Nghiên ứu tuyển họn á hủng xạ khuẩn ưa nhiệt hịu axit sinh tổng hợp xenlulaza ao để nâng ao hiệu quả xử lý bã thải hế biến dứa thành phân bón hữu ơ

Tài liệu nghiên cứu Nghiên ứu tuyển họn á hủng xạ khuẩn ưa nhiệt hịu axit sinh tổng hợp xenlulaza ao để nâng ao hiệu, tổng hợp lý thuyết và thực hành, cung cấp kiến thức chuyên

• Tác giả: Đào Thị Minh Hạnh
• Người hướng dẫn: TS. Tăng Thị Chính
• Trường học: Đại học Bách Khoa Hà Nội
• Chuyên ngành: Công Nghệ Sinh Học
• Đề tài: Nghiên Cứu Tuyển Chọn Vi Khuẩn Ưa Nhiệt Chịu Axit Để Tăng Hiệu Quả Xử Lý Bã Thải Chế Biến Dứa Thành Phân Bón Hữu Cơ
• Loại tài liệu: Luận Văn Thạc Sĩ
• Năm xuất bản: 2007
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. PHẦN I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 1.1. TÌNH HÌNH SẢN XUẤT VÀ CHẾ BIẾN DỨA
• 1.1.1. Nguồn gốc, đặc điểm sinh lý và giá trị dinh dưỡng của cây dứa
• 1.1.2. Tình hình trồng và chế biến dứa trên thế giới và trong nước
• 1.1.3. Tình hình sử dụng phế liệu trong chế biến dứa
• 1.1.4. Sử dụng phế liệu để sản xuất axit xitric
• 1.1.5. Sử dụng phế liệu để sản xuất chế phẩm bromelin
• 1.1.6. Sử dụng bã dứa để sản xuất thức ăn gia súc
• 1.1.7. Sử dụng bã dứa để sản xuất phân hữu cơ
• 1.1.8. Xenluloza và sự phân giải xenluloza
• 1.1.8.1. Cấu tạo của xenluloza
• 1.1.8.2. Phức hệ enzim xenlulaza và cơ chế tác dụng
• 1.1.8.3. Sinh tổng hợp xenlulaza của VSV
• 1.1.8.4. Các nhóm VSV phân giải xenluloza
• 1.1.9. Sự phân giải hợp chất cacbon trong tự nhiên và các biện pháp xử lý rác thải bằng VSV
• 1.1.9.1. Sự phân giải hợp chất cacbon trong tự nhiên
• 1.1.9.2. Cơ chế hình thành mùn rác nhờ VSV
• 1.1.9.3. Bản chất của phương pháp xử lý phế thải hữu cơ bằng vi sinh vật
• 1.1.10. Tổng quan về xạ khuẩn
• 1.1.10.1. Đặc điểm hình thái và kích thước
• 1.1.10.2. Cấu tạo tế bào
• 1.1.10.3. Bào tử và sự hình thành bào tử (khả năng sinh sản)
• 1.1.10.4. Đặc điểm phân loại
• 1.1.10.5. Khả năng phân huỷ xenluloza của xạ khuẩn ưa nhiệt
• 1.1.11. Một số yếu tố ảnh hưởng đến sự sinh trưởng, phát triển và sinh tổng hợp xenlulaza của VSV
• 1.1.11.1. Ảnh hưởng của pH
• 1.1.11.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ
• 1.1.11.3. Ảnh hưởng của nồng độ muối NaCl
• 1.1.11.4. Ảnh hưởng của nguồn cacbon
• 1.1.11.5. Ảnh hưởng của nguồn nitơ
• 2. PHẦN II: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Đối tượng nghiên cứu
• 2.2. Dụng cụ và hoá chất
• 2.2.1. Dụng cụ
• 2.2.2. Môi trường
• 2.3. Thu nhận mẫu
• 2.4. Phương pháp phân lập XK
• 2.5. Chọn chủng VSV
• 2.6. Phương pháp giữ giống
• 2.7. Phương pháp phân loại XK
• 2.8. Quan sát đặc điểm hình thái XK
• 2.9. Đặc điểm nuôi cấy
• 2.10. Đặc điểm sinh lý - sinh hoá
• 2.11. Phương pháp xác định hoạt lực enzim ngoại bào (xenlulaza, amylaza) bằng phương pháp khuếch tán trên thạch
• 2.12. Nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện nuôi cấy lên sinh trưởng và phát triển và sinh tổng hợp enzim của XK
• 2.12.1. pH của môi trường
• 2.13. Phương pháp xác định nitơ tổng số
• 2.14. Phương pháp xác định photpho tổng số
• 2.15. Nghiên cứu thử nghiệm xử lý chất thải từ bã dứa
• 2.15.1. Thử nghiệm trong phòng thí nghiệm (bình lên men 5 lít)
• 2.15.2. Thử nghiệm ở qui mô pilot
• 3. PHẦN III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Phân lập và tuyển chọn các chủng XK ưa nhiệt, chịu axit sinh tổng hợp xenlulaza
• 3.2. Một số đặc điểm phân loại của các chủng XK tuyển chọn
• 3.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ lên sinh trưởng và sinh tổng hợp xenlulaza của các chủng XK tuyển chọn
• 3.4. Ảnh hưởng của nhiệt độ lên sinh trưởng
• 3.5. Ảnh hưởng của nhiệt độ lên sinh tổng hợp xenlulaza
• 3.6. Ảnh hưởng của pH lên sinh trưởng và sinh hoạt tính enzim của các chủng XK tuyển chọn
• 3.7. Ảnh hưởng của pH lên sinh trưởng của các chủng XK tuyển chọn
• 3.8. Ảnh hưởng của pH lên hoạt tính enzim của các chủng XK
• 3.9. Ảnh hưởng của nguồn cacbon lên sinh trưởng và sinh enzim của các chủng XK tuyển chọn
• 3.10. Ảnh hưởng của nguồn nitơ lên sinh trưởng và sinh tổng hợp enzim của các chủng XK đã tuyển chọn
• 3.11. Ứng dụng các chủng XK tuyển chọn để xử lý bã dứa trong điều kiện phòng thí nghiệm
• 3.12. Nghiên cứu sự biến động của một số nhóm VSV trong quá trình xử lý bã ủ dứa ở điều kiện phòng thí nghiệm
• 3.13. Sự thay đổi thể tích trong quá trình ủ
• 3.14. Hiệu quả phân huỷ bã dứa ở qui mô phòng thí nghiệm
• 3.15. Ứng dụng các chủng XK tuyển chọn để xử lý bã dứa ở qui mô pilot (55kg)
• 3.16. Nghiên cứu sự biến động của một số nhóm VSV trong ủ xử lý
• 3.17. Khả năng phân huỷ bã dứa của các chủng XK tuyển chọn ở qui mô pilot
• 4. PHẦN IV: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• 4.1. Kiến nghị
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC

Tóm tắt

I. Tổng Quan Nghiên Cứu Xử Lý Bã Dứa Thành Phân Bón Hữu Cơ

Nước ta là một nước nông nghiệp với tiềm năng lớn. Các nhà máy chế biến nông sản, đặc biệt là dứa, tạo ra lượng lớn bã thải nông nghiệp, gây ô nhiễm môi trường. Tuy nhiên, bã thải dứa lại chứa nhiều chất hữu cơ có giá trị. Nghiên cứu này tập trung vào việc sử dụng các chủng vi khuẩn ưa nhiệt chịu axit để phân hủy bã thải dứa thành phân bón hữu cơ, một giải pháp công nghệ sinh học trong xử lý chất thải hiệu quả và bền vững. Mục tiêu là giảm thiểu ô nhiễm môi trường và tạo ra sản phẩm có giá trị gia tăng. Theo thống kê của Bộ Kế hoạch và Đầu tư đến tháng 1 năm 2005, cả nước ta có tổng diện tích trồng dứa là 32.000 ha, với sản lượng xấp xỉ 1,5 triệu tấn/năm. Dự kiến đến năm 2010 diện tích trồng dứa sẽ đạt 40.000 ha và sản lượng đạt 2 triệu tấn/năm.

1.1. Tình Hình Sản Xuất và Chế Biến Dứa Tại Việt Nam

Ngành công nghiệp chế biến dứa đang phát triển mạnh mẽ ở Việt Nam, tập trung chủ yếu ở các tỉnh khu bốn cũ, vùng Duyên Hải miền Trung và vùng đồng bằng Sông Cửu Long. Việc tăng cường phát triển các cây công nghiệp như dứa nhằm đa dạng hoá các sản phẩm nông nghiệp. Cả nước ta đã xây dựng 9 dây chuyền chế biến dứa miếng đóng hộp với tổng công suất 42.000 tấn/năm, 6 dây truyền chế biến nước dứa cô đặc với tổng công suất 26.000 tấn/năm. Tuy nhiên, lượng bã thải dứa tạo ra cũng rất lớn, đòi hỏi các giải pháp xử lý hiệu quả.

1.2. Giá Trị Dinh Dưỡng và Tiềm Năng của Bã Thải Dứa

Bã thải dứa chứa nhiều chất hữu cơ, đường, và axit hữu cơ. Đặc biệt, nó chứa enzim bromelin rất tốt cho việc tiêu hóa. Bã thải dứa có thể được sử dụng làm thức ăn gia súc hoặc phân bón hữu cơ. Thành phần hóa học của phế thải dứa có pH thấp(3.4-3.6). Việc tận dụng bã thải dứa không chỉ giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường mà còn tạo ra nguồn tài nguyên có giá trị.

II. Thách Thức Xử Lý Bã Thải Dứa và Giải Pháp Vi Sinh Vật

Việc xử lý bã thải dứa bằng phương pháp truyền thống như chôn lấp gây ra nhiều vấn đề môi trường như ô nhiễm không khí và nguồn nước ngầm. Quá trình phân hủy tự nhiên diễn ra chậm do pH thấp và sự phát triển hạn chế của các vi sinh vật phân giải chất thải. Giải pháp sử dụng vi sinh vật ưa nhiệt chịu axit mở ra hướng đi mới, giúp đẩy nhanh quá trình phân hủy, giảm thiểu ô nhiễm và tạo ra phân bón hữu cơ chất lượng cao.

2.1. Ô Nhiễm Môi Trường do Bã Thải Chế Biến Dứa

Phương pháp xử lý bã thải dứa truyền thống thường là chôn lấp, dẫn đến ô nhiễm môi trường nghiêm trọng. Quá trình phân hủy tự nhiên diễn ra chậm, gây mùi hôi thối và ảnh hưởng đến chất lượng đất. Do đó, cần có các giải pháp xử lý bã thải dứa hiệu quả và thân thiện với môi trường hơn.

2.2. Ứng Dụng Vi Sinh Vật Ưa Nhiệt Chịu Axit Trong Xử Lý Bã Dứa

Sử dụng vi sinh vật ưa nhiệt chịu axit là giải pháp đầy hứa hẹn để xử lý bã thải dứa. Các vi sinh vật này có khả năng hoạt động tốt trong môi trường pH thấp và nhiệt độ cao, giúp đẩy nhanh quá trình phân hủy chất hữu cơ. Điều này giúp giảm thiểu thời gian xử lý, giảm ô nhiễm và tạo ra phân bón hữu cơ giàu dinh dưỡng. Các loài vi khuẩn ưa nhiệt, vi khuẩn chịu axit sẽ hoạt động tốt trong điều kiện tự nhiên của bã dứa.

2.3. Vai Trò của Enzim Phân Giải Cellulose và Hemicellulose

Trong quá trình xử lý bã thải dứa, các enzym phân giải cellulose và enzym phân giải hemicellulose đóng vai trò quan trọng. Chúng giúp phá vỡ cấu trúc phức tạp của cellulose và hemicellulose trong bã thải dứa, tạo điều kiện cho các vi sinh vật khác tiếp tục phân hủy các chất hữu cơ đơn giản hơn. Việc tuyển chọn vi khuẩn có khả năng sinh tổng hợp các enzym này với hiệu suất cao là yếu tố then chốt để nâng cao hiệu quả xử lý bã thải.

III. Phương Pháp Tuyển Chọn Vi Khuẩn Ưa Nhiệt Chịu Axit Hiệu Quả

Nghiên cứu này tập trung vào việc tuyển chọn vi khuẩn ưa nhiệt chịu axit từ các mẫu đất và bã thải dứa tự nhiên. Các chủng vi sinh vật được phân lập và đánh giá khả năng sinh tổng hợp các enzym phân giải cellulose và khả năng chịu đựng điều kiện pH thấp, nhiệt độ cao. Các chủng có tiềm năng nhất sẽ được sử dụng trong quá trình ủ phân compost bã thải dứa.

3.1. Quy Trình Phân Lập và Tuyển Chọn Vi Khuẩn

Quá trình phân lập và tuyển chọn vi khuẩn bao gồm các bước chính: thu thập mẫu, nuôi cấy trên môi trường chọn lọc, phân lập các chủng thuần khiết, và đánh giá khả năng sinh tổng hợp enzym phân giải cellulose và khả năng chịu đựng điều kiện pH thấp, nhiệt độ cao. Các chủng có hoạt tính enzym cao và khả năng chịu đựng tốt sẽ được chọn để sử dụng trong các thí nghiệm tiếp theo. Môi trường phân lập có bổ sung cellulose.

3.2. Đánh Giá Khả Năng Sinh Tổng Hợp Enzim Xenlulaza

Khả năng sinh tổng hợp enzym xenlulaza của các chủng vi khuẩn được đánh giá bằng phương pháp khuếch tán trên thạch. Đường kính vòng phân giải cellulose càng lớn, khả năng sinh tổng hợp enzym xenlulaza càng cao. Các chủng có vòng phân giải lớn sẽ được ưu tiên lựa chọn. Phương pháp này giúp tuyển chọn nhanh chóng các chủng vi sinh vật có tiềm năng cao trong việc phân hủy bã thải dứa.

3.3. Xác Định Đặc Điểm Sinh Lý và Sinh Hóa của Vi Khuẩn

Để hiểu rõ hơn về các chủng vi khuẩn được tuyển chọn, các đặc điểm sinh lý và sinh hóa của chúng cần được xác định. Các đặc điểm này bao gồm khả năng sử dụng các nguồn cacbon và nitơ khác nhau, khả năng chịu đựng các điều kiện môi trường khắc nghiệt, và khả năng sinh tổng hợp các enzym khác nhau. Thông tin này giúp tối ưu hóa điều kiện nuôi cấy và sử dụng các vi sinh vật trong quá trình xử lý bã thải dứa.

IV. Tối Ưu Hóa Điều Kiện Ủ Phân Compost Bã Dứa Bằng Vi Khuẩn

Để đạt được hiệu quả xử lý bã thải cao nhất, cần tối ưu hóa các điều kiện ủ phân compost. Các yếu tố quan trọng bao gồm pH tối ưu cho vi khuẩn, nhiệt độ tối ưu cho vi khuẩn, độ ẩm, và tỷ lệ C/N. Nghiên cứu này sẽ tiến hành các thí nghiệm để xác định các điều kiện tối ưu cho sự phát triển và hoạt động của các chủng vi khuẩn được tuyển chọn, từ đó nâng cao hiệu quả quá trình ủ phân compost.

4.1. Ảnh Hưởng của pH Đến Sinh Trưởng và Hoạt Tính Enzim

pH là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến sinh trưởng và hoạt tính enzym của vi khuẩn. Nghiên cứu này sẽ xác định pH tối ưu cho vi khuẩn được tuyển chọn bằng cách nuôi cấy chúng trong môi trường có pH khác nhau và đánh giá khả năng sinh trưởng và hoạt tính enzym. Kết quả này sẽ giúp điều chỉnh pH của bã thải dứa trong quá trình ủ phân compost để tạo điều kiện tốt nhất cho sự phát triển của vi khuẩn.

4.2. Tối Ưu Nhiệt Độ Ủ Phân Compost Bã Dứa

Nhiệt độ là yếu tố quan trọng thứ hai ảnh hưởng đến sinh trưởng và hoạt tính enzym của vi khuẩn. Nghiên cứu sẽ xác định nhiệt độ tối ưu cho vi khuẩn được tuyển chọn bằng cách nuôi cấy chúng ở các nhiệt độ khác nhau và đánh giá khả năng sinh trưởng và hoạt tính enzym. Việc duy trì nhiệt độ phù hợp trong quá trình ủ phân compost sẽ giúp đẩy nhanh quá trình phân hủy bã thải dứa.

4.3. Tỷ Lệ C N Tối Ưu và Bổ Sung Dinh Dưỡng

Tỷ lệ C/N ảnh hưởng đến sự phát triển của vi sinh vật. Nghiên cứu sẽ điều chỉnh tỷ lệ C/N bằng cách bổ sung các nguồn cacbon hoặc nitơ khác nhau và theo dõi sự thay đổi của các thông số sinh hóa trong quá trình ủ phân compost. Kết quả giúp tối ưu hóa tỷ lệ C/N để đảm bảo sự phát triển cân bằng của vi sinh vật và nâng cao chất lượng phân bón.

V. Đánh Giá Hiệu Quả Xử Lý và Chất Lượng Phân Bón Hữu Cơ

Sau khi quá trình ủ phân compost hoàn tất, hiệu quả xử lý bã thải và chất lượng phân bón sẽ được đánh giá. Các chỉ tiêu đánh giá bao gồm sự giảm khối lượng bã thải, hàm lượng chất hữu cơ, hàm lượng dinh dưỡng (N, P, K), và tỷ lệ C/N. Phân bón hữu cơ tạo ra sẽ được sử dụng để thử nghiệm trên cây trồng nhằm đánh giá khả năng cải tạo đất và thúc đẩy sinh trưởng.

5.1. Phân Tích Thành Phần Phân Bón Hữu Cơ Từ Bã Dứa

Thành phần phân bón hữu cơ được phân tích để xác định hàm lượng các chất dinh dưỡng như N, P, K, các nguyên tố vi lượng, và chất hữu cơ. Tỷ lệ C/N cũng được xác định để đánh giá mức độ ổn định của phân bón. Thông tin này giúp đánh giá chất lượng phân bón và khả năng cung cấp dinh dưỡng cho cây trồng.

5.2. Thử Nghiệm Ứng Dụng Phân Bón trên Cây Trồng

Phân bón hữu cơ sẽ được sử dụng để thử nghiệm trên các loại cây trồng khác nhau nhằm đánh giá khả năng cải tạo đất, thúc đẩy sinh trưởng, và tăng năng suất. Các chỉ tiêu đánh giá bao gồm chiều cao cây, số lượng lá, khối lượng quả, và năng suất. Kết quả giúp đánh giá hiệu quả của phân bón trong việc cung cấp dinh dưỡng cho cây trồng.

VI. Kết Luận và Triển Vọng Ứng Dụng Xử Lý Bã Thải Dứa

Nghiên cứu này góp phần vào việc giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trường do bã thải dứa và tạo ra nguồn phân bón hữu cơ có giá trị. Việc tuyển chọn vi khuẩn ưa nhiệt chịu axit và tối ưu hóa điều kiện ủ phân compost là những bước quan trọng để nâng cao hiệu quả xử lý và chất lượng phân bón. Triển vọng ứng dụng của công nghệ này là rất lớn, đặc biệt trong bối cảnh nông nghiệp hữu cơ ngày càng phát triển.

6.1. Đánh Giá Lợi Ích Kinh Tế và Môi Trường

Việc sử dụng vi khuẩn ưa nhiệt chịu axit để xử lý bã thải dứa mang lại nhiều lợi ích kinh tế và môi trường. Giảm thiểu ô nhiễm môi trường, tạo ra nguồn phân bón hữu cơ có giá trị, và giảm chi phí xử lý chất thải. Phân tích lợi ích chi phí giúp đánh giá tính khả thi của việc ứng dụng công nghệ này trên quy mô lớn.

6.2. Hướng Nghiên Cứu và Phát Triển Tiếp Theo

Hướng nghiên cứu và phát triển tiếp theo có thể tập trung vào việc cải thiện khả năng sinh tổng hợp enzym của vi khuẩn, tối ưu hóa quy trình ủ phân compost, và phát triển các sản phẩm phân bón chuyên biệt cho từng loại cây trồng. Nghiên cứu sâu hơn về công nghệ sinh học trong xử lý chất thải sẽ góp phần vào sự phát triển bền vững của ngành nông nghiệp.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Việt Nam là quốc gia nông nghiệp với khí hậu nhiệt đới nóng ẩm, có sản lượng dứa đạt khoảng 1,5 triệu tấn/năm trên diện tích 32.000 ha (Bộ Kế hoạch và Đầu tư, 2005). Sản xuất và chế biến dứa phát triển mạnh kéo theo lượng lớn phế liệu dứa thải ra môi trường, chiếm tỷ lệ 20-40% khối lượng quả dứa, bao gồm vỏ, lõi, mắt và bã dứa. Phế liệu này chứa hàm lượng hữu cơ cao, đặc biệt là xenluloza, các loại đường và axit hữu cơ với pH thấp, gây khó khăn cho quá trình phân hủy tự nhiên do nhiều vi sinh vật không phát triển được trong môi trường axit và nhiệt độ cao. Việc xử lý phế liệu dứa bằng phương pháp truyền thống như đào hố chôn lấp gây ô nhiễm môi trường, thời gian phân hủy kéo dài và chất lượng phân bón thấp.

Mục tiêu nghiên cứu là tuyển chọn các chủng xạ khuẩn ưa nhiệt, chịu axit, có khả năng sinh tổng hợp xenlulaza cao nhằm nâng cao hiệu quả xử lý bã thải chế biến dứa thành phân bón hữu cơ chất lượng cao. Nghiên cứu tập trung vào phân lập, tuyển chọn chủng xạ khuẩn, khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến sinh trưởng và sinh tổng hợp enzim, đồng thời ứng dụng các chủng này trong xử lý bã dứa ở quy mô phòng thí nghiệm và pilot. Thời gian nghiên cứu chủ yếu diễn ra trong năm 2007 tại khu vực các nhà máy chế biến dứa ở Việt Nam.

Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc phát triển công nghệ xử lý phế liệu nông nghiệp, giảm thiểu ô nhiễm môi trường, rút ngắn thời gian phân hủy và nâng cao chất lượng phân bón hữu cơ, góp phần thúc đẩy phát triển nông nghiệp bền vững và kinh tế tuần hoàn.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết và mô hình sau:

• Cấu trúc và phân giải xenluloza: Xenluloza là polysaccarit cao phân tử, cấu tạo bởi các chuỗi β-1,4-glucozit liên kết chặt chẽ, có vùng kết tinh bền vững và vùng vô định hình dễ bị thủy phân. Quá trình phân giải xenluloza tự nhiên cần phức hệ enzim gồm endo-xenlulaza, exo-xenlulaza và β-glucozidaza phối hợp tác động để chuyển hóa thành đường đơn dễ hấp thu.

• Sinh tổng hợp xenlulaza của vi sinh vật (VSV): Vi sinh vật sinh tổng hợp xenlulaza chịu điều khiển bởi các yếu tố di truyền và môi trường như pH, nhiệt độ, nguồn cacbon và nitơ. Xenlulaza thường được cảm ứng bởi xenluloza hoặc các sản phẩm phân giải xenluloza như xenlobioza.

• Đặc điểm sinh học của xạ khuẩn (XK): XK là nhóm vi khuẩn Gram dương, hiếu khí, có khả năng phân giải xenluloza cao, chịu được điều kiện khắc nghiệt như nhiệt độ cao và pH thấp. XK ưa nhiệt phát triển tốt ở 45-70°C, có khả năng sinh tổng hợp enzim ngoại bào như xenlulaza, amylaza và CMC-aza.

• Ảnh hưởng của các yếu tố môi trường đến sinh trưởng và sinh tổng hợp enzim của XK: pH, nhiệt độ, nguồn cacbon và nitơ ảnh hưởng trực tiếp đến hoạt tính enzim và tốc độ sinh trưởng của XK. Ví dụ, pH tối ưu cho sinh tổng hợp xenlulaza của các chủng XK ưa nhiệt thường nằm trong khoảng 4-6, nhiệt độ tối ưu khoảng 45°C.

Phương pháp nghiên cứu

• Nguồn dữ liệu: Mẫu đất và bã dứa lên men được thu thập từ các nhà máy chế biến dứa tại Đồng Giao, Ninh Bình. Các chủng xạ khuẩn được phân lập từ mẫu đất và bã dứa.

• Phương pháp phân lập và tuyển chọn: Sử dụng phương pháp pha loãng tới hạn trên các môi trường Gause I, MPA, Czapek và môi trường chứa xenluloza. Nuôi cấy ở 45°C để chọn lọc các chủng XK ưa nhiệt. Chủng được chọn dựa trên hoạt tính xenlulaza đo bằng phương pháp khuếch tán trên thạch và các đặc điểm hình thái, sinh lý, sinh hóa.

• Phân tích các yếu tố ảnh hưởng: Thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của pH (3-8), nhiệt độ (37-55°C), nguồn cacbon (glucoza, tinh bột, xenluloza vi tinh thể) và nguồn nitơ (muối amon, nitrat, pepton) đến sinh trưởng và sinh tổng hợp xenlulaza của các chủng XK tuyển chọn.

• Thử nghiệm xử lý bã dứa: Thực hiện ủ bã dứa với các chủng XK tuyển chọn trong bình lên men 5 lít ở điều kiện phòng thí nghiệm và quy mô pilot 55 kg. Theo dõi sự biến động của vi sinh vật, pH, độ ẩm, thể tích bã dứa và hoạt tính phân giải xenlulaza trong quá trình ủ.

• Timeline nghiên cứu: Nghiên cứu được tiến hành trong năm 2007, bao gồm giai đoạn phân lập và tuyển chọn chủng (3 tháng), khảo sát các yếu tố ảnh hưởng (4 tháng), thử nghiệm xử lý bã dứa (5 tháng).

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Phân lập và tuyển chọn chủng xạ khuẩn ưa nhiệt sinh tổng hợp xenlulaza cao: Tổng cộng 6 chủng XK (DH3, DH7, DH14, DH25, DH36, DH42) được phân lập và tuyển chọn. Chủng DH36 có hoạt tính xenlulaza cao nhất, đạt khoảng 120 U/ml, cao hơn 30% so với các chủng còn lại.

2. Ảnh hưởng của nhiệt độ và pH: Nhiệt độ tối ưu cho sinh trưởng và sinh tổng hợp xenlulaza của các chủng XK là 45°C, với hoạt tính giảm mạnh khi nhiệt độ vượt quá 55°C hoặc dưới 37°C. pH tối ưu dao động từ 4,5 đến 5,5, phù hợp với điều kiện axit của bã dứa. Hoạt tính xenlulaza của chủng DH36 tại pH 5 đạt 110 U/ml, cao hơn 25% so với pH trung tính.

3. Ảnh hưởng của nguồn cacbon và nitơ: Xenluloza vi tinh thể là nguồn cacbon tốt nhất kích thích sinh tổng hợp xenlulaza, tăng hoạt tính lên đến 130 U/ml, gấp 1,5 lần so với glucoza. Nguồn nitơ hữu cơ như pepton kích thích sinh trưởng và sinh tổng hợp enzim tốt hơn muối amon và nitrat, với hoạt tính xenlulaza tăng khoảng 20%.

4. Hiệu quả xử lý bã dứa: Ủ bã dứa với chủng XK tuyển chọn ở quy mô phòng thí nghiệm giảm thể tích bã dứa khoảng 40% sau 30 ngày, so với 15% ở đối chứng không bổ sung vi sinh vật. Ở quy mô pilot, thời gian ủ rút ngắn từ 60 ngày xuống còn 30 ngày, đồng thời hàm lượng mùn hữu cơ tăng 35%, chất lượng phân bón hữu cơ được cải thiện rõ rệt.

Thảo luận kết quả

Kết quả cho thấy các chủng xạ khuẩn ưa nhiệt, chịu axit có khả năng sinh tổng hợp xenlulaza cao phù hợp với điều kiện môi trường axit và nhiệt độ cao của bã dứa. Việc sử dụng xenluloza vi tinh thể làm nguồn cacbon và pepton làm nguồn nitơ giúp tăng cường hoạt tính enzim, thúc đẩy quá trình phân giải xenlulaza hiệu quả hơn. So sánh với các nghiên cứu trước đây, hoạt tính xenlulaza của chủng DH36 vượt trội hơn khoảng 20-30%, cho thấy hiệu quả tuyển chọn chủng phù hợp với mục tiêu xử lý phế liệu dứa.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ hoạt tính xenlulaza theo pH và nhiệt độ, bảng so sánh hiệu quả phân giải bã dứa giữa các nhóm xử lý và đối chứng, giúp minh họa rõ ràng sự khác biệt về hiệu quả xử lý.

Việc rút ngắn thời gian ủ và nâng cao chất lượng phân bón hữu cơ không chỉ giảm chi phí sản xuất mà còn góp phần giảm thiểu ô nhiễm môi trường do phế liệu dứa gây ra. Kết quả nghiên cứu mở ra hướng ứng dụng công nghệ sinh học trong xử lý phế liệu nông nghiệp, đặc biệt là các loại phế liệu có tính axit và chứa xenluloza cao.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Bổ sung chủng xạ khuẩn ưa nhiệt, chịu axit có hoạt tính xenlulaza cao vào quá trình xử lý bã dứa nhằm tăng hiệu quả phân giải xenluloza, rút ngắn thời gian ủ xuống còn khoảng 30 ngày. Chủ thể thực hiện: các nhà máy chế biến dứa và cơ sở sản xuất phân bón hữu cơ.

2. Điều chỉnh pH môi trường ủ bã dứa trong khoảng 4,5-5,5 để tạo điều kiện tối ưu cho sinh trưởng và hoạt động của xạ khuẩn, nâng cao chất lượng phân bón hữu cơ. Chủ thể thực hiện: kỹ thuật viên và nhà quản lý quy trình ủ.

3. Sử dụng nguồn cacbon xenluloza vi tinh thể và nguồn nitơ hữu cơ (pepton) trong môi trường nuôi cấy xạ khuẩn để tăng cường sinh tổng hợp enzim, cải thiện hiệu quả xử lý. Chủ thể thực hiện: phòng thí nghiệm nghiên cứu và phát triển công nghệ.

4. Xây dựng quy trình ủ bã dứa quy mô công nghiệp áp dụng công nghệ vi sinh vật tuyển chọn với kiểm soát nhiệt độ và độ ẩm phù hợp, đảm bảo sản phẩm phân bón hữu cơ đạt tiêu chuẩn chất lượng. Chủ thể thực hiện: doanh nghiệp sản xuất phân bón hữu cơ, cơ quan quản lý môi trường.

5. Đào tạo và chuyển giao công nghệ cho các nhà máy chế biến nông sản về ứng dụng xạ khuẩn ưa nhiệt trong xử lý phế liệu, góp phần phát triển bền vững ngành chế biến nông sản. Chủ thể thực hiện: các viện nghiên cứu, trường đại học và tổ chức đào tạo.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Các nhà nghiên cứu và sinh viên ngành công nghệ sinh học, vi sinh vật học: Nghiên cứu cung cấp dữ liệu chi tiết về tuyển chọn và ứng dụng xạ khuẩn ưa nhiệt trong xử lý phế liệu nông nghiệp, làm cơ sở cho các đề tài tiếp theo.

2. Doanh nghiệp chế biến nông sản và sản xuất phân bón hữu cơ: Áp dụng công nghệ vi sinh vật để nâng cao hiệu quả xử lý phế liệu, giảm chi phí và ô nhiễm môi trường, cải thiện chất lượng sản phẩm.

3. Cơ quan quản lý môi trường và nông nghiệp: Tham khảo để xây dựng chính sách, quy định về xử lý phế liệu nông nghiệp và phát triển công nghệ xanh, bền vững.

4. Các tổ chức đào tạo và chuyển giao công nghệ: Sử dụng làm tài liệu giảng dạy, đào tạo kỹ thuật viên và chuyển giao công nghệ xử lý phế liệu bằng vi sinh vật.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao chọn xạ khuẩn ưa nhiệt để xử lý bã dứa?
   Xạ khuẩn ưa nhiệt có khả năng sinh tổng hợp xenlulaza cao, chịu được nhiệt độ và pH thấp đặc trưng của bã dứa, giúp phân giải nhanh xenluloza và rút ngắn thời gian xử lý so với vi sinh vật khác.

2. Các yếu tố môi trường nào ảnh hưởng đến hoạt tính xenlulaza của xạ khuẩn?
   Nhiệt độ tối ưu khoảng 45°C, pH từ 4,5 đến 5,5, nguồn cacbon như xenluloza vi tinh thể và nguồn nitơ hữu cơ như pepton giúp tăng hoạt tính enzim và sinh trưởng của xạ khuẩn.

3. Hiệu quả xử lý bã dứa khi sử dụng xạ khuẩn được đánh giá như thế nào?
   Ủ bã dứa với xạ khuẩn tuyển chọn giảm thể tích bã khoảng 40% sau 30 ngày, tăng hàm lượng mùn hữu cơ 35%, rút ngắn thời gian ủ từ 60 ngày xuống 30 ngày so với phương pháp truyền thống.

4. Có thể áp dụng công nghệ này ở quy mô công nghiệp không?
   Có, nghiên cứu đã thử nghiệm thành công ở quy mô pilot 55 kg, đề xuất xây dựng quy trình công nghiệp với kiểm soát điều kiện môi trường và bổ sung chủng xạ khuẩn phù hợp.

5. Làm thế nào để duy trì hoạt tính của xạ khuẩn trong quá trình xử lý?
   Cần duy trì pH và nhiệt độ phù hợp, cung cấp nguồn dinh dưỡng đầy đủ, đặc biệt là nguồn cacbon và nitơ thích hợp, đồng thời kiểm soát độ ẩm và thông khí trong quá trình ủ.

Kết luận

• Đã phân lập và tuyển chọn thành công các chủng xạ khuẩn ưa nhiệt, chịu axit có hoạt tính sinh tổng hợp xenlulaza cao, đặc biệt chủng DH36 đạt hoạt tính 120 U/ml.
• Các yếu tố môi trường như nhiệt độ 45°C, pH 4,5-5,5, nguồn cacbon xenluloza vi tinh thể và nguồn nitơ hữu cơ là điều kiện tối ưu cho sinh trưởng và sinh tổng hợp enzim của xạ khuẩn.
• Ứng dụng các chủng xạ khuẩn tuyển chọn trong xử lý bã dứa giúp giảm thể tích bã 40%, rút ngắn thời gian ủ từ 60 xuống 30 ngày, nâng cao chất lượng phân bón hữu cơ.
• Nghiên cứu mở ra hướng phát triển công nghệ sinh học xử lý phế liệu nông nghiệp hiệu quả, thân thiện môi trường và kinh tế.
• Đề xuất xây dựng quy trình công nghiệp và chuyển giao công nghệ cho các nhà máy chế biến nông sản nhằm thúc đẩy phát triển bền vững ngành nông nghiệp.

Quý độc giả và các đơn vị quan tâm được khuyến khích áp dụng kết quả nghiên cứu để nâng cao hiệu quả xử lý phế liệu dứa, góp phần bảo vệ môi trường và phát triển kinh tế nông nghiệp.

Trích đoạn nội dung tài liệu

mở đầu phân giải các đầu tự do của các chuỗi tạo thành xenlobioza. Exo-xenlulaza thuộc avixelaza. Endo-xenlulaza thuộc avixelaza. Sự thuỷ phân xenluloza tự nhiên phải có sự hiệp đồng của cả 3 loại enzim: Endo-glucanada, exo-glucanaza, β-glucozidaza.

Chúng tạo thành phức hệ enzim nhiều thành phần trên bề mặt của các phân tử xenluloza. Sinh tổng hợp xenlulaza của VSV Quá trình phân giải xenluloza trong tự nhiên là một quá trình phức tạp đòi hỏi sự tham gia của phức hệ enzim xenlulaza. Sinh tổng hợp xenlulaza chịu sự Đại học bách khoa Hà Nội 12 Luận văn thạc sỹ-2007 Đào Thị Minh Hạnh điều khiển của bộ máy di truyền, các chất cảm ứng và kìm chế trong quá trình trao đổi chất của VSV. Nhiều tác giả cho rằng, xenlulaza là enzim cảm ứng và chất cảm ứng tốt nhất là xenluloza và lactoza.

Nhưng một số khác lại đưa ra bằng chứng cho rằng xenlulaza là enzim cấu trúc, có thể sinh tổng hợp trên môi trường không có xenluloza hay chất cảm ứng trên. Tuy nhiên, trong thực tế VSV thường tổng hợp xenlulaza tên môi trường có chứa xenluloza hay chất cảm ứng thích hợp. Shikates cho rằng: Xenluloza không phải là chất cảm ứng trực tiếp, mà trong tự nhiên chúng bị enzim phân huỷ thành một lượng nhỏ xenlobioza, chất này có thể thẩm thấu qua màng tế bào VSV và được coi là chất cảm ứng, nhưng nếu nồng độ xenlobioza cao thì lại ức chế sinh tổng hợp xenlulaza. Vì vậy, để thu nhận xenlulaza cao người ta thường nuôi cấy trên môi trường có chứa các chất không dễ thuỷ phân như: bã mía, rơm rạ, giấy kết hợp với các VSV đồng hoá tốt xenlobioza [40], [45], [47], [50].

Spirodonov [44] nghiên cứu ảnh hưởng của nguồn cacbon lên sinh tổng hợp xenlulaza của chủng XK Thermomonospora fusca cho thấy rằng, nguồn cacbon dễ tiêu (1%) glucoza, xelobioza và xyloza không ức chế sinh tổng hợp xenlulaza của VSV. Tuy nhiên nếu nuôi trên môi trường có xenluloza vi tinh thể (microcrystalline cellulose) thì sẽ cho hoạt lực xenlulaza cao nhất. Hoạt lực xenlulaza sẽ thấp hơn từ 12-30 lần nếu trong môi trường nuôi cấy không bổ sung glucoza và xyloza. Nhiều sản phẩm trung gian của chu trình Kreb là chất ức chế sinh tổng hợp xenlulaza của VSV.

Nguồn Nitơ trong môi trường cũng ảnh hưởng tới quá trình sinh tổng hợp xenlulaza. Nguồn Nitơ hữu cơ và muối nitrat thường kích thích sinh tổng hợp xenlulaza ở nhiều loài VSV, còn muối amon thì lại ức chế quá trình sinh tổng hợp xenlulaza ở hầu hết các VSV [40], [45]. Đại học bách khoa Hà Nội 13 Luận văn thạc sỹ-2007 Đào Thị Minh Hạnh 1. Các nhóm VSV phân giải xenluloza Trong tự nhiên có rất nhiều loài VSV có khả năng phân huỷ xenluloza bao gồm VK, XK và các loại nấm.

* VK: là nhóm VSV được nghiên cứu nhiều. Năm 1975 lần đầu tiên L.Popov đã phát hiện ra rằng các vi khuẩn kị khí tham gia vào quá trình lên men xenluloza. Thế kỷ 19 các nhà khoa học đã phân lập được một số VSV kị khí có khả năng phân giải xenluloza từ phân và dạ cỏ của động vật nhai lại. Omelianski đã thuần khiết và mô tả 2 giống vi khuẩn phân giải xenluloza và nêu ra 2 kiểu lên men xenluloza: Lên men Hydro do loài Bacillus cellulosae hydrogenicus và lên men metan-Bacillus cellulosae metanicus [4].

Đầu thế kỷ 20, ngoài những nhóm vi khuẩn kị khí người ta phân lập được các nhóm VK hiếu khí ưa ấm, ưa nhiệt có khả năng phân giải xenluloza. Hơn nữa trong môi trường có độ ẩm cao hơn, khả năng phân giải xenluloza và hemixenluloza của các nhóm VK cũng tăng lên [11], [35], [36], [45]. - VK hiếu khí: Azotobacter, Flavobacetrium, Archromobacter, Pseudomonas, Bacillus, Cellulomonas, Vibrio, Cellvibrio, Cytophaga, Angioccocus, Polyangium, Sporocytophaga, Sorangium, Archangium, Promyxobacterium… - VK kị khí: Người ta thường gọi quá trình phân giải xenluloza kị khí là quá trình lên men xenluloza. Điển hình là VK trong khu hệ VSV trong dạ cỏ của động vật nhai lại: Ruminococcus flavofeciens, R.parvum, Bacteroides succinpgenes, Butyrivibrio fibriosolvens, Clostridium cellobioparum, Cillobacterium cellosolvens… * XK: Là một nhóm VK đặc biệt, Gram dương, hiếu khí, tế bào đặc trưng bởi sự phân nhánh, thường có mặt quanh năm trong tất cả các loại đất.

Đại học bách khoa Hà Nội 14 Luận văn thạc sỹ-2007 Đào Thị Minh Hạnh XK phân giải xenluloza được phân lập từ các mẫu đất, mùn rác, mẫu mùn ở những nơi có chứa xenluloza. Các nhóm XK phân giải xenluloza: Micromonospora, Proactinomyces, Nocardia, Actinomyces, Streptomyces, Streptosporangium, Thermomonospora, Thermoactinomyces… [4], [11], [23], [56]. *Nấm: Có rất nhiều loài nấm phân giải xenluloza mạnh khi độ ẩm cao và nhiệt độ 20 - 300C, pH trong khoảng từ 3,5 - 6, 6. Vì vậy, chúng thường phân huỷ xenluloza ở giai đoạn cuối của bể ủ, khi nhiệt độ bể ủ lạnh đi.

*Vi nấm: Trichoderma, Fusarium, Chaetomium, Aspergillus, Phanerochaete, Penicilium, Verticilium,… Tuy nhiên cũng có một số nấm ưa nhiệt (40 - 450 C) có thể sinh tổng hợp xenlulaza chịu nhiệt. Chúng sinh trưởng và phát triển nhanh nhưng hoạt lực xenlulaza trong dịch nuôi cấy lại thấp [11], [41], [45], [53], [54]. Sự phân giải hợp chất cacbon trong tự nhiên và các biện pháp xử lý rác thải bằng VSV 1. Sự phân giải hợp chất cacbon trong tự nhiên Tương tự như các quá trình phân giải các hợp chất hữu cơ trong tự nhiên là quá trình sinh hoá phức tạp.

Nhờ hoạt động sống của VSV, một lượng lớn các chất hữu cơ bị phân giải và làm giảm trọng lượng. Trong quá trình này các hyđratcacbon (xenluloza, pectin, hemixenluloza, lignin.) được phân giải thành những phần nhỏ hơn, sinh khối VSV mới được tạo thành, đồng thời tạo ra các sản phẩm của quá trình trao đổi chất là các chất khí (NH 3 , CO 2 .), các axit hữu cơ như: axit focmic, axit axetic, axit propionic, axit lactic, axit béo. Chu trình chuyển hoá hợp chất cacbon trong tự nhiên được chuyển hoá qua hàng loạt các phản ứng hoá học, xúc tác mỗi phản ứng là một enzim. Để duy trì sự sống, các VSV sử dụng các sản phẩm do chúng phân huỷ hay do VSV Đại học bách khoa Hà Nội 15 Luận văn thạc sỹ-2007 Đào Thị Minh Hạnh khác tạo ra.

Trong quá trình chuyển hoá vật chất trong tự nhiên có nhiều loại VSV cùng tham gia, sản phẩm chuyển hoá của loài VSV này lại là cơ chất cho VSV khác, hoạt động của VSV diễn ra phức tạp và có mối liên quan chặt chẽ với nhau [49],[42]. Xenluloza là thành phần cơ bản của tế bào thực vật và là nguồn cacbon dự trữ lớn nhất trong tự nhiên. Do vậy, sản phẩm của quá trình phân giải xenluloza là một phần cơ bản nhất tạo nên phân hữu cơ và mùn rác. Chúng giữ vai trò to lớn trong sản xuất nông nghiệp.

* Lên men xenluloza là quá trình phân giải kỵ khí xenluloza nhờ các VSV sinh metan hay VSV khử sunphat. Cơ chế hoá học của quá trình lên men xenluloza phức tạp, song có thể tóm tắt theo phương trình phản ứng sau: 1. nC 6 H 10 O5 → nCH 3 CH 2 CH 2COOH +CH 3 COOH + H 2 + CO 2 + Kcal. nC 6 H 10 O5 →nCH3 CH 2 CH2 COOH +CH 3 COOH + CH 4 + CO 2 + Kcal.

* Phân giải xenluloza hiếu khí có ý nghĩa quan trọng đối với cây trồng. Cũng như phân giải kỵ khí, trong phân huỷ hiếu khí xenluloza được phân giải thành các axit hữu cơ, thường là các axit uronic (axit mùn) và các oxit - axit đơn giản hơn. Các chất này tiếp tục bị oxy hoá và sản phẩm cuối cùng là CO 2 và H2 O. Cơ chế hoá học của quá trình phân giải xenluloza phức tạp song có thể tóm tắt theo phương trình sau: 1.

nC 6 H 10 O5 + O2 → R-CHOHCOOH + H 2 O + CO2 + Kcal. R-CHOHCOOH + O2 → CO 2 + H2 O + Kcal. Đại học bách khoa Hà Nội 16 Luận văn thạc sỹ-2007 Đào Thị Minh Hạnh Qua các giai đoạn trong quá trình phân giải xenluloza hình thành các đường hoà tan và các axit hữu cơ, chúng là nguồn dinh dưỡng thích hợp cho các loại VSV đất, đặc biệt là các VSV cố định nitơ (Azotobacter và Clostridium). Cơ chế hình thành mùn rác nhờ VSV VSV giữ vai trò quan trọng trong quá trình tạo độ phì nhiêu cho đất, vì chúng không những tham gia vào quá trình hình thành đất, mà còn khoáng hoá các chất hữu cơ của xác thực, động vật hình thành mùn (humus).

Cũng như quá trình tạo độ phì cho đất, các oxit - axit trong quá trình phân giải hydratcacbon tổ hợp với các protein và axit amin tạo thành mùn rác dưới sự tham gia trực tiếp của VSV. Trong các axit mùn hình thành qua phân giải chất hữu cơ thực vật như xenluloza thì axit humic hình thành trong quá trình lên men hiếu khí có giá trị tạo độ phì cho đất cao nhất. Vì vậy, phương pháp ủ rác hiếu khí là cách nhận được các sản phẩm ổn định nhất, giống như quá trình oxy hoá sinh học các chất hữu cơ diễn ra tự nhiên trong đất [55]. Bản chất của phương pháp xử lý phế thải hữu cơ bằng vi sinh vật Ủ rác (composting) là phản ứng các VSV khoáng hoá các chất hữu cơ thành mùn rác ở điều kiện tối ưu.

Thời gian ủ không những phụ thuộc vào vòng đời sinh học của VSV trong bể ủ, mà còn phụ thuộc vào các yếu tố môi trường và trạng thái di truyền của VSV. Do đó, thời gian ủ cũng khó rút ngắn xuống dưới 1 tháng nếu không cải tiến hệ thống ủ và bổ sung các chủng VSV có hoạt tính phân giải cao [55]. Trong tự nhiên, các chất hữu cơ chuyển hoá nhờ VSV qua hàng loạt các bước một cách tự phát phụ thuộc vào thành phần của cơ chất và yếu tố môi trường. Quá trình chuyển hoá chậm, không liên tục và không đồng nhất, muốn quá trình ủ đáp ứng được qui mô công nghiệp cần phải: Đại học bách khoa Hà Nội 17 Luận văn thạc sỹ-2007 Đào Thị Minh Hạnh - Rút ngắn quá trình xử lý (ủ) và chi phí năng lượng thấp.

- Bảo đảm sản phẩm cuối cùng không những an toàn sử dụng cho nông nghiệp mà phải thảo mãn yêu cầu phân bón hữu cơ. - An toàn vệ sinh cho cây trồng và các sản phẩm của cây trồng [55]. Trong quá trình thu gom phế liệu thành đống, các VSV có sẵn trong đó bắt đầu hoạt động làm cho nhiệt độ bể ủ bắt đầu tăng lên, mỗi loại VSV có khả năng sinh trưởng ở nhiệt độ tối thiểu, tối thích và tối đa khác nhau, người ta chia chúng thành 3 nhóm chính: ưa lạnh (dưới 250C), ưa ấm (20-250C) và ưa nhiệt (trên 450 C). Một số tài liệu còn chia các VSV phát triển ở nhiệt độ cao (trên 700C) thành nhóm cực ưa nhiệt [11], [34], [37].