Mai Thi * , Chế Minh Ngữ Nguyễn Hữu Hiệp

* Tác giả liên hệ (maithi75@gmail.com)

Abstract

This research was carried out with the purpose of isolation and selection of promising indigenous starch-degrading bacteria in order to treat starch waste from starch processing factories. For that objective, the traditional techniques and modern molecular techniques were used for the isolation and identification of starch degrading bacterial strains from the organic wastes landfills, guts of Holotrichia parallela and Lubricus terrestris. The study’s result performed that there were 58 bacterial strains isolated on 1% starch agar. Most of the them were rod-shaped, motile, Gram positive, endo-spore forming, positive in catalase as well as Methyl red test. Through the experiment evaluating the ability of starch degradation, 57/58 bacterial trains performed the secretions of amylase enzyme to break down starch in agar medium to form clear zones when dying with Lugol’solution. Of these, five promising strains RB8, RB17, SB25, TB6 and TB16 were selected for sequencing 16S rRNA gene and identified as Bacillus flexus, Bacillus subtilis, Bacillus megaterium, Bacillus cereus and Bacillus flexus, respectively.
Keywords: Bacillus, enzyme amylase, guts of Holotrichia parallela and Lubricus terrestris, starch-degrading, starch waste treatment

Tóm tắt

Nghiên cứu được thực hiện với mục tiêu phân lập và tuyển chọn các dòng vi khuẩn bản địa phân hủy tinh bột triển vọng để xử lý chất thải từ các cơ sở chế biến tinh bột. Để hoàn thành mục tiêu đó, các kỹ thuật truyền thống cũng như kỹ thuật sinh học phân tử hiện đại đã được sử dụng để phân lập và định danh các dòng vi khuẩn có khả năng phân hủy tinh bột từ các bãi rác hữu cơ, ruột sùng (Holotrichia parallela) và trùn đất (Lubricus terrestris). Kết quả có 58 dòng vi khuẩn đã được phân lập trên môi trường tinh bột 1% và đa số chúng có tế bào hình que, có khả năng chuyển động, Gram dương, tạo bào tử, sinh catalase và sinh acid. Qua thí nghiệm khảo sát khả năng phân hủy tinh bột, có 57/58 dòng tiết ra enzyme amylase để phân hủy tinh bột tạo thành vòng sáng rõ rệt khi nhuộm với dung dịch Lugol. Trong đó, 5 dòng phân hủy tinh bột triển vọng RB8, RB17, TB6, SB16 và SB25 đã được chọn để giải trình tự gene 16S rRNA và định danh theo thứ tự là Bacillus flexus, Bacillus subtilis, Bacillus megaterium, Bacillus cereusBacillus flexus.
Từ khóa: Bacillus, enzyme amylase, phân hủy tinh bột, ruột sùng và trùn đất, xử lý chất thải

Article Details

Tài liệu tham khảo

Alariya, S.S., S. Sethi, S. Gupta and B.L. Gupta., 2013. Amylase activity of a starch degrading bacteria isolated from soil. Archives of Applied Science Research,5(1): 15-24.

Bergey, D. H., R.E. Buchanan. and N.E. Gibbons., 1957.American Society for Microbiology. Bergey'smanual of determinative bacteriology. Baltimore: Williams & Wilkins. Pp 613- 653.

Brumm, P.J., R.E. Hebeda. and W.M. Teague, 1991. Purification and characterization of the commercialized, cloned Bacillus megaterium α-aAmylase. Part I: Purification and hydrolytic properties. Starch‐Stärke, 43(8): 315-319.

Cao Ngọc Điệp và NguyễnHữu Hiệp. 2002. Giáo trình thực tập Vi sinh vật đại cương. Viện Nghiên cứu và Phát triển Công nghệ Sinh học,.Trường Đại học Cần Thơ, trang 11-45.

Chen, K., J. Yang. and H. Zhao, 2013. Isolation and characterization of a Bacillus strain for alkaline waste water treatment. Academic Journals, 7(44): 5119-5125.

David, M.H., H. Günther. and H.H. Röper, 1987. Catalytic properties of Bacillus megaterium amylase, Biosynthesis Nutrient Biomedical, 39: 436-440.

Ekunsanmi, T.J., 2009. Laboratory production and assay of amylase by fungi and bacteria, UW: Washington County, 1-8.

Kumar, M., D.J. Poovai, P.C.L. Kumar, S.Y. Saroja, A. Manimaranand P.T Kalaichelvan, 2012. Optimization of Bacillus cereus MRK1 cellulase production and its biostoningactivity. Der Pharmacia Lettrer, 4: 881-888.

Lane, D. J., 1991. 16S/23S rRNA sequencing. In the Nucleic acid techniques in bacterial systematics. In: E. Stackebrandt, M.Goodfellow and D. J. Lane (Editors). John Wiley and Sons. New York. 175 pages.

Mary, T., G. Priest. and J. Stark, 1980. Characterization of an extracellular β-amylase from Bacillus megaterium sensustricto. Journal of General Microbiology, 118: 67-72.

Nelson, N., 1944. A photometric adaptation of the Somogyi method for the determination of glucose. Journal of Biological Chemistry, 153: 375-380.

NguyễnLân Dũng và Đinh Thúy Hằng, 2006. Phương pháp thực nghiệm dùng để định tên các loài vi khuẩn, truy cập ngày 25/11/2014. Từ trang web: .http://vietsciences.free.fr/khaocuu/nguyenlandung/phuongphapthucnghiem-dinhtenvk.htm.

PalPal, K.C., N.K. Kartick, Mondal, S. Naba, Chatterjee, Soumendranath, T.S. Ghosh and J.K ,Tuhin; Dattaand Jayanta, 2014. Characterization of fluoride-tolerant halophilic Bacillus flexus NM25 (HQ875778) isolated from fluoride-affected soil in Birbhum District, West Bengal, India. Environmental Monitoring & Assessment, 186: 698-699.

Panneerselvam, T. and S. Elavarasi, 2015. Isolation of amylase producing Bacillus subtilis from soil. International Journal of Current Microbiology and Applied Sciences, 4: 543-552.

Sanjoy,D., P.K. Surendran.and T. T.Nirmala, T.,2009.PCR-based detection of enterotoxigenic isolates of Bacilluscereus from tropical seafood.The Indian Journal of Medical Research,12:9 316-320.

Sivakumar, T., T. Shankar., P. Vijayabaskar., J. Muthukumar. and E. Nagendrakannan, 2012. Amylase production using Bacillus cereus isolated from a vermicompost site. International Journal of Microbiological Research, 3: 117-123.

Trần Nhân Dũng., 2011. Sổ tay Thực hành sinh học phân tử. Viện Nghiên cứu và Phát triển Công nghệ Sinh học, Trường Đại học Cần Thơ.

Vijayalakshmi, SK.KS., S. Abha, S. and P. Chander, 2012. Isolation and characterization of Bacillus subtilis KC3 for amylolytic activity. International Journal of Bioscience, Biochemistry and Bioinformatics, 2(5): 336-34160.

Zhao, J., X. Lan., J. Su., L. Sun. and E. Rahman, 2008. Isoalationand identification of alkaliphilic Bacillus flexus XJU-3 and analysis of its alkaline amylase.ActaMicrobiologicaSinica, 48(6): 750-756.