Nghiên cứu điều kiện nhân nuôi vi khuẩn Bacillus velezensis KN12 từ bột cá lên men và mật rỉ đường

Main Article Content

Nghiên cứu điều kiện nhân nuôi vi khuẩn Bacillus velezensis KN12 từ bột cá lên men và mật rỉ đường

Tác giả

Trần Thị Hà Trang
Ngô Văn Anh
Nguyễn Văn Bốn
Nguyễn Anh Dũng

Tóm tắt

 Vi khuẩn Bacillus velezensis đã được công bố có nhiều đặc tính quý có lợi cho cây trồng, đặc biệt là khả năng sinh các chất kháng nấm và kháng vi khuẩn gây bệnh cho cây trồng, nên được ứng dụng trong phòng ngừa và kiểm soát sinh học cho cây trồng. Đã có nhiều nghiên cứu nhân nuôi phát triển chế phẩm B. velezensis. Tuy nhiên, trong các nghiên cứu trước, các môi trường dinh dưỡng thương mại sử dụng làm nguồn carbon/nitơ cho quá trình lên men B. velezensis là chủ yếu. Một số phụ phẩm cũng đã được ứng dụng để sản xuất chế phẩm B. velezensis. Trong nghiên cứu này, phụ phẩm bột cá và mật rỉ đường được sử dụng làm nguồn cơ chất chính cho lên men. Kết quả thực nghiệm trong điều kiện bình tam giác, cho thấy vi khuẩn B. velezensis KN12 đạt mật độ cao (29,95 x108 CFU/ml) khi môi trường lên men chứa 1,5% bột cá lên men, 0,5% mật rỉ đường, 0,31% NaCl với pH=7, nhiệt độ lên men ở 30oC, tốc độ lắc 200 rpm trong 36 giờ. Mật độ vi khuẩn tăng đáng kể khi nhân nuôi trong hệ thống Bioreactor (đạt 2,78×1010 CFU/ml) trong thời gian lên men ngắn (8h). Sinh khối vi khuẩn B. velezensis KN12 sau lên men được đánh giá hoạt tính kháng nấm Phytophthora với hoạt tính kháng đạt 66,05%, kháng Fusarium solani: 63,27%, Fusarium oxysporum: 60,76%. Kết quả nghiên cứu là minh chứng cho tiềm năng ứng dụng bột cá lên men và mật rỉ đường trong phát triển chế phẩm B. velezensis KN12.

Article Details

Chuyên mục
Khoa học Tự nhiên
Tiểu sử của Tác giả

Trần Thị Hà Trang

Viện Công nghệ Sinh học & Môi trường, Trường Đại học Tây Nguyên

Ngô Văn Anh

Viện Công nghệ Sinh học & Môi trường, Trường Đại học Tây Nguyên;
Tác giả liên hệ: Ngô Văn Anh; ĐT: 0374559085; Email: nvanh@ttn.edu.vn.

Nguyễn Văn Bốn

Viện Công nghệ Sinh học & Môi trường, Trường Đại học Tây Nguyên

Nguyễn Anh Dũng

Viện Công nghệ Sinh học & Môi trường, Trường Đại học Tây Nguyên

Tài liệu tham khảo

  • Nguyễn Lân Dũng (2000). Vi sinh vật học. NXB Giáo dục.
  • Nguyễn Văn Giang, Nguyễn Xuân Cảnh, Phùng Thị Lệ Quyên (2018). Kết quả khảo sát ảnh hưởng của một số yếu tố môi trường nuôi cấy invitro tới khả năng kháng nấm Neoscytalidium dimidiatum của chủng B. velezensis YMĐ1, Tạp chí KH&CN Việt Nam, Tập 2 - Số 21 - Tháng 2 năm 2019.
  • Cao Thị Thúy Hằng, Võ Mai Như Hiếu, Phạm Đức Thịnh, Nguyễn Ngọc Linh, Nguyễn Đình Thuất, Trần Thị Thanh Vân (2021). Khảo sát điều kiện lên men của chủng vi khuẩn biển B. velezensis AlgSm1 để thu nhận alginate lyase, Tạp chí Khoa học Công nghệ Việt Nam, Tập 63 - Số 3 - Tháng 3 năm 2021.
  • Huỳnh Văn Hiếu, Trần Hoàng Dũng, Lê Tuấn Lộc, Chung Anh Dũng, Phạm Công Hoạ (2016). Ảnh hưởng của rỉ đường lên sự tăng trưởng và tích lũy PHB của một số chủng vi khuẩn phân lập tại TP Hồ Chí Minh, Tạp chí Khoa học Công nghệ Việt Nam, Tập 8 - Số 9 - Tháng 9 năm 2016.
  • Nguyễn Văn Hùng (1999). Báo cáo tình hình sản xuất thức ăn cho gia súc của Việt Nam, năm 1999. Cục Khuyến Nông - Bộ NN & PTNT.
  • Nguyễn Quang Huy và Trần Thúy Hằng (2012). Phân lập các chủng Bacillus có hoạt tính tạo màng sinh vật (biofilm) và tác dụng kháng khuẩn của chúng, Tạp chí Sinh học, số 34(1) 2012.
  • Phạm Trần Thùy Hương, Đỗ Thị Bích Thủy (2012). Ảnh hưởng của một số yếu tố lên quá trình thu nhận chế phẩm amylase ngoại bào từ B. Subtilis DC5, Tạp Chí Khoa Học Đại học Huế, tập 71, số 2, năm 2012.
  • Tôn Thất Sơn, Nguyễn Thị Mai, Hoàng Văn Mịn (2002). Nghiên cứu sử dụng bột cá Quảng Bình làm thức ăn cho gà thịt nuôi công nghiệp. A study on Quangbinh fishmeal as feed for broilers. Tạp chí Khoa học Nông nghiệp Việt Nam, Số 4 &5 năm 2006, ngày xuất bản: 25/09/ 2017.
  • Nguyễn Minh Trí (2011). Điều kiện thích hợp nuôi cấy chủng B. Subtilis CB15 sinh protease trên môi trường dịch ép đầu tôm, Tạp chí Khoa học – Công nghệ Thủy sản, số 1/ 2011.
  • Trịnh Thành Trung, Đinh Thị Tuyết Vân, Nguyễn Phương Liên, Đào Thị Lương, Dương Văn Hợp (2016). Tách chiết, tinh sạch và xác định đặc tính sinh học của chất kháng nấm và chất kháng khuẩn từ chủng vi khuẩn B. velezensis CP1604, Tạp chí Công nghệ Sinh học, 14(3): 563-571, 2016.
  • Andrzej Gugołek, Janusz Strychalski, Jerzy Juśkiewicz, Ewa Żary-Sikorska (2020). The effect of fish and mealworm larvae meals as alternative dietary protein sources on nutrient digestibility and gastrointestinal function in Chinchilla lanigera, Exp Anim, 69(1):70-79, Published 29 January 2020, doi: https://doi.org/10.1538/expanim.19-0072.
  • Anu Sadasivan Nair, Huda Al-Battashi, Ahlam Al-Akzawi, Neelamegam Annamalai, Ashish Gujarathi, Saif Al-Bahry, Gurpreet Singh Dhillon, Nallusamy Sivakumar (2018). Waste office paper: A potential feedstock for cellulase production by a novel strain B. velezensis ASN1, Semantic scholar, 491-500, Published 1 September 2018, doi: https://doi.org/10.1016/j.wasman.2018.08.014.
  • Dinh Minh Tran, Hayuki Sugimoto, Dzung Anh Nguyen, Takeshi Watanabe, Kazushi Suzuki (2018). Identification and characterization of chitinolytic bacteria isolated from a freshwater lake, Biosci, Biotechnol, Biochem, 82, 1-13, 2018.
  • FIN - Poultry Nutrition (1999). The role of Fishmeal in poultry nutrition.
  • Gisele de Fátima Dias Diniz, Luciano Viana Cota, José Edson Fontes Figueiredo, Frederick Mendes Aguiar, Dagma Dionísia da Silva, Ubiraci Gomes de Paula Lana, Vera Lúcia dos Santos, Ivanildo Evódio Marriel & Christiane Abreu de Oliveira-Paiva (2021). Antifungal activity of bacterial strains from maize silks against F. verticillioides, Arch Microbiol, 204(1):89, Published 28 December 2021, doi: https://doi.org/10.1007/s00203-021-02726-4.
  • Inés Martínez-Raudales, Yumiko De La Cruz-Rodríguez, Alejandro Alvarado-Gutiérrez, Julio VegaArreguín, Ahuitz Fraire-Mayorga, Miguel Alvarado-Rodríguez, Victor Balderas-Hernández & Saúl Fraire-Velázquez (2017). Draft genome sequence of B. velezensis 2A-2B strain: a rhizospheric inhabitant of Sporobolus airoides (Torr.) Torr ., with antifungal activity against root rot causing phytopathogens, Case Reports, Stand Genomic Sci, 12:73, Published 5 December 2017, doi: https://doi.org/10.1186/s40793-017-0289-4.
  • Klusmeyer T H , Clark J H. (1991). Effects of dietary fat and protein on fatty acid flow to the duodenum and in milk produced by dairy cows, Journal of Dairy Science, Volume 74, Issue 9, Published September 1991, Pages 3055-3067, doi: https://doi.org/10.3168/jds.S0022-0302(91)78491-9.
  • Lihui Huang, Bo Zhang, Baoyu Gao, Guopeng Sun (2011). Application of fishmeal wastewater as a potential low-cost medium for lipid production by Lipomyces starkeyi HL, Environ Technol, 33(15-16):1975-81, Published December 2011, doi: https://doi.org/10.1080/09593330.2011.562551.
  • Maria Aponte, Gabriele Danilo Troianiello, Marika Di Capua, Raffaele Romano & Giuseppe Blaiotta (2016). Impact of different spray-drying conditions on the viability of wine Saccharomyces cerevisiae strains, World Journal of Microbiology and Biotechnology, volume 32, Article number: 13 (2016), doi: https://doi.org/10.1007/s11274-015-1956-5.
  • Matilde Maqueda, Francisco Pérez-Nevado, José A Regodón, Emiliano Zamora, María L Álvarez, José E Rebollo, Manuel Ramírez (2011). A low-cost procedure for production of fresh autochthonous wine yeast, Journal of Industrial Microbiology and Biotechnology, Volume 38, Issue 3, 1 March 2011, Pages 459–469, https://doi.org/10.1007/s10295-010-0790-x.
  • Miranda, L. A. S., Sant’anna, E. S., & Porto, A. C. S. (1999). The growth of Micrococcus varians by utilizing sugar cane blackstrap molasses as substrate. Revista de Microbiologia, 30(2), 125–129, Published 21 May 1999, doi: https://doi.org/10.1590/S0001-37141999000200007.
  • Mirko Mutalipassi, Roberta Esposito, Nadia Ruocco, Thomas Viel, Maria Costantini and Valerio Zupo (2021). Bioactive Compounds of Nutraceutical Value from Fishery and Aquaculture Discards, Foods 2021, 10(7):1495, Published 28 June 2021, 10(7), 1495; https://doi.org/10.3390/foods10071495
  • Mohammad Sayyar Khan, Junlian Gao, Xuqing Chen, Mingfang Zhang, Fengping Yang, Yunfeng Du, The Su Moe, Iqbal Munir, Jing Xue and Xiuhai Zhang (2020). The Endophytic Bacteria B. velezensis Lle-9, Isolated from Lilium leucanthum, Harbors Antifungal Activity and Plant GrowthPromoting Effects, J Microbiol Biotechnol, 668-680, Published 28 May 2020, doi: https://doi.org/10.4014/jmb.1910.10021.
  • Nan Wang, Peng Li, Jiawen Pan, Mingyang Wang, Miao Long, Jian Zang, Shuhua Yang (2018). B. velezensis A2 fermentation exerts a protective effect on renal injury induced by Zearalenone in mice, 8(1):13646, Scientific Reports, Volume 8, Article number: 13646 (2018), Published 11 September 2018, doi: https://doi.org/10.1038/s41598-018-32006-z.
  • Portilla, O. M., Espinosa, V., Jarquin, L., Salinas, A., Velazquez, G., & Vazquez, M. (2017). Sugar cane molasses as culture media component for microbial transglutaminase production, Indian Journal of Biotechnology, 16(3), 419-425, Published July 2017.
  • Roya Pournejati, Hamid Reza Karbalaei-Heidari (2020). Optimization of Fermentation Conditions to Enhance Cytotoxic Metabolites Production by B. velezensis Strain RP137 from the Persian Gulf, 12(2):116-123, Published April -June 2020.
  • Saad A M Moghannem, Mohamed M S Farag, Amr M Shehab, Mohamed S Azab (2018). Exopolysaccharide production from B. velezensis KY471306 using statistical experimental design, Brazilian Journal of Microbiology, Volume 49, Issue 3, Published July–September 2018, pages 452-462, doi: https://doi.org/10.1016/j.bjm.2017.05.012.
  • Sahoo A. , Kamra D. N. , Pathak N. N. (2005). Pre- and postweaning attributes in faunated and ciliate-free calves fed calf starter with or without fish meal, J Dairy Sci, 88(6):2027-36, Published June 2005, doi: https://doi.org/10.3168/jds.S0022-0302(05)72879-4.
  • Sarlin, P. J., & Philip, R. (2013). A molasses based fermentation medium for marine yeast biomass production, International Journal of Research in Marine Sciences, 2(2), 39-44, Published January 2013.
  • Shaphan Y Chia, Chrysantus M Tanga, Isaac M Osuga, Samira A Mohamed, Fathiya M Khamis, Daisy Salifu, Subramanian Sevgan, Komi K M Fiaboe, Saliou Niassy, Joop J A van Loon, Marcel Dicke, Sunday Ekesi (2018). Effects of waste stream combinations from brewing industry on performance of Black Soldier Fly, Hermetia illucens (Diptera: Stratiomyidae), Published online 28 Nov 2018, doi: https://doi.org/10.7717/peerj.5885.
  • Shuhang Zhang Jingjing Wang, Hong Jiang (2021). Microbial production of value-added bioproducts and enzymes from molasses, a by-product of sugar industry, Food Chem, 346:128860, 1 Jun 2021, doi: https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2020.128860.
  • Toh, S.C., Samuel, L.; Awang, A.S.A.H. (2016). Screening for antifungal- producing bacteria from Piper nigrum plant against P. capsici, International Food Research Journal, 23(6): 2616-2622 (Published December 2016)
  • Tran Thi Thu Lan, Nguyen Van Cach, Le Thi Huong, Tran Thi Hong Huong (2016). Study on the growth of B. velezensis M2 and applying it for treatment of the cattle slaughterhouse wastewater, Journal of Science and Technology, Volume 54, pages 213-220, Published 21 March 2018.
  • Van Anh Ngo, San-Lang Wang, Van Bon Nguyen, Chien Thang Doan, Thi Ngoc Tran, Dinh Minh Tran, Trung Dzung Tran and Anh Dzung Nguyen. (2020), Phytophthora Antagonism of Endophytic Bacteria Isolated from Roots of Black Pepper (Piper nigrum L.), Agronomy 2020, 10, 286; Published 17 February 2020, doi: https://doi.org/10.3390/agronomy10020286.
  • Vrinda Ramakrishnan, Louella Concepta Goveas, Bhaskar Narayan, and Prakash M. Halami (2012). Comparison of Lipase Production by Enterococcus faecium MTCC 5695 and Pediococcus acidilactici MTCC 11361 Using Fish Waste as Substrate: Optimization of Culture Conditions by Response Surface Methodology, ISRN Biotechnol, Published 27 september 2012, 2013:980562, doi: https://doi.org/10.5402/2013/980562.
  • Wenjian Luo, Lidong Liu, Gaofu Qi, Fan Yang, Xuanjie Shi, Xiuyun Zhao (2019). Embedding B. velezensis NH-1 in Microcapsules for Biocontrol of Cucumber Fusarium Wilt, Appl Environ Microbiol, 85(9):e03128-18, Published 1 May2019, doi: https://doi.org/10.1128/AEM.03128-18.
  • Wing Yin Mo, Yu Bon Man, Feng Zhang, Ming Hing Wong (2019). Fermented food waste for culturing jade perch and Nile tilapia: Growth performance and health risk assessment based on metal/loids, J Environ Manage, 236:236-244, Published 15 April 2019, 236:236-244, doi: https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2019.01.102.
  • Wu Q., Huang H., Hu G., Chen J., Ho K.P., Chen G.Q. (2001). Production of poly-3-hydroxybutyrate by Bacillus sp. JMa5 cultivated in molasses media, Antonie van Leeuwenhoek, 80(2), pp.111-118, Published October 2001, doi: https://doi.org/10.1023/a:1012222625201.
  • Yesol Yoo, Dong-Ho Seo, Hyunjin Lee, Eui-Sang Cho, Nho-Eul Song, Tea Gyu Nam, YoungDo Nam, Myung-Ji Seo (2019). Inhibitory effect of B. velezensis on biofilm formation by Streptococcus mutans, J Biotechnol, 298:57-63, Published 10 June 2019, 298:57-63. doi: https://doi.org/10.1016/j.jbiotec.2019.04.009.
  • Zhiyun Liu, Xiaofeng Guan, Xiaoxia Zhong, Xiaorong Zhou, Feiyun Yang (2021). B. velezensis DP-2 isolated from Douchi and its application in soybean meal fermentation, 1861-1868, J Sci Food Agric, Published 30 March 2021, doi: https://doi.org/10.1002/jsfa.10801.
  • Zhuang Yao, Jeong A Kim, Jeong Hwan Kim (2019). Characterization of a Fibrinolytic Enzyme Secreted by B. velezensis BS2 Isolated from Sea Squirt Jeotgal, J Microbiol Biotechnol, 347-356, Published 28 March 2019, doi: https://doi.org/10.4014/jmb.1810.10053.