KHẢO SÁT PHƯƠNG PHÁP THU HỒI SINH KHỐI VI KHUẨN LAM PLANKTOTHRIX SPIROIDES WANG & LI 2013 VÀ ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG SINH TỔNG HỢP IAA
Tập 134 Số 3A (2025), Nghiên Cứu
Tập 134 Số 3A (2025)

KHẢO SÁT PHƯƠNG PHÁP THU HỒI SINH KHỐI VI KHUẨN LAM PLANKTOTHRIX SPIROIDES WANG & LI 2013 VÀ ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG SINH TỔNG HỢP IAA

Nghiên Cứu
https://doi.org/10.26459/hueunijard.v134i3A.7621
Đã xuất bản 2025-03-13
Nguyễn Thị Thu Liên
Trường Đại học Khoa học, Đại học Huế, 77 Nguyễn Huệ, Huế, Việt Nam
Lương Quang Đốc
Trường Đại học Khoa học, Đại học Huế, 77 Nguyễn Huệ, Huế, Việt Nam
Phan Thị Thúy Hằng
Trường Đại học Khoa học, Đại học Huế, 77 Nguyễn Huệ, Huế, Việt Nam
Dương Thị Thủy
Viện Khoa học Công nghệ Năng lượng và Môi trường, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, 18 Hoàng Quốc Việt, Cầu Giấy, Hà Nội, Việt Nam
Hoàng Thị Quỳnh
Viện Khoa học Công nghệ Năng lượng và Môi trường, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, 18 Hoàng Quốc Việt, Cầu Giấy, Hà Nội, Việt Nam
Nguyễn Thị Ánh Nguyệt
Viện Khoa học Công nghệ Năng lượng và Môi trường, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, 18 Hoàng Quốc Việt, Cầu Giấy, Hà Nội, Việt Nam
Đặng Thi Mai Anh
Viện Khoa học Công nghệ Năng lượng và Môi trường, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, 18 Hoàng Quốc Việt, Cầu Giấy, Hà Nội, Việt Nam
Vũ Thị Nguyệt
Viện Khoa học Công nghệ Năng lượng và Môi trường, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, 18 Hoàng Quốc Việt, Cầu Giấy, Hà Nội, Việt Nam
PDF

Từ khóa

chitosan
Plantothrix spiroides
kết bông sinh khối
thu hồi sinh khối chitosan
Planktothrix spiroides
biomass flocculation
biomass recovery

Tóm tắt

Nghiên cứu này khảo sát các phương pháp thu hồi sinh khối chủng vi khuẩn lam Planktothrix spiroides (PHO), một nguồn tiềm năng cho sản xuất phân bón sinh học nhờ khả năng sinh tổng hợp IAA. Các phương pháp kết bông khác nhau đã được thử nghiệm, bao gồm thay đổi pH, sử dụng FeCl3 và chitosan. Kết quả cho thấy pH= 8 là điều kiện lý tưởng để kết bông sinh khối PHO (hiệu suất đạt 83% sau 1 giờ). Sử dụng FeCl3 ở nồng độ 200 mg/L đạt hiệu suất thu hồi sinh khối 95% chỉ sau 15 phút. Phương pháp sử dụng chitosan một chất kết bông tự nhiên, thân thiện với môi trường - mang lại hiệu quả cao, 93,33% sinh khối được thu hồi chỉ sau 10 phút ở tốc độ khuấy 40 rpm với nồng độ chitosan 25mg/L. Phương pháp sử dụng chitosan không chỉ đảm bảo hiệu suất kết bông cao mà không làm thất thoát quá nhiều hàm lượng IAA  trong dịch nuôi cũng như trong sinh khối PHO. Tỉ lệ hao hụt ước tính vào khoảng dưới 1% trong dịch nuôi và 6% trong sinh khối.

https://doi.org/10.26459/hueunijard.v134i3A.7621
PDF

Tài liệu tham khảo

  1. Spolaore, P., Joannis-Cassan, C., Duran, E. & Isambert, A. (2006), Commercial applications of microalgae J. Biosci. Bioeng, 101, 87–96.
  2. Christenson, L., Sims, R. (2011), Production and harvesting of microalgae for wastewater treatment, biofuels, and bioproducts, Biotechnol Adv., 686–702.
  3. Shankha, K., Satyapal, P., Sourav-Kumar, B. & Nirupama, M. (2017), Development of a harvesting technique for large scale microalgal harvesting for biodiesel production, R.S.C. Advances, 7, 7227–7237.
  4. Lee, C. S., Robinson, J. & Chong M. F. (2014), A review on application of flocculants in wastewater treatment, Process Saf. Environ. Prot., 92, 489–508.
  5. Yang, R., Li, H., Huang, M., Yang, H. & Li, A. (2016), A review on chitosan-based flocculants and their applications in water treatment, Water Res., 95, 59–89.
  6. Renault F., Sancey B., Badot P. M. & Crini G. (2009), Chitosan for coagulation/flocculation processes - an eco-friendly approach, Eur. Polym. J., 45, 1337–1348.
  7. Rinaudo, M. (2006), Chitin and chitosan: Properties and applications, Prog. Polym. Sci., 31 603–32.
  8. Singh H., Khattar J. S., Ahluwalia AS (2014), Cyanobacteria and agricultural crops, Int. J. Plant Res., 27(1), 37.
  9. Win, TT., Barone, GD., Secundo, F., Fu, P. (2018), Algal Biofertilizers and Plant Growth Stimulants for Sustainable Agriculture, Industrial Biotechnology, 14(4), 203–211.
  10. Kawalekar, J. S. (2013), Role of Biofertilizers and Biopesticides for Sustainable Agriculture, Journal of Bio Innovation, 2, 73–78.
  11. Romaneko, K. O., Kosakovskaya, I. V. & Romanenko, P. O. (2016), Phytohormones of microalgae: biological role and involvement in the regulation of physiological processes, Pt II. Cytokinins and gibberellins, Inter. J. Algae, 18(2), 179–201.
  12. Varalakshmi, P., Malliga, P. (2012), Evidence of production of indole-3-acetic acid from a fresh water cyanobacteria (Oscillatoria annae) on the growth of H. annus., Inter. J. Sci. Res. Publ. 2(3), 1–15.
  13. Nguyễn Thị Thu Liên, Hoàng Dương Thu Hương, Ngô Thị Diễm My, Lê Mỹ Tiểu Ngọc, Phạm Thị Diễm Thi, Lê Thị Tuyết Nhân (2020), Sàng lọc khả năng sinh chất điều hoà sinh trưởng IAA ở một số chủng vi khuẩn lam dạng sợi phân lập ở Thừa Thiên Huế, Kỷ yếu Hội nghị Công Nghệ Sinh học Toàn quốc 2020, Thừa Thiên Huế 27-10-2020, Tạp chí Đại học Huế.
  14. Kotai, J. (1972), Instructions for preparation of modified nutrient solution Z8 for algae, Norwegian Institute for Water Research, Oslo B, 11(69), 1–5.
  15. Karlson, B., Cusack, C., Bresnan, E. (2010), Microscopic and molecular methods for quantitative phytoplankton analysis. Paris, France, UNESCO, 110 pp. (Intergovernmental Oceanographic Commission Manuals and Guides; 55). DOI: https://doi.org/10.25607/OBP-1371.
  16. Harith, T. Z., Yusoff, M. F., Mohamed, S. M., Din, M. S. M. & Ariff, B. A. (2009), Effect of different flocculants on the flocculantion performance of microalgae, Chaeroceros calcitrans, cells, Afr. J. Biotechnol, 8 (21), 5971–5978.
  17. Rahman, A., Sitepu, I. R., Tang, S. Y., Hashidoko, Y. (2010), Salkowski’s reagent test as a primary screening index for functionalities of rhizobacteria isolated from wild dipterocarp saplings growing naturally on medium-strongly axitic tropical peat soil., Bioscience, Biotechnology and Biochemistry, 74(11), 2202–2208.
  18. Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 10784:2015 về Vi sinh vật - Xác định khả năng sinh tổng hợp axit 3-indol-axetic (IAA).
  19. Wu, Z., Zhu, Y., Huang, W., Zhang, C., Li, T. (2012), Evaluation of flocculation induced by pH increase for harvesting microalgae and reuse of flocculated medium, Bioresourc. Technol., 110, 496–502.
  20. Horiuchi, J., Ohba, I., Tada, K., Kobayashi, M., Kanno, T. (2003), Effective cell harvesting of the halotolerant microalga Dunaliella tertiolecta with pH Control, J Biosci Bioengg, 95, 412–415.
  21. Molina, G. E., Belarbi, E. H., Acien-Fernandez, F. G., Robles-Medina, A., Yusuf, C. (2003), Recovery of microalgal biomass and metabolites: process options and economics, Biotechnol. Adv., 20, 491–515.
  22. Godos, I., Guzman, H. O., Soto, R., García-Encina, P. A., Becares, E., Muñoz, R., Vargas, V. A. (2011), Coagulation/flocculation-based removal of algal–bacterial biomass from piggery wastewater treatment, Bioresour. Technol., 102, 923–927.
  23. Koley, S., Prasad, S., Bagchi, S.K. & Mallick N. (2017), Development of a harvesting technique for large-scale microalgal harvesting for biodiesel production, R.S.C. Adv., 7, 7227–7237.
  24. Chatsungnoen, T., Chisti, Y. (2016), Harvesting microalgae by flocculation-sedimentation, Algal Res., 13, 271–283.
  25. Qasim, S. R. (2017), Wastewater treatment plants: planning, design, and operation (Boca Raton: CRC Press).
  26. Bina, B., Ebrahimi, A. & Hesami, F. (2014), The effectiveness of chitosan as coagulant aid in turbidity removal from water, Int. J. Environ. Health Eng., 3(8).
  27. Elcik, H., Karadag, D., Kara, A.I., Cakmakci, M. (2023), Microalgae Biomass Harvesting Using Chitosan Flocculant: Optimization of Operating parameters by Response Surface Methodology, Separations, 10, 507. https://doi.org/ 10.3390/separations10090507.
  28. Machado, A. C., Esteves, A. F., Pires, J. C. (2024), Chlorella vulgaris Harvesting: Chemical Flocculation with Chitosan, Aluminum Sulfate, and Ferric Sulfate, Appl. Sci., 14(2), 598.
  29. Zhu, L., Pan, G., Xu, H., Kong, L., Guo, W., Yu, J., Robert, J., Mortimer, G., Shi, W. (2021) Enhanced chitosan flocculation for microalgae harvesting using electrolysis, Algal Research, 55, 102268.
  30. Yang, R., Li, H., Huang, M., Yang, H., Li, A. (2016), A review on chitosan-based flocculants and their applications in water treatment, Water Res., 95, 59–89.
  31. Giannuzzi, L., Bacciadone, J., Salerno, G. L. (2022), A Promising Use of Trimethyl Chitosan for Removing Microcystis aeruginosa in Water Treatment Processes, Microorganisms, 10, 2052.
  32. Akis, S., Inan, B., Ozcimen, D.B. (2023), Effect of process parameters on chitosan-mediated microalgae flocculation, Chem. Biochem. Eng. Q., 37(2), 97–105.
  33. Duraisamy N., Muthu S., Thangavel K., Krishnan K., Sathasivam S. A bioflocculant made from chitosan and modified shrimp wastes might collect fresh and saltwater microalgae, Biotech. Res. Asia., 21(1), 99–107.
  34. Zhu, L., Li, Z., Hiltunen, E. (2018), Microalgae Chlorella vulgaris biomass harvesting by natural flocculant: effects on biomass sedimentation, spent medium recycling and lipid extraction, Biotechnol Biofuels, 11,183.