1. Trang Chủ
  2. Công nghệ - Môi trường
  3. Đồ án tốt nghiệp: Khảo sát khả năng kháng nấm sinh aflatoxin của một số Lactobacillus spp. và ứng dụng trong bảo quản hạt cà phê

Đồ án tốt nghiệp: Khảo sát khả năng kháng nấm sinh aflatoxin của một số Lactobacillus spp. và ứng dụng trong bảo quản hạt cà phê

Đồ án tốt nghiệp này được thực hiện với mục tiêu nhằm khảo sát khả năng kháng nấm của các chủng Lactobacillus spp. phân lập từ thực phẩm lên men truyền thống và thử ứng dụng chúng bảo quản hạt cà phê. Mời các bạn cùng tham khảo. TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP.HCM KHOA CNSH – TP – MP  ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KHẢO SÁT KHẢ NĂNG KHÁNG NẤM SINH AFLATOXIN CỦA MỘT SỐ LACTOBACILLUS SPP. VÀ ỨNG DỤNG TRONG BẢO QUẢN HẠT CÀ PHÊ Ngành: CÔNG NGHỆ SINH HỌC Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ SINH HỌC GVHD : TS. Nguyễ

Thể loại Tài liệu miễn phí Công nghệ - Môi trường

Số trang 80

Ngày tạo 10/11/2021 12:31:21 AM +00:00

Loại tệp PDF

Kích thước 2.56 M

Tên tệp

Tải Đồ án tốt nghiệp: Khảo sát khả năng kháng nấm sinh... (.pdf)

Xem mẫu

  1. TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP.HCM KHOA CNSH – TP – MP  ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KHẢO SÁT KHẢ NĂNG KHÁNG NẤM SINH AFLATOXIN CỦA MỘT SỐ LACTOBACILLUS SPP. VÀ ỨNG DỤNG TRONG BẢO QUẢN HẠT CÀ PHÊ Ngành: CÔNG NGHỆ SINH HỌC Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ SINH HỌC GVHD : TS. Nguyễn Hoài Hương Sinh viên thực hiê ̣n : Nguyễn Phương Uyên Lớp : 13DSH01 MSSV : 1311100113 TP.HCM, tháng 07/2017
  2. Đồ án tố t nghiê ̣p LỜI CAM ĐOAN Đồ án tố t nghiê ̣p này là công trıǹ h nghiên cứu của tôi dưới sự hướng dẫn của Tiế n sı ̃ Nguyễn Hoài Hương khoa Công nghê ̣ sinh ho ̣c – Thực phẩ m – Môi trường của trường Đa ̣i Ho ̣c Công Nghê ̣ Thành Phố Hồ Chı́ Minh. Những kế t quả này hoàn toàn không sao chép từ các nghiên cứu khoa ho ̣c khác dưới bấ t kỳ hı̀nh thức nào. Tp. Hồ Chı́ Minh, ngày 27 tháng 07 năm 2017 Sinh viên thực hiê ̣n Nguyễn Phương Uyên
  3. Đồ án tố t nghiê ̣p LỜI CẢM ƠN Đầ u tiên, em xin gửi lời cảm ơn đế n gia đıǹ h em. Cảm ơn bố me ̣ đã nuôi nấ ng và ta ̣o điề u kiê ̣n cho em ho ̣c tâ ̣p để em có đươ ̣c thành quả ngày hôm nay. Cảm ơn anh hai đã bên ca ̣nh và đô ̣ng viên em. Trong suố t khoảng thời gian ho ̣c ta ̣i trường Đa ̣i Ho ̣c Công Nghê ̣ Thành Phố Hồ Chı́ Minh, em đã đươ ̣c các Thầ y Cô trong Khoa Công Nghê ̣ Sinh Ho ̣c – Thực Phẩ m – Môi Trường đã hế t lòng hướng dẫn, giúp đỡ em trong quá trıǹ h ho ̣c tâ ̣p ta ̣i trường, cũng như trong qua trıǹ h thực hiê ̣n đồ án. Em xin chân thành cảm ơn đế n Thầ y Cô, nhờ có Thầ y Cô đã trang bi ̣ cho em kiế n thức để có thể thực hiê ̣n đồ án này. Em cũng xin cảm ơn Thầ y Cô trong phòng thı́ nghiê ̣m và các ba ̣n cùng khóa đồ án đã quan tâm, giúp đỡ và ta ̣o điề u kiê ̣n để em hoàn thành đồ án tố t nghiê ̣p. Đă ̣c biê ̣t, em xin chân thành cảm ơn Tiế n sı ̃ Nguyễn Hoài Hương đã tâ ̣n tıǹ h hướng dẫn, chı̉ bảo em trong suố t quá trıǹ h xây dựng đề cương và thực hiê ̣n đồ án. Cuố i cùng, em xin cảm ơn các Thầ y, Cô trong Hô ̣i Đồ ng Phản Biê ̣n đã dành thời gian đo ̣c và nhâ ̣n xét đồ án tố t nghiê ̣p này. Em xin gửi đế n Thầ y Cô lời chúc sức khỏe. Trong quá trı̀nh làm đồ án, do kinh nghiê ̣m còn thiế u và kiế n thức chưa đầ y đủ, nên có nhiề u thiế u sót, mong các Thầ y Cô bỏ qua. Tp. Hồ Chı́ Minh, ngày 27 tháng 07 năm 2017 Sinh viên thực hiê ̣n Nguyễn Phương Uyên
  4. Đồ án tố t nghiê ̣p MỤC LỤC DANH MỤC VIẾT TẮT ..............................................................................................iv DANH MỤC HÌNH ẢNH .............................................................................................. v DANH MỤC BẢNG ......................................................................................................vi MỞ ĐẦU ......................................................................................................................... 1 1. Tı́nh cấ p thiế t của đề tài ......................................................................................... 1 2. Tình hình nghiên cứu ............................................................................................. 1 3. Mục đích nghiên cứu .............................................................................................. 2 4. Mục tiêu nghiên cứu ............................................................................................... 2 5. Nội dung nghiên cứu ............................................................................................... 2 6. Phương pháp nghiên cứu ....................................................................................... 3 6.1 Phương pháp luận .............................................................................................. 3 6.2 Phương pháp xử lý số liệu ................................................................................. 3 7. Kết quả đạt đươ ̣c..................................................................................................... 3 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN.......................................................................................... 4 1.1 Tổng quan về nấm sợi........................................................................................... 4 1.1.1 Giới thiệu chung .............................................................................................. 4 1.1.2 Độc tố do nấm tiết ra ....................................................................................... 4 1.1.2.1 Các loài có khả năng sinh độc tố ............................................................... 4 1.1.2.2 Độc tố Aflatoxin ......................................................................................... 7 1.1.2.3 Độc tố Patulin ............................................................................................ 7 1.1.2.4 Độc tố Fumonisin ....................................................................................... 8 1.1.3 Các cách khử nhiễm độc tố ............................................................................. 9 1.1.3.1 Phương pháp vật lý học ............................................................................. 9 1.1.3.2 Phương pháp hoá học .............................................................................. 10 1.1.3.3 Phương pháp sinh học ............................................................................. 11 1.2 Tổng quan về vi khuẩn lactic ............................................................................. 14 1.2.1 Giới thiệu vi khuẩn lactic .............................................................................. 14 i
  5. Đồ án tố t nghiê ̣p 1.2.1.1 Đặc điểm hình thái giống Lactobacillus .................................................. 14 1.2.1.2 Nhu cầu dinh dưỡng của vi khuẩn lactic ................................................. 16 1.2.2 Khả năng sinh các chất kháng khuẩn.......................................................... 17 1.2.2.1 Bacteriocins ............................................................................................. 17 1.2.2.2 Các chất có khả năng kháng khuẩn khác ................................................ 18 1.2.3 Khả năng kháng nấm và ứng dụng sản phẩm của vi khuẩn lactic ............ 19 1.2.3.1 Khả năng kháng nấm của chủng vi khuẩn lactic ..................................... 19 1.2.3.2 Ứng dụng của vi khuẩn lactic .................................................................. 21 1.3 Tác ha ̣i của nấ m mố c lên ha ̣t cà phê ................................................................. 22 1.5 Chế biế n và bảo quản ha ̣t cà phê truyề n thố ng ............................................... 23 1.5.1 Các phương pháp bảo quản cà phê thóc:..................................................... 23 1.5.2 Các phương pháp bảo quản cà phê nhân: ................................................... 25 1.6 Bảo quản ha ̣t cà phê bằ ng vi sinh vâ ̣t ............................................................... 25 CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................ 27 2.1 Điạ điể m nghiên cứu ........................................................................................... 27 2.2 Thời gian thực hiêṇ ............................................................................................. 27 2.3 Vâ ̣t liêụ nghiên cứu ............................................................................................. 27 2.3.1 Vật liê ̣u ........................................................................................................... 27 2.3.2 Hóa chấ t và môi trường sử dụng .................................................................. 27 2.3.2.1 Hóa chấ t ................................................................................................... 27 2.3.2.2. Môi trường nuôi cấy ............................................................................... 28 2.4. Thiết bị và dụng cụ ............................................................................................ 28 2.4.1. Thiết bị .......................................................................................................... 28 2.4.2. Dụng cụ ......................................................................................................... 28 2.5 Phương pháp luận ............................................................................................... 29 2.5.1 Mục tiêu đồ án ............................................................................................... 29 2.5.2 Nội dung......................................................................................................... 29 2.6 Phương pháp nghiên cứu ................................................................................... 29 2.6.1 Sơ đồ nghiên cứu ........................................................................................... 29 ii
  6. Đồ án tố t nghiê ̣p 2.6.2 Khảo sát đă ̣c điểm hı̀nh thái, sinh hóa các chủng vi khuẩ n Lactobacillus spp. .......................................................................................................................... 31 2.6.2.1 Nhuộm gram: ........................................................................................... 31 2.6.2.2 Thử nghiệm Catalase: .............................................................................. 32 2.6.2.3 Xác định hàm lượng acid tổng: ................................................................ 32 2.6.3 Khảo sát sự phát triển của chủng nấ m Aspergillus sp. HCP2 .................... 33 2.6.4 Xây dựng đường chuẩ n tế bào của chủng nấ m Aspergillus sp. HCP2 ...... 34 2.6.5 Khảo sát khả năng đố i kháng trực tiế p của các chủng Lactobacillus spp. với chủng nấ m Aspergillus sp. HCP2 .................................................................... 36 2.6.6 Ứng dụng dicḥ nuôi cấ y các chủng Lactobacillus spp. trong đố i kháng nấ m mố c Aspergillus sp. HCP2 bảo quản ha ̣t cà phê .......................................... 38 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN ................................................................ 40 3.1 Khảo sát sinh lý – sinh hóa của các chủng vi khuẩ n lactic ............................. 40 3.1.1 Hı̀nh thái khuẩ n la ̣c ...................................................................................... 40 3.1.2 Nhuộm Gram ................................................................................................. 41 3.1.3 Thử nghiê ̣m catalase ..................................................................................... 41 3.1.4 Xác đinh ̣ hàm lượng acid tổ ng ..................................................................... 42 3.2 Khảo sát sự phát triể n của chủng nấ m Aspergillus sp. HCP2 ........................ 45 3.3 Xây dựng đường chuẩ n tế bào của chủng nấ m Aspergillus sp. HCP2 ........... 46 3.4 Khảo sát khả năng đố i kháng trực tiế p của các chủng Lactobacillus spp. với chủng nấ m Aspergillus sp. HCP2 ............................................................................ 47 3.6 Ứng du ̣ng dich ̣ nuôi cấ y các chủng Lactobacillus spp. trong đố i kháng nấ m Aspergillus sp. HCP2 bảo quản ha ̣t cà phê ............................................................. 49 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHI.............................................................. ̣ 60 1. Kế t luâ ̣n .................................................................................................................. 60 ̣ 2. Kiế n nghi ................................................................................................................ 61 TÀ I LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................... 62 PHỤ LỤC ........................................................................................................................ 1 iii
  7. Đồ án tố t nghiê ̣p DANH MỤC VIẾT TẮT LAB: vi khuẩ n sinh acid lactic ĐC: đố i chứng TN: thı́ nghiê ̣m NT: nghiê ̣m thức PDA: Potato Dextrose Agar PDB: Potato Dextrose Broth MRS: de Man, Rogosa và Sharpe MRS agar: de Man, Rogosa và Sharpe agar SAS: Statistical Analysis Systems iv
  8. Đồ án tố t nghiê ̣p DANH MỤC HÌ NH ẢNH Hình 1.1 Cấu trúc hoá học của một số loại độc tố ........................................................... 6 ̀ h 3.1 Hı̀nh thái khuẩ n la ̣c các chủng Lactobacillus spp. ......................................... 40 Hın trên môi trường MRS Agar ............................................................................................ 40 Hıǹ h 3.2 Tế bào Bacillus spp bắ t màu tım ́ , Gram dương (A) ....................................... 41 Tế bào E. coli bắ t màu hồ ng, Gram âm (B) ................................................................... 41 ̀ h 3.3 Chủng Lactobacillus sp. L3 bắ t màu tı́m, Gram dương ................................. 41 Hın ̀ h 3.4 Chủng vi khuẩ n Bacillus spp. phản ứng dương tıń h với catalase, bên trái – Hın Chủng Lactobacillus spp. âm tıń h với catalase, bên phải (A) ....................................... 42 Đố i chứng là nước cấ t phản ứng âm tıń h với catalase, bên trái - Chủng Lactobacillus spp. âm tıń h với catalase, bên phải (B) .......................................................................... 42 Hıǹ h 3.5 Acid lactic (%) của chủng vi khuẩ n Lactobacillus sp. L3 theo thời gian ...... 43 ̀ h 3.6 Acid lactic (%) và giá tri OD Hın ̣ ở bước sóng 600nm sau 24 giờ nuôi cấ y của các chủng Lactobacillus spp................................................................................................. 44 ̀ h 3.7 Khả năng phát triể n của chủng nấ m Aspergillus sp. HCP2 ........................... 45 Hın trên môi trường MRS Agar cải tiế n ............................................................................... 45 ̀ h 3.8 Đường chuẩ n nấ m mố c Aspergillus sp. HCP2 ............................................... 47 Hın ̀ h 3.9 Khả năng đố i kháng trực tiế p bằ ng phương pháp cấ y hai đường của các Hın chủng Lactobacillus spp. với chủng nấ m Aspergillus sp. HCP2 ................................... 49 Hıǹ h 3.10 Khả năng đố i kháng của các chủng Lactobacillus spp. với chủng nấ m Aspergillus sp. HCP2 khi sử dụng dịch nuôi cấy không xử lý nhiệt ............................. 51 ̀ h 3.11 Ngày theo dõi thứ 1, thứ 3, thứ 5, thứ 7, thứ 10, thứ 14 (từ trái qua phải)... 54 Hın Các nghiê ̣m thức: ĐC (-), ĐC (+), L6, L5, L4, L3, C1, C7 không gia nhiê ̣t (từ trên xuố ng dưới) .................................................................................................................... 54 ̀ h 3.12 Ngày theo dõi thứ 1, thứ 3, thứ 5, thứ 7, thứ 10, thứ 14(từ trái qua phải).... 58 Hın Các nghiê ̣m thức: ĐC (-), ĐC (+), L6, L5, L4, L3, C1, C7 gia nhiê ̣t ở 80oC trong 15 phút (từ trên xuố ng dưới) ............................................................................................... 58 Hın ̀ h 3.13 Khả năng đố i kháng của dich ̣ nuôi cấ y gia nhiê ̣t và không gia nhiê ̣t các chủng Lactobacillus spp. với chủng nấ m Aspergillus sp. HCP2 theo dõi qua từng ngày ........................................................................................................................................ 59 v
  9. Đồ án tố t nghiê ̣p DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Các cơ chế khử nhiễm sinh học bằng một số chủng vi khuẩn ........................ 12 Bảng 1.2 Một số bacteriocins được sử dụng rộng rãi (M. P. Zacharof, 2012) ............... 18 Bảng 1.3 Khả năng đối kháng của các sản phẩm biến dưỡng của vi khuẩn LAB. (Holzapfel và cộng sự, 1995) ......................................................................................... 19 Bảng 1.4 Một số hợp chất được xác định có tiềm năng kháng nấm mốc và nấm men (Corsetti và cộng sự, 1998)............................................................................................. 20 Bảng 3.1 Acid lactic (%) và giá tri OḌ ở bước sóng 600nm sau 24 giờ nuôi cấ y của các chủng Lactobacillus spp................................................................................................. 43 Bảng 3.2 Số liê ̣u dựng đường chuẩ n nấ m mố c Aspergillus sp. HCP2 .......................... 46 Bảng 3.3 Tı̉ lê ̣ ức chế chủng nấ m mố c Aspergillus sp. HCP2 của các chủng Lactobacillus spp. .......................................................................................................... 48 Bảng 3.4 Khả năng đố i kháng của dich ̣ nuôi cấ y các chủng Lactobacillus spp. với chủng nấ m Aspergillus sp. HCP2 (nhiễm 102 bt/g hạt cà phê) ...................................... 50 Bảng 3.5 Khả năng đố i kháng của dich ̣ nuôi cấ y các chủng Lactobacillus spp. gia nhiê ̣t 80 C trong 15 phút với chủng nấ m Aspergillus sp. HCP2 (nhiễm 102 bt/g) .................. 55 o vi
  10. Đồ án tố t nghiê ̣p MỞ ĐẦU 1. Tı́nh cấ p thiế t của đề tài Vê ̣ sinh an toàn thực phẩ m đang là vấ n đề xã hô ̣i cầ n giải quyế t kip̣ thời để bảo vê ̣ sức khỏe con người. Ở nước ta, với đă ̣c điể m khı́ hâ ̣u nhiê ̣t đới nóng ẩ m, đô ̣ ẩ m trong không khı́ thường cao, là điề u kiê ̣n rấ t thuâ ̣n lơ ̣i cho nấ m mố c phát triể n, gây nhiễm đô ̣c tố cho thực phẩ m và thức ăn chăn nuôi, gây đô ̣c cho người và gia súc, gây tổ n thương gan (ung thư gan…). Tıǹ h tra ̣ng phơi nhiễm của nấ m mố c ảnh hưởng đế n 25% mùa màng trên toàn thế giới, làm tổ n thấ t trung bıǹ h 418 triê ̣u đô và ảnh hưởng trên gia súc 472 triê ̣u đô mỗi năm (theo Bô ̣ Nông Nghiê ̣p Mỹ, 2009). Ta ̣i Viê ̣t Nam, mỗi năm bi ạ ̉ nh hưởng khoản 13 – 16% lươ ̣ng nông sản tùy loa ̣i. Trước thực tra ̣ng đó, con người đã và luôn tı̀m kiế m những hoa ̣t chấ t sinh ho ̣c vừa có tác du ̣ng kháng nấ m, vừa không gây ha ̣i cho cơ thể con người. Mô ̣t trong những chủng đươ ̣c nghiên cứu và ứng du ̣ng nhiề u nhấ t chıń h là các chủng sinh acid lactic. Vi khuẩ n da ̣ng này có hoa ̣t tı́nh sinh ho ̣c khá cao, an toàn, có khả năng tiêu diê ̣t vi sinh vâ ̣t có ha ̣i và là nguồ n vi sinh vâ ̣t hữu ıć h, duy trı̀ hê ̣ cân bằ ng vi khuẩ n đường ruô ̣t. Từ những lợi ích của vi khuẩn lactic và vấn đề ngộ độ thực phẩm và hư hại nông sản do nấm mốc gây ra mỗi năm. Đây là lí do chúng tôi chọn để thực hiện đề tài “Khảo sát khả năng kháng nấm sinh aflatoxin của một số Lactobacillus spp. và ứng dụng trong bảo quản hạt cà phê” 2. Tình hình nghiên cứu Trên thế giới, có rất nhiều nghiên cứu về khả năng kháng nấm do vi khuẩn sinh acid lactic tạo thành, chẳng hạn như: - Năm 2005, Johan Schnürer và Jesper Magnusson đã thực hiê ̣n nghiên cứu “Sự kháng nấ m ở vi khuẩ n lactic là chấ t bảo quản sinh ho ̣c”. - “Tiề m năng kháng nấ m ở thực phẩ m của vi khuẩ n lactic” vào năm 2007 của S. Rouse cùng cô ̣ng sự. 1
  11. Đồ án tố t nghiê ̣p - Rosalia Trias cùng cô ̣ng sự vào năm 2008 đã công bố nghiên cứu “Vi khuẩ n lactic từ trái cây và rau củ là tác nhân kiể m soát sinh ho ̣c đố i với mầ m bê ̣nh là nấ m và vi khuẩ n trên cây trồ ng”. - “Khả năng ức chế sự phát triể n của nấ m mố c và sản sinh đô ̣c tố mycotoxin bằ ng hơ ̣p chấ t của vi khuẩ n lactic” của Nevena Blagojev cùng cô ̣ng sự (2011). Ở trong nước có các công trình nghiên cứu như Chế phẩm EM bảo vệ cây trồng hay ứng dụng trong thuỷ sản, chế phẩm Sadi Bio 1 (là tên gọi của chế phẩm vi sinh Biomix 2) của Viện công nghệ Môi trường Việt Nam, được sản xuất từ các chủng vi sinh vật hữu ích thuộc nhóm xạ khuẩn Streptomyces ưa ấm sinh tổng hợp mạnh các enzym ngoại bào, có khả năng sinh kháng sinh ức chế nấm mốc, vi khuẩn Gram âm. Ngoài ra, sản phẩm còn chứa vi khuẩn Lactobacillus có tác dụng ức chế mạnh các vi khuẩn gây bệnh. Chế phẩm sinh học Sagi Bio-1 có tác dụng xử lý mùi chuồng trại chăn nuôi và bãi chôn lấp chất thải. 3. Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu, sản xuất chế phẩm sinh học bảo quản hạt từ vi khuẩn lên men lactic. 4. Mục tiêu nghiên cứu Khảo sát khả năng kháng nấm của các chủng Lactobacillus spp. phân lập từ thực phẩm lên men truyền thống và thử ứng dụng chúng bảo quản hạt cà phê. 5. Nội dung nghiên cứu Khảo sát đặc điểm hình thái, sinh lý, sinh hoá các chủng vi khuẩn Lactobacillus spp Khảo sát sự phát triển của các chủng nấm Aspergillus spp. HCP2 Khảo sát khả năng đối kháng trực tiếp của các chủng Lactobacillus spp với chủng nấm Aspergillus spp. HCP2 2
  12. Đồ án tố t nghiê ̣p Ứng dụng dịch nuôi cấy của các chủng vi khuẩn Lactobacillus spp. trong bảo quản ha ̣t cà phê. 6. Phương pháp nghiên cứu 6.1 Phương pháp luận Trên cơ sở khả năng đối kháng trực tiếp của vi khuẩn lactic đối với các nấm gây hư hỏng thực phẩm và sinh độc tố, người thực hiện đề tài tiếp tục nghiên cứu và tìm hiểu các tác nhân gây ức chế nấm nhiễm thực phẩm. Sau khi xác định tác nhân gây ức chế là hợp chất thứ cấp, sẽ trích ly thu hoạt chất và ứng dụng trong bảo quản đậu phộng đã cảm nhiễm nấm mốc. 6.2 Phương pháp xử lý số liệu Phần mềm Excel để vẽ đồ thị. Phần mềm thống kê SAS 9.4. 7. Kết quả đạt đươ ̣c Xác định khả năng kháng nấm của các chủng vi khuẩn Lactobacillus spp. đối với chủng nấm mốc Aspergillus spp. HCP2 phân lập từ hạt cà phê. Xác định được thời gian sinh hợp chất thứ cấp tốt nhất của các chủng vi khuẩn Lactobacillus spp. nuôi cấy trên môi trường MRS Agar cải tiến. Ứng dụng thành công các dạng sản phẩm khác nhau của vi khuẩn Lactobacillus spp. trong bảo quản hạt cà phê. 3
  13. Đồ án tố t nghiê ̣p CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan về nấm sợi 1.1.1 Giới thiệu chung Nấm (Fungi, số ít là Fungus) là một giới trong năm giới theo hệ thống phân loại của R.H.Whittaker (1996). Nấm thuộc ngành nấm (Euphycophyta) là bộ môn nghiên cứu của nấm học (Mycology). Nấm phân bố rộng rãi trong tự nhiên (trong đất, nước, không khí, chuồng nuôi…), chúng đóng vai trò rất quan trọng trong việc đảm bảo vòng tuần hoàn vật chất trong tự nhiên do chúng có khả năng phân giải các hợp chất như: cellulose, protein, lipid, chitin… Vi nấm (Micro fungi) là những nấm không có mũ nấm và có thể nhìn thấy bằng mắt thường. Căn cứ vào hình thái, ta chia thành hai loại là nấm men (Yeast) và nấm sợi (Filamentous fungi) còn được gọi là nấm mốc. 1.1.2 Độc tố do nấm tiết ra 1.1.2.1 Các loài có khả năng sinh độc tố Độc tố nấm mốc (Mycotoxin) là nhóm hợp chất có cấu trúc đa đạng, có khối lượng phân tử nhỏ, được tạo ra bằng trao đổi thứ cấp của các nấm mốc và gây độc đối với động vật có vú, cá, gia cầm và con người. Điểm mấu chốt ở độc tố nấm mốc là chúng có thể gây hại ở nồng độ thấp. Theo Nguyễn Thị Hiền (2009), trong 300 loại độc tố vi nấm đã biết, chỉ có 20 loại ảnh hưởng đến sức khoẻ con người, 15 loại trong số đó gây ung thư. Trong suốt một thời gian dài, chúng ta không chú ý đến khả năng gây bệnh trong thực phẩm của nấm mốc. Cho đến những năm 1960, người ta mới khẳng định con người có thể bị bệnh nếu ăn phải thức ăn nhiễm mốc, dù chỉ với lượng nhỏ. Các loại độc tố chủ yếu được tiết ra bởi 5 chi nấm là: Aspergillus, Penicillium, Fusarium, Alternaría và Claviceps, bao gồm:  Các độc tố của Aspergillus: Aflatoxin (B1, B2, G1, G2, M1, M2), Ochratoxin A, Stermatocystin, Acid cyclopianxoic. 4
  14. Đồ án tố t nghiê ̣p  Các độc tố của Penicillium: Pautulin, Ochratoxin A, Citrinin, Penitrem A và Acid cyclopianzoic toxin, Fumonisin, Moniliformin, Diacetocyscirpenon.  Các độc tố của Fusarium: Deoxynivalenon, Nivalenon, Zearalenon, T-2 toxin.  Các độc tố của Alternaria: Acid tenuazoic, Alternarion, Methyl ether alternarion.  Các độc tố của Claviceps: Các alkaloid của nấm cựa gà. Những bệnh do độc tố nấm mốc (Mycotoxin) gây nên trước tiên là biểu hiện tổn thương ở gan và thận. Có thể quan sát được sự xuất hiện các u gan, thoái hoá tế bào nhu mô gan, xơ hoá. Mycotoxin còn phá hủy tế bào gan và thâ ̣n, ảnh hưởng trực tiế p lên hê ̣ miễn dich, ̣ ăn mòn thành ruô ̣t và da ̣ dày. Ngoài ra còn có các dấu hiệu tăng ure huyết, albumin niệu và viêm cầu thận. Có 4 tác động gây độc của độc tố vi nấm là: Độc cấp tính, mãn tính, gây đột biến và quái thai. Phổ biến nhất là độc cấp tính, làm hư gan và rối loạn chức năng hoạt động của thận, có thể gây chết đối với trường hợp nặng. Các độc tố vi nấm tác động lên hệ thần kinh, ở nồng độ thấp gây tê liệt động vật và ở nồng độ cao có thể gây tổn thương não và chết. Một số độc tố gây hội chứng chảy máu, triệu chứng ngưng kết hồng cầu hay hiện tượng tiêu máu rất nguy hiểm thường gặp ở động vật và người bị nhiễm độc tố. Mycotoxin còn làm suy yếu hệ thống miễn dịch của cơ thể. Nhiều độc tố như aflatoxin, ochratoxin, funomisin có thể là các chất gây biến dị, ung thư, quái thai. Ngoài ra, độc tố nấm mốc còn gây mất cân bằng trong chuyển hoá thức ăn và giảm tỉ lệ sinh sản. Bên cạnh đó, các dẫn xuất của chúng thường độc với hệ thần kinh và gây tổn hại hệ thống cơ cùng rất nhiều hội chứng khác như: Bệnh ngoài da, chứng tăng sừng hoá, sảy thai… 5
  15. Đồ án tố t nghiê ̣p Hình 1.1 Cấu trúc hoá học của một số loại độc tố 6
  16. Đồ án tố t nghiê ̣p 1.1.2.2 Độc tố Aflatoxin Các chủng nấm mốc tổng hợp aflatoxin chủ yếu thuộc loài Aspergillus, tập trung chủ yếu vào 3 chủng: A.flavus, A.parasiticus và A.nomius. Aflatoxin có 4 dẫn xuất quan trọng là AFB1, AFB2, AFG1, AFG2. Giữa 4 loại trên thì aflatoxin B1 chiếm nhiều nhất trong nông sản và gây tác hại nhiều nhất, gây ngộ độc nhanh nhất và phổ biến nhất (Nabil Saad, 2004). Ở người, aflatoxin gây ngộ độc cấp tính qua đường ăn uống và nhiễm ở liều lượng cao trong thời gian ngắn. Những triệu chứng cấp tính chuyên biệt bao gồm: Xuất huyết, huỷ hoại gan cấp tính, phù nề, cản trở hấp thu các chất và tử vong. Trong khi đó, nếu hấp thu ở liều lượng từ thấp đến trung bình trong một thời gian dài thì khó có thể nhận biết, một số triệu chứng có thể kể đến như là chuyển hoá thức ăn kém, sụt cân, nhưng rõ nhất chính là ngộ độc mãn tính trên gan và ung thư gan. Ở động vật, các triệu chứng nhiễm độc aflatoxin được nghiên cứu thông qua các vụ nhiễm độc tự nhiên và qua thí nghiệm trên động vật. Sự nhiễm độc mãn tính aflatoxin có tính di truyền theo ba kiểu: Gây ung thư, quái thai, đột biến. Hậu quả của việc nhiễm aflatoxin còn phụ thuộc vào tuổi, giới tính, loài, tình trạng dinh dưỡng và mức độ tiếp xúc. Chẳng hạn như động vật càng non thì khả năng mẫn cảm với tác nhân càng cao. Aflatoxin B1 là độc tố quan trọng nhất và là chất gây ung thư nguy hiểm nhất trong số các aflatoxin. Chúng có thể tạo các khối u ở gan, thận, dạ dày và hệ thống thần kinh. 1.1.2.3 Độc tố Patulin Patulin có tên gọi khác là Clavaxin, được biết đến trước tiên như là thuốc có thể chữa trị cảm lạnh. Trong quá trình sử dụng, người ta mới nhận biết được độc tính của patulin. Patulin là hợp chất không màu, kết tinh và tan trong nước, các dung môi phân cực. Người ta tách được patulin trên ngũ cốc, trên các sản phẩm dạng hạt và hoa quả. 7
  17. Đồ án tố t nghiê ̣p Patulin là hợp chất trao đổi bậc hai do các nấm mốc Penicillinum, Aspergillus và Bysschchlamys tạo ra. Các chủng tổng hợp chủ yếu là các loài như A. clavatus, A. giganteus, P. exppansum, P. urticae, P. griceofulvum. Patulin được coi như một độc tố có khả năng gây ung thư cho người và động vật. Gây ra hoạt tính suy giảm miễn dịch liên quan đến các chứng xung huyết, gây loét niêm mạc, đặc biệt là niêm mạc ruột, nghiên cứu đã cho thấy patuilin còn gây thiệt hại cho DNA hay nhiễm sắc thể ở người. 1.1.2.4 Độc tố Fumonisin Trong các độc tố về nấm mốc, mối quan tâm về fumonisin ngày càng tăng cao. Đây là độc tố mới được phát hiện gần đây do Fumonisin moniliorme tổng hợp. Đây là nhóm độc tính cao với động vật và con người. Fumonisin B1 là độc tố có độc tính mạnh nhất trong các fumonisin, chúng có thể gây các triệu chứng nhũng não, suy gan, gây mù ở ngựa, ung thư gan ở chuột, bệnh gan ở gà, suy tim cấp ở khỉ… Cơ quan Nghiên Cứu Quốc Tế về ung thư cũng đã xếp fumonisin B1 vào nhóm 2B – nhóm các hợp chất gây ung thư cho người. Nhiều nghiên cứu ảnh hưởng của fumonisin đến người cũng cho thấy, có sự liên quan của bệnh ung thư thực quản và việc sử dụng lương thực nhiễm fumonisin. Độc tính của fumonisin B1 liên quan mật thiết tới các hiệu ứng lên sự trao đổi chất các sphingolipid, bao gồm quá trình tổng hợp mới, tích luỹ sphingolopid tự do, tăng hàm lượng các sản phẩm lipid và sphingosin. Các hoạt động của fumonisin nhạy cảm với tế bào gan hơn so với tế bào thận. 8
  18. Đồ án tố t nghiê ̣p 1.1.3 Các cách khử nhiễm độc tố 1.1.3.1 Phương pháp vật lý học Làm sa ̣ch: Trong quá trình xử lý nguyên liệu trước khi đưa vào sử dụng cần loại bỏ bụi, vỏ, tóc và hạt không đạt yêu cầu. Đối với một số loại hạt cần thiết phải rửa sạch trước khi phơi khô. Phân loa ̣i cơ ho ̣c: Quá trình này loại bỏ các hạt nhiễm độc tố Mycotocxin. Giai đoạn này rất quan trọng vì rất có thể việc loại bỏ không hết sẽ đến việc độc tố đi vào thức ăn. Rửa bằng nước hoặc bằng dung dịch Na2CO3 cũng làm giảm nồng độ Mycotocxin trong hạt ngũ cốc. Có thể cho hạt vào nước và loại bỏ những hạt nổi. Phương pháp này cũng có thể loại bỏ Mycotocxin nhưng cần chú ý rằng, có một số hạt nổi nhưng không chứa mycotocxin Phân hủy aflatoxin bằng không khí nóng: Dùng không khí nóng thổi qua nguyên liệu có chứa aflatoxin để làm giảm thiểu lượng aflatoxin đã được nhiều tác giả nghiên cứu, phương pháp này đã đem lại nhiều kết quả đáng kể. Nếu nhiệt độ không khí nóng đưa vào là 100°C - 145°C ở ngô hạt thì lượng aflatoxin B1 có thể giảm từ 877 ppb còn 452 ppb, từ 378 ppb còn 213 ppb. Nếu tăng nhiệt độ lên tới 165°C có thể làm cho lượng aflatoxin B1 giảm đến 65% (Đậu Ngọc Hào và Lê Thị Ngọc Diệp, 2003). Phân hủy aflatoxin bằng hấp ướt ở áp suất cao: Phương pháp hấp ướt ở nhiệt độ cao dưới áp lực hơi nước đem lại kết quả khả quan hơn. Quá trình này phá hủy nhanh chóng vòng lacton trong cấu trúc phân tử của aflatoxin. Theo Rehana (1979) nhận thấy nếu gạo nhiễm aflatoxin từ 40 - 4000 ppb được hấp ướt trong 5 phút ở 120°C (thêm nước vào gạo tỷ lệ là 1:4) có thể làm giảm hàm lượng aflatoxin đến 68%. Ở đậu phộng có độ ẩm 10%, chứa 7000 ppb aflatoxin B1 được hấp ướt ở 120°C trong 4 giờ giảm còn 370 ppb. Ở hàm lượng aflatoxin thấp (760ppb) được hấp ở 1,5 atm trong vòng một giờ đã phân hủy hoàn toàn aflatoxin. (Đậu Ngọc Hào và Lê Thị Ngọc Diệp, 2003). 9
  19. Đồ án tố t nghiê ̣p Làm giảm aflatoxin bằng các chất hấp phụ hoặc kết dính độc tố: Các chất hấp phụ thường là các chất vô cơ hoặc hữu cơ (tự nhiên hoặc nhân tạo) có hoạt tính bề mặt cao. Các chất có khả năng hấp phụ aflatoxin gồm: Than hoạt tính, một số polymer hữu vô cơ có bản chất aluminosilicat như bentonite, HSCAS (Hydrated sodium calcium alumino-silicate), một số chất sét đặc biệt (kaolin, sepiolite, clinoptilolite, zeolite), một số polymer hữu cơ tự nhiên (alfalfa) hoặc nhân tạo (nhựa trao đổi ion, polyvinyl polypyrrolidone). Những chất này không được hấp phụ qua ruột mà được bài thải ra ngoài (Đậu Ngọc Hào và Lê Thị Ngọc Diệp, 2003). Tách aflatoxin bằng dung môi hữu cơ: Đây là phương pháp có thể áp dụng đối với thức ăn và nguyên liệu làm thức ăn chăn nuôi, do ít có khả năng tạo sản phẩm khác có hoạt tính từ aflatoxin và có thể thu hồi được dung môi mà không ảnh hưởng đến thành phần dinh dưỡng của thức ăn. Những kết quả có nhiều hứa hẹn nhất đã thu được bằng việc dùng hệ thống chiết suất bao gồm hỗn hợp hexan-methanol, hexan-ethanol, hexan- ethanol-nước và hexan-acetone-nước. Hệ thống bao gồm 54% acetone, 44% hexan và 2% nước (tính theo trọng lượng) là hệ thống thành công nhất được tìm thấy có thể đồng thời loại trừ dầu từ các bánh ép khô của lạc gồm 12% - 15% dầu và dư lượng lipid gần bằng 1% và mức aflatoxin thấp hơn 40 μg/kg. Phân hủy aflatoxin bằng các tia bức xạ: Aflatoxin rất mẫn cảm với tia cực tím. Ở bước sóng 365 nm, khả năng hấp phụ của aflatoxin đạt cực đại. Okonkwo (1978) nhận thấy, lượng aflatoxin ở bắp (150 ppb và 250 ppb) có thể giảm tới 30% và 16% trong 10 giờ tiếp xúc với ánh nắng mặt trời. (Đậu Ngọc Hào và Lê Thị Ngọc Diệp, 2003). 1.1.3.2 Phương pháp hoá học Phương pháp sử dụng các chất oxi hóa-khử: Các chất oxy hóa-khử như Natri Hypochlorite (NaOCl), Hydrogen Peroxide (H2O2) được sử dụng để làm mất độc tính của aflatoxin. Tuy nhiên sử dụng NaOCl để xử lý hạt nhiễm aflatoxin có thể làm mất màu sắc của hạt và biến chất các acid amin. Khí ozone (O3) cũng được thử nghiệm về 10
  20. Đồ án tố t nghiê ̣p khả năng phân hủy aflatoxin trong mẫu và đạt được hiệu quả tốt, song có bằng chứng là chất lượng các thành phần của thức ăn bị giảm đặc biệt là protein, vitamin. Phương pháp sử dụng các chất kiềm: Ammonium Hydroxide (NH4OH) và Natri Hydroxide (NaOH) là 2 chất kiềm được sử dụng làm vô hoạt aflatoxin. Các chất này đều có hoạt tính mạnh, có thể phá vỡ vòng lacton trong cấu trúc phân tử của aflatoxin. Phương pháp sử dụng khí NH3: Nhiều thí nghiệm đã chứng minh hiệu quả của việc dùng khí NH3 làm vô hoạt aflatoxin. Xử lý ngô bằng khí NH3 được đặc biệt quan tâm ứng dụng hơn cả. Người ta nhận thấy, nếu hàm lượng NH3 là 0,5 - 1,5% và nhiệt độ bên ngoài là 25°C, trong 14 ngày tiếp xúc, lượng aflatoxin từ 200ppb có thể giảm xuống còn 10 ppb (theo Đậu Ngọc Hào và Lê Thị Ngọc Diệp, 2003). 1.1.3.3 Phương pháp sinh học Mặc dù các biện pháp phòng chống nấm mốc sinh độc tố đã được khuyến cáo áp dụng, nhưng sự nhiễm aflatoxin trên nông sản ở mức độ cao quá giới hạn là không thể tránh được trong những điều kiện bảo quản bất lợi. Vấn đề khử nhiễm aflatoxin bằng con đường sinh học nhằm thay thế cho biện pháp khử nhiễm aflatoxin bằng các hóa chất có giá thành cao và làm biến đổi phẩm chất lượng lương thực nên khó áp dụng vào thực tiễn bảo quản được chứng minh là các phương pháp hứa hẹn nhất. Khử nhiễm độc tố aflatoxin bằng phương pháp sinh học có thể được định nghĩa như sự phân giải bằng enzyme hay chuyển hóa sinh học của các độc tố nấm mốc trực tiếp nhờ vi sinh vật. 11
nguon tai.lieu . vn
Thạc sĩ - Tiến sĩ - Cao học Công nghệ thông tin Kinh tế - Thương mại Tài chính - Ngân hàng Kiến trúc - Xây dựng Điện-Điện tử-Viễn thông Cơ khí - Chế tạo máy Công nghệ - Môi trường Báo cáo khoa học Quản trị kinh doanh Khoa học xã hội Khoa học tự nhiên Nông - Lâm - Ngư Y khoa - Dược