5
Tuy nhiên, các quy định này rất khó thực hiện đồng thời gây tốn kém nên các
nhà thầu thường trốn tránh trách nhiệm.
Giai đoạn khoan phát triển mỏ, số lượng giếng khoan nhiều cộng với lượng
mùn khoan ở mỗi giếng rất lớn, khoan khai thác thường khơng lấy mẫu nên
lượng mùn lại vơ cùng lớn. Chỉ tính riêng ở mỏ Bạch Hổ, trung bình khoan một
giếng sâu 4000m tạo ra khoảng 350 m
3
(900 tấn) mùn khoan. Nếu duy trì tỉ lệ
dầu 70% trong DDK gốc dầu thì mùn khoan thải ra có hàm lượng dầu vơ cùng
lớn.
1.2.2. Tác hại của mùn khoan nhiễm dầu
Với đặc thù là một sản phẩm phế thải nhiễm dầu, có số lượng rất lớn, mùn
khoan đã và đang gây những tác hại khơng nhỏ.
Khi thải ra ngồi biển mùn khoan nhiễm dầu làm thay đổi mơi trường sống
của các sinh vật đáy, riêng các chất độc hại trong mùn khoan sẽ xâm nhập vào
trong thức ăn, tác động tới q trình trao đổi chất, có thể giết chết hoặc gây biến
dạng giống lồi, làm thay đổi hệ sinh thái biển, ảnh hưởng ơ nhiễm dễ lan rộng
đặc biệt là ở khu vực có dòng hải lưu.
Tại đất liền việc chất đống mùn khoan hay làm vật liệu chơn lấp hố, ao hồ
chiếm diện tích lớn, làm thay đổi địa hình và sau đó khi cần dùng diện tích thì
phải tốn kém chi phí bốc dỡ, khơng những thế nó còn làm ơ nhiễm nguồn nước,
khơng khí qua đó ảnh hưởng tới sức khoẻ của con người [5].
1.2.3. Tình hình xử lí mùn khoan nhiễm dầu
Hiện nay ở nước ta và nhiều nước trên thế giới, việc xử lí mùn khoan chỉ
mới áp dụng các biện pháp hố lí nhằm giảm thiểu lượng dầu bám dính trên mùn
khoan trước khi thải xuống biển, hoặc vận chuyển vào bờ để lấp các địa điểm
tạo bề mặt xây dung hay xử lí thành các ngun vật liệu xây dựng như ở Thái
Lan, Malayxia, Tây Âu. Các nước phát triển ở trình độ thấp thì chưa quan tâm
tới mơi trường thường chấp nhận một khoản phí bồi thường rồi cho phép đổ tuỳ
tiện các chất thải [5].
Nước ta hiện này cũng áp dụng một số các biện pháp để giảm tác động của
mùn khoan đối với nguồn lợi thuỷ hải sản và mơi trường biển:
- Sử dụng sàng rung lưới và các thiết bị li tâm hiệu quả cao trên giàn khoan
để giảm thiểu tối đa hàm lượng dầu bám dính trên mùn khoan đến dưới 10%.
THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN
6
- Thực hiện chương trình giám sát mơi trường tại các khu vực lân cận của
giếng khoan để đánh giá tình trạng thay đổi mơi trường.
- Nghiên cứu độ độc của các loại dầu tổng hợp đối với sinh vật.
Tuy nhiên, các biện pháp trên khơng giải quyết được vấn đề triệt để, mơi
trường sinh thái vẫn bị tác động lớn.
2. PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC TRONG XỬ LÍ Ơ NHIỄM DẦU
2.1. Vai trò của vi sinh vật trong xử lí ơ nhiễm dầu
2.1.1. Hệ vi sinh vật trong mùn khoan dầu khí
Như đã nói ở trên, mùn khoan là hỗn hợp các loại đất đá ở trong lòng đất
chuyển lên. Mùn khoan chứa một phần các phụ gia trong dung dịch khoan, phần
dầu (đối với DDK gốc dầu), nước trong lòng đất và khu hệ vi sinh vật ở trong
giếng khoan. Các chất thường sử dụng trong dung dịch khoan là: tinh bột,
cacbonoxymetylcellulo, lignosulfonat, các loại gum tự nhiên, dầu nhũ hố, dầu
gốc [23]. Các chất này đã được nhiều nhà khoa học chứng minh là có khả năng
bị phân huỷ bởi các vi sinh vật: Bacillus subtilis, Pseudomonas sp., các vi khuẩn
khử sunphat như Desulfovibrio desulfuricans [15] Mặc dù trong mùn khoan
thường bổ sung các chất diệt khuẩn nhưng khả năng bị tấn cơng bởi vi sinh vật
của các chất kể trên vẫn rất cao. Việc có mặt nước ở trong mùn khoan càng làm
tăng khả năng phân huỷ dầu của vi sinh vật. Smirnova đã chứng minh có nhiều
loại vi khuẩn bao gồm cả các loại oxy hố hydrocacbon có mặt trong DDK [15].
Do mỗi vùng địa lí có khu hệ vi sinh vật khác nhau nên các mẫu mùn
khoan lấy ở các địa điểm khác nhau có khu hệ vi sinh vật đặc trưng cũng khác
nhau.
Hệ vi sinh vật trong mùn khoan là cơ sở cho các biện pháp xử lí dầu bằng
biện pháp sinh học.
2.1.2. Cơ chế phân huỷ các hydrocacbon
Cơ chế phân huỷ các hydrocacbon của vi sinh vật đã được các nhà khoa
học trong và ngồi nước nghiên cứu. Vi sinh vật sử dụng hydrocacbon làm
nguồn dinh dưỡng và năng lượng cho sự sinh trưởng và phát triển. Việc sử dụng
các hydrocacbon của vi sinh vật có thể xảy ra theo hai hướng:
- Đối với một số các hydrocacbon tan trong nước, vi sinh vật có thể hấp thụ
trực tiếp.
THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN
7
- Với các hydrocacbon khó tan mà có thể tan dưới dạng nhũ tương dầu -
nước thì q trình phân huỷ vi sinh theo trình tự các bước: đầu tiên là hồ tan
các hydrocacbon dưới dạng nhũ tương dầu nước bằng cách tiết ra các chất hoạt
hố bề mặt sinh học, sau đó vi sinh vật tiếp xúc với dầu, cuối cùng nó tiết ra các
enzyme để chuyển hố các hydrocacbon thành các chất mà nó có thể sử dụng
được.
Nhìn chung các hydrocacbon khác nhau bị phân huỷ bởi nhiều loại vi
khuẩn và bằng nhiều con đường khác nhau.
2.1.2.1. Cơ chế phân huỷ các ankan
Khả năng phân huỷ của các ankan phụ thuộc vào cấu trúc phân tử của
chúng. Thơng thường các hydrocacbon bậc 1 và bậc 2 dễ phân huỷ hơn các
hydrocacbon bậc 3 và 4.
a. Cơ chế phân huỷ các n-ankan:
Q trình phân huỷ ankan được khơi mào nhờ enzym mono-oxygenaza và
di-oxygenaza. Q trình này đòi hỏi có sự tham gia của một phân tử oxy và chất
cho điện tử NADPH
2
.
Các giai đoạn oxy hố ankan:
* Giai đoạn 1: Tạo thành rượu, xảy ra qua 2 bước
Tạo thành hợp chất peoxyt
R- CH
2
- CH
3
+ O
2
—> R- CH
2
- CH
2
- OOH
Hợp chất peoxyt khơng bền dưới tác dụng của NADPH2 tạo thành rượu và
nước:
R- CH
2
- CH
2
- OOH + NADPH
2
—> RCH
2
- CH
2
- OH + H
2
O + NADP (2)
Từ ankan chuyển thành rượu có hai khả năng xảy ra:
Tạo thành rượu bậc 1: xảy ra khi nhóm OH gắn vào C bậc 1 (2)
Tạo thành rượu bậc hai: khi nhóm OH gắn với C bậc 2:
R-CH
2
-CH
2
- OOH + O
2
+ NADPH
2
—> R- CH- CH
2
+ H
2
O + NADP
|
OH
* Giai đoạn 2:
Rượu bậc 1 tạo thành andehit
R- CH
2
- CH
2
- OH +1/2 O
2
—> R- CH
2
- CHO + H
2
O
THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN
8
Rượu bậc 2 tạo thành xeton:
R - CH - CH
3
+ 1/2 O
2
—> R – CH - CH
3
+H
2
O
| ||
OH O
* Giai đoạn 3: tạo thành axit béo:
- Các xeton bị oxy hố tạo thành este, liên kết este bị phá vỡ tạo ra một axit
và rượu bậc một, rượu bậc 1 lại bị oxy hố thành andehit rồi axit béo:
R- CH
2
- C- CH
3
—>R- CH
2
-O- C - CH
3
—>R- CH
2
- OH + CH
3
- COOH
|| ||
O O
- Các andehit bị oxy hố thành axit béo:
R - CH
2
- CHO +1/2 O
2
—>R - CH
2
- COOH
Có trường hợp sự oxy hố xảy ra ở cả hai đầu của ankan tạo thành các diol,
các dicacbonxylic.
* Giai đoạn 4: các axit béo bị oxy hố tiếp nhờ tru trình õ - oxy hố.
Axit béo mạch dài dưới tác dụng của một loại enzym chuyển sang dạng
acetyl coenzym A và chuyển hố tiếp dưới tác dụng của nhiều enzym khác. Kết
quả là sau mỗi chu kì chuyển hố, một nhóm acetyl CoA bị cắt ra và phân tử
axit béo bị cắt đi hai ngun tử cacbon. Sản phẩm cuối cùng của chu trình õ –
oxy hố là CO
2
và nước.
b. Cơ chế phân huỷ các alkan mạch nhánh:
Do cản trở về mặt khơng gian nên khả năng phân huỷ của chúng kém hơn
n-ankan. Theo Atlas, các vi sinh vật phân huỷ ưu tiên C bậc1 và bậc 2, còn C
bậc 3 và 4 thì khó phân huỷ hơn.
Ankan có nhóm metyl ở dầu mạch khó phân huỷ hơn ở giữa mạch.
Ankan có mạch nhánh dài dễ bị phân huỷ hơn ankan có mạch nhánh ngắn.
Trong q trình nghiên cứu sự phân huỷ các ankan mạch nhánh, người ta
đề xuất biến dạng của chu trình TCA là chu trình Metylcitrat, thay vào vị trí của
axit citric là metylcitrat.
c. Cơ chế phân huỷ các cycloankan:
THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN
9
Cycloankan là cấu tử chính của dầu thơ. Khơi mào cho sự phân huỷ
cycloankan cũng là các enzym monooxygenaza và oxygenaza. Dưới tác dụng
của các enzym này, các cycloankan bị phân huỷ thành các cycloankanol.
Theo các tác giả, khả năng phân huỷ của cyclohexan là mạnh nhất trong
dãy đồng đẳng cycloankan. Cùng vòng cycloankan chất nào có mạch nhánh dài
hơn thì sẽ dễ phân huỷ hơn.
Khi phân huỷ cyclohexan, q trình hydroxyl hố được xúc tác bởi enzym
oxydaza chức năng tạo ra một rượu mạch vòng. Rượu mạch vòng sẽ bị dehydro
hố để tạo ra xeton, xeton bị oxy hố tiếp thành lacton. Lacton sẽ bị thuỷ phân,
nhóm hydroxyl bị oxy hố thành một nhóm andehit và một nhóm cacboxyl. Kết
quả là axit dicacboxylic bị biến đổi tiếp nhờ chu trình õ - oxy hố.
Các vi sinh vật có khả năng phát triển trên cyclohexan phải thực hiện tất cả
các phản ứng trên. Tuy nhiên ta thường gặp hơn các vi sinh vật có khả năng
chuyển cyclohexan thành rượu mạch vòng nhưng khơng có khả năng lacton hố
và mỏ mạch vòng. Do vậy cơ chế cộng sinh và cùng trao đổi chất (co-
metabolism) đóng một vai trò rất quan trọng trong phân huỷ sinh học các hợp
chất hydrocacbon mạch vòng.
2.1.2.2. Cơ chế phân huỷ hydrocacbon thơm
a. Benzen
Xúc tác ban đầu cho q trình oxy hố benzen là enzym dioxygenaza, tức
là phân tử oxy sẽ gắn trực tiếp vào cacbon của vòng thơm.
b. Naphtalen
Xúc tác đầu tiên là enzym oxygenaza, gắn phân tử oxy vào phân tử
naphtalen để tạo thành cis-1,2 dihydroxyl 1,2 dihydro naphtalen, sau đó tách
nước để thành 1,2-dihydroxynaphtalen. Tại đây, vòng bị cắt để tạo thành cis-o-
hdroxyl benzan pyruvic axit, sau đó tiếp tục bị oxy hố tạo thành salicyandehyd,
salicylic axít và catechol, tiếp đó cắt các vòng khác theo hướng -octhor hay -
metha phụ thuộc vào chủng vi khuẩn.
Cũng có trường hợp xúc tác để oxy hố naphtanen là enzym
monooxygenaza, tức là một ngun tử của phân tử oxy sẽ gẵn vào vòng
naphthalen và cuối cùng cho ta cis-1,2-dihydroxyl 1,2 -dihydronaphtalen. Nấm
mốc là nhóm vi sinh vật chiếm ưu thế về chủng loại có khả năng phân huỷ
naphtalen.
THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN
10
Như vậy, naphtalen dần dần sẽ bị chuyển hố thành phân tử có khối lượng
bé hơn nhờ vi sinh vật, làm cho dầu nặng trở thành dầu nhẹ hơn, và độ nhớt của
dầu sẽ giảm đi.
2.2. Cỏc yếu tố ảnh hưởng tới khả năng phõn huỷ dầu của vi sinh vật
Sự phỏt triển của vi sinh vật phõn huỷ dầu phụ thuộc rất lớn vào cỏc nguồn
cơ chất và cỏc điều kiện của mụi trường sống: nhiệt độ, pH, ỏp suất.
Trong tự nhiờn, sự tồn tại của cỏc vi sinh vật cú khả năng sử dụng
hydrocacbon rất đa dạng. Chỳng cú thể sống được ở những nơi cú điều kiện rất
khắc nghiệt như trong giếng khoan cú độ sõu hàng nghỡn một với ỏp suất từ 200
– 400 atm và nhiệt độ lớn hơn 100
0
C. Mặt khỏc chỳng cú thể sống ở cỏc vựng
ven biển, nơi mà hàng giờ cú sự thay đổi lớn về độ muối và nhiệt độ do tỏc động
của súng và thuỷ triều. Do đú sự tồn tại và phỏt triển của vi sinh vật cú khả năng
sử dụng hydrocacbon trong dải nhiệt độ và ỏp suất khỏ lớn. Đa số cỏc vi sinh
vật phự hợp với nhiệt độ từ 25 – 30
0
C và ỏp suất 1 atm [4].
Một nhõn tố mụi trường nữa tỏc động tới sự phõn bố và phỏt triển của vi
sinh vật là pH. Đa số cỏc vi sinh vật sống ở mụi trường cú pH trung tớnh hoặc
kiềm yếu.
Khớ hậu cũng ảnh hưởng lớn đến sự phỏt triển của vi sinh vật. Nước ta cú
khớ hậu nhiệt đới giú mựa. Mựa hố, nhiệt độ cao và độ ẩm lớn tạo điều kiện tối
ưu cho vi sinh vật phỏt triển. Mựa đụng, nhiệt độ và độ ẩm giảm thỡ khả năng
phỏt triển của vi sinh vật cũng yếu đi.
Bờn cạnh đú, sự phỏt triển của vi sinh vật phụ thuộc nhiều vào thành phần
muối khoỏng trong mụi trường. Sự phỏt triển của vi sinh vật sử dụng dầu ở vựng
thềm lục địa phong phỳ và đa dạng hơn ở đại dương. Trong cỏc nguyờn tố dinh
dưỡng khoỏng N và P là hai nguyờn tố chớnh ảnh hưởng tới khả năng sử dụng
hydrocacbon của vi sinh vật. Tại nhiều vựng ụ nhiễm dầu, người ta đó dựng
nhiều phõn vụ cơ tổng hợp N, P, K rải xuống nơi ụ nhiễm nhằm kớch thớch sự
phỏt triển của vi sinh vật [4].
Cỏc vi sinh vật khỏc nhau sử dụng các hyrocacbon khác nhau. Trong cỏc
hydrocacbon, hydrocacbon no và hydrocacbon thơm bị phân huỷ nhiều nhất tốt
nhất.
Các đặc tính của mùn khoan có ảnh hưởng tới khả năng phân huỷ của vi
sinh vật. Mùn khoan là một chất thấm đậm DDK - là một dung dịch kiềm tính
THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN
11
cao, cho nên mùn khoan thường rất kiềm. Mùn khoan là một hỗn hợp rắn, chứa
các chất kìm hãm vi sinh cho nên lượng O
2
trong mùn khoan rất ít và khả năng
sinh sống của vi sinh vật trong đó khơng thuận lợi. Điều này đã gây nên những
khó khăn nhất định trong việc xử lí chúng. Vì vậy hướng sử dụng chính vi sinh
vật phân lập từ mùn khoan và việc dùng CHHBMSH để kích hoạt q trình
phân huỷ của chính tập đồn vi sinh vật trong mùn khoan đảm bảo khả năng
thành cơng.
2.3. Các phương thức xử lí sinh học
* Đánh giá mức độ ơ nhiễm dầu: trong tự nhiên ơ nhiễm dầu được giảm đi
bằng nhiều cách như sự bay hơi của các phân đoạn nhẹ hay sự tự oxy hố và
quang hố nhưng cơ chế chủ yếu của sự phân huỷ dầu là nhờ vi sinh vật. Điều
này là cơ sở cho các nhà vi sinh vật dùng các chế phẩm sinh để hỗ trợ các kỹ
thuật làm sạch hố lí khác [12].
* Các phương thức xử lí ơ nhiễm dầu bằng biện pháp phân huỷ sinh học:
Khái niệm phân huỷ sinh học hay còn gọi là cứu chữa sinh học
(bioremediation) đưa ra để mơ tả q trình sử dụng các vi sinh vật sống xử lí các
hệ thống bị ơ nhiễm. Trong các vi sinh vật thì vi khuẩn được sử dụng nhiều nhất,
tuy nhiên nấm và các thực vật bậc cao cũng góp phần xử lí ơ nhiễm.
Bản chất của q trình phục hồi sinh học là cố gắng thúc đẩy sự phân huỷ
sinh học trong tự nhiên. Khi trong mơi trường bị ơ nhiễm dầu, các vi sinh vật có
khả năng sử dụng dầu làm thức ăn lập tức phát triển. Tuy nhiên sự thành cơng
của việc ứng dụng chúng để xử lí ơ nhiễm dầu phụ thuộc vào khả năng tối ưu
hố các điều kiện khác nhau về sinh học, hố học, địa chất… giúp cho vi sinh
vật sinh trưởng và phát triển mạnh mẽ nhất có thể, với thời gian nhanh nhất.
Có hai phương thức xử lí ơ nhiễm dầu trong đất:
1. Bioaugmentation là phương thức xử lí mà trong đó ngồi việc tối ưu hố
các điều kiện dinh dưỡng, người ta đưa vào một số vi sinh vật chọn lọc có khả
năng phân huỷ cao, bổ sung cùng với quần xã sinh vật bản địa trong mơi trường
bị ơ nhiễm để tăng cường khả năng phân huỷ dầu.
2. Biostimulation là phương thức xử lí lấy quần xã sinh vật bản địa làm
trung tâm, các đặc điểm sinh học, sinh thái của quần xã vi sinh vật được nghiên
cứu kỹ qua đó đưa các chất dinh dưỡng hữu cơ, vơ cơ, cùng các chế phẩm sinh
THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN
12
học với một tỉ lệ thích hợp nhằm kích hoạt tập đồn vi sinh vật có khả năng phân
huỷ dầu bản địa làm sạch mơi trường.
Trên thế giới cả hai phương thức này cũng đã được đem ra áp dụng nhưng
theo các tài liệu thì phương thức thứ nhất dường như ít hiệu quả hơn khi xử lí
dầu trong mơi trường mở. Trong các thử nghiệm thực tế, việc cho thêm các vi
vinh vật cho thấy khơng có gì hiệu quả hơn so với chỉ thêm các chất dinh dưỡng.
Ngun nhân có thể là do khi đưa một lượng vi sinh vật mới vào mơi trường,
chúng phải mất thời gian để thích nghi với mơi trường sinh thái mới, và thường
mất đi khả năng phân huỷ mạnh như vốn có do có các tác nhân kìm hãm nào đó
trong mơi trường ơ nhiễm, nhiều khi chúng chuyển sang sử dụng nguồn cơ chất
mới khơng phải là dầu. Điều này thật bất lợi, thậm chí cản trở q trình phân
huỷ tự nhiên do chúng lấn át hệ vi sinh bản địa, sử dụng hết nguồn oxy vốn là
một nhân tố giới hạn cực kì nhạy cảm của q trình phân huỷ. Kết quả là vừa
tốn kém mà hiệu quả lại khơng cao. Tuy nhiên các nhà khoa học cho rằng
phương thức Bioaugmentation có tiềm năng trong việc xử lí các hợp chất dầu
đặc biệt hoặc là ở những vùng mà vi sinh vật bản địa làm việc khơng hiệu quả
như các vùng đất đá sỏi, đất cát. Ở Nga đã sử dụng chế phẩm Devoroie gồm hỗn
hợp các vi khuẩn Rhodoccocus và Candida làm sạch ơ nhiễm dầu ở vùng đất
cát.
Biostimulation đã được chứng minh là một cơng cụ hứu hẹn để xử lí triệt
để các bờ biển bị ơ nhiễm dầu theo phương pháp hiếu khí. Một nhân tố chủ chốt
tạo nên sự thành cơng của phương thức này là duy trì mức độ dinh dưỡng tối ưu.
Các yếu tố kìm hãm phải được khảo sát kỹ làm cơ sở cho quyết định hàm lượng
dinh dưỡng được đưa vào. Trong trường hợp hàm lượng dầu cao thì chúng ta có
thể bổ sung vi khuẩn và một số chế phẩm khác như chất hoạt hóa bề mặt để tăng
tốc độ phân huỷ sinh học… Các chủng vi khuẩn được bổ sung ở đây phải là các
chủng được phân lập từ chính mơi trường bị ơ nhiễm được nhân giống và bổ
sung dưới dạng chế phẩm.
Các chế phẩm khác nhau khi đưa vào xử lí ơ nhiễm đã cho các kết quả khác
nhau phụ thuộc vào đặc tính của dầu, hàm lượng dinh dưỡng tự nhiên sẵn có của
vùng bị ơ nhiễm, đặc điểm của mơi trường bị ơ nhiễm. Dựa trên các thí nghiệm
thất bại trong thực tế nói chung các chế phẩm thương mại có hiệu quả hơn các
loại phân bón nơng nghiệp trong việc thúc đẩy sự phân huỷ dầu.
THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN
13
Hiện nay nhờ sự phát triển mạnh mẽ của sinh học phân tử, sự phát triển của
phân loại học, các nhà khoa học có thể giám sát q trình phân huỷ sinh học
thơng qua sự biến động số lượng của quần thể vi sinh vật chiếm ưu thế trong
mơi trường bị ơ nhiễm, nhờ đó phương án phục hồi sinh học mơi trường bị ơ
nhiễm dầu trở nên hấp dẫn các nhà quản lí nhờ giá rẻ, an tồn, độ tin cậy cao.
3. VAI TRỊ CỦA CHẤT HOẠT HỐ BỀ MẶT SINH HỌC (BIO-
SURFACTANT HAY MICROBIAL SURFACE ACTIVE AGENT)
3.1. Bản chất của chất hoạt hố bề mặt sinh học
Chất hoạt hố bề mặt sinh học (CHHBMSH) được tạo ra từ con đường lên
men vi sinh vật. Nó là một hợp chất lưỡng tính gồm hai phần phần kị nước
(hydrophobic moiety) và phần ưa nước (hydrophilic moiety), có khả năng làm
giảm sức căng bề mặtgiữa các phân tử.
Phần ưa nước thường là các nhóm: axit amin, peptit, sacarit đơn, đơi,
polysacarit.
Phần kị nước là các axit béo, axit no, khơng no [30].
Các CHHBMSH có cấu tạo rất khác nhau về cấu trúc hố học lẫn kích
thước phân tử từ rất đơn giản như các axit béo đến phức tạp như các hợp chất
polymer.
Các CHHBMSH thường tiết ra bên ngồi tế bào (extracellular) như các
chất glucolipid, axit béo, photpholipid, polysacarit lipid, lipopetic-lipoprotein,
hay chính bản thân bề mặt tế bào vi sinh vật [30].
Ngồi đặc tính làm giảm sức căng bề mặt nó còn có đặc tính kháng sinh
như chất gramicidin S hay polymicin [30].
Các CHHBMSH được tạo ra cả ở trên các cơ chất khơng tan trong nước lẫn
tan trong nước [16,30]. Nó được tạo ra do phản ứng thích nghi với mơi trường
khơng thuận lợi, độc hại và có xu hướng tạo ra nhiều trên các cơ chất khơng hồ
tan trong nước [16].
Các CHHBMSH do các gen trên nhiễm sắc thể lẫn các gen ở plasmid tổng
hợp và điều khiển. Các gen này dễ mất đi chức năng qua một thời gian dài do bị
đột biến và chọn lọc nếu gặp mơi trường khơng thuận lợi cho chúng biểu hiện
[16]. Điều này giải thích vì sao chúng ta bắt gặp các lồi có khả năng sử dụng
dầu ở cả những nơi khơng bị ơ nhiễm dầu và khi đó hoạt tính tạo CHHBM rất
thấp.
THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN
14
Các CHHBMSH tạo ra trong suốt q trình phát triển của vi sinh vật, sản
lượng và hoạt tính về sau có thể bị giảm do mơi trường hết nguồn cơ chất dinh
dưỡng, vi vinh vật sử dụng chúng làm nguồn thức ăn hay các vi sinh vật chết đi.
3.2. Các loại CHHBMSH
CHHBMSH là một nhóm rất đa dạng, dựa vào cấu trúc hố học có thể chia
chúng thành các nhóm sau:
3.2.1. Glucolipid: là một nhóm được nghiên cứu, ứng dụng nhiều nhất và
có hoạt tính mạnh, chúng gồm 3 loại:
* Rhamnolipid: do một hoặc hai phân tử rhamnoza liên kết với một hoặc
hai phân tử axit hydroxydecacnoic, gồm có 4 loại: 2 phân tử đường liên kết với
2 phân tử axit, 2 phân tử rhamnose liên kết với 1 phân tử axit, 1 phân tử đường
liên kiết 2 phân tử axit, và 1 phân tử đường liên kết với 1 phân tử axit.
Vi sinh vật sản suất là Pseudomonas aeruginosa
Cơng thức cấu tạo:
O
O CH
(CH2)6
CH
3
CH2 C
O
C
CH2
CHO
O
OH
HO
OH HO
3
CH
(CH2)6
3
CH
CH
3
OHHO
OH
O
O
CH
3
(CH2)6
CH
3
OH
HO
O
O CH
CH2
C
O
CCH2
3
CH
(CH2)6
CHO
O
HO
Rhamnolipid 2
Rhamnolipid 1
* Trehaloselipid: do một phân tử đường đơi trehalose liên kết ở vị trí C6 và
C6’ với các phân tử axit mycolic.
Axit mycolic là một axit béo mạch dài có phân nhánh. Các lồi vi sinh vật
khác nhau tạo ra các chất có mạch hydrocacbon có chiều dài và số liên kết đơi
cũng khác nhau [30].
THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét