Chọn tại và sử dụng các dòng bất dục đực gen nhân mẫn cảm môi trường trong chọn tạo Luận Án TS

Với đặc điểm hoại sinh, một số loài có hệ enzyme phân giải ligno- xenluloza mạnh, nấm có thể phân hủy được các cơ c ất phức tạp tạo nguồn din dưỡng nuôi sợi nấm.. Tuy nhi n đa p ần các l

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

-

NGUYỄN BẢO CHÂU

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG VI SINH VẬT XỬ LÝ MÙN CƯA LÀM CƠ CHẤT NUÔI TRỒNG MỘC NHĨ VÀ TÁI SỬ DỤNG

BÃ THẢI ĐỂ TRỒNG NẤM SÒ

LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP

Hà Nội 2018

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

-

NGUYỄN BẢO CHÂU

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG VI SINH VẬT XỬ LÝ MÙN CƯA LÀM CƠ CHẤT NUÔI TRỒNG MỘC NHĨ VÀ TÁI SỬ DỤNG

BÃ THẢI ĐỂ TRỒNG NẤM SÒ

Chuyên ngành: Công nghệ sinh học

Mã số: 9420201

LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP

Người hướng dẫn khoa học:

GS.TS Phạm Văn Toản

TS Phạm Bích Hiên

Hà Nội 2018

i

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi, được thực hiện với sự giúp đỡ của nhóm cán bộ Viện ôi t ư ng nông ng iệp, Viện oa c ông ng iệp Việt am à T ư ng Đại h c Hoa Lư, in Bìn Các số liệu và kết quả nêu trong luận án là trung thực à c ưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác

Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về những số liệu trong bản luận án này

Hà Nội, tháng 03 năm 2018

Tác giả

Ng n ảo Ch

ii

LỜI CẢM ƠN

T ước tiên, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới GS.TS ạm V n Toản, Giám đốc Viện oa c ông ng iệp Việt am, T ạm B c Hi n, T ư ng Ban Đào tạo sau đại c, Viện oa c ông ng iệp Việt am, n ững ngư i thầy đã nhiệt tìn ướng dẫn tôi trong qua trình thực hiện đề tài và hoàn thành luận án

Tôi xin chân thành cảm ơn toàn t ể anh chị em cán bộ i n c ức Bộ môn in

c ôi t ư ng, Ban giám đốc à Lãn đạo các p ng c ức n ng, Viện ôi t ư ng ông ng iệp đã tạo m i điều kiện thuận lợi và nhiệt tìn giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện luận án

Tôi xin chân thành cảm ơn tới Ban giám hiệu t ư ng Đại h c Hoa Lư, T ư ng

TH T c uy n Lương V n Tụy, in Bìn đã tạo m i điều kiện thuận lợi và nhiệt tình giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện luận án

Tôi xin cảm ơn Ban Đào tạo sau đại c c ng toàn t ể các thầy giáo, cô giáo

t uộc Viện oa c nông ng iệp Việt am đã tận tìn giúp đỡ, dạy bảo trong suốt quá trình h c tập và thực hiện luận án

Hà Nội, tháng 03 năm 2018

Ng n ảo Ch

iii

MỤC LỤC

LỜI CA ĐOA i

LỜI CẢ Ơ ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC BẢNG vii

DANH MỤC HÌNH ix

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT xi

MỞ ĐẦU 1

1 Tính cấp thiết của luận án 1

2 Mục tiêu của luận án 3

3 Ý ng ĩa k oa c và thực tiễn của luận án 3

CH Ơ G I T G A TÀI LIỆ 5

1.1 Giới thiệu chung về mộc n ĩ à nấm sò 5

1.1.1 Nguồn gốc và phân loại 5

1.1.2 Giá trị din dưỡng của nấm sò và mộc n ĩ 6

1.1.3 Điều kiện sin t ư ng và phát triển của mộc n ĩ à nấm sò 8

1.1.3.1 Nguồn din dưỡng 8

1.1.3.2 Nhiệt độ 11

1.1.3.3 Độ ẩm 12

1.1.3.4 Ánh sáng 12

1.1.4 Sản xuất nấm n t n t ế giới và Việt Nam 13

1.2 Hợp chất ligno - xenluloza 17

1.2.1 Xenluloza 17

1.2.2 Lignin 18

1.2.3 Hemi- xenluloza 19

1.3 Vi sinh vật phân giải ligno - xenluloza 21

1.3.1 Vi sinh vật phân giải xenluloza 21

1.3.2 Vi sinh vật phân giải lignin 23 1.3.3 Các yếu tố ản ư ng đến quá trình phân giải ligno - xenluloza của vi sinh vật26

iv

1.3.3.1 Nhiệt độ 26

1.3.3.2 Độ ẩm 27

1.3.3.3 Oxy 28

1.3.3.4 Tỷ lệ C/N 28

1.3.3.5 pH 29

1.4 Nguyên liệu trồng mộc n ĩ, nấm sò và tái sử dụng bã thải trồng mộc n ĩ 29

1.4.1 Nguyên liệu trồng mộc n ĩ, nấm sò 29

1.4.2 Xử lý và sử dụng m n cưa làm cơ c ất trồng nấm 33

1.4.3 Tái sử dụng bã thải trồng mộc n ĩ 35

CH Ơ G II VẬT LIỆ VÀ H Ơ G HÁ GHIÊ CỨU 37

2.1 Vật liệu nghiên cứu 37

2.1.1 Vật liệu 37

2.1.2 Thiết bị và hóa chất 37

2.2 ương p áp ng i n cứu 38

2.2.1 ương p áp i sin ật 38

2.2.1.1 Xác định mật độ tế bào vi sinh vật 38

2.2.1.2 Phân lập, tuyển ch n vi sinh vật phân giải xenluloza 38

2.2.1.3 Phân loại xạ khuẩn 39

2.2.1.4 Xác địn điều kiện sin t ư ng, phát triển thích hợp của chủng xạ khuẩn phân lập 40

2.2.2 ương p áp a sin 41

2.2.2.1 Xác định hoạt độ xenlulaza 41

2.2.2.2 Xác định hoạt độ lignin peroxidaza 42

2.2.2.3 Xác định hoạt độ manganese peroxidaza 43

2.2.3 Các p ương p áp p ân t c k ác 44

2.2.3.1 Xác định cacbon tổng số 44

2.2.3.2 Xác địn nitơ tổng số 45

2.2.3.3 Xác địn àm lượng xenluloza 45

2.2.3.4 Xác địn àm lượng đư ng khử 46

2.2.4 Tối ưu a điều kiện nuôi cấy t eo p ương p áp bề mặt đáp ứng 46

v

2.2.5 Bố trí thí nghiệm 47

2.2.5.1 Thí nghiệm đán giá ản ư ng của V V đến khả n ng p ân giải m n cưa 48 2.2.5.2 Thí nghiệm đán giá k ả n ng c uyển hóa các hợp chất hydratcacbon trong m n cưa của chủng xạ khuẩn 48

2.2.5.3 Thí nghiệm nghiên cứu khả n ng sử dụng chủng xạ khuẩn trong xử lý mùn cưa làm cơ c ất trồng mộc n ĩ 48

2.2.5.4 Thí nghiệm nghiên cứu khả n ng tái sử dụng bã thải trồng nấm sò 49

2.2.6 Mô hình sử dụng chế phẩm xạ khuẩn trong sản xuất nấm n 49

2.2.6.1 Mô hình trồng mộc n ĩ 49

2.2.6.2 Mô hình trồng nấm sò trên bã thải trồng mộc n ĩ 49

2.2.7 ương p áp t eo dõi sin t ư ng và phát triển của nấm n 50

CH Ơ G III ẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 52

3.1 Phân lập, tuyển c n i sin ật p ân giải ợp c ất ligno- xenluloza 52

3.1.1 Phân lập, tuyển ch n vi sinh vật phân giải hợp chất ligno - xenluloza 52

3.1.2 Khả n ng sử dụng vi sinh vật phân giải ligno - xenluloza trong xử lý m n cưa làm cơ c ất trồng mộc n ĩ 56

3.1.3 Định danh chủng MC05 60

3.1.3.1 Đặc điểm hình thái, sinh hóa chủng MC05 60

3.1.3.2 Giải trình tự gen của chủng MC05 63

3.2 g i n cứu sản xuất c ế p ẩm xạ khuẩn ủ m n cưa làm cơ c ất t ồng mộc n ĩ 64

3.2.1 Điều kiện nhân sinh khối xạ khuẩn Streptomyces thermocoprophilus MC05 bằng kỹ thuật lên men chìm 64

3.2.1.1 iệt độ 65

3.2.1.2 pH 66

3.2.1.3 T i gian n ân sin k ối 67

3.2.1.4 Lưu lượng k cấp 68

3.2.1 Tỷ lệ tiếp giống ban đầu 70

3.2.2 Tối ưu a điều kiện nhân sinh khối xạ k uẩn Streptomyces thermocoprophilus MC05 71

3.2.3 ui t ìn sản xuất c ế p ẩm Streptomyces thermocoprophilus MC05 75

vi

3.3 Sử dụng c ế p ẩm xạ khuẩn ủ m n cưa làm cơ c ất t ồng mộc n ĩ 78

3.3.1 Điều kiện sử dụng chế phẩm xạ khuẩn ủ m n cưa 78

3.3.1.1 Độ ẩm ban đầu của m n cưa 78

3.3.1.2 Din dưỡng bổ sung 79

3.3.1.3 Liều lượng chế phẩm 81

3.3.2 Chất lượng m n cưa ủ bổ sung chế phẩm xạ khuẩn 82

3.3.3 Quy trình sử dụng chế phẩm xạ khuẩn ủ m n cưa t ồng mộc n ĩ 84

3.3.4 in t ư ng, phát triển của mộc n ĩ t n m n cưa ủ bổ sung chế phẩm xạ khuẩn 85

3.4 Tái sử dụng bã t ải t ồng mộc n ĩ để t ồng nấm s 91

3.4.1 Ủ bã t ải t ồng mộc n ĩ bằng chế phẩm xạ khuẩn 91

3.4.2 in t ư ng, phát triển à n ng suất nấm sò trồng trên bã thải t ồng mộc n ĩ ủ bằng chế phẩm xạ khuẩn 92

3 ô ìn ứng dụng c ế p ẩm i sin ật xử lý m n cưa làm cơ c ất t ồng mộc n ĩ à tái sử dụng bã t ải t ồng mộc n ĩ t ồng nấm s 96

3.5.1 Mô hình trồ ng mộc n ĩ t n m n cưa xử lý bằng chế phẩm vi sinh 96

3.5.2 Mô hình trồng nấm sò trên bã thải trồng mộc n ĩ ủ bằng chế phẩm xạ khuẩn 100 ẾT L Ậ VÀ Đ GH 104

1 Kết luận 104

2 Khuyến nghị 105

DANH MỤC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔ G BỐ LIÊ A ĐẾN LUẬN ÁN 106

TÀI LIỆ THA HẢO 107

A Tài liệu tiếng việt 107

B Tài liệu tiếng Anh 112

HỤ LỤC i

vii

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Thành phần din dưỡng của một số loại nấm s tươi 6

Bảng 1.2 Thành phần axit amin của một số loại nấm sò 6

Bảng 1.3 Thành phần din dưỡng của mộc n ĩ 7

Bảng 1.4 Thành phần ligno - xenluloza t ong m n cưa 31

Bảng 1.5 Thành phần hóa h c của m n cưa 32

Bảng 3.1 Kết quả phân lập vi sinh vật có khả n ng p ân giải xenluloza 53

Bảng 3.3 ả n ng tổng hợp enzyme xenlulaza, lignin peroxidaza à manganese peroxidaza của c ủng MC05 56

Bảng 3.4 ức độ giảm khối lượng m n cưa ủ bằng các kỹ thuật khác nhau 57

Bảng 3.5 Hiệu quả chuyển hóa ligno - xenluloza t ong m n cưa ủ bằng các kỹ thuật khác nhau 58

Bảng 3.6 in t ư ng, phát triển của hệ sợi mộc n ĩ t n m n cưa ủ bằng các kỹ thuật k ác n au 60

Bảng 3.7 Đặc điểm khuẩn lạc chủng C0 t n môi t ư ng ISP 61

Bảng 3.8 Một số đặc điểm sinh hóa của chủng MC05 62

Bảng 3.9 Miền khảo sát các điều kiện nhân sinh khối đối ới c ủng vi sinh vật Streptomyces thermocoprophilus MC05 71

Bảng 3.10 ân t c p ương sai Ano a của mô ìn đối với chủng Streptomyces thermocoprophilus MC05 72

Bảng 3.11 ương án tối ưu các điều kiện nuôi cấy của Streptomyces thermocoprophilus MC05 74

Bảng 3.12 C ất lượng sinh khối xạ k uẩn t ong điều kiện lên men tối ưu 74

Bảng 3.13 Khả n ng tồn tại của chủng MC05 trong chế phẩm 75

Bảng 3.14 Thông số kỹ thuật nhân sinh khối xạ khuẩn Streptomyces thermocoprophilus MC05 trên thiết bị lên men chìm dung tích 50 lít 76

Bảng 3.1 Tỷ lệ C của m n cưa ủ bằng các kỹ thuật khác nhau 83

Bảng 3.16 Tốc độ phát triển hệ sợi mộc n ĩ t n m n cưa ủ bằng các kỹ thuật khác nhau 86

Bảng 3.17 Tỷ lệ bịch mộc n ĩ t ối hỏng t n m n cưa ủ bằng các kỹ thuật khác nhau 87

Bảng 3.18 Tốc độ t ng t ư ng đư ng kính tai mộc n ĩ sau k i ạch bịch 88

viii

Bảng 3.19 Hiệu suất sinh h c của mộc n ĩ t n m n cưa ủ theo các kỹ thuật khác nhau 90

Bảng 3.20 Hàm lượng các chất din dưỡng của mộc n ĩ t ồng t n cơ c ất khác nhau 90 Bảng 3.21 Hiệu quả sử dụng chế phẩm xạ khuẩn ủ m n cưa làm cơ c ất trồng mộc n ĩ 91

Bảng 3.22 Hàm lượng cacbon, nitơ tổng số của bã thải t ồng mộc n ĩ ủ bằng các kỹ thuật khác nhau 92

Bảng 3.23 Tốc độ phát triển hệ sợi nấm s t n các cơ c ất khác nhau 93

Bảng 3.24 T i gian p át t iển ệ sợi nấm s t n các cơ c ất k ác n au 94

Bảng 3.2 ng suất nấm s tươi t ồng t n các cơ c ất khác nhau 95

Bảng 3.26 Hàm lượng din dưỡng nấm sò trồng t n cáccơ c ất khác nhau 96

Bảng 3.27 Tỷ lệ bịch mộc n ĩ ỏng tại mô hình trồng nấm Ninh Bình 97

Bảng 3.2 ng suất mộc n ĩ tại mô ìn ng i n cứu ui mô 1000 bịch) 98

Bảng 3.29 Hiệu quả kinh tế trồng mộc n ĩ t n m n cưa ủ bằng chế phẩm xạ khuẩn99 Bảng 3.30 ng suất nấm s t n bã t ải trồng mộc n ĩ tại in Bìn 101

Bảng 3.31 Hiệu quả kinh tế trồng nấm sò trên bã thải trồng mộc n ĩ 102

ix

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Sản xuất nấm trên thế giới n m 2014 14

Hình 3.1 Vòng phân giải CMC của chủng C0 t n môi t ư ng thạc đĩa 53

Hìn 3.2 Biến động ề n iệt độ t ong k ối ủ m n cưa 57

Hìn 3.3 uẩn lạc c ủng xạ khuẩn C0 t n môi t ư ng đặc 62

Hìn 3.3 C u i bào tử à cuống sinh bào tử chủng MC05 63

Hình 3.4 Sản phẩm CR được khuếc đại với đoạn mồi thuộc vùng 16S-rRNA của chủng MC05 63

Hình 3.5 Cây phát sinh dựa trên trình tự 16S ARN rebosom của chủng MC05 với các loài có quan hệ h hàng gần 64

Hìn 3.6 Ản ư ng của n iệt độ đến k ả n ng sin t ư ng, phát triển của chủng Streptomyces thermocoprophilus MC05 65

Hìn 3.7 Ản ư ng của pH môi t ư ng đến sin t ư ng, phát triển của chủng Streptomyces thermocoprophilus MC05 67

Hìn 3 Ản ư ng của t i gian nuôi cấy đến sin t ư ng, phát triển của chủng Streptomyces thermocoprophilus MC05 68

Hìn 3 Ản ư ng của lượng k cấp đến k ả n ng sin t ư ng, phát triển của chủng Streptomyces thermocoprophilus MC05 69

Hìn 3.10 Ản ư ng của tỷ lệ giống cấy đến đến k ả n ng sin t ư ng, phát triển của chủng MC05 70

Hình 3.11 Sơ đồ quy trình sản xuất chế phẩm xạ khuẩn Streptomyces thermocoprophilus MC05 77

Hình 3.12 Mật độ V V t ong m n cưa sau ngày ủ các độ ẩm ban đầukhác nhau 79 Hình 3.13 Biến động mật độ VSV tổng số t ong m n cưa ủ có và không bổ sung đạm urê, super lân Lâm Thao và rỉ đư ng 80

Hình 3.14 Biến động mật độ xạ khuẩn t ong m n cưa ủ có và không bổ sung đạm urê, super lân Lâm Thao và rỉ đư ng 81

Hình 3.15 Mật độ VSV tổng số, xạ khuẩn của m n cưa sau ngày ủ sử dụng chế phẩm xạ khuẩn với các liều lượng khác nhau 81

x

Hình 3.16 Biến thiên nhiệt độ khối m n cưa ủ tự nhiên và ủ có bổ sung chế phẩm xạ khuẩn cùng các chất din dưỡng 83 Hình 3.17 Quy trình xử lý m n cưa t ồng mộc n ĩ sử dụng chế phẩm xạ khuẩn 84 Hìn 3.1 ng suất tươi mộc n ĩ g bịc ) t n m n cưa ủ theo các kỹ thuật khác nhau 89 Hình 3.19 Tỷ lệ ư ỏng của bịch trồng nấm sò 94 Hình 3.20 Mô hình sử dụng chế phẩm VSV trong xử lý m n cưa t ồng mộc n ĩ t n địa bàn tỉnh Ninh Bình 100 Hình 3.21 Mô hình tái sử dụng bã thải trồng mộc n ĩ t ồng nấm s t n địa bàn tỉnh Ninh Bình 103

TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam

1

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của luận án

Nấm n là t ực phẩm giàu chất din dưỡng, c àm lượng protein cao, chứa nhiều loại vitamin và các axit amin thiết yếu Nhiều loại nấm có tác dụng dược lý p ong p ú n ư t ng cư ng khả n ng miễn dịch, kháng ung t ư, k áng i us, ng n ngừa và trị liệu các bệnh tim mạch, giải độc, bảo vệ tế bào gan, an thần và có lợi cho việc điều chỉnh hoạt động của

t ung ương t ần kinh

Việt Nam là nước có nhiều điều kiện thuận lợi cho sản xuất nấm,

t ong đ nguồn nguyên liệu dồi dào, điều kiện khí hậu th i tiết phù hợp là hai yếu tố quan tr ng để phát triển nghề trồng nấm Nhiều công trình khoa

h c cùng các mô hình thực nghiệm sản xuất đã khẳng định, trồng nấm là một trong những giải pháp chuyển đổi sinh h c hiệu quả nhất, nó không chỉ mang lại hiệu quả kinh tế, xã hội cao mà còn góp phần gìn giữ và bảo vệ môi t ư ng

Ở nước ta, các loại nấm được trồng phổ biến là mộc n ĩ, nấm sò, nấm ơm n cưa ới giá thành rẻ, đặc tính lý hóa phù hợp cho trồng nấm, nguồn cung dồi dào đã tr thành nguyên liệu sử dụng chủ yếu trong trồng nấm hiện nay

ng suất và chất lượng nấm trồng được quyết định b i nhiều yếu tố

n ư: cơ c ất trồng nấm, giống nấm, các điều kiện môi t ư ng nuôi trồng Với đặc điểm hoại sinh, một số loài có hệ enzyme phân giải ligno- xenluloza mạnh, nấm có thể phân hủy được các cơ c ất phức tạp tạo nguồn din dưỡng nuôi sợi nấm Tuy nhi n đa p ần các loài nấm trồng không thể

sử dụng được ngay nguồn nguyên liệu khó phân hủy m n cưa của các loại

g cứng, m n cưa g tạp) mà phải sử dụng các cơ c ất đã oai mục hoặc có

sự h trợ phân giải cơ c ất của vi sinh vật t ước khi trồng nấm Vì vậy, xử

c ưa uan tâm n iều tới công đoạn xử lý nguyên liệu đặc biệt là xử lý bằng công nghệ vi sinh vật

Sử dụng vi sinh ật tổng hợp enzyme c uyển a ợp c ất ligno – xenluloza làm tác n ân xử lý m n cưa trồng mộc n ĩ có tác dụng t ng tốc

độ c uyển a, út ngắn t i gian ủ nguy n liệu, tạo nguồn din dưỡng thích hợp cho nấm sin t ư ng và phát triển, giảm tỉ lệ nhiễm bện ua đ giảm chi phí nhân công, c i p đầu tư xây dựng n à xư ng à gia t ng lợi nhuận c o ngư i trồng nấm

Bã m n cưa sau trồng mộc n ĩ hiện nay t ư ng bị đổ bỏ n ư ác t ải, qua nghiên cứu chúng tôi nhận thấy: t ong bã m n cưa ẫn c n lượng xenluloza và hemixenluloza tương đương ới ơm ạ, vì vậy có thể tận dụng nguồn nguyên liệu này để trồng tiếp nấm sò Tuy nhiên trong bã mùn cưa c p ần sợi và gốc nấm mộc n ĩ c n lại sau thu hoạc , đây là n ân tố gây ức chế sự sin t ư ng của các nấm khác, vì vậy nếu sử dụng ngay bã sau trồng mộc n ĩ để trồng nấm sò sẽ đem lại hiệu quả không cao Việc bổ sung VSV phân giải lingo – xenluloza ào bã m n cưa sau t ồng mộc n ĩ, giúp khắc phục những n ược điểm t n đồng th i tận dụng được nguyên liệu một cách tối đa, giảm c i p đổ bỏ phế thải, t ng iệu quả kinh tế và góp phần bảo vệ môi t ư ng

Nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng m n cưa t ong sản xuất nấm n,

đáp ứng nhu cầu thực tế của ngư i trồng nấm, đề tài luận án “Nghiên cứu ứng dụng vi sinh vật xử lý mùn cưa làm cơ chất nuôi trồng mộc nhĩ và

3

tái sử dụng bã thải để trồng nấm sò” được thực hiện tại Bộ môn Sinh h c

ôi t ư ng - Viện ôi t ư ng Nông nghiệp, Khoa Nông Lâm - T ư ng

Đại h c Hoa Lư, in Bìn à được sự h trợ từ đề tài “Ứng dụng vi sinh

vật trong xử lý mùn cưa nuôi trồng mộc nhĩ, tái sử dụng trồng nấm sò và làm phân hữu cơ” do T ư ng Đại h c Hoa Lư c ủ trì

2 Mục tiêu của luận án

Mục tiêu của đề tài luận án là phân lập, tuyển ch n à xác địn được khả n ng ứng dụng i sin ật c uyển a ợp c ất ligno – xenluloza t ong

xử lý m n cưa làm cơ c ất t ồng mộc n ĩ, tái sử dụng bã t ải t ồng mộc n ĩ làm cơ c ất t ồng nấm s à xây dựng được qui trình sản xuất, sử dụng chế phẩm sinh h c từ vi sinh vật tuyển ch n để xử lý c iệu quả m n cưa làm

cơ c ất t ồng mộc n ĩ à tái sử dụng bã t ải t ồng mộc n ĩ làm cơ c ất

t ồng nấm s

3 Ý nghĩa khoa học và thực ti n của luận án

Đề tài luận án đã cung cấp các luận cứ, cơ s khoa h c và thực tiễn cho việc sử dụng vi sinh vật chuyển a ợp c ất ligno – xenluloza t ong

xử lý m n cưa làm cơ c ất t ồng mộc n ĩ à tái sử dụng bã t ải t ồng mộc

n ĩ làm cơ c ất t ồng nấm s ết quả phân lập, tuyển ch n vi sinh vật phân giải ligno – xenluloza đồng th i góp phần làm giàu nguồn gen vi sinh vật nông nghiệp

Sản phẩm của đề tài luận án là chủng xạ khuẩn Streptomyces

thermocoprophilus MC05 có khả n ng tổng hợp enzyme xenlulaza, lignin

pe oxidaza à mangan pe oxidaza t úc đẩy nhanh quá trình xử lý m n cưa làm cơ c ất t ồng mộc n ĩ à tái sử dụng bã t ải t ồng mộc n ĩ làm cơ c ất

t ồng nấm s C ế phẩm sinh h c từ chủng xạ khuẩn Streptomyces

thermocoprophilus C0 được nghiên cứu phát triển và thử nghiệm thành

công một số cơ s trồng nấm tại Ninh Bình, m ra giải pháp mới cho việc

c ất ligno – xenluloza để sản xuất chế phẩm vi sinh vật sử dụng t ong xử lý

m n cưa làm cơ c ất t ồng mộc n ĩ à tái sử dụng bã t ải t ồng mộc n ĩ làm cơ c ất t ồng nấm s ững đ ng g p mới của luận án cụ thể n ư sau:

 Phân lập, tuyển ch n à xác địn được chủng xạ k uẩn

Streptomyces thermocoprophilus MC05 thuộc nhóm an toàn sinh h c rủi ro

cấp độ 1 có khả n ng tổng hợp enzyme xenlulaza, lignin peroxidaza à mangan peroxidaza t úc đẩy nhanh quá trình xử lý m n cưa làm cơ c ất

t ồng mộc n ĩ à tái sử dụng bã t ải t ồng mộc n ĩ làm cơ c ất t ồng nấm

s

 Xác địn được các điều kiện tối ưu t ong n ân sin k ối chủng xạ

k uẩn Streptomyces thermocoprophilus C0 Đây là n ững kết quả

nghiên cứu đầu tiên về tối ưu a t ong ng i n cứu sản xuất c ế p ẩm i sinh vật áp dụng t ong xử lý cơ c ất t ồng nấm nước ta

 Xây dựng được qui trình sản xuất và sử dụng chế phẩm vi sinh vật

t ong xử lý m n cưa làm cơ c ất t ồng mộc n ĩ, tái sử dụng bã t ải t ồng mộc n ĩ làm cơ c ất t ồng nấm s

 Kết quả sử dụng chế phẩm vi sinh vật t ong xử lý m n cưa làm cơ

c ất t ồng mộc n ĩ à tái sử dụng bã t ải t ồng mộc n ĩ làm cơ c ất t ồng nấm s m ra giải pháp mới cho việc sử dụng hiệu quả m n cưa t ong sản xuất nấm n, g p p ần bảo vệ môi t ư ng và nâng cao hiệu quả sản xuất nấm n từ m n cưa

5

CHƯƠNG I T NG AN TÀI LIỆ 1.1 Giới thiệu chung về mộc nhĩ và nấm sò

1.1.1 Nguồn gốc và phân loại

Mộc n ĩ c t n k oa c là Aricularia spp, quả thể ìn đĩa t n

ìn tai) đư ng kính từ 2,0-15,0cm, có nhiều màu sắc và hình thái khác nhau Tác giả X.C.Luo, 1993 (trích theo Lê Duy Thắng, 1999) cho rằng mộc n ĩ c k oảng 15-20 loài k ác n au T eo Đ và Trịn n m 1 7 (Trích theo Vương Bá T iệt và cộng sự, 1994) phân loại mộc n ĩ dựa vào lớp lông tơ t n bề mặt quả thể m 1 1, Lowy 1 1) đã đưa a p ương pháp phân loại dựa vào hình thái cấu tạo bên trong của nấm (Trích theo Vương Bá T iệt, 1994)

Theo Trịnh Tam Kiệt (1986), Việt Nam hiện nay mới chỉ tìm thấy

6 loài mộc n ĩ à t ong đ c 2 loài được trồng phổ biến là Auricularia

polytricha (Mont) Sacc và Auricularia auricula (L.ex Hook.) Underw

Hiện nay, giống mộc n ĩ ngày một đa dạng n ưng c ưa được nuôi trồng và đán giá đúng tiềm n ng của giống để đưa ào sản xuất (Trịnh Tam Kiệt, 2001)

Theo phân loại của Lowy 1 1) t c t eo Vương Bá T iệt, 1994), mộc n ĩ t uộc: ngành – Mycota, lớp – Basidiomycetes, lớp phụ -

Phragmobasidiomicetidae, bộ - Auriculariales, h - Auriculariaceac, loài - Auricularia spp

Nấm s c ơn 30 loài, c ng c t n k oa c chung là Pleurotus sp., thuộc chi Pleurotus, h Pleurotaceae, bộ Agaricales, lớp Agaricomycetes, ngành phụ Agaricomycotina, ngành Nấm đảm – Basidiomycota, giới Nấm – Fungi Ở Việt Nam, nấm sò còn có tên g i khác là nấm bào ngư Đin

Xuân Linh và cộng sự, 2012) Việc nuôi trồng loại nấm này bắt đầu từ những n m 1 4 guyễn Lân Dũng, 2004)

6

1.1.2 Giá trị dinh dưỡng của nấm sò và mộc nhĩ

Từ xưa đến nay nấm n luôn được coi là thực phẩm đặc biệt gư i

La Mã coi nấm là “t ức n của t ượng đế”, c ỉ dùng trong những ngày lễ tết gư i Trung quốc coi nấm là thức n của sức khoẻ và g i là “ ơn t ân”

(Ng c quí của núi) Theo Nuhu Alam et al., (2008) àm lượng protein của

nấm s tươi đạt trung bình 2,6 – 3,4% (bảng 1.1) và chứa nhiều axit amin quí (bảng 1.2) Theo FAO (1972) mộc n ĩ là một trong các loại nấm n c vai trò quan tr ng trong khẩu phần n châu Á Thành phần din dưỡng của mộc n ĩ k ô gồm protein thô (7,9%), chất béo (1,2%), cacbonhydtrat (84,2%)

Bảng 1.1 Thành phần din dưỡng của một số loại nấm s tươi

(%)

Protein (%)

Lipid (%)

Chất xơ (%)

Tro (%)

Carbon hydrate (%)

Nguồn: Nuhu Alam et al., 2008

Bảng 1.2 Thành phần axit amin của một số loại nấm sò

Axit amin Giống nấm sò (mg/g vật chất khô)

Pleurotus ostreatus Pleurotus sajor-caju

Nguồn: Abdurrahman Dundar et al., 2008

Bảng 1.3 Thành phần din dưỡng của mộc n ĩ

Mẫu phân

tích

Hàm lượng nước (%)

Protein thô (%)

Chất béo (%)

Cacbon hydrat (%)

Tro (%) K.calo

Lân Dũng, 2001) T eo C ang et al., (1993), Tổ chức nông lương t ế giới

FAO) đã công n ận nấm là thức n bổ sung din dưỡng protein cho những quốc gia phụ thuộc vào nguồn ngũ cốc

Bên canh protein, hydratcacbon của nấm n c iếm khoảng từ 3-28% khối lượng nấm tươi, gồm các loại đư ng pentoza, hexoza, disaccharide,

t ong đ glucoza được d ng n ư là t àn p ần t c lũy n ng lượng, so sánh được với tinh bột của thực vật t ượng đẳng Ngoài ra, trong nấm có chứa

8

polysaccharide thu hút sự quan tâm của nhiều ngư i vì hoạt tính chống

khối u (Chang et al., 1993)

Chất xơ c ứa trong nấm chủ yếu là chitin, chiếm tỷ lệ 7,3-8,0%

C itin k ông đ ng ai t ề din dưỡng n ưng t àn p ần chất xơ t ong thức n cao sẽ làm giảm nguy cơ mắc bện ung t ư kết tràng và ổn định

àm lượng đư ng trong máu cho các bệnh nhân tiểu đư ng

Nấm n là nguồn cung cấp vitamin dồi dào n ư t iamin, riboflavin

và tiền vitamin D2 Vitamin D2 giúp t ng cư ng hấp thụ Ca, P, chống lão

a à c i xương taments et al., 2000) Trong 140 loài nấm phân tích

Nhật Bản có tới 118 loài chứa bình quân 0,126 mg vitamin B2/100g nấm Vitamin B12 vốn không có trong thức n t ực vật n ưng lại có chứa trong

nấm A bisporus, Morchella spp Vitamin có mặt phổ biến trong nấm n,

àm lượng trung bình khoảng 13mg/100g nấm (Nguyễn Lân Dũng, 2001)

Hayes et al., (1981) cho biết 3g nấm tươi c t ể đủ cung cấp nhu cầu

vitamin B12 c o 1 ngư i trong một ngày (trích theo Nguyễn Lân Dũng, 2001) Lưu, 1 4) c o ằng 100g mộc n ĩ tươi c ứa 200mg vitamin C

Nấm n ất giàu chất k oáng, đặc biệt là kali, canxi, photpho, magie, natri Trong nấm n àm lượng photpho và canxi có nhiều ơn t ong oa

quả và rau (Lin Zhanxi et al., 1999)

1.1.3 Điều kiện sinh trưởng và phát triển của mộc nhĩ và nấm sò

1.1.3.1 Nguồn dinh dưỡng

Nấm sống dị dưỡng, lấy thức n từ các nguồn chất hữu cơ Nguồn din dưỡng cơ bản để nấm sin t ư ng và phát triển gồm: Cacbon C), itơ (N), chất khoáng và vitamin Với cấu trúc sợi, nấm dễ dàng len lỏi n sâu

ào t ong cơ c ất, lấy din dưỡng nuôi cơ t ể Tuy n i n, cũng c n ững loại nấm không thể phân giải ngay được cơ c ất, mà phải nh sự phân giải

cơ chất của vi sinh vật

9

Theo Hassan et al., (2012), cacbon là yếu tố din dưỡng bắt buộc để

nấm sin t ư ng, phát triển à đặc biệt tác động mạnh giai đoạn mầm quả thể Sợi nấm tiết ra enzyme xenlulaza phân huỷ các nguồn cacbon thành dạng monosaccharide, disacc a ide để cung cấp n ng lượng cho các quá trình biến dưỡng của tế bào nấm Đa p ần các loại nấm trồng sử dụng nguồn cacbon dưới dạng cacbonhydrate có nguồn gốc từ thực vật Bên cạn đ , nấm cũng c t ể sử dụng nguồn cacbon không phải là cacbonhydrate n ư et anol, glyce in Nấm sin t ư ng tốt ơn t n môi

t ư ng đư ng đơn với nồng độ thích hợp khoảng 2% (Miles, 1999; Horr, 1936) Nguồn cacbon thích hợp cho sự sin t ư ng của hệ sợi nấm gồm tinh bột, glucoza, fructoza, maltoza, mannoza, sucaroza, pectin, xenluloza, lignin, et anol, t ong đ glucoza là nguồn cacbon tốt nhất Citrat, oxalat và các axit hữu cơ k ác k ông c lợi cho sự phát triển của nấm

Nitơ có vai trò quan tr ng trong việc hình thành cấu trúc và hoạt động chức n ng nấm Nấm sử dụng nitơ để tổng hợp protein, purines, pyrimidines hình thành cấu trúc tế bào Nitơ c n được sử dụng để tổng hợp chitin của hệ sợi (Miles, 1999) Thiếu nitơ, sự sin t ư ng của sợi nấm sẽ bị hạn chế Hàm lượng nitơ t ong cơ c ất quá thấp, sợi nấm không thể phát triển được, ngược lại hàm lượng nitơ t ong cơ c ất quá cao sẽ kích thích hình thành sợi khí sinh, từ đ làm giảm khả n ng tạo quả thể nấm Một chức n ng uan t ng nữa của nitơ là tổng hợp enzyme xenlulaza để phân giải xenluloza từ cơ c ất tạo nguồn din dưỡng cacbon cho nấm sinh

t ư ng và phát triển

Theo Chang và Miles, (2004), nguồn nitơ mà ệ sợi nấm dễ sử dụng được cung cấp từ peptone, bột đậu tương, bột nấm men, ammonium sulfate, asparagin, serine, alanine và glycine, t ong đ đạm urê t được sử dụng

10

Theo Trịnh Tam Kiệt, 2012), nitơ là yếu tố din dưỡng cơ bản

t ong môi t ư ng nuôi cấy sợi nấm, nitơ cần thiết cho sự tổng hợp các axit amin và các protein Nguồn nitơ bổ sung cho quá trình trồng nấm có thể là nitơ ô cơ oặc nitơ hữu cơ, trong đ , nitơ hữu cơ giúp nấm phát triển tốt

ơn so với nitơ ô cơ

Ngoài vai trò riêng biệt của từng nguyên tố cacbon và nitơ, tỉ lệ C/N rất quan tr ng đối với sự sin t ư ng, phát triển của nấm Ở mộc n ĩ, sự sin t ư ng diễn a t ong điều kiện cơ c ất có tỷ lệ C/N nhỏ ơn 60 1, t ong

đ tốt nhất là 35/1 Với m n cưa cây cao su, tỷ lệ C/N là 56/1, n ưng

m n cưa g tạp tỷ lệ này rất cao có thể lên tới trên 100/1, vì vậy trong quá trình trồng nấm phải bổ sung cân đối din dưỡng để đảm bảo tỷ lệ C/N phù hợp cho sự phát triển của từng loại nấm (Lê Duy Thắng và cộng sự, 2001)

Nấm sò sử dụng nguồn din dưỡng giàu cacbon à t nitơ Vì ậy, hầu hết các chất hữu cơ c c ứa xenluloza, emixenluloza à lignin đều có

thể được sử dụng làm cơ cơ c ất trồng nấm sò (Sharma et al., 2013) Tỉ lệ

C/N tốt nhất cho nấm sò vào khoảng 20 – 30/1 và không quá 50/1 (Lê Duy Thắng và cộng sự, 2001) Các nguồn đạm mà hệ sợi nấm sò sử dụng là peptone, bột đậu tương, bột nấm men, ammonium sulfate, asparagin, serine, alanine và glycine T eo C ang à iles, 2004) đạm u e được ít được sử dụng làm nguồn din dưỡng cho nấm sò

T ong uá t ìn t ao đổi chất cũng n ư ìn t àn uả thể, nấm cần các nguyên tố din dưỡng k oáng n ư photpho (P), kali (K), canxi (Ca), magie (Mg), kẽm (Zn), sắt (Fe) và mangan (Mn), t ong đ P, K, Mg là 3 nguyên tố quan tr ng nhất, cần đến 100 – 500mg/l cho sự tổng hợp các chất sống của tế bào Nấm n cần các din dưỡng Fe, Cu, Mn, Mo, Zn với lượng rất nhỏ cho quá trình hình thành enzyme và chuyển hóa Đin Xuân Linh

và cộng sự, 2012)

11

Theo Milles (1993), trong thành phần khoáng của tế bào nấm, P chiếm tỉ lệ cao và là nguyên tố không thể thiếu được cho sự sin t ư ng của nấm P cần thiết cho sự tổng hợp axit amin, protein P có mặt trong cấu trúc của màng tế bào nấm với nồng độ thích hợp để nấm sin t ư ng là 0.004M

K là nguyên tố chiếm tỷ lệ cao trong thành phần khoáng của tế bào nấm, mặc dù không tham gia vào bất kì thành phần nào của nguyên sinh chất tế bào n ưng đ ng ai t cộng tố trong nhiều enzyme, nồng độ thích

hợp của K từ 0,001-0,004M (Chang et al., 1999)

Theo Chang et al., 1 ), lưu uỳnh (S) có trong thành phần cấu

trúc của tế bào và là yếu tố cần thiết cho sự tổng hợp của một số axit amin

và vitamin S tham gia quá trình oxy hóa khử các chất trong tế bào Nhu cầu về lưu uỳnh nấm vào khoảng 0,0001-0,0006M

Mg cần cho nấm với liều lượng 10-3-10-4 M và mang tính chất của một cộng tố Ngoài các khoáng chất nêu trên, Fe, n, Zn, Ca cũng k ông thể thiếu đối với sự sin t ư ng của nấm

Bên cạnh nhu cầu về các din dưỡng khoáng, sự phát triển của nấm còn rất cần các itamin để hình thành hệ sợi và hoạt động chuyển hóa các chất của tế bào đặc biệt là các vitamin n m B n ư: vitamin B1, B6, vitamin H (B7), B12 (Nguyễn Lân Dũng, 2002) Trong sản xuất, nguồn cung cấp vitamin cho sự phát triển của nấm, đặc biệt là các vitamin nhóm B

t ư ng lấy từ các nguyên liệu hữu cơ n ư cám gạo, cám ngô

1.1.3.2 Nhiệt độ

Giống n ư các sin ật khác, nhiệt độ có ản ư ng trực tiếp đến các phản ứng sinh hoá bên trong tế bào nấm n, k c t c oạt động của các chất t ng t ư ng, các enzyme thuỷ phân (enzyme hydrolaza) Nhiệt độ chi phối toàn bộ các hoạt động sống của nấm à tác động tới sự hình thành, phân nhánh hệ sợi nấm

12

Mộc n ĩ c t ể sin t ư ng nhiệt độ từ 150C đến 350C, t ong đ nhiệt độ thích hợp nhất để mộc n ĩ p át t iển là từ 250C đến 320C Đối với mộc n ĩ, n iệt độ không chỉ ản ư ng đến n ng suất mà còn ản ư ng đến hình thái quả thể Khi nhiệt độ k ông k cao ơn 320

C, mộc n ĩ m c

t ưa, cánh mỏng, cây nhỏ à mép xo n n iều T ong điều kiện nhiệt độ thấp, mộc n ĩ c cán dày à lông dài ơn guyễn Lân Hùng, 2000)

Nhiệt độ tối thích cho sự sin t ư ng của hệ sợi nấm sò trong khoảng

250C – 300C Nhiệt độ không chỉ ản ư ng đến n ng suất mà còn ảnh

ư ng đến hình thái quả thể T ong điều kiện nhiệt độ cao, cuống nấm dài

à mũ nấm mỏng gược lại, nhiệt độ thấp, nấm phát triển chậm, cuống nấm ngắn, mũ nấm dày, màu sắc quả thể đậm ơn T ịnh Tam Kiệt, 2013)

1.1.3.3 Độ ẩm

Độ ẩm rất quan tr ng đối với sự phát triển của sợi nấm và quả thể nấm Độ ẩm cơ c ất trồng nấm 60 – 65% và độ ẩm không khí trên 80% thích hợp cho sự phát triển hệ sợi và quả thể nấm Đin Xuân Lin à cộng

sự, 2012) Nếu nguyên liệu quá khô sẽ ản ư ng đến sin t ư ng của hệ sợi nấm, dẫn đến ản ư ng tới n ng suất và chất lượng nấm Ở độ ẩm không khí 50% sợi nấm ngừng phát triển và chết, nếu dạng quả thể thì sẽ

bị khô kém về thẩm mỹ à n ng suất Với độ ẩm trên 95% quả thể sẽ bị

n ũn à t ối

Theo Nguyễn Lân Hùng, (2000) độ ẩm k ông k nơi nuôi t ồng nên giữ mức 80%-90% Việc duy t ì độ ẩm không khí trong suốt quá trình trồng nấm rất quan tr ng đặc biệt t ong giai đoạn hình thành quả thể

1.1.3.4 Ánh sáng

Ánh sáng rất quan tr ng đối với quá trình hình thành và chín của các

cấu trúc tái sinh nhiều loại nấm (Kitamoko et al., 1972) T eo Vương Bá

13

Triệt, (1994) trong bóng tối sợi nấm vẫn phát triển bìn t ư ng, n ưng nếu

có ánh sáng yếu thì sợi nấm lan n an ơn

Mộc n ĩ k ông c k ả n ng uang ợp n ư cây xan , sống nh vào nguồn n ng lượng được phân hủy từ xenluloza của cơ c ất Do đ , ề cơ bản mộc n ĩ k ông cần án sáng Tuy n i n, t ong các giai đoạn khác nhau, cần điều chỉn độ chiếu sáng cho phù hợp với sự phát triển của mộc

n ĩ T i kỳ ủ sợi, cần giữ mộc n ĩ ch tối T ong giai đoạn hình thành quả thể, nâng dần độ chiếu sáng để kích thích sự phát triển của quả thể mộc

n ĩ i mộc n ĩ p ủ gần kín bề mặt, tiếp tục nâng mức sáng l n ngưỡng

n ư trong phòng có m cửa (Nguyễn Lân Hùng, 2000) Ánh sáng tốt nhất cho sự phát triển của quả thể là 330lux Nếu ánh sáng quá nhiều mộc n ĩ bị đen, lông dài ếu ánh sáng ít mộc n ĩ c màu t ắng bợt, lông ngắn (Trịnh Tam Kiệt, 2013) Theo kinh nghiệm dân gian khi trồng mộc n ĩ t n các thân g có vỏ dày thì chiếu “7 p ần sáng, 3 phần tối”, ngược lại khi trồng mộc n ĩ t n các t ân g có vỏ mỏng thì nên chiếu “ p ần tối, 5 phần sáng” guyễn Lân Dũng, 2003)

Đối ới nấm s , án sáng ản ư ng không tốt đến sự sin t ư ng của hệ sợi nấm, n ưng k i ìn t àn uả thể cần ánh sáng khuếch tán khoảng 100 – 200 lux Đin Xuân Lin à cộng sự, 2012)

1.1.4 Sản xuất nấm ăn trên thế giới và ở Việt Nam

Theo Bradley, (2013) trồng nấm là một giải pháp ứng dụng công nghệ sinh h c có tính khả thi về kinh tế Nấm được sử dụng dưới dạng n tươi, dược phẩm và mỹ phẩm (Bộ Nông nghiệp Malaysia, 2011, Mohd Tarmizi, 2013)

Từ n m 1 6 đến n m 200 sản xuất nấm trên thế giới đã t ng khoảng mư i lần Theo FAO, mức t ng đáng c ú ý n ất là Trung Quốc,

Mỹ, Hà Lan, Ấn Độ và Việt Nam Kể từ đầu những n m 1 0, T ung uốc

14

đã duy t ì tốc độ t ng t ư ng 10% m i n m t ong vòng ba thập kỷ , ua đ làm t ng tổng sản lượng nấm từ 60.000 tấn với giá trị là 100 triệu nhân dân

tệ (15 triệu D) ào n m 1 7 l n tới 25,7 triệu tấn với giá trị ơn 7 tỷ nhân dân tệ (13 tỷ D) t ong n m 200 à đạt 149 tỷ nhân dân tệ (24 tỷ D) t ong n m 2011 Tỷ lệ nấm cung cấp cho toàn thế giới của Trung

Quốc đã t ng từ ,7% n m 1 7 l n 0% n m 200 (Wu et al, 2013)

Nguồn: FAO 2015

Hình 1.1 Sản xuất nấm trên thế giới n m 2014

T n đến n m 2014, các nước châu Á sản xuất ơn 74,64% t ị

t ư ng nấm trên thế giới, tiếp theo là châu Âu 19,63% (FAO, 2015), trong

đ khoảng 40% nấm trên thế giới được xuất khẩu từ Trung Quốc và Trung

Quốc đã t t àn nước sản xuất nấm lớn nhất thế giới (Zhang et al, 2014)

Theo Li & Hu, (2014), n m 2013, sản xuất nấm ương Trung Quốc chiếm tỷ lệ (22,5%), tiếp theo là mộc n ĩ xám (18,9%) và mộc n ĩ t ư ng (16,8%) Trên thế giới hiện có khoảng 300 loại nấm có thể n được, trong

đ có 30 giống thuần hoá và 10 giống được t ương mại hóa Các loại nấm trồng phổ biến và dễ dàng sản xuất nhất là nấm sò và nấm ương (Barney, 2015) Sản xuất nấm n c thị t ư ng tiêu thụ lớn, n ưng nấm lại được

15

trồng rộng rãi b i những ngư i nông dân sản xuất quy mô nhỏ (Li & Hu, 2014)

Ở Việt am từ àng ngàn n m nay n ân dân ta đã biết t u ái nấm

tự n i n để làm t ức n u ệ nấm Việt am được xác địn c k oảng

1 00 loài nấm lớn T ịn Tam iệt, 2011), t ong đ c gần 200 loại nấm

n à nấm dược liệu gồm các loài nấm n à nấm dược liệu uý n ư: nấm ương, mộc n ĩ, nấm mối, nấm c ân c im, nấm lin c i… p ân bố ầu ết các k u ực t ong cả nước

Với k ậu n iệt đới, Việt am ất p ợp c o sự p át t iển đa dạng các loại nấm t ồng Hiện nay nước ta mới đưa ào sản xuất k oảng 16 loại nấm chính với sản lượng nấm àng n m đạt k oảng 2 0.000 tấn, kim ngạc xuất k ẩu đạt 70 - 90 t iệu D k ông t n xuất k ẩu tiểu ngạc ),

t ong đ : mộc n ĩ đạt 120.000 tấn, nấm ơm là 64 00 tấn, nấm s k oảng 60.000 tấn, nấm mỡ 000 tấn, nấm lin c i 300 tấn, các loại nấm k ác n ư nấm ân c i, nấm đầu k ỉ, nấm kim c âm, nấm ng c châm ới số lượng

k oảng 700 tấn guyễn ư Hiến & ạm V n Dư, 2013)

Các loại nấm à ng sản xuất Việt am bao gồm:

+ ấm ơm các tỉn miền Đông am Bộ à Đồng bằng sông Cửu Long Đồng T áp, An Giang, c T ng, T à Vin , Cần T ơ, Đồng ai )

+ ộc n ĩ các tỉn miền Đông am Bộ Đồng ai, Lâm Đồng, Bìn ước, )

+ ấm mỡ, nấm s , nấm ương các tỉn p a Bắc

+ Các loại nấm dược liệu nấm linh chi, vân chi, nấm đầu k ỉ) một

số tỉn t àn p ố n ư: Hà ội, TP Hồ C in , Hưng Y n, Vĩn úc,

in Bìn , Đồng ai, ới uy mô n ỏ lẻ, c ưa ìn t àn được ng

c uy n biệt

16

+ ột số loại nấm n k ác n ư nấm t ân c âu, nấm kim c âm, nấm

đ i gà, nấm c ân dài, nấm ng c c âm đang đưa ào ng i n cứu à t ồng

t ử ng iệm tại một số cơ s Hà Nam, Ninh Bình và Hà ội

u cầu ti u t ụ nấm tươi à nấm k ô t ong nước t ng n an trong

n ững n m gần đây, giá nấm luôn đứng mức cao, t ong đ nấm ương

k oảng 120.000 - 150.000 đồng kg, nấm ơm, nấm mỡ từ 0.000 đến 60.000 đồng kg, mộc n ĩ k oảng 100.000 - 120.000 đồng kg nấm k ô, nấm

s từ 2 000 đồng đến 30.000 đồng kg T ị t ư ng ti u t ụ nấm ngày một

m ộng, ngư i ti u d ng t ong nước ngày càng uan tâm ơn đến iệc sử dụng nấm t ong các bữa n gia đìn

ấm n của Việt am đã được xuất k ẩu dưới dạng nấm muối, nấm

ộp, nấm k ô, t ong đ các loại nấm xuất k ẩu c ủ lực là mộc n ĩ, nấm ương, nấm ơm ới kim ngạc xuất k ẩu n m 200 là 60 t iệu D và

- Đến n m 2020: ản xuất à ti u t ụ đạt k oảng 1.000.000 tấn

t ong đ : 0% xuất k ẩu; 0 % ti u t ụ nội địa

Ngày 16/4/2012, Thủ tướng Chính phủ đã ban àn uyết định số

43 Đ- TTg, phê duyệt Danh mục sản phẩm quốc gia thực hiện từ n m

2012 thuộc C ương t ìn p át t iển sản phẩm quốc gia đến n m 2020,

t ong đ c sản phẩm nấm n, nấm dược liệu và bắt đầu đưa ào t ực hiện

từ n m 2017 ới 03 đề tài nghiên cứu và 01 dự án sản xuất thử nghiệm

c uyển a các ợp c ất này c tác động đáng kể đến p át t iển nông

ng iệp, n i n liệu sin c à môi t ư ng T ong sản xuất nông ng iệp, tàn

dư t ực ật trên đồng uộng không c ỉ là một nguồn din dưỡng c o đất

mà còn c tác dụng cải t iện t n c ất a c, ật lý đất trồng t t (Kumar

et al, 1999, Hasanuzzaman et al., 2014) Hợp c ất ligno – xenluloza chính

gồm xenluloza, hemi – xenluloza và Lignin

1.2.1 Xenluloza

Xenluloza là polyme đồng nhất, tuyến tính cao phân tử từ các đơn ị lặp đi lặp lại của xenlobioza (hai vòng glucoza khan kết nối thông qua liên

kết β-1,4 glycosidic) (Klemm et al., 1998) Các chu i polyme của

xenluloza liên kết với nhau bằng các liên kết hydro và Van der Walls, làm

c o xenluloza được sắp sếp thành các sợi nhỏ (Ha et al., 1998) Bằng cách

hình thành các giới hạn của hydro, chu i c xu ướng sắp xếp song song và tạo thành một cấu trúc tinh thể Do đ , các sợi nhỏ xenluloza có cả hai vùng là vùng kết tinh (khoảng 2/3 tổng lượng xenluloza) và vùng ô định hình Xenluloza có cấu trúc dạng tinh thể nên khó bị phân hủy và hòa tan

(Zhang et al., 2004; Taherzadeh et al., 2008) Vùng kết tinh có trật tự cao

và bền vững với các tác động b n ngoài à ng ô định hình có cấu trúc không chặt chẽ, do đ kém bền vững ơn V ng ô định hình có thể hấp thụ nước à t ương l n T ong k i đ vùng kết tinh, mạng lưới liên kết

yd o ng n cản sự t ương này, các dung môi ữu cơ, các dung dịch axit hay kiềm loãng cũng k ông có tác dụng, các enzyme chỉ có thể tác dụng lên bề mặt của các sợi T ng T ị C n , 2001; guyễn Thị Hoài Hà, 2004; Linder

et al, 1997)

18

Xenluloza là thành phần chủ yếu của thành tế bào thực vật với tỷ lệ trong khoảng 30- 80% tính theo khối lượng khô Xenluloza là một polyme mạch thẳng bao gồm nhiều gốc anhydroglucoza gắn với nhau nh liên kết β-1,4 glycozit và liên kết chặt chẽ với các polisaca it k ác n ư emi-xenluloza, pectin, lignin tạo thành những phức hợp bền vững M i phân tử xenluloza t ư ng chứa 10.000-14.000 gốc glucoza, khối lượng tương ứng

là 1,5 triệu kDa, với chiều dài phân tử có thể lớn ơn oặc bằng m

T ng T ị C n , 2001; guyễn Thị Hoài Hà, 2004; Linder et al, 1997)

Xenluloza là hợp chất phức tạp, bền vững k ông tan t ong nước và trong nhiều dung môi hữu cơ, k ông c ịu tác dụng của các dung dịch axit

và kiềm loãng, chỉ bị thuỷ p ân k i đun n ng ới axit hoặc kiềm Do liên kết glycozit không bền với axit, xenluloza dễ bị thuỷ phân b i axit thành các sản phẩm thuỷ phân không hoà tan, c độ bền cơ c kém ơn

Xenluloza tự nhiên khi bị thuỷ phân hoàn toàn sẽ cho sản phẩm cuối cùng là D-glucoza Dung dịch kiềm làm t ương p ồng mạch xenluloza và hoà tan một phần các xenluloza phân tử nhỏ Ở điều kiện bìn t ư ng một

số vi sinh vật có thể thuỷ phân xenluloza thành xenlobioza và glucoza

(Beguin et al., 1992; Bruno et al., 1998)

1.2.2 Lignin

Lignin là một trong số các polyme hữu cơ p ổ biến nhất thực vật, chỉ sau xenluloza Hàm lượng lignin trong g khoảng 20-40% Lignin được tạo n n b i các đơn p ân tử p-coumaryl alcohol, coniferyl alcohol và sinapyl alco ol Lignin c ng ới xenluloza tạo t àn n ững b sợi ững

c ắc t ong t àn tế bào t ực ật Lignin tạo liên kết hóa h c với hemi - xenluloza và ngay cả với xenluloza n ưng k ông n iều) Độ bền hóa h c của những liên kết này phụ thuộc vào bản chất liên kết, cấu trúc hóa h c của lignin và các gốc đư ng tham gia liên kết (Nguyễn Đức Lượng, 2004)

19

Cấu trúc của lignin đa dạng, tùy thuộc vào loại g , tuổi của cây hoặc cấu trúc của nó trong g G mềm chứa chủ yếu là guaiacyl, g cứng chứa chủ yếu syringyl Theo Palonen, (2004), guaiacyl lignin hạn chế sự t ương

n của xơ sợi và vì vậy loại nguyên liệu đ sẽ khó bị tấn công b i enzyme

ơn sy ingyl lignin Cấu trúc hóa h c của lignin rất dễ bị t ay đổi trong điều kiện nhiệt độ cao và pH thấp Ở nhiệt độ phản ứng cao ơn 200o

C, lignin bị kết khối thành những phần riêng biệt và tách ra khỏi xenluloza Những nghiên cứu t ước đây c o t ấy đối với g cứng, nhóm ether β-O-4 aryl bị phá hủy trong quá trình nổ ơi Đối với g mềm, quá trình nổ ơi làm bất hoạt các nhóm hoạt động của lignin vị trí α n ư n m yd oxyl hay ether Các nhóm này bị oxy hóa thành cacbonyl hoặc tạo cation benzylic và tiếp tục tạo liên kết C-C (Palonen, 2004)

Lignin là một ợp c ất tự n i n, c cấu t úc p ức tạp, đa dạng à ất

k bị p ân ủy Xử lý bằng biện p áp a c à sử dụng a c ất đã được tiến àn , xong iệu uả c n ạn c ế do c i p cao à t ư ng gây a

n ững tác ại xấu ề mặt môi t ư ng Das tban et al., 200 ) Lignin c t ể

bị t ủy p ân b i các enzyme n ư manganese peroxidaza, lignin peroxidaza

cellobiose dehydrogenase (Lenihan et al., 2010) i p ân ủy, lignin c o

sản p ẩm là methoxy phenol

1.2.3 Hemi – xenluloza

Hemi - xenluloza là t àn p ần c n k ác trong ệ sợi của

t ực ật c ulz, (1891) trích theo Zhang et al, 2006), c o ằng các

polysacc a ide dễ dàng tác a k ỏi mô t ực ật là các bán t àn p ẩm của các p ân tử xenluloza oặc tiền c ất của xenluloza, ì ậy c úng được g i

là hemi - xenluloza Ông cũng p át iện a ằng t àn p ần này dễ dàng được t ủy p ân t àn monosacc a ide t ong axit k oáng n ng p a loãng oặc dung dịc aOH % aOH Aspinall (1962) xác địn hemi -

20

xenluloza c nguồn gốc từ các polysacc a ide của t ực ật à bao gồm

c u i cơ bản c ứa D-xylose, D-mannose, D-glucoza, oặc D-galactose và các glycosyl k ác n ư các mạc n án li n kết ới c u i cơ bản này Whistler 1 6 ) c o ằng emi – xenluloza là polysacc a ide c iết xuất bằng dung dịc kiềm, t ừ xenluloza à pectin ông giống n ư xenluloza, hemi - xenluloza là một polyme đồng t ng ợp gồm n iều p ân tử saccharide khác nhau (Yang, 2008)

Theo Yin et al, (1999), hemi - xenluloza là glucan trong

ma t ận của tế bào à các t àn p ần c n là xylan, xyloglucan, glucomannan, manna, galactomannan, callose,.v.v

Hemi – xenluloza là polyme mạc t ẳng, c n án ới

t àn p ần đơn p ân đa dạng gồm n m p ân tử đư ng c n là D-glucoza, D-galactose, D-mannose, D-xylose, L-a abinose à một số t àn p ần k ác

n ư D-glucuronic axit và 4-O-methyl-D-glucu onic axit ới số lượng đơn

p ân dưới 200 à c t ể bị acetyl a u ad et al., 1997) Hemi –

xenluloza được c ia t àn n iều loại n ư xylan, mannan, glucan, glucuronoxylan, arabinoxylan, glucomannan, galactomannan, galactoglucomannan, β-glucan oặc xyloglucan Loài t ực ật k ác n au

c t àn p ần emi – xenluloza k ác n au, t ong đ t ực ật t uộc Cỏ oaceae) n ư lúa, lúa mì à kiều mạc c t àn p ần k ung cấu t úc c ủ

yếu là glucu onoa abinoxylan Ca pita, 1 6), các loại cây g mềm à cây

g cứng c t àn p ần emixenluloza lần lượt là acetylated galacto) glucomannan ay c n g i là a abinoglucu onoxylan) à glucu onoxylan

(Scheller et al, 2010)

Trong các loại hemi - xenluloza, xylan là polyme chính của thành tế bào thực vật, t ong đ các gốc D-xylopyranose kết hợp với nhau qua liên kết β-1,4 - D-xylopy anose Đa số phân tử xylan chứa nhiều nhóm trục

21

chính và chu i bên (Beily, 1985) Các gốc thay thế chủ yếu trên khung chính của xylan là các gốc acetyl, arabinosyl và glucuronosyl Các nhóm này c đặc tính liên kết tương tác cộng hóa trị và không hóa trị với lignin,

xenluloza và các polymer khác (Puls et al., 1993)

1.3 Vi sinh vật phân giải ligno - xenluloza

1.3.1 Vi sinh vật phân giải xenluloza

ân giải xenluloza là uá t ìn sin c được tạo a à kiểm soát

b i các enzyme xenlulaza c ai t t ủy p ân cầu nối β-1,4 giữa ai p ân

tử glucoza Wilson, 2011) Hệ t ống enzyme p ân giải xenluloza bao gồm

ba enzyme ngoại bào c t ể a tan là: endoglucanaza, exoglucanaza à β-glucosidaza β-D-glucoside, gluco yd olase oặc cellobiase) Endoglucanaza c ịu t ác n iệm t ong sự p ân cắt ngẫu n i n

1,4-β-li n kết β-1, 4-glycosidic d c t eo c u i xenluloza Exoglucanaza cần t iết

c o sự p ân cắt đoạn cuối của c u i à p ân tác các sợi cơ bản của tin

t ể xenluloza β-1,4 - glucosidaza t ủy p ân cellubiose à cellodext in hòa tan thành glucoza (Shewale, 1982; Wiseman., 1983) T n t ực tế, mặc d đều sử dụng cơ c ất xenluloza n ưng cơ c ế p ân giải xenluloza của các loài i sin ật ất k ác n au Wilson, 2008)

Xenlulaza c oạt t n ất t ấp đối ới xenluloza dạng tin t ể

n ưng c úng c sự t ng cư ng xúc tác ất cao là do c u kỳ bán ã dài của tin t ể xenluloza Xenlulaza k ác biệt so ới ầu ết các enzyme k ác,

vì c úng p ân giải cơ c ất k ông a tan, t ong đ xenlulaza k uếc tán đến cơ c ất à mang n ững mẫu cơ c ất k ông a tan đến tâm oạt động, t ong k i các cơ c ất a tan t ì k uếc tán à gắn ào tâm oạt động của n ững enzyme k ác Wilson, 2011)

Trong các i sin ật c k ả n ng p ân giải xenluloza, i k uẩn kị

k c iệu uả ơn các i k uẩn iếu k T ong k i các i k uẩn iếu

22

k sản sin lượng lớn enzyme, i k uẩn kị k t ì lại ạn c ế ơn Bayer

et al., 2004) uá t ìn p ân giải xenluloza ất p ức tạp, đ i ỏi sự p ối

ợp c ặt c ẽ giữa các enzyme xenlulaza, iệu uả của sự p ối ợp được

tạo a bằng các kết ợp t ong xenlulozaxome T eo Fontes et al., (2010)

xenlulozaxome là c máy cấp độ nano c cấu tạo p ức tạp n ưng iệu

uả n ất t ong t ế giới tự n i n

Các i sin ật p ân giải xenluloza c ủ yếu được p ân lập từ ệ

ti u a động ật n cỏ n ư b , cừu, d Oyeleke et al., 2008), côn trùng (Huang et al., 2012; Hu et al., 2014) và t ong p ân ủ, p ân ữu cơ, b n từ nước t ải Bayer et al., 2004)

Vi k uẩn p ân giải xenluloza bao gồm Clostridium, Bacteroides

sucinogenes, Butyrivibrio fibrisolvens, Ruminococcus albus, Methanobrevibacter ruminatium, Siphonobacter aquaeclarae, Cellulosimicrobium funkei, Paracoccus sulfuroxidans, Ochrobactrum cytisi, Ochorobactrum Haematophilum, Kaistia adipata, Desvosia riboflavia, Labrys neptuniae,Ensifer adhaerens, Shinella zoogloeoides, Citrobacter freundii, và Pseudomonas nitroreducens Các loài này p ần

lớn t uộc n m i sin ật kị k , được p ân lập c ủ yếu từ ệ t ống ti u

a của động ật n t ực ật Huang et al., 2012; Milala et al., 2005; Schwarz, 2001)

T ong đất ngư i ta cũng p ân lập được các i k uẩn g am +) iếu

k giải xenluloza n ư Brevibacllus, Paenibacillus, Bacillus, và

Geobacillus, t ong đ các i k uẩn ưa ấm c pH à n iệt độ tối t c c o

enzyme cacbonmet yl xenlulaza oạt động là , à 0C, các i k uẩn

ưa n iệt là pH à n iệt độ tối t c là ,0 à 7 0

C (Rastogi et al., 2009)

Xạ k uẩn Actinomycetes) t uộc n m G am +), iếu k c mặt

k ắp nơi t ong tự n i n, c iếm ưu t ế t ong đất p èn k ô Jeffrey, 2008)

23

AD của xạ k uẩn ất giàu G+C, c iếm tới 7- 75 % (Lo et al., 2002)

Xạ k uẩn c n được biết đến n iều b i các sản p ẩm c uyển a bậc ai,

nổi bật là các loại k áng sin n ư streptomycin, gentamicin, rifamycin và

erythomycin goài a, xạ k uẩn c n c k ả n ng c uyển a các ợp

c ất ữu cơ n n được ứng dụng n iều t ong nông ng iệp à xử lý môi

t ư ng

Streptomyces là giống c ủ đạo t ong xạ k uẩn c k ả n ng sản sin

xenlulaza mạn à được được uan tâm ng i n cứu n iều n ất, t ong đ

đặc biệt là các giống Streptomyces reticuli, Streptomyces drozdowiczii,

Streptomyces lividans (Kluepfel et al., 1986; Schrempf, 1995) Thermoactimnomyces được tìm t ấy t ong t ầm t c đại dương, Streptosporangium t ong uặng apatit cũng là n ững loài c k ả n ng

p ân ủy xenluloza Chang et al., 2009; Veiga et al., 1983)

Theo Shahriarinour et al., (2011) vi nấm c cơ c ế sin a độc

đáo t ong p ân giải cơ c ất tạo n ững sản p ẩm bậc ai đặc biệt, được

ng i n cứu n iều n ất t ong lĩn ực p ân ủy xenluloza Các xenlulaza

từ nấm t ư ng c oạt lực cao à dư ng n ư k ông c các dạng ật lý

nấm c ai t uan t ng t ong uá t ìn p ân ủy xenluloza

1.3.2 Vi sinh vật phân giải lignin

T ong tự n i n lignin bị p ân ủy ất c ậm, t ư ng kéo dài àng t áng, t ậm c àng n m ự p ân ủy lignin n an c ng à n iều

basidiomycetes i k & Fa ell, 1 7; Blanc ette, 1 1) à một số

ascomycetes (Duran et al 1 7) oặc Actinomycetes n ư Streptomyces badius và Streptomyces flavovirens (Crawford et al., 1983; Ramachandra et

al., 1 ) Các enzyme c n p ân ủy lignin ligninolytic) là lignin

peroxidaza, manganese peroxidaza và laccaza (Yang et al., 2005)

Manganese peroxidaza (MnP) hoạt động n ư một phenoloxydaza

t n cơ c ất phenolic bằng cách sử dụng Mn3+

/Mn2+ làm cặp oxy hoá khử trung gian Nhiệm vụ chính của MnP là tham gia vào phản ứng oxy hoá hợp chất p enol cũng n ư cấu trúc phenolic của lignin MnP tấn công trực tiếp vào cấu t úc ng t ơm lignin, c uyển hóa thành những gốc có tr ng lượng phân tử thấp theo thông qua oxy hóa khử Mn gián tiếp (Daljit Singh Arora et al., 2002) Mn được tìm thấy t ong môi t ư ng nuôi cấy

P.chrysosporium (Kuwahara et al.,1984) MnP xuất hiện sớm ơn Li k i

nuôi cấy P.chrysosporium và là enzyme chính trong hệ enzyme phân hủy

lignin MnP có thể oxy hóa các phần cấu t úc p enolic, n ư ậy nếu điều kiện thuận lợi MnP phối hợp với LiP hình thành hệ enzyme có thể phân hủy vật liệu giàu lignin

Lignin peroxidaza (LiP) là enzyme thực hiện xúc tác các quá trình oxi hóa khác nhau trong mối liên kết aryl của phức hợp lignin, cắt mối liên kết Cα-Cβ của nhánh bên lignin, thực hiện oxi hóa veratryl alcohol và các cấu t úc tương tự tạo thành andehyt và ceton, phân cắt mối liên kết intradiol của cấu trúc phenylglycol và hydro hóa nhóm benzylic metylen

LiP lần đầu ti n được tìm thấy t ong môi t ư ng nuôi cấy P

25

chrysosporium Hiện nay có thể tìm thấy enzyme này trong một số loài

nấm mục trắng k ác n ư Phlebia radiate, Phlebia tremellose, Trametes

versicolor và xạ khuẩn Streptomyces viridosporus, Thermomonospora fusca…

Sự hoạt động của LiP cần phải có sự tham gia của (H2O2) sinh ra từ các enzyme khác, ngoài ra còn tìm thấy khả n ng này ới veratryl alcohol, axit phenolic LiP phản ứng với cơ c ất ua ai giai đoạn oxy hóa kế tiếp chuyển dịch một điện tử, hình thành cation - gốc tự do trung gian Do thế oxy hóa khử cao, Li cũng c t ể oxy a đơn ị mắt xích của lignin là phenyl propan dạng phi phenolic

Laccaza là polyphenol oxidase có khả n ng xúc tác p ản ứng chuyển hóa hợp chất phenol thành các gốc uinin à sau đ oxy a t àn uinon Ngoài ra laccaza còn liên kết với các chất nhận điện tử trung gian có khả

n ng oxy a các ợp chất không có bản chất là phenol Laccaza có khối lượng phân tử từ 60-80 kDa, tuy nhiên vẫn có một vài ngoại lệ n ư laccaza

từ Monocilium indicum có khối lượng phân tử 100 kDa, từ Agaricus

biporus 100 kDa và Aspergillus nidulans có khối lượng phân tử 110 kDa

C o đến n m 1 0, laccaza mới được biết đến với vai trò phân giải các hợp chất phenol của lignin và hiện nay các nhà khoa h c đã n ận thấy dải cơ c ất của laccaza có thể m rộng đối với các tiểu phần khác không

có bản chất phenol của lignin (non-phenolic) khi có mặt chất trung gian (mediator) thích hợp Các chất trung gian gồm 2,2’-azino-bis 3-etylthiazolin-6 sunfonat (ABTS), guaiacol, syringaldazine ABTS, guaiacol, sy ingaldazine đ ng vai trò là chất vận chuyển điện tử trung gian, có khả n ng oxy a các tiểu phần không có bản chất phenol (Petr Baldrian, 2005)

Nhiệt độ có ản ư ng đến sự t ng t ư ng và tốc độ phân hủy của vi

sinh vật trong quá trình ủ nguyên liệu (Chen et al., 2011) Nhiệt độ cao sẽ

giúp phân hủy các vật liệu hữu cơ n an ơn Để đảm bảo hiệu quả hoạt động của vi sinh vật trong quá trỉnh ủ, cần phải theo dõi nhiệt độ liên tục

(Chen et al, 2011) vì n iệt độ t ng uá cao c t ể làm ô iệu uá t ìn

oạt động của i sin ật à à các enzyme p ân ủy c ất ữu cơ do i

sin ật tổng ợp Atlas et al., 1981) Để giải phóng nhiệt, các đống ủ phải được đảo trộn sau khi thiết lập được nhiệt độ chính xác (Jenkins et al.,

2003)

i loài i sin ật c ỉ c t ể p át t iển à oạt động tốt t ong

k oảng n iệt độ n ất địn Vi sin ật c t ể bị c ết k i n iệt độ ngoài

k oảng c ịu đựng ếu n iệt độ đống ủ đạt t n 700

C thì có t ể ti u diệt được p ần lớn các mầm bện c t ong ật liệu ủ Tuy n i n n iệt độ uá cao à kéo dài cũng ti u diệt luôn cả các n m i sin ật p ân uỷ c ất

ữu cơ à làm giảm tốc độ oai mục Bac et al., 1 4) c o ằng tốc độ

p ân uỷ c ất ữu cơ tối ưu t ong k oảng 60 – 650C Ở n iệt độ cao t n

700C ẫn c t ể c một số i sin ật ưa n iệt iếu k oạt động n ưng mật độ của c úng t ư ng t ấp do lượng oxy t ong đống ủ giảm n iệt độ cao (Blain, 1995)

iệt độ đống ủ t ư ng t ng cao do sự p át n iệt à lưu giữ n iệt của c n k ối ủ guy n n ân p át n iệt là do sự oxy oá của một số c ất béo Blain, 1 ) à k i oá n ng c uyển t àn n iệt n ng t ong oạt động t ao đổi c ất à p ân uỷ ữu cơ của i sin ật Batley, 1 7) ự

p át n iệt à n iệt độ t ong đống ủ c mối uan ệ điều c ỉn lẫn n au

27

i oạt động của i sin ật mạn dẫn đến gia t ng p át n iệt à c t ể làm c o n iệt độ của k ối ủ t ng cao iệt độ uá cao lại c tác dụng ngược lại là giảm oạt động của i sin ật à dẫn đến giảm sự p át n iệt

ếu đống ủ được uản lý tốt, n iệt độ c t ể được duy t ì mức độ cao

k oảng ài tuần ngoại t ừ giai đoạn đảo t ộn) iệt độ đống ủ cần được

t eo dõi t n ất là àng tuần a k, 1 ) iệt độ đống ủ à k ả n ng dẫn n iệt của nguy n liệu ủ li n uan đến k ả n ng giữ n iệt à sự p ân

bố đồng đều n iệt t ong k ối ủ guy n liệu ủ c ẩm độ càng cao t ì k ả

n ng giữ n iệt càng lớn Đống ủ c n iệt độ uá cao dẫn đến bất lợi c o oạt động của i sin ật à giảm tốc độ oai mục c ất ữu cơ Do đ ấn

đề uản lý n iệt, làm t ế nào loại bỏ lượng n iệt dư t ừa t ong uá t ìn ủ

là ất uan t ng Blain, 1 )

1.3.3.2 Độ ẩm

Độ ẩm là một trong những yếu tố quan tr ng ản ư ng đến hiệu

quả chuyển hóa vật chất hữu cơ t ong uá t ìn ủ Theo Cogger et al,

(2009) Các vi khuẩn cần nước cho hoạt động của chúng, vì vậy tất cả các nguyên liệu t ong đống ủ phải ẩm, n ưng k ông ướt Độ ẩm có liên quan

t ực tiếp đến sự t ao đổi k của uá t ìn ủ Blain, 1 )

Độ ẩm cao làm giảm sự t ao đổi k , dẫn đến t iếu oxy, t oát n iệt kém Độ ẩm t ấp c t ể ạn c ế sin t ư ng, p át t iển của i sin ật

T ong t ư ng ợp ủ iếu k , độ ẩm cao sẽ ng n cản uá t ìn t ông k à làm c o uá t ỉn ủ t t àn yếm k Đối với quá trình ủ hiếu k , độ ẩm tối đa p ải được giữ mức cho phép toàn bộ quá trình ủ được thoáng khí,

độ ẩm quá thấp sẽ làm chậm hoạt động của vi sinh vật, t ong k i nước quá

nhiều sẽ dẫn đến các điều kiện kỵ khí (Chen et al., 2011)

Theo Lê Hoàng Việt 2004) độ ẩm của nguy n liệu từ 0 – 70% (t ung bìn là 60%) t c ợp c o ủ compost à n n giữ ẩm độ c o đến