Đặt vấn đề Chuối thuộc chi Musa có thân thảo lớn, các giống chuối trồng thuộc thé tam bội, loài Eumusa, họ Musaceae. Việt Nam thuộc khu vực khởi nguyên trồng chuối, bên cạnh đó chuối là cây trồng thích hợp với điều kiện khí hậu của nước ta. Theo Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn (2022) cả nước hiện có hơn 130.000 ha trồng chuối, với sản lượng 2,1 triệu tắn/năm. Theo dự án quy hoạch rau quả, hoa và cây cảnh đến năm 2010, tầm nhìn 2020 của Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, chuối được chọn làm cây chủ lực.
Ngoài việc tiêu thụ nội địa, chuối còn được xuất khâu một lượng khá lớn. Hiện nay, huyện Mang Yang tỉnh Gia Lai là một trong địa điểm có nhiều nông trường rộng lớn đang cải thiện trong việc trồng và phát triển cây chuối tiến tới xuất khẩu sản phẩm chuối. Dẫn tới một lượng lớn một lượng lớn phụ phẩm cây chuối (thân, lá, quả) được thải ra môi trường mà chưa qua quy trình xử lý thích hợp. Do đó, việc tận dụng phụ pham cây chuối như nguồn nguyên liệu chính dé chế thành phân hữu co sinh học (dung bón lại cho cây chuối), thức ăn cho vật nuôi (gia súc, gia cầm), góp phan nâng cao hiệu quả kinh tế, giảm thiểu ô nhiễm môi trường, qua đó giúp cho việc trồng và chế biến chuối được phát triển một cách bền vững hơn.
Trong tự nhiên có rất nhiều loài vi sinh vật có khả năng sinh ra enzyme làm xúc tác trong quá trình phân giải cellulose. Trong một số nghiên cứu gần đây, đã ghi nhận nhiều nhóm vi sinh vật: xạ khuẩn, nắm men, nam mốc, vi khuẩn. có khả năng tiết ra enzyme cellulase, được ứng dụng rộng rãi đặc biệt trong việc xử lý các chất thải giàu cellulose nhằm giảm ô nhiễm môi trường. Tuy nhiên, hiện nay nguồn enzyme cellulase được sử dụng ở VIét Nam chủ yếu được nhập khẩu nước ngoài với giá thanh cao.
Nước ta là một nước sản xuất nông nghiệp nên nguồn nguyên liệu dé sản xuất enzyme cellulase rất phong phú. Cùng với đó thì ngành công nghệ sinh học ngày nay đang phát triển, việc tuyển chọn các chủng vi sinh vật có kha năng sản xuất enzyme cellulase từ tự nhiên không những giúp tận dụng các nguồn gen quý hiếm mà còn góp phan bao | tồn, cải tạo các chủng vi sinh vật công nghiệp đã bị thoái hóa sau một thời gian sử dụng, đạt nhiều ưu điểm và hiệu quả về cả mặt kỹ thuật, kinh tế và môi trường. Từ những có sở khoa học và thực tiễn trên, đề tài “Phân lập và tuyển chọn được một số chủng vi sinh vật có khả năng phân giải cellulose từ phụ phẩm cây chuối” đã được chọn, với mục tiêu thu thập các chủng vi sinh vật có khả năng tiết enzyme cellulase với hoạt tính cao có sẵn trong môi trường đất và phụ phẩm, làm cơ sở cho việc sản xuất enzyme cellulase ứng dụng trong việc giảm lượng thải phụ phẩm nông nghiệp gây ô nhiễm môi trường. Mục tiêu đề tài Phân lập, tuyển chọn và định danh được một số chung vi sinh vật (vi khuẩn, xạ khuan, nam) có khả năng phân giải cellulose.
Nội dung thực hiện Nội dung 1: Thu thập và phân lập các chung vi sinh vật phân giải cellulose từ phụ phẩm cây chuối. Nội dung 2: Khảo sát khả năng phân giải cellulose của các chủng vi sinh vật. Nội dung 3: Định danh các chủng vi sinh vật có khả nang phân giải cellulose đã được tuyển chọn. TONG QUAN TÀI LIEU 2.
Tổng quan về cây chuối 2. Nguồn gốc Cây chuối có nguồn gốc từ vùng nhiệt đới Đông Nam Á. Giống chuối được trồng đều xuất phát từ 2 loài chuối dại có hạt trong chi Musa là Musa acuminata (AA) va Musa balbisiana (BB). Hai loài này có kiểu gen nhị bội, thu tinh được, có cùng sé lượng nhiễm sắc thé co ban (n=11) nhưng có các đặc điểm hình thái khác nhau (APG II, 2003; Tran Thanh Huong, 2011).
Trong đó có nhóm Canvendish mang kiểu gen AAA với rất nhiều giống chuối tiêu thương mại đang được trồng rộng rãi ở nhiều quốc gia và vùng lãnh thổ, từng chiếm tới 47% tổng sản lượng toàn cầu giai đoạn 1998-2000. Các nguyên cứu về chon giống và phát triển sản xuất chuối chủ yếu được thực hiện với nhóm này (Simmond và Shepherd, 1995). Phân loại GIới: Plantae Ngành: Anglospermae Lớp: Monocots Bộ: Zingiberales Ho: Musaceae Chi: Musa Chi Musa theo truyền thống được phân thành 5 phan chi là Ingentimusa, Australimusa, Callimusa, Enmusa va Rhodochlamys. Ho Musacceae có 2 chi Ensele va Musa.
Chúng rất giống nhau ở bộ lá va dang cây song có một số đặc điểm lại rất khác nhau. Chi Ensele có bộ lá giống lá chuối nên một thời gian dai người ta xếp chúng vào họ Musaceae. Đây là cây thân thảo chỉ sinh sản một lần, thân ngầm không bao giờ rẻ nhánh. Hoa và lá dính liền nhau vào cuống buông, chúng sinh sản hữu tính.
Không 3 giống loài nào trong chi này có quả ăn tươi được vì quả của chúng có có một lớp vỏ mỏng bên trong chứa day hạt có đường kính từ 1 — 1,2 cm. Chi nay có giống Ensete vetricosum thường trồng ở Đông Phi. Chi Musa có 4 phân chi Austrilimusa, Callimusa, Eumusa và Rohdochilamy. Trong các phân loại, Austrilimusa là phân chỉ cổ nhất, có cây M.
Abaca chỉ sử dụng làm dây buộc, chúng chỉ có ý nghĩa về khía cạnh nguồn gốc của chuối, không có ý nghĩa về kinh tế. Trong các phân chi trên, Ewmusa là phân chi đáng chú ý nhất không chi vì chi lớn nhất, phong phú về giống nhất mà còn về giá trị kinh tế của nó đặc biệt trong lĩnh vực ăn tươi và làm lương thực. Buồng quả của Eumusa ít nhiều cup xuống có thé hơi ngang hay buông thõng xuống. Ở mỗi nải, số quả nhiều và được xếp thành hai hàng.
Trong Eumusa, các giéng chuối dai ít khi có ích nhưng lại có giá trị trong lĩnh vực nghiên cứu về phân loại. Them Simmonds và Shepherd (1995), các loài chuối ăn được đều xuất phát từ hai loại chuối dại có hạt Ä⁄. accuminata colla và M. Giá trị dinh dưỡng Theo FAO (1976), thành phần dinh dưỡng của trái chuối có chứa protein, lipid, glucid, calcim, kalium, sat, vitamin C, vitamin.
Theo Viện nghiên cứu và Phat triển Nông nghiệp Malaysia (MARDD), chuối là loại trái cây duy nhất hội tụ đầy đủ thành phần những chất dinh dưỡng cần thiết cho cở thể con người. Ngoài ra chuối còn có công dụng giúp tiêu hóa tốt hơn và ngừa ung thư ruột giả, giảm stress, bớt căng thăng và giảm bệnh thiêu máu. Tình hình sản xuất và tiêu thụ chuối ở nước ta Các loại cây ăn quả có diện tích và sản lượng lớn của Việt Nam bao gồm chuối, dứa, cam, xoài, nhãn và vải. Trong đó, chuối là cây ăn quả có quy mô sản xuất lớn nhất.
Theo Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn (2022) cả nước hiện có hơn 130.000 ha trồng chuối, với sản lượng 2,1 triệu tắn/năm. Theo Hoàng Bằng An và ctv (2010), phần lớn diện tích chuối ở nước ta trồng phân tán, không thành vùng tập trung. Với các đặc điểm là cây ăn quả ngắn ngày, nhiều công dụng và lợi ít tốn diện tích nên chuối được trồng như một cây tận dụng đất trong các vườn cây ăn quả của hộ gia đình. Hiện tại, một số tỉnh ở miền trung như Thanh Hóa, Nghệ An, Khánh Hòa và các tỉnh miền Nam như Đồng Nai, Sóc Trăng và Cà Mau có diện tích chuối từ 3000 — 8000 ha.
Trong khi đó các tỉnh trồng được nhiều chuối ở miền Bắc như Hải Phòng, Nam Định và Phú Thọ có diện tích trồng chưa đạt 3000 ha. Tổng quan về cellulose 2. Giới thiệu chung về cellulose Cellulose là một polymer mạch thang, mỗi don vi là một disaccarit gọi là cellobiose. Cellobiose có cấu trúc từ 2 phân tử D-glucose.
Cấu trúc bậc 2 và bậc 3 rất phức tạp thành cau trúc dạng lớp ngắn với nhau bang lực liên kết hydro. Liên kết hydro trùng hợp nhiều lần nên rất bền vững, vì vậy cellulose là hợp chất khó phân giải. Cellulose không tan trong nước nhưng có thể bị trương lên do hấp thụ nước. Cellulose bị phân hủy khi đun nóng với acid hoặc kiềm đặc ở nồng độ cao.
Tuy nhiên, cellulose sẽ bị phân hủy bởi enzyme cellulase ở nhiệt độ 40-50% (Ding va Himmel, 2006). Trong tế bào thực vat cellulose liên kết chặt chẽ với hemicellulose (chiếm 20% đến 40% trọng lượng khô) chat này tương đối dé thủy phân. Đây là loại heteropolymer chứa nhiều loại monosaccharide như galactose, mannose, glucose, xylose và các nhóm acetyl. Ngoài ra, cellulose còn liên kết chat chẽ với lignin (10%-25% trọng lượng khô).
Đây là thành phần ảnh hưởng rất lớn quá trình phân hủy cellulose của enzyme cellulase. Việc sử dụng cơ chất lignocellulose để sản xuất enzyme thủy phân cơ chất nảy có ứng dụng trong nhiều ngành công nghiệp như hóa chat, thực phẩm, thức ăn gia súc, vải sợi, giấy và bột giấy (Taherzaded và Karimi, 2008).Enzyme cellulase Cellulase là một loại enzyme thuộc nhóm glycoside hydrolase, có kha năng tac động lên cellulose - một loại polysaccharide chủ yếu tạo thành thành tế bào thực vật và là thành phần chính của cấu trúc gỗ và sợi cây (Ranjan và ctv, 2023). Cellulase là một phức hệ enzyme có khối lượng phân tử khoảng 30 đến 110 kDa (Gilkes và ctv, 1991), có khả năng phân cắt cellulose và một số loại polysaccharide tương tự thông qua việc thủy phân liên kết B-1,4-glucoside thành các oligosaccharide và đường đơn (Um va Kim, 2013). Cellulase có bản chất là protein, được cấu tạo từ các đơn vị là axit amin được nối với nhau bằng liên kết peptide - CO-NH-.
Ngoài ra, trong cấu trúc còn có các thành phần phụ khác tùy thuộc vào vị trí phân bố và chức năng của mỗi loại cellulase. Cellulase từ các nguồn khác nhau có khối lượng phân tử, thành phần cấu tạo, cấu trúc và trật tự sắp xếp các axit amin khác nhau dẫn đến sự khác nhau về tính đặc hiệu cơ chất, nhiệt độ và pH tối ưu (Nguyễn Thị Thơm, 2020). Phân loại enzyme cellulase được thực hiện dựa trên cau trúc và cơ chế tác động lên cellulose. Có ba loại enzyme chính thuộc nhóm cellulase: (1) endoglucanase hoặc 1,4-B- d -glucan-4-glucanohydrolases (EC 3.74) và 1,4-B- d-glucan cellobiohydrolases (cellobiohydrolases) (EC 3.91), (m) B-glucosidase hoặc B-glucoside glucohydrolases (EC 3.
Nguồn thu nhận enzyme cellulase Trong điều kiện tự nhiên, quá trình phân hủy cellulose được thực hiện thông qua hệ enzyme cellulase của v1 sinh vật rong điều kiện hiếu khí và kị khí. Sự đa dạng về số lượng chủng vi sinh vật có khả năng sinh tổng hợp enzyme cellulase trong tự nhiên rất phong phú.