Thanks to their advantages compared with other microbial and synthetic surfactants, Rhodococcus biosurfactants are widely studied to apply in new advanced technologies, such as environmental bioremediation, improved polymeric material construction and biomedicine. A biosurfactant-producing strain TD2 was isolated from the oil poluted water at Vung Tau coastal zone. Strain TD2 was observed as rodshaped, positive gram, non-spore bacterium. The strain was identified as Rhodococcus ruber TD2(100 identity Rhodococcus ruber X 80625) based on 16S rDNA analysis. Investigation of influence of environmental conditions on cell growth and biosurfactant production showed that strain TD2 produced highest biosurfactant at 30 o C, pH 8-9, 1-2% NaCl (w/v) and olive oil as carbon source. In this condition, Rhodococcus ruber TD2 exhibited to be a potential producer attaining 94% of emulsifying index E24 and the maximum yield of crude biosurfactant production was 13.7 g/l. GC-MS analysis revealed that biosurfactant of Rhodococcus ruber TD2 was ester of Hexadecenoic acid or Hexanedioic acid bis 2-ethylhexyl containing of many -OH and C=O groups in structural chemicals.

TÓM TẮT: Với hoạt tính sinh học vượt trội như khả năng nhũ hóa cao, giảm sức căng bề mặt, đặc tính kháng u và điều chỉnh miễn dịch, chất hoạt hóa bề mặt sinh học (CHHBMSH) từ vi khuẩn thuộc chi Rhodococcus ngày càng thu hút sự quan tâm nghiên cứu của các nhà khoa học trên thế giới. Việc tìm ra quy trình tối ưu cho sinh tổng hợp chúng sẽ làm tăng tiềm năng ứng dụng CHHBMSH từ Rhodococcus trong các ngành công nghệ mới như tái tạo môi trường bằng phương pháp sinh học, y sinh học... Trong bài báo này, chúng tôi sử dụng phương pháp bề mặt đáp ứng để tối ưu hóa thành phần môi trường tạo CHHBMSH của chủng Rhodococcus ruber TD2 dựa vào 3 yếu tố có ảnh hưởng mạnh nhất đến quá trình sinh tổng hợp CHHBMSH: hàm lượng dầu DO, NaNO 3 và pH. Kết quả phân tích bề mặt đáp ứng cho thấy, chủng TD2 có khả năng tạo CHHBMSH cao nhất trong môi trường tối ưu chứa 5,7% (v/v) dầu DO; 3,3 g/l NaNO 3 và pH 8,3. Trong điều kiện môi trường này, chủng TD2 tạo 30,1 g/l CHHBMSH thô; gấp 2,23 lần so với môi trường chưa tối ưu (13,5 g/l) sau 5 ngày. Kết quả nghiên cứu đã chỉ ra rằng phương pháp bề mặt đáp ứng có hiệu quả cao trong việc tối ưu hóa môi trường nuôi cấy tạo CHHBMSH của chủng Rhodococcus ruber TD2 phân lập tại ven biển Việt Nam.Từ khóa: Rhodococcus, chất hoạt hóa bề mặt sinh học, phương pháp bề mặt đáp ứng, tối ưu môi trường. MỞ ĐẦUChất hoạt hóa bề mặt sinh học là các chất có hoạt tính bề mặt được tạo ra dưới dạng ngoại bào hoặc một phần gắn với màng tế bào bởi nhiều loài vi sinh vật như vi khuẩn, nấm men và nấm mốc. Do cấu trúc đa dạng, không độc và có khả năng tự phân hủy sinh học, CHHBMSH ngày càng được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như: công nghiệp dầu khí, xử lý môi trường, y dược, mỹ phẩm và công nghiệp chế biến thức ăn [5, 9, 13].Về mặt cấu trúc hóa học, CHHBMSH được tạo ra bởi vi khuẩn thuộc chi Rhodococcus thường là trehalose lipid hoặc acid béo thuộc nhóm glycolipid [6,10,11]. Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng, chúng có hiệu quả cao hơn so với CHHBM hóa học trong việc làm giảm sức căng bề mặt (giữa chất lỏng và không khí) và giảm sức căng bề mặt giữa 2 chất (chất lỏng-chất lỏng; chất lỏng-chất rắn) [11,12]. Ngày càng nhiều sản phẩm CHHBMSH từ các loài thuộc chi Rhodococcus được công bố có tiềm năng ứng dụng trong các ngành công nghiệp đặc biệt trong công nghiệp dầu khí và xử lý môi trường [4,12]. Điều này đã giúp CHHBMSH được tạo ra từ Rhodococcus dễ dàng xâm nhập vào thị trường. Tuy nhiên, trở ngại lớn nhất của việc thương mại hóa chúng là hiệu suất lên men sản phẩm còn thấp, dẫn đến giá thành sản phẩm cao. Do đó, để sản xuất ở quy mô lớn, việc nâng cao hiệu suất tạo CHHBMSH từ Rhodococcus là cần thiết. Một trong các phương pháp hiệu quả có thể đạt hiệu suất tạo CHHBMSH cao là lựa chọn môi trường nuôi cấy thích hợp và tối ưu hóa thành phần môi trường cho lên men. Trong khi phương pháp nghiên cứu 1 yếu tố tại 1 thời điểm không xác định được sự tác động qua lại giữa các yếu tố biến thiên của thành phần môi trường nuôi cấy để dự đoán điều kiện thuận lợi nhất cho sinh trưởng và tạo sản phẩm của vi sinh vật thì phương pháp bề mặt ...

Biohydrogen is a clean, renewable, sustainable energy resource due to the highest energy density among all fuels and its combustion has no contribution to the environmental pollution and climate change. Biohydrogen production depends on a number of nutritional and environmental variables. The present paper is to determine the optimum condition for enhanced hydrogen production by a fermentative hydrogen-producing bacterium (designated as Clostridium sp. Tr2) isolated from buffalo-dung in Vietnam. The response surface methodology (RSM) was employed to determine the mutual effects of glucose, yeast extract and iron concentration on its hydrogen production in a batch condition. RSM analysis showed that the highest hydrogen production potential (Ps) was obtained under the condition of 10.18 g L -1 glucose, 2.5 g L -1 yeast extract and 58 mg L -1 FeSO 4 .7H 2 O. All three factors had significant influences on the Ps. Glucose and iron concentration, yeast extract and iron concentration were interdependent or there was a significant interaction on Ps. Glucose and yeast extract concentration was slightly interdependent, or their interactive effect on Ps was not significant. Under optimum conditions, the maximum H 2 volume of 1080 ml (L medium) -1 were found after 22 h facultative anaerobic fermentation. The experiment results show that the RSM analysis with the central composite design was useful for optimizing the biohydrogen-producing process by newly isolated Clostridium sp. Tr2 in Vietnam.

No abstract

TÓM TẮT: Với đặc tính ưu việt như hoạt động bề mặt, nhũ tương hóa, tạo bọt, chất hoạt hóa bề mặt sinh học (CHHBMSH) được nhiều nước trên thế giới nghiên cứu và ứng dụng trong các lĩnh vực nông nghiệp, hóa học, y dược và đặc biệt là trong công nghiệp dầu khí. Việc phân lập và tuyển chọn các vi sinh vật biển có khả năng tạo CHHBMSH cao cũng như tìm hiểu cấu trúc hóa học của chúng luôn cần thiết nhằm ứng dụng chúng trong xử lý ô nhiễm dầu ven biển. Từ các mẫu cát thu thập tại ven biển Việt Nam, chúng tôi phân lập được chủng vi khuẩn H3 có khả năng tạo CHHBMSH cao. Phân tích trình tự 16S rDNA cho thấy, chủng H3 tương đồng 99,9% với trình tự 16S rDNA của loài Acinetobacter calcoaceticus. Đã tìm được điều kiện tối ưu cho sinh tổng hợp CHHBMSH của chủng này là nhiệt độ 30 o C, pH 7, nồng độ NaCl 0-1% và nguồn carbon là dầu DO với chỉ số nhũ hóa E24 đạt 84%, hàm lượng CHHBMSH thô 15,73 g/l. Phân tích GC-MS cho thấy, CHHBMSH do chủng H3 tạo ra có chứa nhóm kỵ nước (-CH 3 ) và nhóm ưa nước (-COOH) với cấu trúc hóa học là C 16 H 22 O 4 (1,2 benzendicarboxylic axit, bis 2-metyl propyl este).Từ khóa: Acinetobacter, chỉ số nhũ hóa E24, chất hoạt hóa bề mặt sinh học, hydrocarbon, ô nhiễm dầu. MỞ ĐẦUChất hoạt hóa bề mặt sinh học (CHHBMSH) là những hợp chất lưỡng cực có hoạt tính bề mặt do vi sinh vật tạo ra. Chúng có chứa cả nhóm chức ưa nước và ưa dầu trong cùng một phân tử. Các phân tử này làm giảm sức căng bề mặt giữa pha dầu và pha nước, làm tăng tính linh động và độ hòa tan của hydrocarbon dầu mỏ, giúp hydrocarbon dầu mỏ tan trong nước dưới dạng nhũ tương, từ đó làm tăng bề mặt tiếp xúc giữa vi sinh vật và phân tử dầu do đó dầu dễ dàng bị phân hủy. Đồng thời, CHHBMSH làm tăng hiệu quả phân hủy dầu bằng việc tách vi sinh vật ra khỏi các giọt dầu nhỏ sau khi chúng hoàn thành quá trình phân hủy để thực hiện quá trình phân hủy tiếp theo [6,12].Trên thế giới, có nhiều nghiên cứu về khả năng tăng cường phân hủy hydrocarbon dầu mỏ bằng CHHBMSH từ vi khuẩn thuộc chi Acinetobacter [1, 3,6]. CHHBMSH đầu tiên được Bayer [9] tách chiết từ chủng vi khuẩn Acinetobacter calcoaceticus RAG-1. Sau đó, La Rivie [9] phát hiện ra khả năng ứng dụng chất này trong khai thác dầu khí. Theo nhiều công bố, CHHBMSH do vi khuẩn thuộc chi Acinetobacter tạo ra thuộc nhóm Lipopeptide, Emulsan và Alasan [2, 3,15]. Những chất này an toàn hơn so với CHHBM tổng hợp và ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau đặc biệt là trong xử lý ô nhiễm môi trường do dầu mỏ.Ở Việt Nam, vi khuẩn biển có khả năng tạo CHHBMSH đã được nghiên cứu từ những năm đầu của thập kỷ trước với sự đa dạng về thành phần loài như: Pseudomonas sp., Rhodococcus sp., Bacillus sp., Shigella sp. và Acinetobacter sp. [7,8,14]. Đặc biệt, với sự xuất hiện ở tần suất lớn chi Acinetobacter tại các địa điểm ô nhiễm dầu ven biển đã nói lên vai trò của chúng trong quá trình phân hủy hydrocarbon dầu mỏ. Trong bài báo này, chúng tôi đề cập đến ảnh hưởng của một số yếu tố tới khả năng tạo CHHBMSH của chủng Acinetobacter calcoaceticus H3 cũng như tìm hiểu bản chất hóa học của CHHBMS...