- Trang Chủ
- Nông nghiệp
- Nghiên cứu khả năng kháng khuẩn của dịch chiết hạt quả bơ và ứng dụng trong xử lý nước thải chăn nuôi
Xem mẫu
- Chuyên san Phát triển Khoa học và Công nghệ số 4 (2), 2018
NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG KHÁNG KHUẨN CỦA DỊCH CHIẾT HẠT QUẢ
BƠ VÀ ỨNG DỤNG TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI
Võ Thị Vi, Lâm Vĩnh Sơn*
Trường Đại học Công nghệ TP.HCM
*Tác giả liên lạc: lv.son@hutech.edu.vn
(Ngày nhận bài: 24/4/2018; Ngày duyệt đăng: 25/5/2018)
TÓM TẮT
Avocado seed (hạt quả bơ) là loại hạt được biết đến với công dụng làm đẹp da hay là
các loại thực phẩm có công dụng như phòng ngừa bệnh táo bón, giảm viêm khớp,… Một
vài nghiên cứu còn cho thấy chất chiết của hạt quả bơ này có khả năng kháng khuẩn và
nấm. Mục đích trong bài nghiên cứu này là thử nghiệm nhằm đánh giá khả năng kháng
khuẩn của dịch chiết hạt quả bơ đối với bốn chủng vi khuẩn: E.Coli, Salmonelle,
Staphylococcus, Pseudomonas, và mẫu nước thải chăn nuôi sau hầm Biogas và hệ thống
sàn lọc. Sử dụng dịch chiết 20% và 40% để xử lý vi khuẩn hiếu khí trong phòng thí
nghiệm và nước thải chăn nuôi. Các kết quả cho thấy dịch chiết có khả năng ức chế các
chủng vi khuẩn thí nghiệm, đặc biệt đối với dịch chiết 40% khả năng kháng mạnh hơn
so với dịch chiết 20% và có tác dụng mạnh nhất đối với sự sinh trưởng của vi khuẩn
gram dương Staphylococcus và trực khuẩn gram âm Salmonella. Dịch chiết làm giảm
số lượng vi khuẩn hiếu khí, và diệt được vi khuẩn hiếu khí có trong nước thải chăn nuôi
sau hầm biogas.
Từ khóa: Avocado seed, kháng khuẩn, nước thải chăn nuôi, xử lý nước thải.
RESEARCH OF EFFICIENCY THE ANTIBACTERIAL ACTIVITY OF
AVOCADO SEED EXTRACTS AND APPLICATIONS IN PIG FARM
WASTEWATER TREATMENT
Vo Thi Vi, Lam Vinh Son*
Ho Chi Minh City University of Technology
*Corresponding Author: lv.son@hutech.edu.vn
ABSTRACT
Avocado seed is know nuts with beautiful skin or food that will be used as prevention of
contipastion, desceased arthritis,… Several studies also showed that the extract of
Avocado seed is antibacterial and antifungal. The purpose of this studies were executed
to evaluate the antibacterial activity of Avocado seed extracts against with four
bacteria: E.coli, Salmonella, Staphylococcus, Pseudomonas and wastewater samples
from biogas of pig farms and screening system. Using extracts 20% and 40% to handle
aerobic bacteria in laboratory and animal waste water. The results showed that
Avocado seed extract has strong inhibitory effect on bacteria, special to extract 40%
stronger resistance than extracts 20% and the strongest effect on the growth of gram-
positive Staphylococcus and gram-negative bacilli Salmonella. The extract reduced the
number of aerobic bacteria, kills bacteria in aerobic from the wastewater dischanged
from biogas.
Keywords: Avocado seed, antibacterial, pig farm wastewater, wastewater treatment.
GIỚI THIỆU methanol, etyl axetat), xác định các điều
Xây dựng quy trình chiết suất hạt quả bơ kiện tách chiết tối ưu (thời gian tối ưu, tỷ
với các ba loại dung môi (n-hexan, lệ khối lượng mẫu đưa vào với thể tích
32
- Chuyên san Phát triển Khoa học và Công nghệ số 4 (2), 2018
dung môi). Trên cơ sở đó, sử dụng dịch chiết từ hạt
Xác định thành phần hóa học có trog dịch quả bơ để khảo sát khả năng kháng các
chiết. chủng vi khuẩn thử nghiệm từ đó xử lý vi
Xác định khả năng kháng khuẩn trên bốn khuẩn hiếu khí có trong nước thải chăn
chủng vi khuẩn thử nghiệm (E.Coli, nuôi được đề xuất.
Salmonlla, Staphylococcus, Pseudomonas) Phương pháp cụ thể
của dịch chiết. Thu thập, nghiên cứu, lựa chọn và tổng
Xác định hiệu suất xử lý vi khuẩn hiếu khí hợp các tài liệu có liên quan mật thiết đến
của dịch chiết 20% và 40% trên mẫu nước mục tiêu và nội dung thực hiện của đề tài.
thải chăn nuôi được lấy sau hầm biogas và Toàn bộ quá trình thực hiện thí nghiệm
hệ thống sàng lọc. được tiến hành tại phòng thí nghiệm
Trường Đại học Công nghệ TP.HCM.
NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Phương pháp xử lý số liệu: Các số liệu thu
Khảo sát nguyên liệu hạt trái bơ, xác định thập, tổng hợp từ kết quả thí nghiệm được
các tính chất vật lý (độ ẩm), hàm lượng tro. xử lý bằng phần mềm Microsoft Excel
Chiết suất dung dịch hạt quả bơ bằng 2007 và phần mềm Statgraphics Centurion
phương pháp chiết Soxhlet với ba loại XV (phiên bản 15.2.11).
dung môi: n-hexan, methanol, etyl axetat.
Khảo sát các điều kiện chiết suất (thời gian QUY TRÌNH THÍ NGHIỆM
chiết suất, tỷ lệ khối lượng mẫu với thể tích Bố trí thí nghiệm
dung môi). Đánh giá khả năng kháng khuẩn của
Khảo sát khả năng kháng khuẩn của dịch dịch chiết hạt quả bơ
chiết trên mẫu vi sinh vật được chọn: Hoạt tính kháng khuẩn của dịch chiết được
E.Coli, Salmonella, Staphylococcus, đánh giá theo phương pháp khuếch tán đĩa
Pseudomonas. thạch. Sử dụng các chủng vi khuẩn E.Coli,
Thực hiện thí nghiệm với nước thải chăn Salmonella, Staphylococcus aureus,
nuôi: Đếm số vi khuẩn hiếu khí, Tổng Pseudomonas. Sử dụng 2 nồng độ 20% và
Coliform và E.Coli có trong mẫu nước thải 40% đối chứng không sử dụng chiết. Dùng
chăn nuôi; xử lý vi khuẩn hiếu khí với dịch dụng cụ đục lỗ thạch có đường kính 6mm
chiết 20% và 40% trên mẫu nước thải chăn đục lỗ thạch. Nồng độ vi khuẩn được đo và
nuôi. lấy giá trị 108cfu. Để tủ ấm cho vi khuẩn
mọc và đo đường kính vòng ức chế vi
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU khuẩn xung quanh lỗ thạch, dựa vào đó để
Phương pháp luận xác định đường kính vòng vô khuẩn tạo ra
Nước thải chăn nuôi chứa nhiều vi khuẩn và đánh giá mức độ kháng khuẩn của dịch
và ấu trùng gây bệnh. Nếu như không được chiết bằng công thức: BK (mm) = D – d
xử lý một cách hợp lý thì sẽ ảnh hưởng đến Trong đó: D=đường kính vòng vô khuẩn
sức khỏe con người và làm ô nhiễm môi (mm), d=đường kính lỗ khoan thạch (mm).
trường một cách rất nặng nề. Các phương Đánh giá ảnh hưởng của dịch chiết đến
pháp xử lý hóa học hay dùng các chế phẩm vi khuẩn hiếu khí có trong nước thải
có thành phần hóa học cũng không thể giải chăn nuôi
quyết triệt để vấn đề ô nhiễm do nước thải Tiến hành trộn chất chiết ở nồng độ 20%
chăn nuôi gây ra cho môi trường cách bấp và 40% với mẫu nước thải chăn nuôi. Pha
hiện nay, một phần phải tính toán về kinh loãng hỗn hợp trên theo cơ số 10. Vi khuẩn
phí, phần khác là ảnh hưởng trực tiếp đến được nuôi cấy trên 2 môi trường thạch
những con người đang trực tiếp phải tiếp thường và thạch Macconkey, trong tủ ấm
xúc hàng ngày với những loại hóa chất có 37oC từ 24 – 48 giờ. Mẫu đối chứng không
nguy cơ về tình trạng sức khỏe. sử dụng dịch chiết.
33
- Chuyên san Phát triển Khoa học và Công nghệ số 4 (2), 2018
Hạt quả bơ
Nghiền
Mẫu (dạng bột)
Chiết Soxhlet n-hexan metanol etylaxetat
Dung dịch chiết
Lôi cuốn hơi nước
Cao chiết
Đo GC/MS
Xác định thành phần hóa
Khảo sát tối ưu học
Dịch tối ưu
Khuếch tán đĩa
Thử nghiệm trên mẫu PTN (vi sinh)
Đếm tổng số
VKHK
Thử nghiệm trên mẫu (Nước thải)
Đánh giá khả năng kháng khuẩn của
hạt quả bơ và hiệu quả xử lý VKHK
Hình 1. Sơ đồ bố trí thí nghiệm
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
Kết quả xác định thành phần hóa học có trong dịch chiết hạt quả bơ
Bảng 1. Thành phần hóa học của dịch chiết methanol hạt quả bơ
STT Tên chất Công thức hóa học %
1 Phenylethyl alcolhol C8H10O 0.32
2 1,2-Propanediol, 3-methoxy- C4H10O3 0.35
3 1,2,3,5-Cyclohexanetetrol C6H12O4 8.09
4 3,7,11,15-Tetrametyl-2-hexadecen-1-ol C20H40O 2.44
5 Beta-Santalol C15H24O 0.49
34
- Chuyên san Phát triển Khoa học và Công nghệ số 4 (2), 2018
6 17-Octadecen-14-yn-1-ol C12H20 3.95
7 n-Hexandecanoic acid C16H32O 3.81
8 17-Octadecen-14-yoic acid, methy ester C18H32O 2.28
9 9,12-Octadecadienoic acid (Z,Z) C18H34O 6.34
10 6,9-Octadecadienoic acid, metyl ester C19H34O2 0.56
11 11,14-Eicosatrienioc acid, methyl ester C21H38O2 1.32
12 3-Pyrroline, 1-nitroso- C4H6ON2 0.91
13 (Z)6-Pantadecen-1-ol C15H30O 0.19
14 Lauraldehyde, dimethyl acetal C14H30O2 0.18
15 Glaucyl alcohol C15H24O 0.26
16 (Z)6,(Z)9-Pentadecadien-1-ol C18H34O 0.18
17 1,4-Butanediol C4H10O2 0.12
18 Longifolenaldehyde C15H24O 9.67
17-Octadecene-9,11-diynoic acid, 8-
19 C19H28O3 3.38
Hydroxy...
20 Pentadecanoic acid, 14-methyl-,metyl ester C17H34O2 0.27
21 8,11,14-Eicosatrienoic acid, (Z,Z,Z) C20H34O2 6.17
22 Squalene C30H50 12.12
23 Isocaryophyllene C15H24 0.08
24 1,3-Dicyclopentyl-2-n-dodecylcyclopentane C27H50 25.48
25 1H-Cyclopenta[1,3]cyclopropa[1,2]benzene... C15H24 0.12
26 Thành phần chưa định danh 10.92
Từ hạt quả bơ (Avocado seed) bằng Trong đó 1,3-Dicyclopentyl-2-n-
phương pháp sắc khí khối phổ (GC/MS) đã dodecylcyclopentane chiếm tỷ lệ cao nhất
tìm ra được 25 loại hợp chất có trong loại (25.48%) và các acid thuộc họ acid Stearic
hạt này. Trong đó thành phần chiếm nhiều như: Squalene (12.12%), 9,12-
nhất là các loại acid béo.Có cả những cấu Octadecadienoic acid (Z,Z) chiếm 6.34%;
tử có độ phân cự yếu đến không phân cực, 8,11,14-Eicosatrienoic acid, (Z,Z,Z) chiếm
bao gồm các dẫn xuất của phenol, acid 6.17%.
mạch dài 13C – 34C và ester của chúng. Kết quả xác định hoạt tính kháng khuẩn
Bảng 2. Kết quả đo vòng vô khuẩn trung bình đối với các chuẩn vi khuẩn khi xử lý
bằng dịch chiết hạt trái bơ
Dung dịch
Thể tích Bán kính vòng ức chế (mm)
(Nghiệm
𝟏𝟎𝟎𝝁L/đĩa E.Coli Salmonella Staphylococcus Pseudomonas
thức)
5.5556± 5.7711± 0.
Dịch chiết Mẫu 7.7867± 0.7b 5.7578± 0.7a
0.7a 7a
20% Đối chứng - -
- -
6.7156± 7.2189± 0.
Dịch chiết Mẫu 8.0411± 0.6c 6.2267± 0.6a
0.6ab 6b
40% Đối chứng - -
- -
Đánh giá khả năng kháng
(+) (++) (++) (+)
khuẩn của dịch chiết
35
- Chuyên san Phát triển Khoa học và Công nghệ số 4 (2), 2018
Dung dịch chiết 20% có khả năng ức chế khuẩn tạo ra đối với dịch chiết 20% là
cả bốn loại vi khuẩn thử nghiệm ở thể tích 7.78mm.
là 100μL/đĩa. Ức chế hiệu quả sự sinh Dung dịch chiết 40% cho thấy có khả năng
trưởng của vi khuẩn hiếu khí ức chế sự sinh trưởng của các vi khuẩn trên
Staphylococcus aureus và chủng và đặc biệt ức chế mạnh hơn đối với dịch
Salmonella (bán kính vòng vô khuẩn tạo ra chiết 20%. Vòng kháng khuẩn lớn nhất có
>7mm). Sự kháng khuẩn tạo ra sự đặc biệt đường kính 8.67mm. Trung bình vòng
có ý nghĩa lớn nhất đối với chủng kháng khuẩn tạo ra đối với dung dịch chiết
Staphylococcus aureus, còn đối với các 40% là 8.0411. Các thử nghiệm cho thấy
chủng còn lại không tạo ra sự khác biệt dịch chiết 40% có khả năng kháng mạnh
lớn. Vòng kháng khuẩn lớn nhất có đường đối với vi khuẩn Staphylococcus aureus.
kính 8.67mm. Trung bình vòng kháng
Hình 2. Tác dụng kháng khuẩn Salmonella của dịch chiết hạt quả bơ 20%
Kết quả thử nghiệm dịch chiết hạt quả bơ trong xử lý nước thải chăn nuôi
Bảng 3. Tác dụng của dịch chiết hạt quả bơ đến vi khuẩn có trong nước thải chăn nuôi
Số lượng khuẩn lạc trung
Ký hiệu Nồng độ pha
Thạch nuôi cấy bình có trong 1ml mẫu
dịch chiết loãng mẫu
nước thải (A) cfu/ml
-1
10 730 = 7.3x102
N1 (20%) 10-2
10-3 50x102
ĐC
Thạch thường
10-1 420 = 4.2x102
-2
N2 (40%) 10
10-3
ĐC 50x102
10-1 425 = 4.25x102
-2
N1 (20%) 10
10-3
ĐC 40x102
Thạch Macconkey
10-1 205 = 2.05x102
N2 (40%) 10-2
10-3
ĐC 40x102
36
- Chuyên san Phát triển Khoa học và Công nghệ số 4 (2), 2018
Hình 3. Vi khuẩn hiếu khí sau 24h nuôi cấy (sử dụng dịch chiết 20% và 40%)trên môi
trường thạch thường và macconkey
Dung dịch chiết hạt trái bơ có tác dụng đạt được hiệu quả cao trên môi trường
kháng khuẩn tốt với vi khuẩn hiếu khí có thạch Macconkey. Với số lượng vi khuẩn
trong nước thải chăn nuôi được lấy sau bể hiếu khí giảm đi đáng kể so với mẫu đối
Biogas và qua hệ thống sàn lọc. Trong đó chứng (không sử dụng dịch chiết).
dịch chiết 40% có tác dụng mạnh nhất và
Biểu đồ so sánh hiệu quả % dịch chiết
và môi trường nuôi cấy
100
94.875
Hiệu suất tthu được
95
89.375
90 91.6
Hiệu suất trên
85 Thạch thường
85.4
Hiệu suất trên
80 Thạch Macconkey
75
20% 40%
% dịch chiết
Hình 4. Hiệu suất xử lý vi khuẩn hiếu khí trên hai môi trường thử nghiệm
Trên biểu đồ cho ta thấy rằng dịch chiết methanol ta thu được dung dịch chiết hạt
40% có hiệu suất cao hơn dịch chiết 20% quả bơ là cao nhất và chiết trong khoảng
và môi trường nuôi cấy trên thạch thời gian 6 giờ thì hiệu suất đạt cao nhất so
Macconkey có hiệu quả cao hơn thạch với hai loại dung môi là n-hexan và etyl
thường. Hiệu suất xử lý cao nhất đối với axetat và khối lượng dịch thu được tối ưu
dịch chiết 40% đạt được 94.875%. Như là 1.665 g/100g chất khô.
vậy, có thế kết luận rằng dịch chiết hạt quả Hơn 25 hợp chất được tìm thấy trong đó
bơ có khả năng kháng vi khuẩn hiếu khí thành phần chính là các hợp chất của các
trên tất cả các môi trường thử nghiệm và axit béo và dẫn suất của hợp chất Flavonol
đều cho hiệu suất tương đối cao H>80%. (thuộc nhóm phenol phức tạp).
Trong thí nghiệm xác định khả năng kháng
KẾT LUẬN khuẩn, cho thấy dịch chiết hạt quả bơ 20%
Bằng phương pháp chiết soxhlet với ba và 40% đều có khả năng kháng các chủng vi
loại dung môi trong các khung giờ thời khuẩn: E.Coli, salmonella, Stephylococcus
gian đã cho thấy rằng với dung môi aureus và Pseudomonas. Trong đó dịch
37
- Chuyên san Phát triển Khoa học và Công nghệ số 4 (2), 2018
chiết 40% kháng mạnh hơn dịch chiết 20% Với phương pháp xử lý nước thải chăn
và kháng mạnh nhất đối với vi khuẩn nuôi bằng dung dịch chiết hạt quả bơ đã
Stephylococcus. Đường kính vòng vô cho kết quả thấy rằng dung dịch chiết 40%
khuẩn tạo ra lớn nhất là 8.67mm cho thấy có khả năng xử lý hiệu quả tốt hơn dung
dung dịch chất chiết hạt quả bơ có chứa dịch chiết 20% và tác dụng tốt hơn khi
thành phần các acid có khả năng kìm hãm được nuôi cấy trên môi trường là thạch
sự phát triển của các loại vi khuẩn. macconkey. Số lượng vi khuẩn hiếu khí đã
Dung dịch chiết hạt quả bơ có tác dụng giảm đi rõ rệt (giảm đi từ 10 – 20 so với
kháng khuẩn tốt với vi khuẩn hiếu khí các mẫu đối chứng (không sử dụng dịch
trong nước thải chăn nuôi sau hầm Biogas. chiết hạt quả bơ).
TÀI LIỆU THAM KHẢO
ĐÀM TUẤN TÚ (2010). Thực trạng ô nhiễm môi trường và xử lý chất thải trong chăn
nuôi lợn trang trại tập trung. Tạp chí Khoa học và Công nghệ Chăn nuôi, số 23,
trang 55-62.
NGUYỄN VĂN THỌ (2003). Sự phân tán và khả năng phát triển của một số trứng
giun, sán lợn qua hệ thống Biogas. Khoa học Kỹ thuật Thú y, số 3, trang 22-27.
TRỊNH QUANG TUYÊN, NGUYỄN QUẾ CÔI, NGUYỄN THỊ BÌNH, NGUYỄN
TIẾN THÔNG VÀ NGUYỄN VĂN ĐỨC (2002). Phương Pháp kiểm tra thống
kê sinh học. Khoa học Kỹ thuật.
VŨ ĐÌNH TÔN, LẠI THỊ CÚC, NGUYỄN VĂN DUY, ĐẶNG VŨ BÌNH (2008). Chất
lượng nước dùng trong trang trại chăn nuôi lợn vùng đồng bằng Sông Hồng. Tạp
chí Khoa học và Phát triển – Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội, tập 6, số 3, trản
279 – 283.
38
nguon tai.lieu . vn