Bacillus sp. và những ứng dụng hữu ích trong môi trường

Khoa học kỹ thuật phát triển kèm theo những ứng dụng tiên tiến trong xử lý môi trường. Công nghệ sinh học để xử lý cải tạo môi trường luôn là ưa tiên hàng đầu, hầu hết các chế phẩm sinh học hiện nay đều sử dụng các chủng bacillus sp như: B. subtilis, B. megaterium, B. licheniformis, B. amyloliquefaciens… Vậy bacillus sp là gì? Cơ chế của nó để xử lý môi trường và ứng dụng hữu ích nào.

Bacillus là chủng vi sinh vật có kích thước 0.5 µm đến 20 µm, trực khuẩn hình que, gram dương, có thể sinh bào tử, hiếu khí hoặc kỵ khí tùy nghi.

Phân hủy nhanh các hợp chất hữu cơ, lipid, cellulose

Khi bổ sung một lượng lớn Bacillus sp vào môi trường nước thải, nước ao nuôi hoặc cơ chất chúng sẽ bắt đầu thích nghi với môi trường, sử dụng các chất hữu cơ và vô cơ có trong nước thải để phát triển tạo thành quần thể vi sinh vật hữu ích từ đó hình thành bùn hoạt tính. Bacillus có khả năng tiết ra enayme protease nên góp phần phân hủy nhanh các chất hữu cơ, enzyme lecitinase thủy phân các chất béo phức hợp và enzyme cenllulase biến đổi cellulose thành đường, canh tranh nguồn dinh dưỡng và oxy hòa tan với các vi sinh vật gây thối. Do đó bacillus thường được dùng để phân hủy chât hữu cơ, ủ phân và khử mùi thôi từ quá trình phân huỷ.

Tham gia vào quá trình amoni hóa, phản nitrit và nitrat

Trong điều kiện hiếu khí quá trình amôn hóa protein thành  các hợp chất có chứa nito và giải phóng NH3, trong giai đoạn này Bacillus sử dụng các hợp chất chứa nito như acid amin, pepton, polypeptid. Trong điều kiện kỵ khí Bacillusthực hiện quá trình khử nitrit (NO₂^–) , khử nitrat (NO₃^–) tách oxy để oxy hóa các chất hữu cơ. N₂ trong quá trình này sẽ thoát ra khỏi nước, từ đó làm giảm hàm lượng BOD của nước thải.

NH₃   +  H₂O  =  NH₄⁺  + OH^–

2NO₂^–  +  3O₂  =  2NO₃^– -N  (nitrobacter sp)

Khử nitrat: NO₃^– + 1,08 CH₃OH + H⁺ à 0,065 C₅H₇O₂N + 0,47 N₂ + 0,76CO₂ + 2,44H₂O

Khử nitrit: NO₂^– + 0,67 CH₃OH + H⁺ à 0,04 C₅H₇O₂N + 0,48 N₂ + 0,47CO₂ + 1,7H₂O

Tiết kháng sinh ức chế nhiều nhóm vi sinh vật gây thối, gây hại

Nhiều nghiên cứu chỉ ra rằng bacillus subtilis nói riêng và các dòng bacillus sp có khả năng tiết ra kháng sinh tiêu diệt hoặc gây ức chế tác động tới các loại vi sinh vật gây bệnh, gây hại khác nhằm cạnh tranh nguồn dinh dưỡng và không gian sống trong môi trường. Các loại kháng sinh do bacillus sp tiết ra được ghi nhận và có mục đích khang vi sinh vật gây hại có tới hơn 20 loại khác nhau như: subtilin, bacillibactin, iturin, subtilosin, bacilysin, mysobaccillin, ericin, mersacidin… Hầu hết các chất được tiết ra trong ruột, trên bề mặt vật chủ hay tiết ra môi trường gây ức chế ác vi sinh vật gây bệnh. Các chất kháng sinh này có tác dụng đơn lẻ hoặc kết hợp với nhau. Tăng cường hệ miễn dịch cho môi trường đặc biệt là môi trường nước nuôi trồng thủy sản.

Làm giảm lượng khí H₂S và độc tố sinh ra

Trong điều kiện tự nhiên, môi trường kỵ khí làm làm quá trình oxy hóa các chất hữu cơ dẫn đến quá trình phân hủy chậm và không hoàn toàn, lúc này tích luỹ nhiều acid hữu cơ, rượu, H₂S và các dẫn suất của nó có tính độc như diamin, indon, tomain, scaton. Tuy nhiên với khả năng thích nghi và sinh trưởng tốt trong môi trường kỵ khí các chủng bacillus sp vẫn tiết ra các enzyme đặc hiệu giúp cho quá trình phân giải các chất diễn ra nhanh hơn, từ đó làm giam bớt lượng khí H₂S và các độc tố tích tụ. Vì thế chúng được ứng dụng nhiều trong xử lý đáy ao nuôi thủy sản, bể xử lý nước thải kỵ khí, hầm tự hoại..

Cạnh tranh sắt

Tất cả các vi sinh vật đều cần sắt cho quá trình sinh trưởng, hiện tượng siderophores là hiện tượng vi khuẩn tiết ra các chất kết tủa ion sắt có trọng lượng phân tử thấp trong môi trường và hấp thu chúng làm giảm lượng sắt có trong môi trường, cạnh tranh với các vi sinh vật gây hại làm chúng thiếu sắt để sinh trưởng.

Tạo sinh khối dưới dạng biofloc và probiotic

Khi quần thể bacillus sp phát triển mạnh mẽ, chúng tiết ra chất kết dính gelatin để gắn kết với nhau và gắn kết với giá thể trong môi trường. Đó là một đặc tính của vi sinh vật để hình thành sinh khối, đồng thời để dễ dàng sử dụng lượng hưu cơ hòa tan có trong môi trường chúng sử dụng gelatin để bám dính các phân tử hữu cơ hòa tan lại với nhau hình thành mảng thức ăn. Sinh khối bacillus và mang bám hữu cơ là nguồn thức ăn tự nhiên cho vật nuôi tôm cá và động vật phù du. Làm đa dạng hệ sinh thái ao nuôi, ổn định màu nước và chất lượng nước nuôi trồng.

Nguồn: https://anabio.com.vn/