Chương II: Một số vi sinh vật ứng dụng trong kiểm soát sinh học

Thực phẩm tươi sống dễ bị biến đổi vật lý do vận chuyển, bảo quản Hiện nay dùng các chất bảo quản tổng hợp bằng phương pháp hóa học Nguy cơ sức khỏe Ảnh hưởng môi trường Tạo khả năng kháng chất bảo quản Kiểm soát sinh học gắn liền với phát triển nông nghiệp bền vững Định nghĩa kiểm soát sinh học: “Dùng một loài sinh vật hoặc sản phẩm của sinh vật sống để hạn chế, tiêu diệt sinh vật khác” Vi sinh vật có khả năng ức chế hoặc tiêu diệt vi sinh vật có hại Pseudomonas syringae Van Hall có khả năng kháng Botrytis, Penicillium, Mucor và Geotricum Candida oleophila Montrocher kháng Botrytis, Penecillium spp.

Chương II Một số vi sinh vật ứng dụng trong kiểm soát sinh học

1 Khái niệm về kiểm soát sinh

học và vi sinh vật đối kháng

Kiểm soát sinh học (Biocontrol)

 Thực phẩm tươi sống dễ bị biến đổi vật lý do vận chuyển, bảo quản

 Hiện nay dùng các chất bảo quản tổng hợp bằng phương pháp hóa học

 Nguy cơ sức khỏe

 Ảnh hưởng môi trường

 Tạo khả năng kháng chất bảo quản

Kiểm soát sinh học

 Kiểm soát sinh học gắn liền với phát triển nông nghiệp bền vững

 Định nghĩa kiểm soát sinh học:

“Dùng một loài sinh vật hoặc sản phẩm của sinh vật sống để hạn chế, tiêu diệt sinh vật khác”

Vi sinh vật đối kháng (antagonistic microorganism)

 Vi sinh vật có khả năng ức chế hoặc tiêu diệt vi sinh vật có hại

 Pseudomonas syringae Van Hall có khả năng kháng Botrytis, Penicillium, Mucor và Geotricum

 Candida oleophila Montrocher kháng Botrytis, Penecillium spp.

2 Yêu cầu của vsv đối kháng

1. Bền về di truyền

2. Hoạt động có hiệu quả ở nồng độ thấp

3. Có khả năng kháng nhiều loại vsv gây hỏng, gây bệnh

4. Nhu cầu dinh dưỡng đơn giản

5. Có khả năng sống trong môi trường không thuận lợi

Yêu cầu của vsv đối kháng

6. Có thể sinh trưởng trên cơ chất đơn giản trong thiết bị phản ứng

7. Không gây độc hại đối với vật chủ, không sinh độc tố gây hại cho người

8. Bền dưới tác dụng của các chất bảo quản khác, chịu được các công

đoạn xử lý hóa học và vật lý

3 Cơ chế hoạt động của các tác

nhân kiểm soát sinh học

Vật chủ

(thực phẩm) VSV gây hại, gây bệnh

VSV đối kháng

VSV khác

Cơ chế hoạt động

1. Khả năng sinh kháng sinh

2. Cạnh tranh về dinh dưỡng và không gian

3. Khả năng bám lên VSV có hại hoặc tác dụng trực tiếp lên chúng (ký sinh)

4. Kích thích khả năng chống chịu VSV gây bệnh của vật chủ

Khả năng sinh kháng sinh

 Đây là cơ chế hiệu quả nhất

 Bacillus subtilis sinh

 Iturin: một peptide có tính kháng nấm

 Gramicidin S

 Cơ chế này thường phối hợp một số cơ chế khác theo “công nghệ rào cản” (hurdle technology)

Khả năng sinh kháng sinh

Vấn đề cần quan tâm:

 Khả năng kháng kháng sinh của VSV và người

 Hiện nay rất ít tác nhân kiểm soát sinh học sinh kháng sinh được chấp nhận trong bảo quản thực phẩm tươi sống

Kiểm soát sinh học bằng

Kiểm soát sinh học bằng

Kiểm soát sinh học bằng

Pseudomonas cepacia

 Kiểm soát mốc xanh lục gây ra do Penecillium

expansum bằng pyrrolnitrin sinh tổng hợp từ P cepacia

Cạnh tranh dinh dưỡng và không

gian

 Cơ chế này thường gặp ở nấm men

 Nấm men thường cạnh tranh với VSV gây hại, ức chế sinh trưởng, nhưng không tiêu diệt chúng

 Khả năng ức chế hiệu quả hơn nếu nguồn dinh dưỡng khan hiếm

Cạnh tranh dinh dưỡng và không

gian

 Nấm men có khả năng tổng hợp màng polysaccharide  tăng khả năng bám dính lên bề mặt của rau quả

 VSV đối kháng sinh trưởng rất nhanh và xâm chiếm vị trí vết dập ở rau quả

 Sự sinh trưởng và nhu cầu dinh dưỡng của vsv đối kháng làm cho một số nấm mốc không có đủ dinh dưỡng để phát triển

Sự tạo thành Biofilm bởi Candida

oleophila

Wisniewski et al (2007) Post harvest biocontrol: New concepts and applications

Sự ký sinh

 Pichia guilliermondii có khả năng bám dính trên

sợi nấm Botrytis cinerea, tiêu diệt nấm bằng một

số enzym phân hủy màng tế bào

 Aspergilus pullulans ở vết dập của táo có khả

năng sinh tổng hợp enzym exochitinase và

β-1,3-glucanase

 Một số nấm men khác có khả năng giảm sự bám dính của bào tử và ngăn cản bào tử nảy mầm

Sự bám dính của Pichia guillemondii lên sợi

Wisniewski et al (2007) Post harvest biocontrol: New concepts and applications

Kích thích khả năng chống chịu

 Một số vsv có khả năng tương tác với vật chủ, thúc đẩy quá trình lành sẹo

 Một số nấm men biểu hiện tính đối kháng khi được đưa vào trước khi cấy vsv gây hại

Kích thích khả năng chống chịu

 Một số chủng Pichia guilliermondii có khả năng kích thích sự sinh ethylen,

hocmôn kích thích sinh tổng hợp phenylalaninammonium – lyase

 Kích thích khả năng sinh ezym trong quá trình STH polyphenol và một số chất kháng khuẩn khác ở vật chủ

Một số chế phẩm kiểm soát sinh

học đã thương mại hóa

10

Pseudomonas syringae ESC-

11

Botrytis cinerea, Penecillium

spp., Mucor

pyroformis, Geotrichum candidum

Tế bào viên nhỏ dạng lạnh đông

Bảo quản quả sau thu hoạch bằng cách dội qua, nhúng, hoặc phun

EcoScience Corp., USA

khuẩn gây nâu

lúc mới nở hoặc trực tiếp lên quả

Plan Health Technology, USA