NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG PHỤ PHẨM BÃ BỘT MÌ TRONG LÊN MEN Acinetobacter nosocomialis CYS-V3 TẠO NANO BẠC SINH HỌC VÀ ĐÁNH GIÁ TIỀM NĂNG KHÁNG TUYẾN TRÙNG NỐT SƯNG TRÊN HỒ TIÊU

Abstract

The bacterial strain Acinetobacter nosocomialis CYS-V3 has the potential for extracellular biosynthesis of silver nanoparticles (AgNPs) with potential inhibitory,  nematicidal and fungicidal activity against Meloidogyne spp. and Phytophthora spp. fungi that are harmful to black pepper (Piper nigrum) plants. Biogenic AgNPs offer a safe and environmentally friendly alternative to chemical pesticides. To date, the application of wheat flour residue for culturing A. nosocomialis CYS-V3 in AgNPs production via fermentation remains limited. Most existing studies have employed commercial nutrient media as carbon/nitrogen sources for the fermentation process. Aiming to reduce production costs and generate environmentally benign products, cassava starch processing byproduct (CSPB) was utilized as the primary substrate for fermenting A. nosocomialis CYS-V3. The results showed that after 72 hours of cultivation under CT4 and CT5 conditions (corresponding to 70% and 100% CSPB, respectively), bacterial densities reached 3.1 x 10⁸ CFU/mL and 2.7 x 10⁸ CFU/mL. The fermented supernatant of A. nosocomialis CYS-V3 was subsequently used for the biosynthesis of silver nanoparticles. Characterization of the nanoparticles indicated that the AgNPs were spherical in shape, exhibited an absorption spectrum within the range of 420 - 540 nm with a maximum peak at 400 nm, had a small particle size (86.5 nm), and demonstrated high stability with a zeta potential of -48.3 mV. The biosynthesized AgNPs in this study exhibited strong inhibitory efficacy (100%) against nematode egg hatching after 3 days of incubation, and second-stage juvenile nematodes at a concentration of 1.25 ppm AgNPs after 5 days of incubation.

Tóm tắt

Chủng vi khuẩn Acinetobacter nosocomialis CYS-V3 có khả năng tổng hợp nano bạc (AgNPs) theo cơ chế ngoại bào, với hoạt tính sinh học mạnh trong việc ức chế và tiêu diệt tuyến trùng Meloidogyne spp. và nấm Phytophthora spp. gây hại trên cây hồ tiêu. Nhờ tính an toàn và thân thiện môi trường, nano bạc sinh học được xem là giải pháp thay thế tiềm năng cho các loại thuốc bảo vệ thực vật hóa học. Tuy nhiên, hiện nay vẫn còn rất ít nghiên cứu ứng dụng phụ phẩm nông nghiệp, đặc biệt là bã tinh bột mì (CSPB), làm nguồn cơ chất trong lên men sản xuất AgNPs bằng vi sinh vật. Mục tiêu của nghiên cứu này là sử dụng phụ phẩm CSPB làm nguồn C/N giá rẻ và thân thiện môi trường cho quá trình lên men chủng A. nosocomialis CYS-V3. Sau 72 giờ nuôi cấy trong môi trường CSPB ở tỷ lệ 70% và 100% (CT4 và CT5), mật độ vi khuẩn lần lượt đạt 3,1 x 10⁸ và 2,7 x 10⁸ CFU/mL. Dịch lên men thu sẽ được sử dụng để tổng hợp nano bạc sinh học. Kết quả phân tích cho thấy, AgNPs có dạng hình cầu, phổ hấp thụ từ 420 - 540 nm với đỉnh cực đại tại 400 nm, kích thước hạt trung bình 86,5 nm và độ ổn định cao (điện thế zeta đạt -48,3 mV). AgNPs tổng hợp có hiệu lực ức chế 100% trứng tuyến trùng sau 3 ngày ủ và tiêu diệt tuyến trùng tuổi 2 tại nồng độ 1,25 ppm sau 5 ngày ủ.