Tài liệu Phân lập và tuyển chọn một số chủng vi sinh vật có khả năng phân giải cellulose để xử lý lá rụng trong rừng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN NGUYỄN VĂN TRUNG PHÂN LẬP VÀ TUYỂN CHỌN MỘT SỐ CHỦNG VI SINH VẬT CÓ KHẢ NĂNG PHÂN GIẢI CELLULOSE ĐỂ XỬ LÝ LÁ RỤNG TRONG RỪNG Chuyên ngành: Sinh học thực nghiệm Mã số: 8420114 Ngƣời hƣớng dẫn: PGS.TS. Nguyễn Thị Mộng Điệp LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi, dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS.TS. Nguyễn Thị Mộng Điệp. Các nội dung nghiên cứu, kết quả trong đề tài này là trung thực và chưa từng được ai công bố dưới bất kỳ hình thức nào. Luận văn cũng sử dụng thông tin, số liệu từ các bài báo và nguồn tài liệu của các tác giả khác đều có trích dẫn và chú thích nguồn gốc đầy đủ. Nếu có bất kỳ sự gian lận nào tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về nội dung luận văn. Học viên Nguyễn Văn Trung LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành tốt Luận văn thạc sĩ này, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Ban chủ nhiệm khoa Khoa học Tự nhiên, Bộ môn Sinh học ứng dụng và Nông nghiệp Trường Đại học Quy Nhơn đã tạo điều kiện. Cảm ơn sự nhiệt tình giảng dạy của các thầy cô đã truyền đạt những kiến thức và kinh nghiệm thực tế để em hoàn thành tốt Luận văn này. Em đặc biệt gửi lời cảm ơn đến PGS.TS Nguyễn Thị Mộng Điệp – Trưởng Bộ môn Sinh học ứng dụng và Nông nghiệp đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho em trong quá trình thực hiện Luận văn để em có thể hoàn thành Luận văn đúng tiến độ và trau dồi những kiến thức chuyên môn bổ ích phục vụ cho công việc sau này. Xin trân trọng cảm ơn gia đình, bạn bè và những người thân đã luôn ủng hộ, động viên, giúp đỡ, tạo mọi điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành tốt Luận văn này. Em xin chân thành cảm ơn! Bình Định, ngày tháng năm 2022 Học viên Nguyễn Văn Trung MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ MỞ Đ U .......................................................................................................... 1 1. Lý do chọn đề tài ........................................................................................ 1 2. Mục đích và nhiệm vụ nghiên cứu ............................................................. 2 3. nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài ................................................... 2 3.1 nghĩa khoa học .................................................................................. 2 3.2 nghĩa thực tiễn ................................................................................... 2 CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU ........................ 3 1.1. Tổng quan về cellulose và enzyme cellulase .......................................... 3 1.1.1. Cellulose ........................................................................................... 3 1.1.2. Hệ enzyme cellulase ......................................................................... 6 1.2. Sơ lược về các nhóm vi sinh vật phân giải cellulose ............................ 12 1.2.1. Vi khuẩn .......................................................................................... 12 1.2.2. Xạ khuẩn ......................................................................................... 13 1.2.3. Vi nấm............................................................................................. 14 1.3. Một số nghiên cứu ứng dụng vi sinh vật trong phân giải cellulose ...... 15 1.3.1 Tình hình nghiên cứu trong nước .................................................... 15 1.3.2 Tình hình nghiên cứu trên thế giới .................................................. 20 CHƢƠNG 2. ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................................................................................................ 25 2.1. Đối tượng nghiên cứu ........................................................................... 25 2.2. Địa điểm và thời gian nghiên cứu ......................................................... 25 2.3. Phương pháp nghiên cứu ...................................................................... 25 2.3.1. Phương pháp thu mẫu ..................................................................... 25 2.3.2. Phân lập vi sinh vật phân giải cellulose. ......................................... 26 2.3.3. Phương pháp xác định hoạt tính enzyme cellulase bằng khuếch tán trên thạch. .................................................................................................. 27 2.3.4. Phương pháp xác định điều kiện sinh trưởng tối ưu cho chủng vi sinh vật phân giải cellulose. ...................................................................... 28 2.3.5. Phương pháp khả năng phân giải lá, cành cây khô của chủng vi sinh vật tuyển chọn. .......................................................................................... 28 2.3.6. Phương pháp xử lý các số liệu. ....................................................... 28 CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN .................................................. 29 3.1. Phân lập và tuyển chọn các chủng vi sinh vật có trong đất. ................. 29 3.1.1. Đặc điểm khuẩn lạc......................................................................... 29 3.1.2. Đặc điểm hình thái vi sinh vật dưới kính hiển vi. .......................... 36 3.2. Khả năng phân giải cellulose của các chủng vi sinh vật phân lập. ....... 39 3.3. Điều kiện sinh trưởng tối ưu cho các chủng vi sinh vật phân giải cellulose........................................................................................................ 43 3.3.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến mật độ tế bào vi khuẩn. .................... 43 3.3.2. Ảnh hưởng của pH môi trường đến mật độ tế bào vi khuẩn. ......... 46 3.4. Khả năng phân giải lá cây khô của các chủng vi sinh vật tuyển chọn.. 49 KẾT LUẬN .................................................................................................... 52 1. Kết luận .................................................................................................. 52 2. Kiến nghị................................................................................................ 52 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................... 53 PHỤ LỤC QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN THẠC SĨ (BẢN SAO) DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Tên đầy đủ CFU Colony Forming Unit CMC Carboxymethy Cellulose CS Cộng sự ĐC Đối chứng MPA Malt Peptone Agar PGA Potato – Glucose – Agar TS VKĐK VSV Tổng số Vi khuẩn đối kháng Vi sinh vật DANH MỤC CÁC BẢNG Số hiệu Tên bảng bảng Trang 1.1 Một số VSV sản xuất cellulase 15 2.1 Địa điểm khu vực thu mẫu 25 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 Số lượng, thành phần các chủng VSV phân giải cellulose Đặc điểm khuẩn lạc của các chủng vi sinh vật phân giải cellulose Đặc điểm của các chủng vi sinh vật phân giải cellulose quan sát dưới kính hiển vi Đường kính phân giải và mật độ của các chủng vi sinh vật phân giải cellulose (sau 48 giờ nuôi cấy) Ảnh hưởng của nhiệt độ nuôi cấy đến mật độ tế bào của các chủng vi khuẩn Ảnh hưởng của pH môi trường nuôi cấy đến mật độ tế bào của các chủng vi khuẩn Phân giải lá rừng sau 30 ngày của các chủng vi khuẩn tuyển chọn. 30 31 36 40 43 46 50 DANH MỤC CÁC HÌNH Số hiệu Tên hình hình 1.1 1.2 Cấu tạo Cellulose Mô hình sự sắp xếp các chu i cellulose trong thành tế bào thực vật Trang 3 5 1.3 Quá trình phân giải cellulose của cellulase 6 1.4 Cấu trúc không gian của cellulase 7 1.5 Hình ảnh cấu trúc phân tử của một số cellulase 9 3.1 Các khuẩn lạc phân giải cellulose phát triển trên môi trường với nguồn carbon CMC 29 3.2 Các chủng vi khuẩn phân giải Cellulose 35 3.3 Các chủng vi nấm phân giải Cellulose 35 3.4 Vòng phân giải cellulose của các chủng vi khuẩn 42 3.5 Vòng phân giải cellulose của các chủng vi nấm 43 3.6 3.7 Ảnh hưởng của nhiệt độ nuôi cấy đến mật độ tế bào của các chủng vi khuẩn Sự phát triển của chủng vi sinh vật ở các nhiệt độ khác nhau 44 45 Số hiệu Tên hình hình 3.8 3.9 Ảnh hưởng của pH môi trường nuôi cấy đến mật độ tế bào của các chủng vi khuẩn Sự phát triển của chủng vi sinh vật ở các môi trường có độ pH khác nhau Trang 47 48 1 MỞ Đ U 1. Lý do chọn đề tài Trong tự nhiên, khu hệ vi sinh vật phân giải cellulose rất phong phú và đa dạng. Tuy nhiên nếu chỉ sử dụng các vi sinh vật tự nhiên có sẵn trong đất thì quá trình phân hủy thường diễn ra chậm. Để thúc đẩy nhanh quá trình lên men phân giải các hợp chất hữu cơ, người ta thường bổ sung thêm các chủng vi sinh vật có hoạt tính phân giải cellulose cao. Do vậy việc phân lập, tuyển chọn các chủng vi sinh vật có hoạt tính phân hủy cellulose cao để tạo chế phẩm nhằm phân hủy nhanh cellulose là rất quan trọng. Không chỉ đóng góp vai trò trong chu trình carbon tự nhiên, vi sinh vật phân giải cellulose còn có tiềm năng lớn trong việc phân hủy cellulose trong nước ô nhiễm, rác thải và chuyển hóa cellulose thành nhiên liệu sinh học thay thế nhiên liệu hóa thạch, chuyển hóa sinh học cellulose thành nhiên liệu sinh học và các hóa chất mang lại các sản phẩm thiết yếu với năng suất cao dẫn đến lợi ích về kinh tế cũng như một giá thành thấp cho các sản phẩm này. Chế phẩm sinh học đa chủng bao gồm vi sinh vật phân hủy cellulose sẽ có nhiều ưu việt về cả mặt kinh tế, kỹ thuật và môi trường, giúp quá trình phân giải cellulose diễn ra nhanh hơn có khả năng phân giải cành khô lá rụng trên mặt đất, dưới tán rừng và phế phẩm nông nghiệp tạo ra nguồn hữu cơ tại ch cho đất, làm tăng độ phì của đất, tăng sinh trưởng và phát triển của cây, làm giảm thiểu nguy cơ cháy rừng. Trước tiềm năng ứng dụng to lớn của vi sinh vật phân giải cellulose, chúng ta cần có những hiểu biết nhất định về chúng, bao gồm các chủng vi sinh vật có khả năng phân hủy cellulose cao, đặc biệt là các chủng vi khuẩn, vi nấm có khả năng phân giải cellulose. Xuất phát từ những lợi ích thực tế trên nên tôi chọn thực hiện đề tài “Phân lập và tuyển chọn một số chủng vi 2 sinh vật có khả năng phân giải cellulose để xử lý lá rụng trong rừng” nhằm xác định được đặc điểm sinh học như điều kiện sinh trưởng và phát triển tối ưu nhất cho các chủng vi sinh vật có hoạt tính phân hủy cellulose cao ứng dụng vào trong sản xuất chế phẩm sinh học phân hủy cellulose nhanh để ứng dụng trong phòng chống cháy rừng. 2. Mục đích nghiên cứu của đề tài  Mục đích nghiên cứu của đề tài là phân lập và tuyển chọn các chủng vi sinh vật có khả năng phân giải cellulose để phân giải lá rụng trong rừng. 3. Nhiệm vụ của nghiên cứu của đề tài:  Phân lập các chủng vi sinh vật phân giải cellulose trong đất bãi rác, đất rừng và một số vùng đất canh tác nông nghiệp ở Phú yên.  Xác định hoạt tính enzyme cellulase của các chủng vi sinh vật tuyển chọn.  Xác định điều kiện sinh trưởng tối ưu cho các chủng vi sinh vật phân giải cellulose.  Thử nghiệm khả năng phân giải lá cây khô của các chủng vi sinh vật tuyển chọn. 4. 4 ngh a hoa học và thực tiễn của đề tài ngh ho học Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ góp phần bổ sung vào danh mục các chủng vi sinh vật có khả năng phân giải cellulose. 42 ngh thực tiễn Những kết quả này sẽ là cơ sở để sản xuất chế phẩm sinh học nhằm phân hủy nhanh cellulose phục vụ trong lĩnh vực sản xuất Nông - Lâm nghiệp và phòng chống cháy rừng. 3 CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU 1.1. Tổng quan về cellulose và enzyme cellulase 1.1.1. Cellulose Cellulose là hợp chất hữu cơ có công thức cấu tạo (C6H10O5)n và là thành phần chủ yếu của thành tế bào thực vật, gồm nhiều cellobiose liên kết với nhau, 4-O- (β-D-Glucopyranosyl)-D-glucopyranose. Cellulose cũng là hợp chất hữu cơ nhiều nhất trong sinh quyển, hàng năm thực vật tổng hợp được khoảng 1011 tấn cellulose (trong g , cellulose chiếm khoảng 50% và trong bông chiếm khoảng 90%) [23]. Cellulose có cấu trúc mạch thẳng dạng sợi rất bền, khó bị phân hủy. Cellulose không tan trong nước, chỉ tan trong dung dịch amoniac của hydroxyl đồng [23]. Hình 1.1. Cấu tạo Cellulose Các sợi cellulose được bao bọc trong một ma trận polysaccharide để h trợ thành tế bào thực vật. Thân cây và g được nâng đỡ bởi các sợi cellulose phân bố trong một ma trận lignin, nơi cellulose hoạt động giống như các thanh gia cố và lignin hoạt động giống như bê tông. Dạng cellulose tự nhiên tinh khiết nhất là bông, bao gồm hơn 90% cellulose. Ngược lại, g bao gồm 40-50% cellulose. 4 Một số loại vi khuẩn tiết ra cellulose để tạo màng sinh học. Màng sinh học cung cấp bề mặt gắn kết cho vi sinh vật và cho phép chúng tổ chức thành các khuẩn lạc. Trong khi động vật không thể sản xuất cellulose, điều quan trọng đối với sự tồn tại của chúng. Một số loài côn trùng sử dụng cellulose làm vật liệu xây dựng và thức ăn. Động vật nhai lại sử dụng vi sinh vật cộng sinh để tiêu hóa cellulose. Con người không thể tiêu hóa cellulose, nhưng nó là nguồn chính của chất xơ không hòa tan, ảnh hưởng đến sự hấp thụ chất dinh dưỡng. Cellulose có cấu tạo tương tự carbohydrate phức tạp như tinh bột và glycogen. Các polysaccharide này đều được cấu tạo từ các đơn phân là glucose. Cellulose là glucan không phân nhánh, trong đó các gốc glucose kết hợp với nhau qua liên kết β-1,4-glycoside, đó chính là sự khác biệt giữa cellulose và các phân tử carbohydrate phức tạp khác. Giống như tinh bột, cellulose được cấu tạo thành chu i dài gồm ít nhất 500 phân tử glucose. Các chu i cellulose này xếp đối song song tạo thành các vi sợi cellulose có đường kính khoảng 3,5 nm. M i chu i có nhiều nhóm -OH tự do, vì vậy giữa các sợi ở cạnh nhau kết hợp với nhau nhờ các liên kết hydro được tạo thành giữa các nhóm -OH của chúng. Các vi sợi lại liên kết với nhau tạo thành vi sợi lớn hay còn gọi là bó mixen có đường kính 20 nm, giữa các sợi trong mixen có những khoảng trống lớn. Khi tế bào còn non, những khoảng này chứa đầy nước, ở tế bào già thì chứa đầy lignin và hemicellulose [32]. Bằng phương pháp phân tích sử dụng tia rơn-ghen (tia X), người ta đã tìm ra cấu trúc của cellulose trong tế bào thực vật có dạng sợi. Đơn vị nhỏ nhất của cellulose có đường kính vào khoảng 3 nm. Các sợi sơ cấp hợp lại thành vi sợi hay còn gọi là micelle. M i micelle thường có khoảng 60 phân tử cellulose, có đường kính từ 10 - 40 nm, dài 100 – 40 000 nm. Các micelle này hợp lại thành từng bó sợi to hơn nằm đan xen vào nhau có thể 5 quan sát được dưới kính hiển vi quang học. Các bó sợi cellulose liên kết với lớp polysaccharide trong thành tế bào thực vật tạo nên một phức hệ bền vững đóng vai trò như lớp kết dính sinh học trong thành tế bào thực vật (Hình 1.2) [28]. Hình 1.2. Mô hình sự sắp xếp c c chu i cellulose trong thành tế ào thực vật Cellulose có cấu trúc không đồng nhất gồm hai vùng: - Vùng kết tinh có trật tự cao. - Vùng vô định hình có cấu trúc không chặt chẽ, các mạch tập hợp với nhau nhờ lực Van der Waals, dễ bị tác động bởi các yếu tố bên ngoài. Khi gặp nước chúng có thể hấp thụ nước và trương phồng lên, nhờ vậy enzyme cellulase rất dễ tác động. Trong khi đó, ở vùng kết tinh, các mạch cellulose liên kết với nhau theo một trật tự đều đặn nhờ liên kết hydro nối nhóm -OH thứ nhất của mạch này với nhóm -OH ở C3 của mạch khác nên đã ngăn cản được sự trương này. Nhờ đó mà enzyme cũng như nhiều phân tử khác khó có thể xâm nhập vào được bên trong phân tử cellulose để phân hủy [34]. 6 Cellulose là chất hữu cơ khó phân hủy. Người và hầu hết động vật không có khả năng phân hủy cellulose. Do đó, khi thực vật chết hoặc con người thải các sản phẩm hữu cơ có nguồn gốc thực vật đã để lại trong môi trường lượng lớn rác thải hữu cơ. Tuy nhiên nhiều chủng vi sinh vật bao gồm nấm, vi khuẩn và xạ khuẩn có khả năng phân hủy cellulose thành các sản phẩm dễ phân hủy nhờ enzyme cellulase [6]. 1.1.2. Hệ enzyme cellulase Hình 1.3. Quá trình phân giải cellulose của cellulase Enzyme cellulase là một phức hệ enzyme có tác dụng thuỷ phân cellulose thông qua việc thuỷ phân liên kết 1,4-β-glucoside trong cellulose tạo ra sản phẩm đơn phân glucose cung cấp cho công nghiệp lên men. Nguồn thu enzyme cellulase lớn nhất hiện nay là từ vi sinh vật. Quá trình phân giải cellulose bởi vi sinh vật là một trong những chu trình quan trọng nhất của tự nhiên. Trong tự nhiên có rất nhiều chủng vi khuẩn, xạ khuẩn, nấm sợi và một số loại nấm men có khả năng sinh tổng hợp cellulase [24]. 7 Cellulase là phức hệ enzyme thủy phân cellulose tạo thành các phân tử đường β-glucose. Theo nghiên cứu của một số tác giả, cellulose bị phân hủy dưới tác dụng hiệp đồng của phức hệ cellulase bao gồm ba enzyme là Exo-β(1,4)-glucanase hay enzyme C1, Endo-β-glucanase hay endocellulase còn gọi là enzyme CMC–ase hay Cx và β-(1,4)-glucosidase hay cellobioase: Exo-1,4-gluconase giải phóng cellobiose hoặc glucose từ đầu không khử của cellulose, tác dụng yếu lên CMC nhưng tác dụng mạnh lên cellulose và định hình hoặc cellulose đã bị phân giải một phần. Tác dụng lên cellulose kết tinh không rõ ràng nhưng khi có một endoglucanase thì có tác dụng hiệp đồng rõ rệt, enzyme tác dụng mạnh lên cellodextrin. Enzyme này hoạt động mạnh ở vùng vô định hình nhưng lại hoạt động yếu ở vùng kết tinh của cellulose [32]. Hình 1.4. Cấu trúc hông gian của cellulase β-1,4-glucosidase thủy phân cellobiose và các cellodextrin khác hòa tan trong nước sinh ra, chúng có hoạt tính cao trên cellobiase, còn cellodextrin thì hoạt tính thấp và giảm khi chiều dài của chu i tăng lên. 8 Cellulase là enzyme đa cấu tử gồm: endo-β-1,4-glucanase, exoglucanase, và β-glucosidase hay có các tài liệu nói đến hai enzyme chính của phức hệ enzyme này là enzyme Cl và enzyme Cx hoạt động phối hợp để thủy phân cellulose thành glucose.  Dạng 1 (Cx1): Endo-β-1,4-glucanase được gọi là endoglucanase hoặc 1,4-β-D-glucan-4-glucanohydrolase hay CMCase (EC 3.2.1.4).  Dạng 2 (Cx2): Exoglucanase, gồm 1,4-β-D-glucan-4-glucanohydrolase (giống như cello dextrinase) (EC 3.2.1.74) và 1,4-β-D-glucan cellobiohydrolase (cellobiohydrolase) (EC 3.2.1.91).  Dạng 3 (E4) là β-glucosidase hoặc β-glucoside glucohydrolase (EC 3.2.1.21) hay còn gọi là Cellobiase.  Enzyme Cx có hai loại: endo β-1,4-glucanase (Cx1) và exo β-1,4glucanase (Cx2).  Enzyme Cl có khả năng phân giải (thủy phân) sợi cellulose tự nhiên, có tính đặc hiệu không rõ ràng do đó cũng chưa xác định được tên hệ thống của nó. Endoglucanase thủy phân ngẫu nhiên bên trong phân tử cellulose tạo ra các loại oligosaccharide có chiều dài khác nhau. Exoglucanase thủy phân các liên kết ở đầu khử và đầu không khử của chu i cellulose để giải phóng ra glucose (glucanohydrolase) hoặc cellobiose (cellobiohydrolase) [23]. Các loài vi sinh vật có khả năng sinh tổng hợp cellulase trong điều kiện tự nhiên thường bị ảnh hưởng bởi tác động nhiều mặt của các yếu tố ngoại cảnh nên có loài phát triển rất mạnh, có loài phát triển yếu. Chính vì thế, việc phân hủy cellulose trong tự nhiên được tiến hành không đồng bộ, xảy ra rất chậm. 9 β-glucosidase A: endoglucanase của A. B: niger Trichoderma reesei của C: Exoglucanase của Cellulomonas fimi Hình 1.5. Hình ảnh cấu trúc phân tử của một số cellulase Cơ chế tác dụng của enzyme cellulase Cellulase là một hệ enzyme phức tạp xúc tác sự thủy phân cellulose thành cellobiose và cuối cùng thành glucose. Sự phân giải cellulose dưới tác dụng của hệ enzyme cellulase xảy ra theo 3 giai đoạn chủ yếu sau:  Trong giai đoạn thứ nhất, dưới tác dụng của tác nhân C1, cellulose bị thủy phân thành cellulose hòa tan.  Trong giai đoạn thứ hai, cellulose hòa tan sẽ bị thủy phân dưới tác dụng xúc tác của hệ enzyme Cx tạo thành đường cellobiose.  Ở giai đoạn cuối cùng, dưới tác dụng của enzyme ß-1,4-glucosidase (hay cellobiase, EC 3.2.1.21), cellobiose bị thủy phân thành glucose. Ứng dụng của enzyme cellulase Hiện nay, enzyme cellulase được ứng dụng mạnh mẽ trong các ngành công nghiệp khác nhau như: công nghiệp thực phẩm, công nghiệp sản xuất bia rượu, công nghiệp chế biến thức ăn gia súc, công nghiệp dệt, sản xuất bột giặt, sản xuất giấy, trong nông nghiệp,... 10 Trong công nghiệp thực phẩm ứng dụng trước tiên của cellulase là dùng nó để tăng độ hấp thu, nâng cao phẩm chất về vị và làm mềm nhiều loại thực phẩm thực vật. Đặc biệt là đối với thức ăn cho trẻ con và nói chung chất lượng thực phẩm được tăng lên. Một số nước đã dùng cellulase để xử lý các loại rau quả như bắp cải, hành, cà rốt, khoai tây, táo, gạo, chè, các loại tảo biển,… Cà phê Việt Nam chủ yếu được sản xuất bằng phương pháp khô, cho chất lượng cà phê không tốt. Để nâng cao chất lượng cà phê, phương pháp lên men đã được áp dụng. Đó là quá trình sử dụng phức hệ enzyme cellulase và pectinase để xử lý bóc vỏ cà phê và làm tăng khả năng ly trích dịch quả. Trong khâu bóc vỏ, cellulose gây hiện tượng thâm mâu, làm giảm bớt chất lượng sau khi sấy, đồng thời cản trở cho việc bóc vỏ. Khi sử dụng chế phẩm A. niger có hoạt tính pectinase và cellulase cho thấy, lượng cà phê được bóc vỏ tăng, hạt cà phê được bóc vỏ bằng chế phẩm không còn nhớt như hạt không sử dụng chế phẩm enzyme va hiệu suất bóc vỏ khá cao [5]. Trong sản xuất bia, dưới tác dụng của cellulase sẽ làm tăng chất lượng Agar-Agar hơn so với phương pháp dùng acid để phá vỡ thành tế bào. Đặc biệt là việc sử dụng chế phẩm cellulase để tận thu các phế liệu thực vật đem thủy phân, dùng làm thức ăn gia súc và công nghệ lên men. Những ứng dụng của cellulase trong công nghiệp thực phẩm đã có kết quả rất tốt. Tuy nhiên hạn chế lớn nhất là rất khó thu được phế phẩm có cellulase hoạt độ cao. Ngoài ra, cellulase còn được sử dụng trong công nghệ sản xuất bánh mì, bánh bisqui và thực phẩm chức năng. Cellulase từ Humicola insolens được ứng dụng trong sản xuất bánh mì, làm tăng độ mềm và xốp cho bánh mỳ. Cellulase từ T. reesei, A. niger được ứng dụng trong sản xuất fructooligosaccharide. Đây là một trong số các oligosaccharide chức năng (prebiotic) được sản xuất để bổ sung vào khẩu phần ăn. Các phế phụ phẩm 11 nông nghiệp như: lõi ngô, bã mía, bã sắn, vỏ trấu là cơ chất lý tưởng cho việc sản xuất các oligosaccharide. Các enzyme tốt nhất sử dụng cho quá trình này chủ yếu có nguồn gốc từ nấm mốc [38]. Trong công nghiệp sản xuất bột giấy và giấy, bổ sung các loại enzyme trong khâu nghiền bột, tẩy trắng có vai trò rất quan trọng. Nguyên liệu ban đầu chứa hàm lượng cao các chất khó tan là lignin và một phần hemicellulose, nên trong quá trình nghiền để tách riêng các sợi g thành bột mịn gặp nhiều khó khăn. Glucanase thường được bổ sung vào công đoạn nghiền bột giấy để làm thay đổi nhẹ cấu hình của sợi cellulose, tăng khả năng nghiền và tiết kiệm khoảng 20 - 40% năng lượng cho quá trình nghiền cơ học. Đồng thời xử lý glucanase trước khi xử lý hóa chất nghiền bột hóa học sẽ làm phá vỡ lớp vỏ ngoài của g , làm tăng khả năng khuếch tán của hóa chất vào phía trong g , tăng hiệu quả khử lignin. Đặc biệt trong công nghệ tái chế giấy, glucanase được sử dụng để tẩy mực in bám trên giấy. Kỹ thuật này đã mở ra triển vọng đầy hứa hẹn cho ngành công nghiệp sản xuất giấy và bột giấy tái sinh [39]. Trong công nghiệp xử lý rác thải và sản xuất chế phẩm vi sinh. Rác thải là nguồn chính gây nên ô nhiễm môi trường dẫn tới mất cân bằng sinh thái và phá hủy môi trường sống, đe dọa tới sức khỏe và cuộc sống con người. Thành phần hữu cơ chính trong rác thải là cellulose, nên việc sử dụng công nghệ vi sinh trong xử lý rác thải cải thiện môi trường rất có hiệu quả. Enzyme này có khả năng thủy phân chất thải chứa cellulose, chuyển hoá các hợp chất kiểu lignocellulose và cellulose trong rác thải tạo nên nguồn năng lượng thông qua các sản phẩm đường, ethanol, khí sinh học hay các các sản phẩm giàu năng lượng khác. Sử dụng enzyme trong xử lý chất thải, công nghệ tái sử dụng phế thải, chuyển các phế thải thành sản phẩm có ích là một hướng quan trọng trong xử