Năm 1859, bánh mì du nhập vào Việt Nam với tên gọi là bánh mì Baguette và chiếm vai trò quan trọng đối với nền ẩm thực Việt Nam. Tuy nguyên liệu của bánh mì gần gũi, dễ tìm như bột mì, men và một số phụ liệu khác tùy nơi sản xuất nhưng ở mỗi bước làm đều được thực hiện rất cẩn thận. Do đó, bánh mì được tiêu thụ hằng ngày bởi sự tiện lợi và ngon, kéo theo sự phát triển của các cơ sở sản xuất từ qui mô công nghiệp đến hộ gia đình và một trong những vấn đề đáng lo ngại trong ngành công nghiệp sản xuất bánh mì là việc xử lý nước thải.

Thành phần dinh dưỡng trong các nguồn nước thải hữu cơ này giàu các nguyên tố sinh học và hợp chất hữu cơ khác nhau (Kieliszek et al., 2020). Điều này rất thích hợp để tận dụng các chất dinh dưỡng có sẵn để nhân nuôi sinh khối vi sinh vật nói chung và vi khuẩn nói riêng. Bacillus có thể phân hủy các chất hữu cơ trong ao, điều này giúp cải thiện chất lượng nước, tăng số lượng vi sinh vật phù du và giảm mùi hôi (Lopes et al., 2020). Hơn thế nữa, Bacillus có khả năng sinh bào tử giúp chúng có thể chống chịu tốt hơn khi gặp điều kiện bất lợi từ môi trường. Nhờ đặc tính này, Bacillus đã được nghiên cứu và ứng dụng trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt là xử lý nước thải, nơi chúng đóng vai trò như một loài vi sinh vật hữu ích mang lại hiệu quả cao.

Vi sinh xử lý Microbe-Lift IND là sản phẩm chứa đa dạng chủng vi khuẩn Bacillus hoạt tính mạnh, men vi sinh có thể sử dụng được cho tất cả các loại hình nước thải. Vu et al. (2023) cũng sử dụng kỹ thuật xử lý nước thải sinh hoạt bằng công nghệ bùn hoạt tính có bổ sung vi khuẩn Bacillus sp. Theo Nguyen and Ly (2012) cùng với Chen et al. (2022), nghiên cứu và phát hiện các chủng vi khuẩn có khả năng sản sinh enzyme ngoại bào để phân hủy các hợp chất hữu cơ trong nước thải, đặc biệt là tinh bột từ các cơ sở sản xuất sản phẩm tinh bột là điều hết sức cần thiết hiện nay. Việc ứng dụng vi sinh vật trong việc xử lý nước thải đã được nhiều nhà khoa học quan tâm. Vì đây là hướng xử lý thân thiện với môi trường, ít độc hại hơn so với những phương pháp xử lý khác (Rani et al., 2019; Bhatt et al., 2020). Vì vậy, việc nghiên cứu về phân lập và tuyển chọn các vi khuẩn tiềm năng thuộc chi Bacillus có khả năng phân giải tinh bột từ nguồn nước thải giàu tinh bột như nước thải sản xuất bánh mì được thực hiện nhằm tuyển chọn vi khuẩn có khả năng phân giải mạnh và có thể ứng dụng vi khuẩn trong xử lý nước thải ở tương lai.

Từ nguồn nước thải tại Cần Thơ, 20 chủng Bacillus spp. đã được phân lập với khả năng phân giải tinh bột, đường kính vòng phân giải dao động từ 9 mm đến 30 mm trong khoảng thời gian từ 2 đến 8 ngày khảo sát. Chủng vi khuẩn NK16 có khả năng phân giải tinh bột, tạo ra hàm lượng đường khử cao nhất đạt 1,798 mg/mL sau thời gian khảo sát 6 ngày. Chủng vi khuẩn NK16 cũng có khả năng kháng Escherichia coli mạnh nhất với đường kính vòng kháng khuẩn là 9,33 mm. Bằng phương pháp giải trình tự gene 16S rRNA kết hợp một số thử nghiệm sinh hóa đã xác định được rằng chủng vi khuẩn NK16 là thuộc chi Bacillus sp. và có độ tương đồng lên đến 99,73% với Bacillus velenzensis.

Qua thời gian thực hiện, kết quả của nghiên cứu là phân lập được 20 chủng vi khuẩn có khả năng phân giải tinh bột. Các khuẩn lạc vi khuẩn này thể hiện sự đa dạng về màu sắc bao gồm: màu vàng, màu trắng ngà hoặc trắng đục. Các chủng này đều thuộc nhóm vi khuẩn Gram dương. Đáng chú ý, có 8 chủng vi khuẩn bao gồm BT11, CR1, CR14, NK3, NK16, NK18, CT1.2 và CT4 thể hiện khả năng phân giải tinh bột mạnh mẽ. Khả năng này được duy trì đến thời điểm 8 ngày khi nuôi cấy lắc cho thấy tiềm năng cao trong việc ứng dụng các chủng vi khuẩn này vào các quy trình sản xuất enzyme amylase hoặc các ứng dụng phân giải tinh bột khác trong công nghiệp sinh học. Chủng vi khuẩn NK16 cho hàm lượng đường khử cao nhất dao động từ 1,338 đến 2,096 mg/mL tại thời điểm 2 ngày đến 8 ngày. Khả năng kháng E.coli của chủng NK16 tạo vòng vô khuẩn mạnh đạt 9,33 mm. Kết quả phân tích giải trình tự gen 16S rRNA xác định chủng vi khuẩn NK16 thuộc chi Bacillus và có mức tương đồng lên đến 99,73% với loài Bacillus velezensis. Với kết quả nghiên cứu này, chủng vi khuẩn Bacillus sp. NK16 là chủng vi khuẩn tiềm năng trong việc xử lý nước thải tại các cơ sở sản xuất có nguồn nguyên liệu đầu vào là tinh bột.