Khảo sát môi trường phát triển nấm mốc trichoderma konigii, ứng dụng khả năng thủy phân tiêu đen tạo sản phẩm tiêu trắng

Đồ án tốt nghiệp

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan luận án này là do tự bản thân thực hiện và không sao chép các
công trình nghiên cứu của người khác để làm sản phẩm của riêng mình. Các thông tin
thứ cấp sử dụng trong luận án là có nguồn gốc và được trích dẫn rõ ràng. Tôi hoàn toàn
chịu trách nhiệm về tính xác thực và nguyên bản của luận án.
Tp.HCM, tháng 7 năm 2014
Vũ Thùy Dung

i


Đồ án tốt nghiệp

LỜI CẢM ƠN
Thời gian qua, được sự đồng ý Ban Lãnh Đạo Viện Sinh Học Nhiệt Đới, sự
chấp thuận của Ban Giám Hiệu trường Đại học Công nghệ Tp.HCM nói chung và khoa
Công nghệ Sinh học Thực phẩm- Môi trường nói riêng, em đã có cơ hội thực hiện đề
tài tại Viện. Nhờ đó, em có điều kiện trao dồi thêm nhiều kiến thức bổ ích ngoài những
điều đã được học ở trường, giúp em có cái nhìn cụ thể và chi tiết hơn đối với ngành
nghề em đang học để có định hướng rõ ràng cho công việc trong tương lai. Đó thật sự
là một trải nghiệm vô cùng quý báu và cần thiết.
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến:
Ban Giám Hiệu trường Đại học Công Nghệ thành phố Hồ Chí Minh, Ban chủ
nhiệm bộ môn Công nghệ sinh học, cùng toàn thể thầy cô đã giảng dạy và chỉ dẫn em
trong suốt quá trình học tập tại trường.
Cô Đỗ Thị Tuyến và thầy Nguyễn Tiến Thắng đã tận tình hướng dẫn và hết lòng
giúp đỡ, tạo mọi điều kiện để em thực hiện và hoàn thành tốt đề tài tốt nghiệp này.
Ban Lãnh đạo cùng toàn thể các cô, chú, anh chị là những cán bộ nghiên cứu
thuộc Viện Sinh học Nhiệt đới đã chỉ bảo, hỗ trợ cũng như cung cấp cho em nhiều kiến

thức xung quanh đề tài.
Con xin gửi lời cảm ơn chân thành đến bố mẹ, anh chị đã, đang và mãi mãi là chỗ
dựa vững chắc về tinh thần lẫn vật chất cho con niềm tin và động lực bước vào trường
đời.
Kết lời, em xin chúc Viện đạt được nhiều thắng lợi trong những chặng đường sắp
tới, kính chúc Ban Giám Hiệu trường Đại học Công Nghệ Tp.HCM, toàn thể cán bộ,
công nhân viên nhiều sức khỏe và thực hiện công tác tốt.
Tp. HCM ngày 25 tháng 7 năm 2014
Vũ Thùy Dung

ii


Đồ án tốt nghiệp

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN ............................................................................................................. i
LỜI CẢM ƠN ..................................................................................................................ii
MỤC LỤC .......................................................................................................................iii
DANH MỤC VIẾT TẮT................................................................................................ ix
DANH MỤC CÁC BẢNG .............................................................................................. x
DANH MỤC CÁC HÌNH .............................................................................................xii
DANH MỤC CÁC ĐỒ THỊ ....................................................................................... xiii
DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ .......................................................................................... xiv
LỜI MỞ ĐẦU .................................................................................................................. 1
1. Đặt vấn đề ................................................................................................................. 1
2. Mục đích nghiên cứu ............................................................................................... 3
3. Mục tiêu nghiên cứu ................................................................................................ 3
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ........................................................................ 5

1.1. Giới thiệu về cây hồ tiêu ....................................................................................... 5
1.1.1. Đặc tính sinh học ............................................................................................ 5
1.1.2. Đặc điểm hình thái của cây hồ tiêu............................................................... 8
1.1.3. Mùa vụ và vùng trồng .................................................................................. 10
1.1.4. Cấu trúc cơ bản của hạt tiêu đen ................................................................ 12
1.2. Tình hình nghiên cứu và sản xuất chế biến tiêu trắng. .................................. 13
1.2.1. Tình hình nghiên cứu và sản xuất chế biến tiêu trắng trên thế giới....... 13
1.2.2. Tình hình nghiên cứu và sản xuất chế biến tiêu trắng ở Việt Nam. ....... 15
1.3. Cấu trúc và cơ chế thủy phân vách tế bào thực vật bằng enzyme ................ 18
1.3.1. Cấu trúc và cơ chế thủy phân cellulose...................................................... 19
1.3.1.1. Cấu trúc của cellulose ............................................................................... 19

iii


Đồ án tốt nghiệp

1.3.1.2. Cơ chế thủy phân cellulose ...................................................................... 20
1.3.2. Cấu trúc và cơ chế thủy phân pectin .......................................................... 22
1.3.2.1. Cấu trúc của pectin .................................................................................. 22
1.3.2.2. Cơ chế thủy phân pectin bởi enzyme pectinase ..................................... 23
1.3.3. Cấu trúc và cơ chế thủy phân xylan ........................................................... 28
1.3.3.1. Cấu trúc của xylan ................................................................................... 28
1.3.3.2. Cơ chế thủy phân xylan bởi enzyme ....................................................... 28
1.4. Giới thiệu về nấm Trichoderma ......................................................................... 29
1.4.1. Phân loại ........................................................................................................ 29
1.4.2. Đặc điểm hình thái ...................................................................................... 30
1.4.3. Đặc điểm sinh lý, sinh hóa, sinh học ........................................................... 31
1.4.4. Cơ chế đối kháng với nấm gây bệnh cây trồng ......................................... 31
1.4.5. Nấm mốc Trichoderma koningii ................................................................. 31

1.5. Tổng quan về công nghệ lên men bán rắn ....................................................... 32
1.5.1. Các loại cơ chất ............................................................................................. 32
1.5.1.1. Cám gạo .................................................................................................... 32
1.5.1.2. Trấu ............................................................................................................ 34
1.5.1.3. Bã mía ........................................................................................................ 34
1.5.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến sự sinh trưởng và hình thành bào tử trên
môi ............................................................................................................................ 35
trường lên men bán rắn. ........................................................................................ 35
1.5.2.1. Nguồn carbon ............................................................................................ 35
1.5.2.2. Nguồn nitơ ................................................................................................. 35
1.5.2.3. Các nguyên tố khoáng ............................................................................. 36
1.5.2.4. Ảnh hưởng của độ ẩm .............................................................................. 36
1.5.2.5. Ảnh hưởng của cơ chất ............................................................................ 37
1.5.2.6. Ảnh hưởng của độ thoáng khí .................................................................. 37

iv


Đồ án tốt nghiệp

1.5.2.7. Ảnh hưởng của pH ................................................................................... 38
1.5.2.8. Ảnh hưởng của nhiệt độ............................................................................ 38
CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP ........................................................ 39
2.1. Thời gian và địa điểm nghiên cứu ..................................................................... 39
2.2. Vật liệu ................................................................................................................. 39
2.2.1. Nguồn vi sinh vật .......................................................................................... 39
2.2.2. Nguyên liệu và cơ chất ................................................................................. 39
2.2.3. Hóa chất ......................................................................................................... 40
2.2.4. Dụng cụ .......................................................................................................... 40
2.2.5. Thiết bị ........................................................................................................... 41

2.2.6. Môi trường .................................................................................................... 41
2.2.6.1. Môi trường giữ giống PGA....................................................................... 41
2.2.6.2. Môi trường Czapek (môi trường bổ sung khoáng cho môi trường lên
men bán rắn). .......................................................................................................... 42
2.3. Phương pháp nghiên cứu ................................................................................... 42
2.3.1. Phương pháp cấy chuyền giữ giống, nhân giống và thu sinh khối nấm
mốc Trichoderma koningii trên môi trường lên men bán rắn. ......................... 42
2.3.2. Xác định số lượng bào tử nấm mốc bằng buồng đếm hồng cầu ............ 43
2.3.3. Xác định số lượng bào tử nấm mốc bằng phương pháp đếm khuẩn lạc.
................................................................................................................................... 44
2.3.4. Phương pháp xác định tổng số vi khuẩn hiếu khí. .................................. 45
2.3.5. Phương pháp xác định độ ẩm của môi trường lên men bán rắn ............ 46
2.3.6. Phương pháp xác định độ ẩm của nguyên liệu tiêu đen ......................... 47
2.4. Sơ đồ bố trí thí nghiệm ....................................................................................... 48
2.5. Ứng dụng chế phẩm enzyme thương mại trong sản xuất tiêu sọ .................. 49
2.5.1. Khảo sát độ ẩm hạt tiêu theo thời gian ngâm ........................................... 49
2.5.2. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất bóc vỏ hạt tiêu đen bằng
enzyme...................................................................................................................... 49

v


Đồ án tốt nghiệp

2.5.2.1. Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu : nước ngâm đến hiệu suất
bóc vỏ hạt tiêu đen. ................................................................................................. 50
2.5.2.2. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian ngâm nước đến hiệu suất bóc vỏ hạt
tiêu đen. .................................................................................................................... 50
2.5.2.3. Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ thanh trùng đến khả năng tiêu diệt
vi sinh vật ................................................................................................................. 52

2.5.2.4. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian thanh trùng đến khả năng tiêu diệt
vi sinh vật ................................................................................................................. 53
2.5.2.5. Ảnh hưởng của nồng độ chế phẩm enzyme đến hiệu suất bóc vỏ hạt
tiêu đen. .................................................................................................................... 54
2.5.2.6. Ảnh hưởng của pH đến hiệu suất bóc vỏ hạt tiêu đen của chế phẩm
enzyme...................................................................................................................... 56
2.5.2.7. Ảnh hưởng của nhiệt độ ủ đến hiệu suất bóc vỏ hạt tiêu đen của chế
phẩm enzyme........................................................................................................... 58
2.5.2.8. Ảnh hưởng của thời gian ngâm ủ đến hiệu suất bóc vỏ hạt tiêu đen của
chế phẩm enzyme. ................................................................................................... 60
2.6. Ứng dụng chế phẩm vi sinh T.koningii trong sản xuất tiêu trắng ................. 62
2.6.1. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất hiệu suất bóc vỏ hạt tiêu
đen của T. koningii trên môi trường lên men bán rắn. ...................................... 62
2.6.1.1. Khảo sát nồng độ giống bổ sung thích hợp............................................. 62
2.6.1.2. Khảo sát thời gian nuôi ủ đến hiệu suất bóc vỏ hạt tiêu đen
của chủng Trichoderma koningii .......................................................................... 63
2.6.1.3. Khảo sát ảnh hưởng của độ thoáng khí đến hiệu suất bóc vỏ hạt tiêu
đen của chủng Trichoderma koningii.................................................................... 65
2.6.2. Phương pháp lên men bán rắn thu nhận bào tử nấm sợi T. koningii..... 66
2.7. Phương pháp bố trí và xử lý số liệu thực nghiệm. .......................................... 67
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................................... 68
3.1. Kết quả khảo sát độ ẩm hạt tiêu theo thời gian ngâm. ................................... 68
3.2. Kết quả khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng bóc vỏ tiêu đen khi sử
dụng chế phẩm enzyme Cellusoft L ......................................................................... 69

vi


Đồ án tốt nghiệp

3.2.1. Kết quả khảo sát tỷ lệ nguyên liệu : nước ngâm ....................................... 69
3.2.2. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của thời gian ngâm nước đến khả năng
trương nở của lớp vỏ tiêu và hiệu suất bóc vỏ..................................................... 70
3.2.3. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ thanh trùng đến khả năng tiêu
diệt vi sinh vật. ........................................................................................................ 72
3.2.4. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của thời gian thanh trùng đến khả năng
tiêu diệt vi sinh vật. ................................................................................................. 73
3.2.5. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nồng độ chế phẩm enzyme đến hiệu
suất bóc vỏ tiêu đen. ............................................................................................... 75
3.2.6. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của pH đến hiệu suất bóc vỏ tiêu đen....... 76
3.2.7. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ ủ đến hiệu suất bóc vỏ hạt
tiêu đen của chế phẩm enzyme .............................................................................. 78
3.2.8. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của thời gian thủy phân đến hiệu suất bóc
vỏ tiêu đen. ............................................................................................................... 79
3.3. Ứng dụng chế phẩm vi sinh Trichoderma koningii trong sản xuất tiêu trắng
...................................................................................................................................... 81
3.3.1 Kết quả khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất bóc vỏ hạt tiêu đen
của chủng T.koningii .............................................................................................. 81
3.3.1.1. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nồng độ giống bổ sung đến hiệu suất
bóc vỏ hạt tiêu đen của chủng T.koningii ............................................................. 81
3.3.1.2. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của thời gian nuôi ủ đến hiệu suất bóc vỏ
hạt tiêu đen của chủng T.koningii ......................................................................... 83
3.3.1.3. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của độ thoáng khí đến hiệu suất bóc vỏ
hạt tiêu đen của chủng T.koningii ......................................................................... 86
3.3.2. Kết quả khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng hình thành bào tử
của chủng Trichoderma koningii trên môi trường lên men bán rắn ............... 87
3.3.2.1. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của độ ẩm ................................................. 87
3.3.2.2. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ cơ chất ....................................... 89
3.3.2.3. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nồng độ dinh dưỡng bổ sung........... 90
3.3.2.4. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của thời gian nuôi cấy ............................. 92

vii


Đồ án tốt nghiệp

3.4. Đề xuất quy trình ứng dụng chế phẩm enzyme và chế phẩm vi sinh trong
sản xuất tiêu sọ từ tiêu đen ........................................................................................ 94
CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ................................................................... 97
4.1. Kết luận ................................................................................................................ 97
4.2. Kiến nghị .............................................................................................................. 98

viii


Đồ án tốt nghiệp

DANH MỤC VIẾT TẮT
ANOVA

Analysis of Variance

bt/g

bào tử/ g

CFU

Clony Forming Unit

HSBV

Hiệu suất bóc vỏ

NL : NN

Nguyên liệu : nước ngâm

PGA

Potato Glucose Agar

T:C

Trấu : cám

TSM

Trichoderma Selective Medium

TSVKHK

Tổng số vi khuẩn hiếu khí

VSV

Vi sinh vật

v/w

Phần trăm thể tích – khối lượng

w/w

Phần trăm khối lượng – khối lượng

ix


Đồ án tốt nghiệp

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1. Hàm lượng các chất trong cám gạo ............................................................ 33
Bảng 1.2. Nồng độ chất khoáng cần thiết cho sinh trưởng nấm mốc và xạ khuẩn .... 36
Bảng 2.1. Hàm lượng các chất trong môi trường PGA ............................................... 41
Bảng 2.2. Thành phần các chất trong môi trường Czapek .......................................... 42
Bảng 3.1. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu:nước ngâm đến hiệu suất
bóc vỏ hạt tiêu............................................................................................................... 70
Bảng 3.2. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của thời gian ngâm nước đến HSBV hạt tiêu
đen................................................................................................................................. 72
Bảng 3.3. kết quả TSVKHK khi thanh trùng ở các nhiệt độ khác nhau ..................... 73
Bảng 3.4. kết quả TSVKHK khi thanh trùng ở các thời gian khác nhau.................... 75
Bảng 3.5. Kết quả khảo sát ảnh hưởng nồng độ enzyme đến HSBV hạt tiêu đen ..... 76
Bảng 3.6. Kết quả khảo sát ảnh hưởng pH đến HSBV hạt tiêu đen ........................... 78
Bảng 3.7. Kết quả khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ ủ đến HSBV hạt tiêu đen ................ 79
Bảng 3.8. Kết quả khảo sát ảnh hưởng thời gian thủy phân đến HSBV hạt tiêu đen. 81
Bảng 3.9. Kết quả HSBV của chủng Trichoderma koningii ở các nồng độ bào tử bổ
sung khác nhau ............................................................................................................. 82
Bảng 3.10. Kết quả HSBV của chủng Trichoderma koningii theo thời gian nuôi ủ .. 85

x


Đồ án tốt nghiệp

Bảng 3.11. Kết quả HSBV hạt tiêu đen của chủng nấm mốc Trichoderma koningii theo
chế độ ủ ......................................................................................................................... 87
Bảng 3.12. Kết quả mật độ bào tử của chủng Trichoderma koningii theo độ ẩm ...... 89
Bảng 3.14. Kết quả mật độ bào tử của chủng Trichoderma koningii theo nồng độ dinh
dưỡng ............................................................................................................................ 90
Bảng 3.15. Kết quả mật độ bào tử của chủng Trichoderma koningii theo thời gian nuôi
cấy ................................................................................................................................. 92

xi


Đồ án tốt nghiệp

DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1. Hồ tiêu............................................................................................................ 5
Hình 1.2. Trồng tiêu trên cây trụ sống .......................................................................... 7
Hình 1.3. Tiêu đen và tiêu trắng .................................................................................... 8
Hình 1.4. Tiêu đỏ và tiêu xanh ...................................................................................... 8
Hình 1.5. Quả hồ tiêu..................................................................................................... 9
Hình 1.6. Sản lượng tiêu của các nước sản xuất chính ............................................... 11
Hình 1.7. Cấu trúc cắt ngang hạt tiêu đen ................................................................... 12
Hình 1.8. Cấu trúc vách tế bào thực vật ...................................................................... 19
Hình 1.9. Cấu trúc cellulose ........................................................................................ 19
Hình 1.10. Quá trình phân giải cellulose của cellulase ............................................... 22
Hình 1.11. Cấu trúc pectin ........................................................................................... 23

Hình 1.12. Cấu trúc pectin ........................................................................................... 25
Hình 1.13. Vị trí tác động của Endo – PMG – I ......................................................... 26
Hình 1.14. Vị trí tác động của Exo – PMG – III ......................................................... 26
Hình 1.15. Vị trí tác động của Endo – PG – II ............................................................ 27
Hình 1.16. Vị trí tác động của Exo – PG – IV ............................................................ 28
Hình 3.1. Sự phát triển tơ nấm T. koningii trên tiêu ở các nồng độ khác nhau .......... 84

xii


Đồ án tốt nghiệp

Hình 3.2. Sự phát triển của tơ nấm Trichoderma koningii trên tiêu ở các thời gian khác
nhau............................................................................................................................... 87

DANH MỤC CÁC ĐỒ THỊ
Đồ thị 3.1. Độ ẩm hạt tiêu theo thời gian ngâm nước ................................................. 69
Đồ thị 3.2. Ảnh hưởng của tỷ lệ NL : NN đến HSBV của hạt tiêu đen...................... 71
Đồ thị 3.3. Ảnh hưởng của ngâm nước đến HSBV của hạt tiêu đen .......................... 72
Đồ thị 3.4. Ảnh hưởng của nhiệt độ thanh trùng đến khả năng tiêu diệt VSV .......... 75
Đồ thị 3.5. Ảnh hưởng của thời gian thanh trùng đến khả năng tiêu diệt VSV ......... 76
Đồ thị 3.6. Ảnh hưởng của nồng độ chế phẩm enzyme đến HSBV hạt tiêu đen ....... 77
Đồ thị 3.7. Ảnh hưởng của pH đến HSBV hạt tiêu đen .............................................. 78
Đồ thị 3.8. Ảnh hưởng của nhiệt độ ủ đến HSBV hạt tiêu đen................................... 80
Đồ thị 3.9. Ảnh hưởng của thời gian thủy phân đến HSBV hạt tiêu đen ................... 81
Đồ thị 3.10. Ảnh hưởng của mật độ bào tử nấm mốc bổ sung đến HSBV của chủng
T.koningii ...................................................................................................................... 83
Đồ thị 3.11. Ảnh hưởng của thời gian nuôi ủ đến HSBV của chủng T.koningii ........ 85
Đồ thị 3.12. Ảnh hưởng của độ thoáng khí đến HSBV của chủng T.koningii ........... 88
Đồ thị 3.13. Ảnh hưởng của cơ chất đến mật độ bào tử chủng T.koningii ................. 89

Đồ thị 3.14. Ảnh hưởng của nồng độ dinh dưỡng đến mật độ bào tử chủng T.koningii
....................................................................................................................................... 91
Đồ thị 3.15. Ảnh hưởng của thời gian nuôi cấy đến mật độ bào tử chủng T.koningii 92
xiii


Đồ án tốt nghiệp

DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ
Sơ đồ 1.1. Hệ thống phân loại enzyme pectinase ........................................................ 24
Sơ đồ 2.1. Bố trí thí nghiệm ......................................................................................... 49
Sơ đồ 2.2. Ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu : nước ngâm đến HSBV hạt tiêu đen ... 52
Sơ đồ 2.3. Ảnh hưởng của thời gian ngâm nước đến HSBV hạt tiêu đen .................. 53
Sơ đồ 2.4. Khảo sát nhiệt độ thanh trùng .................................................................... 54
Sơ đồ 2.5. Khảo sát thời gian thanh trùng ................................................................... 55
Sơ đồ 2.6. Ảnh hưởng của nồng độ chế phẩm enzyme đến HSBV hạt tiêu đen ........ 56
Sơ đồ 2.7. Ảnh hưởng của pH đến HSBV hạt tiêu đen ............................................... 59
Sơ đồ 2.8. Ảnh hưởng của nhiệt độ ủ đến HSBV hạt tiêu đen.................................... 61
Sơ đồ 2.9. Ảnh hưởng của thời gian ngâm ủ đến HSBV hạt tiêu đen ........................ 62
Sơ đồ 2.10. Ảnh hưởng của nồng độ giống bổ sung đến HSBV của Trichoderma
koningii .............................................................................................................................
Sơ đồ 2.11. Ảnh hưởng của thời gian nuôi ủ đến HSBV của Trichoderma koningii .....
Sơ đồ 2.12. Ảnh hưởng của độ thoáng khí đến HSBV hạt tiêu đen ...............................
Sơ đồ 3.1. Quy trình ứng dụng chế phẩm enzyme và chế phẩm vi sinh trong sản xuất
tiêu sọ từ tiêu đen .............................................................................................................

xiv


Đồ án tốt nghiệp

LỜI MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề
Cho đến nay, không ai trong giới kinh doanh gia vị và nông sản trên khắp thế giới
không biết đến hồ tiêu Việt Nam. Người ta biết đến hồ tiêu Việt Nam như là một nhà
sản xuất và xuất khẩu số một thế giới. Hơn thế nữa, hồ tiêu Việt Nam còn là một thị
trường đầy tiềm năng và triển vọng, là một ngành hàng uy tín và chất lượng. Không chỉ
là loại hạt gia vị quen thuộc trong gia đình mà còn là loại cây công nghiệp mang lại giá
trị kinh tế cao cho người nông dân. Hàng năm đem lại nguồn thu ngoại tệ lớn cho đất
nước. Những năm gần đây, cây tiêu đã trở thành một trong những loại cây trồng chủ
lực của cây công nghiệp, không chỉ giúp người dân xóa đói giảm nghèo mà còn là cây
mang lại cuộc sống giàu có cho nhiều hộ nông dân. Vì thế việc trồng, chế biến và xuất
khẩu hồ tiêu đã được nước ta ưu tiên chú trọng đầu tư và phát triển.
Trên thị trường thế giới có nhiều sản phẩm của tiêu nhưng chủ yếu là tiêu đen,
tiêu trắng và một lượng nhỏ là nhựa dầu hồ tiêu. Tiêu đen được chủ yếu tiêu thụ chủ
yếu ở các nước đang và kém phát triển với giá thấp. Tiêu trắng được thị trường các
nước phát triển ở Châu Âu, Châu Mỹ, Châu Á ưa chuộng do có màu sắc hấp dẫn, mùi
thơm nồng và ít tạp nhiễm vi sinh vật. Vì thế, tiêu trắng được sử dụng ngày càng rộng
rãi trong chế biến thực phẩm ở nhiều nước.
Ở nước ta, tiêu trắng được sản xuất với sản lượng thấp hơn rất nhiều so với tiêu
đen trong khi ở các nước xu hướng chung là phát triển sản xuất và chế biến tiêu trắng.
Lâu nay, người trồng tiêu thường có thói quen, sau khi thu hoạch chỉ phơi khô, sau đó
đem vào máy chà để loại cuống và lá rồi bán cho các thương lái, hoặc sản xuất bằng
cách ngâm nước, chà rửa và sử dụng hóa chất để làm tiêu sọ. Chưa ai thực sự quan tâm
đến khâu phơi, sơ chế đúng tiêu chuẩn, nên hạt tiêu đen thường bị nhiễm bụi, vi khuẩn,
nấm mốc... gây tác hại cho người tiêu dùng, giá lại thấp, nhất là không có giá trị xuất
khẩu. Trong khi tiêu trắng (tiêu sọ) vừa đảm bảo các tiêu chuẩn vệ sinh an toàn thực

1

Đồ án tốt nghiệp

phẩm, lại có giá trị xuất khẩu khá cao (gấp 2 - 2,5 lần tiêu đen). Theo số liệu của Hiệp
Hội hồ tiêu: năm 2008, Việt Nam xuất khẩu 90.000 tấn, chiếm khoảng 35% sản lượng
tiêu của thế giới nhưng chủ yếu là tiêu đen (90%) và một lượng nhỏ tiêu trắng (khoảng
10%) nên giá trị kinh tế không cao. Thị trường xuất khẩu tiêu của Việt Nam có trên
30% nước chủ yếu là ở Châu Âu, Châu Á, Châu Mỹ và Châu Phi. Tiêu trắng đươc xuất
khẩu với giá 5.112 USD/tấn cao xấp xỉ 1,6 lần tiêu đen (3.235 USD/tấn). Đây là sự
thiệt thòi lớn cho người nông dân và nền kinh tế đất nước ta.
Hiện nay, việc sản xuất tiêu trắng chủ yếu là sản xuất thủ công và bán công
nghiệp đi từ tiêu đen theo phương pháp ngâm nước. Quá trình ngâm dài ngày và thay
nước nhiều lần đến khi vỏ tiêu thối nhũn mới đem xát vỏ. Vì vậy sau khi xát vỏ tiêu
thường sậm màu, mùi thối khó chịu và phải khử màu, khử mùi bằng hóa chất.
Việc phân rã vỏ tiêu chủ yếu là phân rã tự nhiên, chỉ tiêu vi sinh của tiêu trắng
thường không đạt tiêu chuẩn, do vậy phải sấy tiêu ở nhiệt độ cao trong thời gian dài để
khử khuẩn, gây tổn thất các hợp chất thơm bay hơi, làm giảm chất lượng sản phẩm.
Hơn nữa, quá trình ngâm ủ và thay nước dài ngày tiêu tốn rất nhiều nước, gây ô nhiễm
môi trường.
Gần đây, xu hướng sử dụng các phương pháp sinh học để thu được các sản phẩm
sạch, chất lượng tốt, giảm ô nhiễm môi trường được quan tâm nghiên cứu, ứng dụng
rộng rãi. Ở nước ta, việc ứng dụng các phương pháp sinh học vào sản xuất tiêu sọ cũng
đã được chú ý.
Công trình nghiên cứu của tác giả Bùi Văn Miên (Đại học Nông Lâm Tp.Hồ Chí
Minh, 2004), tổng thời gian sản xuất là 6-7 ngày, hiệu suất bóc vỏ đạt 95%.Tiêu trắng
sản xuất theo công nghệ này đạt được các tiêu chuẩn về cảm quan, vật lý và hóa
học.[7]
Nghiên cứu của tác giả Nguyễn Đức Lượng (2002-2005) sử dụng chế phẩm sinh
học Biovina (là chế phẩm xử lý nước thải, chất thải hữu cơ) gồm các chủng nấm mốc
Asperillus, Penicillium và xạ khuẩn Actinomyces để xử lý vỏ hạt tiêu giúp rút ngắn thời

2


Đồ án tốt nghiệp

gian sản xuất còn 7 ngày: tiêu đen được phân loại qua hệ thống xoắn ốc, hiệu suất tróc
vỏ >82%.[6]
Nhìn chung, các Công nghệ này vẫn còn những hạn chế nhất định về mặt an toàn
vệ sinh thực phẩm, thời gian ngâm nước trước khi lên men khá dài nên việc triển khai
ứng dụng chưa phổ biến đại trà.
Vì vậy, với mong muốn nâng cao chất lượng tiêu trắng đáp ứng nhu cầu tiêu dùng
và xuất khẩu, giải quyết các vấn đề còn tồn tại của phương pháp sản xuất thủ công hiện
nay, đề tài “Khảo sát môi trường phát triển nấm mốc Trichoderma koningii, ứng dụng
khả năng thủy phân tiêu đen tạo sản phẩm tiêu trắng” được nghiên cứu thực hiện.
Sản xuất tiêu trắng bằng phương pháp sinh học là xu thế tất yếu do có các ưu
điểm như: thời gian ngâm ủ ngắn và tiết kiệm nước, hạn chế sự tổn thất các hợp chất
thơm, chất lượng sản phẩm đồng đều và tốt hơn, hạn chế sự ô nhiễm mùi và nước thải
tại nơi sản xuất.
2. Mục đích nghiên cứu
- Ứng dụng chế phẩm enzyme trong chế biến tiêu trắng.
- Ứng dụng chế phẩm sinh học có chứa vi sinh vật tổng hợp enzym pectinase và
cellulase phân giải pectin, cellulose là thành phần chính cấu tạo nên vỏ hạt tiêu để sản
xuất tiêu trắng (tiêu sọ).
3. Mục tiêu nghiên cứu
- Khảo sát ảnh hưởng của các yếu tố: tỷ lê nguyên liệu : nước ngâm, thời gian
ngâm, nhiệt độ thanh trùng, thời gian thanh trùng, nồng độ chế phẩm enzyme, pH,
nhiệt độ ủ, và thời gian thủy phân đến hiệu suất bóc vỏ của tiêu đen bằng enzyme
Cenllulase có tên thương mại: Cellusoft L.

3


Đồ án tốt nghiệp

- Khảo sát ảnh hưởng của các yếu tố: độ ẩm môi trường, tỷ lệ cơ chất, nồng độ
dinh dưỡng, thời gian nuôi cấy lên sự hình thành bào tử nấm T. konigii trên môi trường
lên men bán rắn.

4


Đồ án tốt nghiệp

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Giới thiệu về cây hồ tiêu
1.1.1. Đặc tính sinh học
Theo Phạm Hoàng Hộ (Cây cỏ Việt Nam, 1991), phân loại hồ tiêu như sau:
-Giới

: Thực vật (Plantae)

-Ngành

: Hạt kín (Angiospermae)

-Lớp

: Hai lá mầm (Dicotyledone)

-Phân lớp

: Ngọc lan (Magnoliidae)

-Bộ

: Hồ tiêu (Piperales)

-Họ

: Hồ tiêu (Piperaceae)

-Chi

: Hồ tiêu (Piper)

-Loài

: Hồ tiêu (Piper Nigrum L.)

Hình 1.1. Hồ tiêu [41]

5


Đồ án tốt nghiệp

Cây tiêu có tên khoa học là Piper nigrum L., thuộc họ Hồ tiêu Piperaceae, có
nguồn gốc từ Tây Nam Ấn Độ, đã du nhập vào Việt Nam khá lâu, mang nhiều đặc
trưng cuả cây trồng miền nhiệt đới.[41]

Cây tiêu thích hợp với khí hậu vùng xích đạo và nhiệt đới, nhiệt độ trung bình
22-280C, lượng mưa cần thiết 2.000 -3.000mm/năm, phân bố đều trong tháng 7 và 8,
sau đó là 3-5 tháng không mưa ở giai đoạn ra hoa và thu hoạch.
Hồ tiêu có thể trồng được trên nhiều vùng đất nhưng đất thích hợp phải là đất tơi
xốp, nhiều mùn, pH 5,5 - 7, thoát nước tốt. Ở Việt Nam các vùng đất nâu đỏ bazan rất
phù hợp cho việc trồng tiêu. Mật độ trồng thích hợp nhất của hồ tiêu từ 2.000 - 2500
nọc/ha. Đất dốc cần bố trí hàng tiêu theo đường đồng mức để giảm bớt rửa trôi dinh
dưỡng và xói mòn đất.
Cây hồ tiêu có nguồn gốc từ tán rừng thưa nên ánh sáng tán xạ nhẹ phù hợp với
yêu cầu sinh lý của cây tiêu hơn là trực xạ. Trồng tiêu trên cây trụ sống vừa tạo được
độ che bóng cho vườn tiêu vừa đảm bảo trụ cho tiêu leo bám.[8]

6


Đồ án tốt nghiệp

Hình 1.2. Trồng tiêu trên cây trụ sống
Theo y học cổ truyền, tiêu vị cay, tính nóng, có tác dụng kích thích tiêu hóa nên
thường được dùng làm gia vị. Ngoài ra, tiêu còn có tác dụng giảm đau, chống nôn. Hạt
tiêu còn được dùng để chữa hen (Trung Quốc) hay chữa dịch tả ( Ấn Độ).
Các sản phẩm chế biến từ quả tiêu:
- Tiêu đen: Hái quả còn xanh, vào lúc xuất hiện một số quả chín trên chùm (tốt
nhất có trên 5% quả chín có màu vàng, đỏ) về phơi hoặc sấy khô ở 40 – 50oC; các quả
sau khi phơi vỏ quả sẽ săn lại, ngả màu đen gọi là tiêu đen.
- Tiêu trắng: Hái quả chín có màu đỏ (tốt nhất trên 20% quả chín), loại bỏ lớp vỏ
ngoài rồi phơi khô, thu được hồ tiêu sọ có màu trắng ngà, xám, ít nhăn nheo, ít thơm
nhưng cay hơn.

7

Đồ án tốt nghiệp

Hình 1.3. Tiêu đen và tiêu trắng
- Tiêu đỏ: là loại hồ tiêu chín cây hoặc được thu hái khi rất già rồi ủ chín. Màu đỏ
của quả tiêu được giữ lại bằng cách ngâm vào dung dịch nước muối cùng với chất bảo
quản thực phẩm, sau đó được khử nước [9].
– Tiêu xanh: các quả được hái khi còn xanh, bảo quản trong nước muối, giấm
hoặc acid citric để giữ lại màu xanh tự nhiên và hương vị của hạt tiêu tươi

Hình 1.4. Tiêu đỏ và tiêu xanh
1.1.2. Đặc điểm hình thái của cây hồ tiêu
Thân: Hồ tiêu dạng dây leo bằng rể phụ. Thân tròn nhẵn, tầy lên những mấu, mọc
uốn éo [16]. Loại thân thảo mềm dẻo được phân thành nhiều đốt, tại mỗi đốt có một lá
đơn. [12]

8


Đồ án tốt nghiệp

Lá: Lá có cuống, mọc so le. Hình bầu dục hoặc hình trứng, dài 11 - 15 cm, rộng 5
- 9 cm, gốc tròn, đầu nhọn, có những chấm trong rất mờ, mặt trên lục sẫm bóng, mặt
dưới màu xám nhạt, gân lá lồi rõ, cuống lá dài 2 - 3 cm. [16]
Hoa: Cụm hoa mọc đối diện với lá thành bông ngắn hơn lá. Lá bắc thuôn dài,
cùng lớn lên với trục bông, hoa khác gốc, đôi khi tạp tính được bao bọc bởi lá bắc, nhị
2, bao phấn hình thận, bầu thượng hình tròn [16]. Hoa hồ tiêu ra không tập trung mà ra
thành nhiều lứa. Hoa tự của hồ tiêu hình gié, treo lủng lẳng, dài 7 - 12cm tùy giống và
tùy điều kiện chăm sóc. Trên hoa tự có bình quân 20 - 60 hoa xếp thành hình xoắn ốc,

hoa lưỡng tính hay đơn tính. Các giống hồ tiêu cho năng suất cao thường có tỷ lệ hoa
lưỡng tính nhiều hơn. [12]
Quả: Quả hồ tiêu thuộc loại quả hạch, không có cuống, quả hình cầu [12]. Khi
chín màu đỏ, đem phơi khô thành đen, đường kính 3 - 4 mm, hạt tròn. Mặt ngoài màu
nâu đen, có nhiều vết nhăn hình vân lưới nổi lên. Đỉnh đầu quả có vết của vòi nhụy nhỏ
hơi nổi lên, gốc quả có vết sẹo của cuống quả. Quả cứng. Vỏ quả ngoài có thể bóc ra
được. Vỏ quả trong màu trắng tro hoặc màu vàng nhạt, mặt cắt ngang màu trắng vàng.
Quả có chất bột, trong có lỗ hổng nhỏ. Mùi thơm, vị cay. [16]

Hình 1.5. Quả hồ tiêu

9


Đồ án tốt nghiệp

Mùa hoa quả: Tháng 5-8 [16]
Thành phần hóa học của hạt tiêu: Tinh dầu 1,2-2%, Piperin 5-9%, Chanvixin 2,26%, Chất béo 8% ,Tinh bột 36% , Tro 4%
1.1.3. Mùa vụ và vùng trồng
Mùa thu hoạch tiêu khác nhau ở từng nước, tùy thuộc vào điều kiện khí hậu. So
với các quốc gia khác thì Sri Lanka, Ấn Độ và Thái Lan là các nước có thời gian thu
hoạch tiêu lâu nhất. Tại Ấn Độ, thời điểm thu hoạch tiêu bắt đầu từ tháng 11 và kéo dài
cho đến tháng 3 năm sau. Ở Indonesia, thời gian thu hoạch từ tháng 7 đến tháng 10. Ở
Brazil, thời gian thu hoạch kéo dài từ tháng 8 đến tháng 10. Ở Việt Nam, thu hoạch
tiêu bắt đầu từ tháng 2 và kết thúc vào tháng 5. [2]
Tháng 3/2005 Hiệp hội Hồ tiêu Việt Nam được kết nạp vào Hiệp hội Hồ tiêu
Quốc tế (IPC) gồm có 6 nước thành viên là các quốc gia sản xuất, xuất khẩu hồ tiêu
hàng đầu thế giới như: Ấn Độ, Indonesia, Malaysia, Sri Lanka, Brazil và Việt Nam.
Các quốc gia này chiếm trên 80% sản lượng và số lượng xuất khẩu, là nhân tố chủ yếu
chi phối điều tiết thị trường giá cả hạt tiêu toàn cầu. [42]

Hiện nay, Việt Nam là nước sản xuất tiêu lớn nhất trên thế giới chiếm 1/3 sản
lượng thế giới. tiếp theo là Ấn Độ, Brazil và Trung Quốc.[2]

10


Đồ án tốt nghiệp

Hình 1.6. Sản lượng tiêu của các nước sản xuất chính
Theo Hiệp hội Hồ tiêu Việt Nam, năm 2013, xuất khẩu hồ tiêu cả nước ước đạt
134.000 tấn với kim ngạch đạt 899 triệu USD, tăng gần 15% về lượng và tăng hơn
13% về kim ngạch so với năm 2012. Theo dự báo của Hiệp hội Hồ tiêu Việt Nam
(VPA), năm 2014 có thể đạt kim ngạch 900 triệu USD, tức tương đương vụ năm 2013.
Tuy nhiên, cảnh báo từ các tổ chức nghiên cứu về nông sản thế giới cho thấy, từ năm
2015 trở đi, sản lượng hồ tiêu thế giới có thể tăng, do đó giá cả có thể biến động theo
chiều hướng giảm. Cùng với đó, thị trường nhập khẩu sẽ đòi hỏi chất lượng càng ngày
càng khắt khe hơn.[43]
Xuất khẩu hồ tiêu của Việt Nam đang giữ vững vị trí số 1 về sản lượng và số
lượng xuất khẩu trên thế giới, có vai trò quan trọng trong việc điều tiết lưu thông, bình
ổn giá cả và thị trường. Theo Hiệp hội Hồ tiêu Việt Nam, hiện có khoảng 95% sản
lượng hồ tiêu sản xuất trong nước để xuất khẩu đến hơn 80 quốc gia, vùng lãnh thổ,
còn lại 5% là tiêu thụ trong nước. Việt Nam có khoảng 15 doanh nghiệp xuất khẩu hồ
tiêu ở vị trí đầu thế giới, chiếm trên 50% thị phần xuất khẩu. Hiện nay, Hoa Kỳ là thị
trường xuất khẩu tiêu số 1 của Việt Nam, với kim ngạch liên tiếp đạt mức tăng trưởng
cao. Tiếp theo là thị trường Đức, UAE…

11