Đề cương môn vi sinh thực phẩm- Trường Đại học bách khoa - Đại học đà nẵng.

PENICILLIUM ITALICUM
P. Italicum (mốc xanh) là tác nhân gây bệnh phổ biến trên các loại cây có múi,
dẫn đến tổn thất sau thu hoạch lên tới 80%.
1. Đặc điểm hình thái (Microscopic morphology)
P. Italicum có sợi đài ngắn, mọc đứng lên từ sợi nấm. Tản nấm trên môi trường
PDA có màu xanh lam đặc trưng sau 7 ngày nuôi cấy. Tản nấm chuyển màu vàng nâu sau
10 – 14 ngày nuôi cấy. Sợi nấm đa bào, không màu đường kính 2 – 12 μm. Cành bào tử
phân sinh đơn bào, phân nhánh 3 lần với 2 – 4 nhánh.
2. Môi trường sinh trưởng (Environments factors)
P. Italicum tồn tại trong đất, sản sinh bào tử và lây nhiễm vào quả trên cây và
trên mặt đất, phát triển tốt ở nhiệt độ 30℃, độ pH 2,9 – 6,5 và độ ẩm cao trên các vết thương của quả.
3. Khả năng gây ngộ độc/ Nhiễm độc thực phẩm (Type of foodborne illness)
Dù hiện nay chưa phát hiện loại độc tố nào trên thực phẩm do P. Italicum sản
sinh có khả năng ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe con người, nhưng ta cũng không
nên sử dụng thực phẩm đã nhiễm mốc xanh P. Italicum.
4. Cách thức kiểm soát (Control)
Các phương pháp không sử dụng chất hóa học để kiểm soát bệnh mốc xanh
bao gồm: Sử dụng các sản phẩm tự nhiên (Natural Products) có trong chiết xuất vi sinh
vật hoặc thực vật và tinh dầu từHìtnhhựcCváậcth; SthửứdcụknigểmmsuoốáithPữ. u cơ và vô cơ; Kiểm soát sinh Italicum
học và Kiểm soát vật lý. 4.1.
Sản phẩm tự nhiên
Chiết xuất thực vật được biết đến với các đặc tính như bảo quản, kháng khuẩn
và kháng nấm. Một nghiên cứu cho thấy các chiết xuất từ gừng ở nồng độ 12,5% (so với
dịch chiết gừng nguyên chất ban đầu) có thể ức chế từ 35% - 60% sự nảy mầm của các
bào tử nấm mốc. Và chiết xuất gừng 40% mới có tác dụng kháng nấm P. Italicum trên các
loại trái cây có múi. Ngoài ra phải kể đến chiết xuất metanol từ vỏ quế (Cinnamomum
cassia L.) và lá bọ chét (Inula viscosa L.) có chứa một lượng lớn phenol, flavonoid và
anthraquinone. Chiết xuất phenolic từ vỏ quả lựu (Punica granatum) không gây ra bất kỳ
hội chứng nhiễm độc tế bào nào ở cây có múi, là một ứng cử viên xuất sắc để kiểm soát nấm.
Việc sử dụng tinh dầu để kiểm soát mốc xanh ở cam quýt đang ngày càng trở
nên quan trọng nhờ đặc tính kháng khuẩn và chống oxy hóa, khả năng tương hợp cao của
chúng. Một nghiên cứu cho thấy việc sử dụng tinh dầu đinh hương (CEO) có thể ức chế
sự phát triển của P. Italicum khi sử dụng ở mức 0,05%–0,8% (v/v). Tương tự, ảnh hưởng
của nhiều loại tinh dầu như sả, bạch đàn và cây neem đã được chứng minh trên quýt
“Kinnow” được tiêm P. Italicum. Kết quả chỉ ra rằng những loại tinh dầu này đã ức chế
sự phát triển và đường kính khuẩn lạc của các mầm bệnh trên đĩa PDA chưa được xử lý
và làm giảm sự thối rữa trong quá trình bảo quản; trong đó dầu sả có tác dụng mạnh nhất.
Tóm lại, chiết xuất từ thực vật là phương thức kiểm soát đầy hứa hẹn với hoạt
tính kháng nấm được chứng minh rõ ràng, độc tính thấp đối với tế bào, khả năng phân
hủy và độc tính môi trường thấp. Tuy nhiên, việc nghiên cứu sử dụng các sản phẩm thực
vật tự nhiên để ức chế P. Italicum vẫn có những hạn chế như độ ổn định thấp và gây ra
mùi hoặc hương vị mạnh trong sản phẩm được áp dụng. 4.2.
Muối hữu cơ và vô cơ
Tại Hoa Kỳ, natri cacbonat và bicarbonat được sử dụng để kiểm soát nấm
mốc. Kali sorbate, ammonium bicarbonate, canxi polysulfide, natri ethyl paraben và natri
hydrosulfide cũng đã được thử nghiệm hoạt tính kháng nấm. Cơ chế hoạt động: áp lực
thẩm thấu tạo ra do nồng độ muối cao áp dụng cho quả có thể làm giảm quần thể nấm,
ngoài ra còn ảnh hưởng đến sự phát triển của mầm bệnh vì nấm phát triển tốt nhất ở độ pH acid và trung tính. 4.3.
Kiểm soát sinh học
Các nghiên cứu gần đây chỉ ra rằng những tác nhân kiểm soát sinh học có triển
vọng lớn về khả năng kháng nấm mà lại an toàn cho môi trường và sức khỏe con người,
Trong đó phải kể đến việc sử dụng: Vi sinh vật đối kháng, Thuốc diệt nấm, Màng polymer sinh học.
a) Vi sinh vật đối kháng
Kiểm soát sinh học bằng các vi sinh vật đối kháng là một trong những phương
pháp sinh học hiệu quả nhất để kiểm soát P. Italicum trên trái cây họ cam quýt. Các vi
sinh vật đối kháng như nấm men (W. anomalus, Metschnikowia pulcherrima và A.
pullulans, …), vi khuẩn (Bacillus subtilis và Streptomyces sp, …) và một số loại nấm đã
được sử dụng rộng rãi trong việc kiểm soát P. Italicum.
Cơ chế của loại kiểm soát này bao gồm việc tạo ra sự cạnh tranh về dinh
dưỡng và không gian sống, bài tiết các enzyme và độc tố, kích thích quá trình trao đổi
chất thứ cấp, hình thành màng sinh học và các chất kháng sinh. Các vi sinh vật hoạt động
bằng cách bám vào vị trí cụ thể, chẳng hạn như mầm bệnh và hình thành các khuẩn lạc
trong vết thương để cạnh tranh chất dinh dưỡng với mầm bệnh, sau đó tiết ra các enzyme
và chất kháng khuẩn giúp ức chế mầm bệnh và hình thành màng sinh học trên bề mặt bên
trong của vết thương như một lớp bảo vệ. Trong đó, nấm men là vi sinh vật đối kháng
được sử dụng phổ biển nhất nhờ các ưu điểm là khả năng thích nghi nhanh chóng, chi phí
sản xuất thấp với số lượng lớn, không tạo ra các hợp chất độc hại và tồn tại trên bề mặt
quả trong thời gian dài, trong các điều kiện môi trường khác nhau.
Việc kết hợp với các phương pháp xử lý khác như xử lý vật lý, muối và chất
kích thích có thể nâng cao hiệu quả của các tác nhân sinh học đối với nấm mốc trên cây
có múi: Candida membranifaciens kết hợp chiếu tia cực tím và nước nóng;
Saccharomycopsis crataegensis với natri bicarbonate; Meyerozyma guilliermondii và
alginate oligosaccharide (hợp chất hoạt tính sinh học từ tảo nâu).
b) Thuốc diệt nấm sinh học
Các loại thuốc diệt nấm được sản xuất ở nhiều dạng khác nhau thường dùng để
làm ướt đất và bôi lên lá, hạt và rễ. Thuốc diệt nấm sinh học có những ưu điểm như độc
tính thấp, nồng độ hoạt chất thấp, tăng cường sức đề kháng của thực vật, xâm chiếm vết
thương hiệu quả, cạnh tranh dinh dưỡng và hiệu quả về chi phí. Thuốc diệt nấm sinh học
dựa trên các loại nấm men đối kháng có sẵn trên thị trường để kiểm soát P. Italicum bao
gồm “Shemer”, “Aspire” và “Pantovital”. 4.4. Kiểm soát vật lý
Các phương pháp kiểm soát vật lý khá phổ biến trong việc kiểm soát nấm mốc
sau thu hoạch trên cây có múi vì nó không để lại dư lượng và ít tác động đến môi trường
nhất so với các phương pháp khác. Trong số các phương pháp vật lý được nghiên cứu cho
đến nay để giảm P. Italicum trong trái cây họ cam quýt và kéo dài thời gian bảo quản hiệu
quả nhất bao gồm: Xử lý nước nóng (HWT), chiếu xạ không ion hóa (UV – C, UV – B,
ánh sáng xanh) và chiếu xạ ion hóa (tia gamma và tia X).
a) Xử lí nước nóng (HWT)
Xử lý bằng nước nóng (HWT: Hot water treatment) đã được áp dụng rộng rãi
trên nhiều loại trái cây và rau củ quả khác nhau để giảm sự hư hỏng do các mầm bệnh
gây ra và kéo dài thời gian bảo quản của chúng. Ở cây có múi, HWT có thể được áp dụng
trong quá trình xử lý sau thu hoạch bằng cách nhúng quả vào nước ấm hoặc phun nước
nóng lên quả (lần lượt ở 52 – 53℃ và 62℃), điều này có thể kích thích sự tích tụ CHI và
β-1,3-glucanase cũng như bảo vệ quả khỏi bào tử của P. Italicum.
Ngoài ra việc kết hợp xử lý nước nóng với hoạt chất có khả năng kháng nấm
khác cho hiệu quả cao hơn so với khi sử dụng ở nhiệt độ thường. Một nghiên cứu cho
thấy việc kết hợp Thiabendazole 300 ppm với nước nóng ở 50℃ có thể kiểm soát hoàn
toàn sự phát triển của nấm mốc xanh và không có dấu hiệu tổng thương cho quả, tỷ lệ
kiểm soát thối hỏng quả là 90%, hiểu quả hơn nhiều so với khi sử dụng ở nhiệt độ thường.
b) Chiếu xạ không ion hóa
Tia UV: Quả được tiếp xúc trong khoảng cách nhất định với đèn phát ra tia UV
trong một thời gian với cường độ khác nhau. Tuy nhiên, ở cường độ cao, tia UV – C có
thể làm thay đổi hương vị và ảnh hưởng đến chất lượng của quả. UV – B có ít tác hại hơn
so với UV – C trong việc giảm tỷ lệ mắc nấm mốc xanh ở cây có múi. Cơ chế hoạt động
của tia UV gồm: trực tiếp (do sự hấp thụ bức xạ của bề mặt nấm mốc làm bất hoạt bào tử
của nó) và gián tiếp (do gây ra các thay đổi về trao đổi chất).
Ánh sáng xanh: Mặc dù cơ chế hoạt động của Ánh sáng xanh (bức xạ trong
khoảng 400 đến 500 nm) vẫn chưa được làm rõ nhưng một số tác giả cho rằng nó có
những tác động gần như tia UV.
c) Chiếu xạ ion hóa
Chiếu xạ tia gamma: Là một phương pháp xử lý có thể trì hoãn quá trình chín
của trái cây nhờ khả năng ức chế sản xuất ethylene cũng như điều chỉnh hoạt động của
các enzyme hô hấp. Tia gamma xuyên qua nấm mốc, làm hỏng cấu trúc sinh lý của nấm.
Tuy nhiên, cách xử lý này làm giảm chất lượng của quả và hiện chưa có nhiều nghiên cứu
về tác động của nó đối với P. Italicum.
Chiếu xạ tia X: Ion hóa thúc đẩy quá trình quang phân lý nước, tạo ra các gốc
hydroxyl và hydro tự do, kích thích các chức năng sinh lý trong cơ thể sống. Hơn nữa, tia
X có thể tạo ra sự tổng hợp sản phẩm tự nhiên (Natural Products) chống nấm như
phytoalexin, scoparone và scopoletin, nhưng hiệu quả của chúng phụ thuộc vào sự kết
hợp với muối axit cacbonic.