học xử lý
nước thải bằng vi sinh vật là phương pháp có nhiều ưu điểm và được ứng rộng phổ
biến ở nhiều nước trên thế giới. Phương pháp vi sinh vật khơng chỉ giải quyết được
tình trạng ơ nhiễm mơi trường nước mà cịn khơng gây hại đến mơi trường xung
quanh, giúp ổn định cân bằng sinh thái và giá thành xử lý khá phù hợp với các nước
đang phát triển. Do đó vấn đề sử dụng vi sinh vật có ích trong tự nhiên là điều cần
quan tâm và nghiên cứu để giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trường nước.
Kết quả nghiên cứu của Barros và cs. (2013) đã đánh giá cao khả năng sinh enzyme
ngoại bào trong xử lý nước thải chế biến sắn của vi khuẩn Bacillus subtilis. Nhóm tác

1


giả Ngô Tự Thành và cs. (2007) đã nghiên cứu hoạt tính enzyme ngoại bào của một số
chủng Bacillus và ứng dụng thành công chúng trong xử lý nước thải. Nghiên cứu của
Phạm Kim Liên và cs. (2017) về xử lý nước thải Thủ Dầu Một bằng vi khuẩn Bacillus
cho thấy hiệu quả và tiềm năng ứng dụng trong xử lý nước thải nói chung rất lớn.
Nghiên cứu của Nguyễn Ngọc Ánh (2016) bổ sung chủng Bacillus có khả năng sinh
amylase cao vào bùn hạt hiếu khí để xử lý nước thải làng nghề sản xuất tinh bột thu
được hiệu suất xử lý COD đạt trên 90%.
Từ những cơ sở trên, cùng với việc kế thừa kết quả nghiên cứu của nhóm đi trước về

phân lập và tuyển chọn chủng vi khuẩn Bacillus có hoạt tính tốt nhất, đề tài “Nghiên
cứu tạo chế phẩm vi khuẩn Bacillus có hoạt tính sinh học được phân lập từ nước
thải bún phục vụ xử lý nước thải” được thực hiện.
1.2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài
1.2.1. Mục đích
Nghiên cứu tạo chế phẩm vi khuẩn Bacillus có hoạt tính sinh học được phân lập từ
nước thải bún phục vụ xử lý nước thải
1.2.2. Yêu cầu
- Xác định điều kiện nhiệt độ, pH, thời gian ni cấy, tỉ lệ tiếp giống thích hợp để lên

men thu sinh khối
- Xác định tính đối kháng giữa các chủng
- Xác định mơi trường lên men thích hợp (môi trường thay thế)
- Xác định chất mang phù hợp để tạo chế phẩm
- Xác định điều kiện bảo quản chế phẩm

2


PHẦN II. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. Tổng quan về Bacillus
2.1.1. Đặc điểm chung của Bacillus
Bacillus là vi khuẩn gram dương tính, catalase dương tính, sử dụng khi oxy làm chất
nhận electron khi trao đổi khí trong q trình trao đổi chất. Qua kính hiển vi Bacillus
đơn lẻ có hình dạng giống những chiếc que, phần lớn những chiếc que này có bào tử
trong hình oval có khuynh hướng phình ra ở một đầu. Thường thì người ta quan sát
thấy tập đồn của giống sinh vật này rất rộng lớn, có hình dạng bất định và đang phát
triển lan rộng (Nguyễn Thị Trần Thụy, 2009).

Hình 2.1. Hình thái Bacillus subtilis khi được quan sát dưới kính hiển vi quang học


Bacillus được phân biệt với các loài vi khuẩn sinh nội bào tử khác bằng hình dạng
que, sinh trưởng dưới điều kiện hiếu khí hoặc kỵ khí khơng bắt buộc. Tế bào Bacillus
có thể đơn hoặc chuỗi và chuyển động bằng tiên 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 các mơi trường khác nhau như đất,
nước, trầm tích biển, thức ăn, sữa... (Lê Ngọc Tú, 2002). Tất cả các loài thuộc chi
Bacillus đều có khả năng dị dưỡng và hoại sinh nhờ sử dụng các hợp chất hữu cơ đa
dạng như đường, amino acid, acid hữu cơ...
Bacillus được biết như là nhóm vi khuẩn có hoạt tính enzyme ngoại bào cao, nhiều
loại Bacillus phổ biến như B.cereus, B.stearothermophilus, B.subtilis... khi được bổ
sung vào nước thải đã chứng tỏ khả năng phân hủy các chất hữu cơ giàu protein, tinh
bột, lipid, cellulose. Hay gặp nhất là Bacillus subtilis (trực khuẩn khoai tây) và

3


Bacillus Mesentericus (trực khuẩn cỏ khô). Đặc điểm của chúng là sinh bào tử, sống
hiếu khí (hoặc kỵ khí tùy tiện), thường sinh enzyme protease, amylase. Nhiệt độ sinh
trưởng thích hợp thường là 35 – 450C (thường nuôi cấy ở 370C, tối đa tới 600C). Ở môi
trường pH dưới 4,5 chúng ngừng phát triển. Nhờ khả năng tạo bào tử mà chúng có thể
tồn tại trong các điều kiện bất lợi như dinh dưỡng trong môi trường cạn kiệt, môi
trường tích lũy các sản phẩm trao đổi chất có hại và nhiệt độ cao (Lương Đức Phẩm,
2015).
2.1.2. Ứng dụng của Bacillus trong xử lý nước thải
Phân hủy nhanh các hợp chất hữu cơ, lipid, cellulose
Khi bổ sung một lượng lớn Bacillus sp. vào môi trường nước thải, nước ao nuôi hoặc
cơ chất chúng sẽ bắt đầu thích nghi với mơi trường, sử dụng các chất hữu cơ và vơ cơ
có trong nước thải để phát triển tạo thành quần thể vi sinh vật hữu ích từ đó hình thành
bùn hoạt tính. Bacillus có khả năng tiết ra enzyme protease nên góp phần phân hủy

nhanh các chất hữu cơ, enzyme pectinase thủy phân các chất béo phức hợp và enzyme
cellulase biến đổi cellulose thành đường, cạnh tranh nguồn dinh dưỡng và oxy hòa tan
với các vi sinh vật gây thối. Do đó Bacillus thường được dùng để phân hủy chất hữu
cơ, ủ phân và khử mùi hơi từ q trình phân huỷ.
Tham gia vào q trình amoni hóa, phản ứng khử nitrit và nitrat
Trong điều kiện hiếu khí q trình amon hóa protein thành các hợp chất có chứa nito
và giải phóng NH3, trong giai đoạn này Bacillus sử dụng các hợp chất chứa nito như
amino acid, peptone, polypeptide. Trong điều kiện kỵ khí Bacillus thực hiện q trình
khử nitrit (NO2–), khử nitrat (NO3–) tách oxy để oxy hóa các chất hữu cơ. N2 trong q
trình này sẽ thốt ra khỏi nước, từ đó làm giảm hàm lượng BOD của nước thải (Ngô
Tự Thành, 2011).
NH3 + H2O → NH4+ + OH–
2NO2– + 3O2 → 2NO3– + N (Nitrobacter sp.)
Khử nitrat:
NO3– + 1,08 CH3OH + H+ → 0,065 C5H7O2N + 0,47 N2 + 0,76CO2 + 2,44H2O
Khử nitrit:
NO2– + 0,67 CH3OH + H+ → 0,04 C5H7O2N + 0,48 N2 + 0,47CO2 + 1,7H2O

4


Tiết kháng sinh ức chế nhiều nhóm vi sinh vật gây thối, gây hại
Nhiều nghiên cứu chỉ ra rằng Bacillus subtilis nói riêng và các dịng Bacillus sp. có
khả năng tiết ra kháng sinh tiêu diệt hoặc gây ức chế tác động tới các loại vi sinh vật
gây bệnh, gây hại khác nhằm cạnh tranh nguồn dinh dưỡng và không gian sống trong
môi trường. Các loại kháng sinh do Bacillus sp. tiết ra được ghi nhận và có mục đích
kháng vi sinh vật gây hại có tới hơn 20 loại khác nhau như: Subtilin, Bacillibactin,
Iturin, Subtilosin, Bacilysin, Mysobaccillin, Ericin, Mersacidin… Hầu hết các chất
được tiết ra trong ruột, trên bề mặt vật chủ hay tiết ra môi trường gây ức chế các vi
sinh vật gây bệnh. Các chất kháng sinh này có tác dụng đơn lẻ hoặc kết hợp với nhau.

Tăng cường hệ miễn dịch cho môi trường đặc biệt là môi trường nước nuôi trồng thủy
sản (Nguyễn Quang Huy và Trần Thúy Hằng, 2012).
Làm giảm lượng khí H2S và độc tố sinh ra
Trong điều kiện tự nhiên, môi trường kỵ khí làm q trình oxy hóa các chất hữu cơ
dẫn đến q trình phân hủy chậm và khơng hồn tồn, lúc này tích luỹ nhiều acid hữu
cơ, rượu, H2S và các dẫn suất của nó có tính độc như Diamin, Indon, Tomain, Scaton.
Tuy nhiên với khả năng thích nghi và sinh trưởng tốt trong mơi trường kỵ khí các
chủng Bacillus sp. vẫn tiết ra các enzyme đặc hiệu giúp cho quá trình phân giải các
chất diễn ra nhanh hơn, từ đó làm giảm bớt lượng khí H2S và các độc tố tích tụ. Vì thế
chúng được ứng dụng nhiều trong xử lý đáy ao nuôi thủy sản, bể xử lý nước thải kỵ
khí, hầm tự hoại...
Cạnh tranh sắt
Tất cả các vi sinh vật đều cần sắt cho quá trình sinh trưởng, hiện tượng Siderophore
là hiện tượng vi khuẩn tiết ra các chất kết tủa ion sắt có trọng lượng phân tử thấp trong
môi trường và hấp thu chúng làm giảm lượng sắt có trong mơi trường, cạnh tranh với
các vi sinh vật gây hại làm chúng thiếu sắt để sinh trưởng.
Tạo sinh khối dưới dạng biofloc và probiotic
Khi quần thể Bacillus sp. phát triển mạnh mẽ, chúng tiết ra chất kết dính gelatin để
gắn kết với nhau và gắn kết với giá thể trong mơi trường. Đó là một đặc tính của vi
sinh vật để hình thành sinh khối, đồng thời để dễ dàng sử dụng lượng hữu cơ hịa tan
có trong mơi trường chúng sử dụng gelatin để bám dính các phân tử hữu cơ hịa tan lại
với nhau hình thành mảng thức ăn. Sinh khối Bacillus và mảng bám hữu cơ là nguồn

5


thức ăn tự nhiên cho vật nuôi tôm cá và động vật phù du. Làm đa dạng hệ sinh thái ao
nuôi, ổn định màu nước và chất lượng nước nuôi trồng.
2.2. Tổng quan về nước thải
2.2.1. Đặc điểm chung của nước thải

Khái niệm
Nước thải là nước đã bị thay đổi đặc điểm, tính chất được thải ra từ sản xuất, kinh
doanh, dịch vụ, sinh hoạt hoặc hoạt động khác. (Khoản 3 Điều 5 Nghị định
38/2015/NĐ-CP).
Phân loại: Dựa vào nguồn gốc có thể phân thành các loại chính:
Nước thải sinh hoạt: là nước thải từ các hộ gia đình, bệnh viện, khu vui chơi... Đặc
trưng của nước thải sinh hoạt thường chứa các chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học
(carbohydrate, protein, lipid), các chất vô cơ dinh dưỡng (N, P). Các VSV phần lớn là
các vi khuẩn gây bệnh như tả, lỵ, thương hàn và một số loại ký sinh trùng như trứng
giun, sán... Ngồi ra cịn có các chất như H2S, NH3 gây mùi khó chịu (Nguyễn Thị Lan
Phương, 2014).
Nước thải cơng nghiệp: nước thải cơng nghiệp khơng có đặc điểm chung mà phụ
thuộc vào đặc điểm từng ngành. Nước thải nhà máy thuộc dạng chứa nhiều kim loại
nặng và sunfua, nước thải từ các cơ sở sản xuất chế biến thường chứa các hợp chất hữu
cơ dễ phân hủy sinh học… (Nguyễn Thị Lan Phương, 2014).
Nước thải nông nghiệp: là nước thải ra trong quá trình canh tác nơng nghiệp, thường
chứa hàm lượng phân hóa học và các chất bảo vệ thực vật. Nước thải nông nghiệp bị ô
nhiễm làm cho đất bị suy thoái, các tài nguyên suy giảm gây hậu quả nghiêm trọng đến
môi trường. Các chất độc cịn tồn dư trong nước thải nơng nghiệp gây tác động xấu
đến con người (Nguyễn Thị Lan Phương, 2014).
Các chất gây ơ nhiễm có trong nước thải bao gồm:
Các chất hữu cơ bền, khó phân hủy, các chất hữu cơ dễ phân hủy do tác nhân sinh
học, các kim loại nặng, các ion vô cơ, dầu mỡ và các chất hoạt động bề mặt, các chất
có màu hoặc mùi, các chất rắn, các chất phóng xạ, các vi sinh vật.
Dựa vào đặc điểm dễ hay khó bị phân hủy bởi vi sinh vật có trong nước thải mà các
chất hữu cơ gây ơ nhiễm trong nước có thể chia thành 2 loại:

6



- Các chất hữu cơ dễ bị phân hủy sinh học: gồm các protein, carbohydrate, các chất

béo có nguồn gốc động thực vật
- Các chất hữu cơ khó phân hủy sinh học: gồm các chất hữu cơ có vịng thơm, các

chất đa vòng ngưng tụ, các hợp chất clo hữu cơ, phosphor hữu cơ. Trong đó, có
nhiều chất là các chất hữu cơ tổng hợp và có độc tính cao đối với con người và động
thực vật
2.2.2. Đặc điểm của nước thải chế biến tinh bột
Sự phát triển của ngành chế biến tinh bột đã và đang nảy sinh ra những vấn đề bất
cập về mơi trường, nó tác động không nhỏ đến môi trường sinh thái và sự phát triển
bền vững của làng nghề. Nước thải sinh ra từ hoạt động sản xuất, nước thải do mưa
chảy tràn tạo ra và nước thải sinh hoạt của người dân.
Đặc điểm chung của nước thải sinh hoạt là chứa nhiều chất hữu cơ dễ phân hủy sinh
học như protein (40 – 50%), carbohydrate (40 – 50%), chất béo (5 – 10%), nồng độ
chất hữu cơ trong nước thải sinh hoạt dao động trong khoảng 150 – 450 mg/L (Bộ Tài
nguyên Môi trường, 2014).
Nước thải do hoạt động sản xuất có chứa hàm lượng tinh bột cao. Do nguyên liệu
dùng cho các hoạt động sản xuất bún miến là gạo, củ dong riềng. Trong gạo có chứa
khoảng 80% tinh bột, cịn trong củ dong riềng là 70,9%. Các làng nghề chế biến nông
sản thực phẩm tiêu thụ một khối lượng nước lớn, có nơi lên đến 7000 m3/ngày. Nước
sử dụng cho sản xuất bún, miến chủ yếu ở khâu ngâm bột, tẩy màu, mùi của bột, ngâm
trước khi đem chế biến. Nước thải bún, miến có COD tương đối cao 4000 – 6000
mg/L, độ đục tương đối lớn 400 – 600 NTU do trong quá trình ngâm bột một lượng
nhỏ tinh bột đi theo nước vào nước thải. Thành phần chủ yếu của gạo, bột dong riềng
là tinh bột nên hàm lượng amoni không cao khoảng 40 – 80 mg/L và nitrit thấp (< 3
mg/L), pH của nước thải khá thấp (2 – 3) và có mùi chua rất khó chịu, tất cả nước thải
của các công đoạn được thải chung xuống cống chung, cùng với nước thải sinh hoạt
gây ô nhiễm nặng về khơng khí và nguồn nước (Bộ Tài ngun Môi trường, 2009).
2.2.3. Thực trạng ô nhiễm nước thải từ các làng nghề sản xuất tinh bột

Hiện nay tại nông thơn, tình trạng ơ nhiễm nước đang ở mức báo động trầm trọng
nhất là tại các làng nghề. Theo Báo cáo môi trường quốc gia – Môi trường nông thôn
năm 2014, đến hết năm 2014 số làng nghề và làng có nghề ở nước ta khoảng 5096,

7


trong đó số làng nghề truyền thống được cơng nhận theo tiêu chí làng nghề hiện nay
của Chính phủ là 1748 (Bộ Tài nguyên Môi trường, 2014). Tuy nhiên, mặt trái của các
làng nghề nơng thơn cũng là tình trạng gây ô nhiễm môi trường: nước thải, chất thải do
các làng nghề tại các vùng quê gây ô nhiễm nguồn nước, khơng khí, đất đai ảnh hưởng
đến cây trồng, vật ni và sức khỏe người dân. Bên cạnh đó, tỷ lệ làng nghề sử dụng
thiết bị xử lý nước thải, chất thải độc hại chỉ đạt 4,1% và thực trạng này đang cho thấy
rõ nguy cơ gây ô nhiễm môi trường từ các làng nghề ở nông thôn nước ta (Bộ Tài
nguyên Môi trường, 2014). Nước thải của các làng nghề chế biến lương thực, thực
phẩm có đặc tính chung là rất giàu chất hữu cơ, dễ phân hủy sinh học. Ví dụ, nước thải
của q trình sản xuất tinh bột từ sắn có hàm lượng ơ nhiễm rất cao (COD = 13300 –
20000 mg/L, BOD = 5500 – 14750 mg/L) (Nguyễn Thị Phương Chi, 1997).
Các làng nghề chế biến tinh bột đã có truyền thống lâu đời và đến nay vẫn tiếp tục
phát triển. Ví dụ làng bún Phú Đô, hàng năm sản xuất được khoảng 5000 tấn bún,
cung cấp cho khoảng 50% thị trường bún ở Hà Nội. Tuy nhiên, quá trình sản xuất bún,
miến lại tốn rất nhiều nước vì có rất nhiều cơng đoạn. Nước thải của sản xuất bún,
miến chứa nhiều tạp chất hữu cơ dạng hịa tan hoặc lơ lửng, trong đó chủ yếu là các
hợp chất hydrocarbon như tinh bột, đường, các loại acid hữu cơ (lactic)... cùng chất tẩy
màu, mùi. Theo nhiều khảo sát, nước thải sản xuất bún của làng nghề Phú Đơ với giá
trị COD trung bình là 3076,3 mg/L (vượt tiêu chuẩn cho phép xấp xỉ 40 lần); BOD5 là
2152 mg/L (vượt tiêu chuẩn cho phép hơn 40 lần); NH4+ là 29,89 mg/L (vượt tiêu
chuẩn cho phép xấp xỉ 2 lần) (Đặng Như Xuyến, 1998). Nhưng phần lớn nước thải tại
các làng nghề đều thải thẳng ra ngồi khơng qua bất kỳ khâu xử lý nào làm cho nguồn
nước nhuốm màu đen ngịm và bốc mùi hơi thối. Nước thải này tồn đọng ở các cống

rãnh thường bị phân hủy yếm khí gây ơ nhiễm khơng khí và ngấm xuống lịng đất gây
ơ nhiễm mơi trường đất và suy giảm chất lượng nước ngầm. Thực trạng trên không chỉ
xảy ra với làng bún Phú Đơ mà cịn đối với hầu hết các làng nghề truyền thống trên cả
nước.
Tình trạng ô nhiễm môi trường đã khiến một tỷ lệ không nhỏ người dân làng nghề
hoặc ở các khu vực lân cận mắc các bệnh về đường hô hấp, đau mắt, bệnh đường ruột,
bệnh ngoài da... Nguyên nhân gây bệnh chủ yếu do môi trường sinh hoạt không bảo

8


đảm vệ sinh, nguồn nước sạch khan hiếm. Tỷ lệ mắc bệnh nghề nghiệp ở làng nghề có
tỷ lệ cao hơn rất nhiều những làng thuần nông khác...
Bảng 2.1. Thải lượng các chất ô nhiễm trong nước thải của một số làng nghề chế biến
lương thực, thực phẩm (Nguồn: Bộ Tài nguyên và Môi trường, 2009)

Sản phẩm

COD

BOD

SS

Tấn/năm

Tấn/năm

Tấn/năm


Tấn/năm

Bún Phú Đô

10200

7690

5314

9,38

Bún Vũ Hội

3100

2262

15,3

2,76

Bún bánh Ninh Hồng

4380

1508

10,42


1,84

Tinh bột Dương Liễu

52000

13050

934,4

2,133

Làng nghề

Hiện nay có nhiều biện pháp xử lý nước thải nói chung và nước thải bún nói riêng
như biện pháp hóa học, vật lý, sinh học. Mỗi biện pháp đều có ưu, nhược điểm nhất
định. Thực tế cần phải áp dụng kết hợp các biện pháp với nhau để nâng cao hiệu quả
và thời gian xử lý.
2.2.4. Các phương pháp xử lý nước thải
- Phương pháp hiếu khí: Cơ chế phân hủy chất hữu cơ trong điều kiện hiếu khí
- Xử lý nước thải bằng bùn hoạt tính
- Xử lý bằng phương pháp hóa lý:
+ Phương pháp keo tụ tạo bơng
+ Phương pháp trung hòa
+ Phương pháp tuyển nổi
+ Phương pháp hấp phụ
+ Phương pháp trao đổi ion
- Phương pháp sử dụng vi sinh vật ( Trong đó ở đề tài này, chủ yếu làm rõ tính hiệu
quả bằng việc sử dụng phương pháp vi sinh vật)
+ Cơ chế làm sạch nước thải do vi sinh vật bao gồm ba giai đoạn sau:

• Các hợp chất hữu cơ tiếp xúc với bề mặt tế bào vi sinh vật
• Q trình khuếch tán và hấp thụ các chất ô nhiễm nước qua màng bán thấm của
vi sinh vật
• Chuyển hóa các chất ơ nhiễm trong nội bào để sinh ra năng lượng và tổng hợp
các vật liệu mới cho tế bào vi sinh vật (Lương Đức Phẩm, 2007)

9


+ Các chất hữu cơ có trong nước thải thường là protein, tinh bột, cellulose... vi sinh
vật có khả năng phân giải các chất hữu cơ này là những vi sinh vật có khả năng tiết
ra các enzyme phân giải các chất tương ứng để phân giải chất hữu cơ thành các chất
đơn giản, dễ hấp thụ hơn giúp cho sự sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật.
Những enzyme mà vi sinh vật tiết ra để phân giải các chất:
• Vi sinh vật phân giải protein tiết ra enzyme protease xúc tác quá trình thuỷ phân
liên kết peptide (-CO-NH-)n giải phóng ra các amino acid
• Vi sinh vật phân giải tinh bột tiết ra hệ enzyme amylase để phân giải tinh bột
thành glucose nhờ vào cắt đứt các liên kết glycoside cụ thể như:
α-amylase có khả năng cắt đứt liên kết 1,4 glycoside bất kỳ trong phân tử tinh
bột, sản phẩm thường là đường 3 carbon gọi là manto trioza
β-amylase có khả năng cắt đứt liên kết 1,4 glycoside ở cuối phân tử tinh bột bởi
thế còn được gọi là exoamylase. Sản phẩm thu được thường là đường
disaccharide maltose
Amylo 1,6 glucosidase cắt đứt liên kết 1,6 glycoside tại chỗ phân nhánh của
amylopectin
Glucoamylase phân giải tinh bột thành glucose, oligosaccharide, có khả năng cắt
đứt liên kết 1,4 và 1,6 glycoside (Nguyễn Ngọc Ánh, 2016).
Nhận thấy chủng Bacillus cũng là chủng được ưu tiên nghiên cứu trong việc xử lý
nước thải môi trường.
2.3. Tổng quan về chế phẩm vi sinh vật

2.3.1. Khái niệm chế phẩm vi sinh vật
Chế phẩm vi sinh vật là hỗn hợp hoặc riêng biệt từng chủng vi sinh vật đang sống có
hoạt tính sinh học cao đã được tuyển chọn, chúng được lưu giữ trong một chất mang
vô trùng hoặc đông khô. Hàm lượng vi sinh vật trong chế phẩm thường đạt 108 - 1010
CFU/g (Trần Viết Cường và cs., 2018).
2.3.2. Phân loại chế phẩm vi sinh vật
2.3.2.1. Chế phẩm nhân giống và nuôi trên môi trường thạch hoặc trên cơ chất gelatin
Loại chế phẩm này được sản xuất trong phịng thí nghiệm lớn, dùng mơi trường dinh
dưỡng. Chế phẩm sau khi xuất xưởng được đựng trong các chai lọ thuỷ tinh.

10


Loại chế phẩm vi sinh vật này có ưu điểm là có thể dễ dàng loại bỏ tạp khuẩn bằng
một số hoá chất. Nhược điểm là số lượng vi sinh vật chun tính ít, thời gian bảo quản
ngắn, khó vận chuyển do đựng trong chai lọ thuỷ tinh dễ vỡ (Trần Viết Cường và cs.,
2018).
2.3.2.2. Chế phẩm vi sinh vật dạng dịch thể
Chế phẩm vi sinh vật dạng dịch thể được sản xuất theo quy trình cơng nghệ lên men
với nồi lên men có hệ thống điều khiển tốc độ tạo khí tạo sinh khối lớn. Sau đó dịch vi
sinh vật được đóng vào chai lọ hoặc bình nhựa (Trần Viết Cường và cs., 2018).
Loại chế phẩm này có ưu điểm là có thể sử dụng trực tiếp. Nhược điểm là khi sử
dụng vi sinh vật có độ sống sót và độ bám dính khơng cao (Trần Viết Cường và cs.,
2018).
2.3.2.3. Chế phẩm vi sinh vật dạng khô
Được sản xuất ra đầu tiên bởi Scolt và Bumganer, năm 1965. Cách làm như sau: sinh
khối vi sinh vật được cho vào bình sục khí để loại hết nước, ly tâm để tách vi sinh vật
và cho hấp thụ vào chất mang là bột cao lanh, sau đó cho hấp thụ tiếp và CaSO4 hoặc
Na2SO4 để thu được chế phẩm dạng khô (Trần Viết Cường và cs., 2018).
Loại chế phẩm vi sinh vật dạng khơ có ưu điểm là lưu giữ, vận chuyển rất thuận lợi,

dễ dàng, chế phẩm không bị nhiễm tạp, sử dụng trong thời gian dài hơn 1 năm. Nhược
điểm là quy trình sản xuất phức tạp, tốn kém (Trần Viết Cường và cs., 2018).
2.3.2.4. Chế phẩm vi sinh vật dạng đông khô
Chế phẩm vi sinh vật dạng đông khô được sản xuất từ những năm 1940 – 1960 ở
Mỹ, Úc, Nga. Để sản xuất chế phẩm này sau khi lên men, sinh khối vi sinh vật được
đông khô lại ở nhiệt độ rất thấp (-40°C đến -20°C) (Trần Viết Cường và cs., 2018).
Loại chế phẩm này có ưu điểm như ít bị nhiễm tạp ngay cả khi ở nhiệt độ cao, độ
sống sót của vi sinh vật chuyên tính cao. Tuy nhiên có hạn chế là tỷ lệ bám dính kém
và sản xuất cơng phu, tốn kém (Trần Viết Cường và cs., 2018).
2.3.2.5. Chế phẩm vi sinh vật dạng bột chất mang
Là chế phẩm mà sinh khối vi sinh vật được trộn với chất mang. Loại chế phẩm này
có ưu điểm là quy trình sản xuất đơn giản, nguyên liệu sẵn có trong tự nhiên, mật độ vi
sinh vật chuyên tính trong chế phẩm cao, dễ chuyên chở, tiện dụng, độ bám dính cao.

11


Nhược điểm là dễ bị tạp nhiễm, chất lượng không ổn định, độ sống sót của vi sinh vật
khơng cao (Trần Viết Cường và cs., 2018).
2.3.3. Chất mang vi sinh vật
Chất mang vi sinh vật là các hợp chất hữu cơ hoặc vơ cơ tự nhiên hoặc tổng hợp có
tác dụng làm nơi trú ngụ và bảo vệ vi sinh vật chuyên tính trong chế phẩm từ lúc sản
xuất đến khi sử dụng. Chất mang có các đặc điểm sau:
- Khả năng hút nước cao 150 – 200%. Hàm lượng cacbon hữu cơ cao, tốt nhất lớn

hơn 60%. Không chứa các chất độc hại đối với vi sinh vật tuyển chọn. Hàm lượng
muối khống khơng vượt q 1%. Kích thước hạt phù hợp với đối tượng sử dụng.
Loại chất mang thường được sử dụng nhiều nhất là than bùn. Ngoài ra có thể sử
dụng đất sét, vermiculite, than đá, lignin, đất khống, bã mía, lõi ngơ nghiền, vỏ trấu,
vỏ cà phê, bột polyacrylamide, bột đậu tương, bột ngô, cám gạo... làm chất mang cho

chế phẩm vi sinh vật (Trần Viết Cường và cs., 2018).
Tại Hà Lan, người ta sử dụng chất mang từ than đá, than bùn trộn với thân thực vật
nghiền nhỏ. Tại một số nước Đông Nam Á, người ta sử dụng chất mang từ cellulose,
bột bã mía, lõi ngô... Ở Ấn Độ, người ta dùng chất mang bằng bentonite trộn với bột
cá. Gần đây, ở Mỹ người ta sử dụng chất mang từ polyacrylamide. Ở Việt Nam, chất
mang được sử dụng là đất sét, than bùn, bột ngơ, bột đậu tương ngồi ra cịn có tinh
bột sắn, cám gạo... (Trần Viết Cường và cs., 2018).
Tùy theo điều kiện, người ta có thể khử trùng chất mang trước khi phối trộn sinh
khối vi sinh vật để tạo ra chế phẩm trên nền chất mang khử trùng hoặc tạo ra chế phẩm
trên nền chất mang không khử trùng bằng cách phối trộn sinh khối vi sinh vật với chất
mang sau khi xử lý mà không qua khử trùng (Trần Viết Cường và cs., 2018).
2.4. Các nghiên cứu trong nước và ngoài nước về chế phẩm xử lý nước thải
2.4.1. Các nghiên cứu trong nước
Trong những năm gần đây, đã có nhiều cơng trình nghiên cứu ứng dụng vi sinh vật
vào xử lý nước, bước đầu đã thu được kết quả đáng khích lệ; có thể kể ra một số cơng
trình sau:
- Chế phẩm JUMBO-A, JUMBO-G: của Cơng ty Thảo nguyên xanh. Thành phần bao

gồm: vi khuẩn lactic, Bacillus sp., xạ khuẩn, nấm mốc và các enzym amylase,
protease, lipase... Mật độ vi sinh vật tổng số trong chế phẩm > 1010 CFU/g. Chế

12


phẩm có tác dụng xử lý chất hữu cơ (COD, BOD, SS…), mùi hôi, cặn bã hữu cơ...
trong nước thải sinh hoạt và công nghiệp, với lượng sử dụng là 1kg cho 2-3 m3
nước thải.
- Chế phẩm BIO-EM: được sản xuất bởi Công ty Vi sinh môi trường. Chế phẩm gồm

nhiều chủng vi sinh vật hiếu khí, với mật độ tổng ≥ 109 CFU/g; có tác dụng xử lý

hợp chất hữu cơ trong nước thải sinh hoạt, thực phẩm, dệt nhuộm...
- Chế phẩm Bioproduct I của Trần Liên Hà (2006) được sản xuất từ một nhóm vi

khuẩn Bacillus phân lập từ nước hồ. Chế phẩm có tác dụng làm sạch nước hồ bị ô
nhiễm.
- Chế phẩm Biomix 2: của Tăng Thị Chính (Viện Cơng nghệ Mơi trường). Chế phẩm

vi sinh Biomix2 được ứng dụng để xử lý nước thải chăn nuôi và ao hồ. Hiện đã
được áp dụng để xử nước chăn nuôi tại 2 trang trại nuôi lợn tập trung ở xã Liêm
Tuyền - huyện Thanh Liêm - Hà Nam và nước thải làm bún, bánh đa tại các rãnh
thoát nước tại xã Hợp Thịnh, huyện Tam Dương, Vĩnh Phúc trong năm 2006, 2007
đều cho kết quả xử lý rất tốt; về cảm quan giảm được mùi hôi thối, các chỉ tiêu ô
nhiễm như COD, BOD, vi sinh vật gây bệnh giảm được 5- 6 lần so với khi khơng sử
dụng chế phẩm.
Ngồi ra, có nhiều chế phẩm nhập ngoại đang lưu hành tại Việt Nam như sau:
- Chế phẩm BIOWISH AQUA: có nguồn gốc từ Thái Lan. Thành phần vi sinh gồm:

Pediococcus acidilactici, Bacillus sp., Streptococcus sp., Pichia, Dekkera. Chế
phẩm BIOWISH AQUA được sử dụng trong xử lý nước thải và chất thải, có khả
năng thúc đẩy quá trình phân hủy tự nhiên của các chất thải hữu cơ nhanh hơn nhiều
lần so với tốc độ phân hủy bình thường. Hiện nay, chế phẩm này đã được nhập khẩu
vào nước ta và đang trong giai đoạn thử nghiệm.
- Chế phẩm RoeTech104: có nguồn gốc từ Hoa Kỳ và được ứng dụng để xử lý nước

hồ bị ô nhiễm. Chế phẩm này được đánh giá có chất lượng tốt vì được phân lập từ
ngay chính mơi trường nước hồ bị ơ nhiễm. Chế phẩm có khả năng làm giảm COD,
BOD5 và nito. Các vi sinh vật có trong chế phẩm là: B. subtilis, B. macerans, B.
amyloliquefacien, B. pumilus.
Thực tế cho thấy, phần lớn các chế phẩm vi sinh xử lý nước thải có thành phần vi
khuẩn Bacillus. Vi khuẩn Bacillus là trực khuẩn gram dương, có khả năng sinh bào


13


tử, rất phổ biến trong tự nhiên (đất, nước và trong các loại thực vật như cỏ khô,
khoai tây, rau quả...). Bacillus sinh ra nhiều loại enzyme ngoại bào như protease,
amylase, cellulase, lipase và có khả năng thích ứng cao với môi trường nên được
ứng dụng trong nhiều lĩnh vực, trong đó có bảo vệ mơi trường. Các vi khuẩn
Bacillus thường được ứng dụng trong xử lý nước thải là: B. subtilis, B.
licheniformis, B. megaterium, B. polymyxa…
2.4.3. Các nghiên cứu nước ngoài
Sử dụng Bacillus trong sản xuất chế phẩm xử lý nước là hướng nghiên cứu và ứng
dụng đang được quan tâm hiện nay trong cả lĩnh vực xử lý nước thải công nghiệp,
nước nuôi trồng thủy sản và nước thải sinh hoạt.
Theo báo cáo của Deng và cs. (2003) về kết quả sản xuất chế phẩm xử lý nước
MBFA9 từ chủng Bacillus mucilaginosus cho thấy vi khuẩn này hoàn tồn khơng gây
độc đối với mơi trường, có khả năng loại bỏ các chất hữu cơ rắn lơ lửng (SS) ở mức độ
cao. Khi phối trộn với muối Ca2+ để tạo chế phẩm, tỷ lệ SS bị loại bỏ 85,5% và COD
giảm tới 68,5% sau 5 phút xử lý.
Trong một nghiên cứu khác của Zheng và cs. (2008), chế phẩm MBFF19 được sản
xuất từ Bacillus sp. phân lập từ đất có khả năng loại bỏ chất rắn lơ lửng ở mức độ cao
do sự kết hợp giữa hoạt tính của vi khuẩn với kaolinit (cao lanh) hoặc than hoạt tính.
Tuy nhiên, nghiên cứu này cũng chỉ rõ, ion Fe3+ lại gây ức chế mạnh khả năng gây
lắng tụ của chế phẩm.
Năm 1940, Noriokimura Yokohamo đã nghiên cứu sản xuất chế phẩm kumura từ
Bacillus subtilis để ngăn chặn sự phát triển và sinh độc tố của chủng nấm mốc
Aspergillus flavus, Aspergillus paraciticus.
Trong thực tế, các chế phẩm tác dụng làm giảm BOD, COD, TSS trong nước thải có
nguồn gốc vi sinh vật là Bacillus subtilis và Bacillus licheniformis đã được sản xuất và
thương mại hóa ở nhiều quốc gia trên thế giới. Các chế phẩm này có thể thuần túy chỉ

là vi khuẩn Bacillus hoặc cũng có thể kết hợp với các enzyme như amylase, protease
để tăng hiệu quả xử lý.

14


PHẦN III. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP
3.1. Đối tượng nghiên cứu
- Các chủng vi sinh vật: 2 chủng Bacillus sp. NTB1.3, NTB1.7. Hai chủng được

tuyển chọn từ 50 chủng của nhóm nghiên cứu trước phân lập từ các mẫu nước thải
sản xuất bún và đang được lưu giữ tại bộ mơn Hóa sinh – Cơng nghệ Sinh học Thực
phẩm, khoa Công nghệ Thực Phẩm, Học viện Nông Nghiệp Việt Nam.
3.1.1. Môi trường nghiên cứu
- Môi trường NA (nutrient agar): làm thuần, giữ giống, ni cấy, kiểm tra tính đối

kháng
Bảng 3.1. Thành phần môi trường NA

Pepton

5g

Cao thịt

3g

NaCl

8g


Nước cất

1000mL

Agar

15 – 20g

Đưa môi trường về pH=7
- Môi trường nuôi cấy tăng sinh khối: Môi trường thương mại NB, môi trường thay

thế mật rỉ đường
Bảng 3.2. Thành phần môi trường NB

Pepton

10g

Cao thịt

5g

NaCl

5g

Nước cất

1000mL


Bảng 3.3. Thành phần môi trường thay thế: Mật rỉ đường

Mật rỉ đường

20g

Cao nấm men

10g

CaCO3

1g

Nước cất

1000mL

15


Tất cả môi trường trên được tiệt trùng bằng nồi hấp ở 121oC/15 phút trước khi đổ ra
đĩa petri.
3.1.2. Thiết bị – dụng cụ
- Các thiết bị: Tủ cấy vi sinh, tủ nuôi vi sinh, tủ ấm, máy ly tâm, cân điện tử, máy đo

pH, nồi khử trùng...
- Dụng cụ: Ống nghiệm, đĩa Petri, bình tam giác, bình định mức, ống đong, cốc thủy


tinh, đĩa thủy tinh, pipet thủy tinh, que cấy, bao hấp, giấy gói, chun, ống
eppendorf...
3.1.3. Địa điểm, thời gian nghiên cứu
- Địa điểm: Phịng thí nghiệm, Bộ mơn Hóa sinh – Cơng nghệ Sinh học Thực phẩm,

Bộ môn Quản lý chất lượng Khoa Công nghệ Thực Phẩm, Học viện Nông Nghiệp
Việt Nam.
- Thời gian: Từ tháng 5 năm 2021 đến tháng 8 năm 2021.

3.2. Nội dung nghiên cứu
- Xác định điều kiện nhiệt độ, pH, thời gian ni cấy, tỉ lệ tiếp giống thích hợp để lên

men thu sinh khối
- Xác định tính đối kháng giữa các chủng
- Xác định mơi trường lên men thích hợp (mơi trường thay thế)
- Xác định chất mang phù hợp để tạo chế phẩm
- Xác định điều kiện bảo quản chế phẩm

3.3. Phương pháp nghiên cứu
3.3.1. Hoạt hóa các chủng tuyển chọn
3.3.1.1. Phương pháp hoạt hóa, làm thuần, giữ giống
- Các chủng vi khuẩn được bàn giao từ đề tài phân lập trước có kí hiệu NTB1.3,
NTB1.7 được lấy từ tủ đông ở -21oC được rã đông trong tủ mát 4oC cho đến khi tan
hoàn toàn thành dạng lỏng, dùng micropipet bơm 0,1mL giống vào ống nghiệm
chứa 9,9mL môi trường NB lỏng đã khử trùng và nuôi trong tủ ấm ở 37oC trong
48h. Quan sát độ đục của môi trường sau 24h.
- Tiến hành làm thuần các mẫu vi khuẩn đã hoạt hóa bằng cách sử dụng phương pháp
cấy ria. Dùng que cấy chấm vào dịch trong các ống nghiệm có chứa vi khuẩn
Bacillus ở trên rồi ria đều trên đĩa petri có chứa mơi trường NA, chuyển đĩa thạch


16