Phân lập và tuyển chọn vi khuẩn Acetobacter sp. lên men tạo màng cellulose từ nước mía

Abstract

Nowadays, bacterial cellulose membranes have been used extensively in various technological fields, especially in the medical field such as temporary skin, burns treatment, mask for skin care for people. This study was carried out with the aims of isolating and selecting Acetobacter sp. strain which has the ability to produce bacterial cellulose (BC) from sugarcane juice. Twenty-one strains of Acetobacter spp. were isolated. Among them, BK3 strain showed the best BC productivity with 134.48 g/200mL (fresh weight) and 1.4 g/200mL (dry weight) after 7 days of fermentation.  BK3 strain was used in fermentation with initial mixture of sugarcane juice including Brix 8, pH 5.2 and 10⁷ cells/mL for 7 days, the biomass of fresh BC reached to 140.26 g/200mL and dried BC was 1.635 g/200 mL. Furthermore, experimental results showed that after 7 days of fermentation at Brix 8.5, pH 5.1 and 10⁶ cells/mL, the optimal BC weight was obtained 715 g/1000 mL (fresh) and 9.14 g/1000mL (dried). The identification by sequencing of 16S ribosomal RNA gene revealed that BK3 strain had 99% identity to Acetobacter xylinum. The study also revealed that the BK3 strain could be used for production of bacterial cellulose which is wisely applied in foods, pharmaceuticals, and cosmetics.

Tóm tắt

Ngày nay, màng cellulose vi khuẩn đã được ứng dụng rất nhiều trong các lĩnh vực công nghệ khác nhau, đặc biệt trong lĩnh vực y học như: làm da tạm thời, điều trị bỏng, làm mặt nạ dưỡng da cho người. Nghiên cứu này được thực hiện với mục đích phân lập và tuyển chọn được dòng vi khuẩn Acetobacter sp. có khả năng lên men tạo màng cellulose từ nước mía. Kết quả đã phân lập được 21 dòng vi khuẩn Acetobacter spp., trong đó, dòng BK3 cho  khối lượng cao nhất về màng celllulose tươi (134,48 g/200mL) và màng celllulose khô (1,4 g/200mL) sau bảy ngày lên men. Sử dụng dòng vi khuẩn BK3 lên men với môi trường lên men phối chế ban đầu với nước mía có độ Brix là 8, pH 5,2 và mật số chủng giống vi khuẩn là 10⁷ tế bào/mL lên men 7 ngày cho kết quả khối lượng màng cellulose tươi là 140,26 g/200mL và màng celllulose khô là 1,635 g/200mL. Hơn nữa, kết quả thí nghiệm cho thấy lên men 7 ngày với các thông số tối ưu (độ Brix 8,5, pH 5,1 và mật số chủng giống vi khuẩn là 10⁶ tế bào/mL) cho kết quả khối lượng màng cellulose đạt tối ưu 715 g/1000mL (tươi) và 9,14 g/1000mL (khô). Bằng phương pháp giải trình tự, kết quả định danh dòng BK3 đồng hình 99% với vi khuẩn Acetobacter xylinum. Kết quả nghiên cứu cho thấy dòng BK3 có thể ứng dụng để lên men sản xuất màng cellulose có thể sử dụng trong thực phẩm, dược phẩm và mỹ phẩm.