Nghiên cứu ứng dụng khả năng kháng nấm colletotrichum gloesporides của nanochitosan trong bảo quản thanh long

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HCM
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
--------------------

LÊ HOÀNG THANH VY

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG KHẢ NĂNG KHÁNG NẤM
COLLETOTRICHUM GLOESPORIODES CỦA
NANOCHITOSAN TRONG BẢO QUẢN THANH LONG

Chuyên ngành : Công nghệ thực phẩm
Mã số: 60540101

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 01 năm 2016


CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA –ĐHQG -HCM
Cán bộ hướng dẫn khoa học : TS Trần Bích Lam
Cán bộ chấm nhận xét 1 : PGS.TS Nguyễn Tiến Thắng

Cán bộ chấm nhận xét 2 : TS Tôn Nữ Minh Nguyệt

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp. HCM
ngày 05 tháng 01 năm 2016
Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:
1. GS.TS Đống Thị Anh Đào

- Chủ tịch hội đồng

2. PGS.TS Nguyễn Tiến Thắng

- Phản biện 1

3. TS. Tơn Nữ Minh Nguyệt

- Phản biện 2

4. TS. Nguyễn Hồi Hương

- Ủy viên

5. TS. Trần Thị Ngọc Yên

- Ủy viên thư ký

Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Trưởng Khoa quản lý chuyên
ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa (nếu có).
CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG

TRƢỞNG KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC


ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HCM

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ tên học viên: Lê Hoàng Thanh Vy

MSHV: 13111037

Ngày, tháng, năm sinh: 24/03/1989

Nơi sinh: TP.Hồ Chí Minh

Chun ngành: Cơng nghệ thực phẩm

Mã số: 60540101

I. TÊN ĐỀ TÀI:
Nghiên cứu ứng dụng khả năng kháng nấm Colletotrichum gloeosporioides của nanochitosan
trong bảo quản thanh long.
II.NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:
1. Tạo chế phẩm nano chitosan bằng phương pháp tạo gel ion với Sodium
Tripolyphosphate (STPP).
2. Xác định ngưỡng gây bệnh của nấm Colletotrichum gloeosporioides trên quả Thanh
long Bình Thuận.
3. Khảo sát khả năng ức chế của nanochitosan lên sự sinh trưởng và phát triển của
Colletotrichum gloeosporioides trong điều kiện in vitro và ở điều kiện in vivo trên
quả Thanh long Bình Thuận.
4. Đánh giá hiệu quả bảo quản thanh long bằng nanochitosan thông qua các chỉ tiêu
sinh lý, sinh hóa của thanh long Bình Thuận.
III. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 08/2015
IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 12/2015

V. CÁN BỘ HƢỚNG DẪN: TS. Trần Bích Lam
Tp. HCM, ngày 22 tháng 12 năm 2015
CÁN BỘ HƢỚNG DẪN

CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO

TS. Trần Bích Lam

TRƢỞNG KHOA KỸ THUẬT HĨA HỌC


i

LỜI CẢM ƠN
Đầu tiên, tôi xin gởi lời cám ơn chân thành đến cơ TS. Trần Bích Lam đã tận tình
hướng dẫn tơi trong suốt thời gian thực hiện luận văn.
Tôi xin trân trọng cảm ơn quý thầy cô thuộc bộ mơn Cơng nghệ thực phẩm. Khoa
Kỹ thuật hóa học trường Đại học Bách Khoa Tp. Hồ Chí Minh, đã trang bị cho tơi kiến
thức, nhiệt tình hỗ trợ tơi trong thời gian học tập và thực hiện luận văn.
Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu trường Cao Đẳng Nghề TP.Hồ Chí
Minh, ban chủ nhiệm khoa cơng nghệ thực phẩm trường Cao Đẳng Nghề TP. Hồ Chí
Minh đã tạo điều kiện về thời gian cũng như hỗ trợ về trang thiết bị trong thời gian tôi
học tập và làm luận văn.
Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn đến các bạn cùng khóa đã hỗ trợ tơi trong thời gian
làm thí nghiệm và trong suốt q trình học tập.
Và cuối cùng, con xin gởi lời cảm ơn đến bố mẹ, các thành viên trong gia đình, đã
tạo điều kiện và ủng hộ cho con trong suốt thời gian học tập và thực hiện luận văn.
Tp. Hồ Chí Minh, ngày 04 tháng 12 năm 2015
Học viên thực hiện

Lê Hoàng Thanh Vy


ii

TÓM TẮT
Thán thư là một loại bệnh rất phổ biến trên thanh long, do nấm Colletotrichum
gloeosporioides gây ra. Ngoài việc làm giảm năng suất, bệnh thán thư còn làm giảm
chất lượng trái thanh long sau thu hoạch. Những năm gần đây, chitosan là một trong
những hợp chất sinh học được nghiên cứu rất nhiều về khả năng ứng dụng trong bảo
quản rau quả sau thu hoạch do nó có đặc tính kháng nấm, kháng khuẩn và an tồn cho
người tiêu dùng.
Trong nghiên cứu này chúng tôi tạo ra chế phẩm nanochitosan bằng phương
pháp gel ion có nồng độ 0,14% với các kích thước 157, 241 và 42nm. Ngưỡng gây
bệnh trên trái thanh long Bình Thuận 104 bào tử/ml. Ở điều kiện in vitro nanochitosan
kích thước 157nm, nồng độ 0,04% có hiệu lực ức chế cao nhất là 82,59% so với các
kích thước 241, hay 42nm cùng nồng độ. Điều kiện in vivo, hiệu lực ức chế cao nhất là
95,4% bởi nanochitosan kích thước 157nm nồng độ 0,14% so với nồng độ 0,06; 0,08;
0,1 và 0,12%.
Chất lượng thanh long Bình Thuận được đánh giá sau 35 ngày bảo quản ở nhiệt
độ 150C. Kết quả là với mẫu có xử lý nanochitosan, giảm tỷ lệ hao hụt khối lượng
10,55%. Các chỉ số hóa sinh đều biến đổi ít hơn so với mẫu khơng xử lý nanochitosan:
pH, hàm lượng chất khơ hịa tan và tỉ lệ hao hụt vitamin C so với mẫu đối chứng. Sự
biến thiên hàm lượng đường khử và đường tổng cũng diễn ra chậm hơn. Như vậy
chitosan ở dạng nano có khả năng kháng nấm Colletotrichum gloeosporioides và duy
trì chất lượng của thanh long Bình Thuận trong thời gian 35 ngày ở 150C.


iii

ABSTRACT
Anthracnose is a very common disease in the dragon fruit, caused by
Colletotrichum gloeosporioides. Besides reduced productivity, anthracnose reduces
quality dragon fruit postharvest. In recent years, chitosan is one of the biological
compounds be studied a lot about the applicability in preserving fruits and vegetables
postharvest because it has antifungal, antibacterial and safe for consumers.
In this study, chitosan nanoparticles was received by ionic gelation method in the
concentration of 0,14% with the size 157, 241 and 42nm. Level the lowest disease of
Colletotrichum gloeosporioides in Binh Thuan dragon fruit is found 104 cfu/ml. In the
in vitro chitosan nanoparticles size 157nm, concentration 0,04%

had

highest

inhibitory effect 82.59% compared with the particle size of 241, 42nm in same
concentration. In the in vivo, chitosan nanoparticles the particle size 157nm had the
highest inhibitory effect 95.4% in theconcentration of 0,14%

compared with

concentration 0,06; 0,08; 0,1 and 0,12% in the same size.
The quality Bình Thuan of dragon fruits coated with chitosan nanoparticles was
evaluated after storaged at 150C for 35 day. The results sample treatment chitosan
nanoparticles, the weight loss ratio 10.55% . The biochemists index change less than
the sample untreated chitosan nanoparticles: pH, total soluble solid content and vitamin
C loss ratio respectively over the control. The changing in total sugar and reducing
sugar took place with a slower speed compared with the control. The results of this
study show that chitosan nanoparticles is probably used in preservation to maintain the
quality of dragon fruit for 35 days at 150C.

iv

LỜI CAM ĐOAN
Tác giả xin cam đoan đây cơng trình nghiên cứu của bản thân tác giả. Các kết
quả và các kết luận trong luận văn này là trung thực không sao chép bất kỳ nguồn nào
và dưới bất kỳ hình thức nào và việc tham khảo các nguồn tài liệu đã được trích dẫn và
ghi nguồn tài liệu tham khảo đúng theo yêu cầu.
Tác giả luận văn

Lê Hoàng Thanh Vy


v

MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ..................................................................................................................i
TÓM TẮT .......................................................................................................................ii
ABSTRACT .................................................................................................................. iii
LỜI CAM ĐOAN ..........................................................................................................iv
MỤC LỤC ....................................................................................................................... v
DANH MỤC HÌNH .................................................................................................... viii
DANH MỤC BẢNG ......................................................................................................ix
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ............................................................................... x
MỞ ĐẦU ......................................................................................................................... 1
1. Tính cấp thiết của đề tài ............................................................................................ 1
2. Mục tiêu nghiên cứu ................................................................................................. 2
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu. ........................................................................... 2
4. Nội dung nghiên cứu................................................................................................. 2

5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài .................................................................. 3
CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN ........................................................................................... 4
1.1. Giới thiệu về quả thanh long.................................................................................. 4
1.1.1. Đặc điểm thực vật học của quả thanh long ..................................................... 4
1.1.2. Một số loại thanh long phổ biến ...................................................................... 5
1.1.3. Giá trị dinh dưỡng ........................................................................................... 5
1.1.4. Tình hình sản xuất và tiêu thụ thanh long ....................................................... 5
1.1.5. Thực trạng bảo quản ........................................................................................ 6
1.2. Tổng quan về nấm mốc Colletotrichum gloeosporioides ...................................... 7
1.2.1. Đặc điểm hình thái và sinh học ....................................................................... 7


vi

1.2.2. Sinh lý học ....................................................................................................... 8
1.2.3. Cơ chế gây thối hỏng trái cây của nấm mốc Colletotrichum gloeosporioides 8
1.3. Tống quan về chitosan và nano chitosan ............................................................. 10
1.3.1. Tính chất chitosan và naono chitosan ........................................................... 10
1.3.2. Các phương pháp tạo nanochitosan ............................................................... 11
1.3.3. Hoạt tính kháng khuẩn của nano chitosan. .................................................... 13
1.4. Những cơng trình nghiên cứu liên quan đến đề tài .............................................. 14
1.4.1. Tình hình nghiên cứu ngồi nước ................................................................. 14
1.4.2. Tình hình nghiên cứu trong nước .................................................................. 15
CHƢƠNG 2 ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ......................... 17
2.1. Đối tượng nghiên cứu .......................................................................................... 17
2.1.1. Nguyên liệu thanh long ................................................................................. 17
2.1.2. Chế phẩm chitosan ........................................................................................ 17
2.1.3. Nấm mốc Colletotrichum gloeosporioides ................................................... 18
2.2. Phương pháp nghiên cứu ..................................................................................... 18
2.2.1. Phương pháp nghiên cứu ............................................................................... 18

2.2.2. Phương pháp tạo chế phẩm nano chitosan .................................................... 19
2.2.3. Bố trí thí nghiệm............................................................................................ 20
2.3. Phương pháp xử lý số liệu. .................................................................................. 25
CHƢƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN .................................... 26
3.1. Kết quả thí nghiệm chế tạo nano chitosan bằng phương pháp tạo gel ion .......... 26
3.2. Kết quả xác định ngưỡng gây bệnh ..................................................................... 28


vii

3.3. Kết quả khả năng ức chế của nano chitosan lên sự phát triển của nấm
Colletotrichum gloeosporioides trong điều kiện in vitro............................................ 30
3.4. Kết quả khả năng ức chế của nano chitosan lên sự phát triển của nấm
Colletotrichum gloeosporioides trong điều kiện in vivo ............................................ 37
3.5. Đánh giá chất lượng thanh long Bình Thuận bảo quản bằng nanochitosan ........ 43
3.5.1. Thay đổi khối lượng ...................................................................................... 46
3.5.2. Sự thay đổi hàm lượng chất rắn hòa tan ........................................................ 48
3.5.3. Sự thay đổi pH ............................................................................................... 49
3.5.4. Sự thay đổi hàm lượng Vitamin C ................................................................ 50
3.5.5. Sự thay đổi hàm lượng đường khử ................................................................ 51
3.5.6. Sự thay đổi hàm lượng đường tổng ............................................................... 53
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ..................................................................................... 55
1. Kết luận ...................................................................................................................... 55
2. Kiến nghị .................................................................................................................... 56
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................... 57
PHỤ LỤC 1 CÁC PHƢƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM ................................................ 64
PHỤ LỤC 2 SỐ LIỆU KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM .................................................... 73
PHỤ LỤC 3 THIẾT BỊ SỬ DỤNG TRONG LUẬN VĂN ....................................... 83

viii

DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1 Hình ảnh đại thể và vi thể của chủng nấm C.gloeosporioides trên PDA ......... 8
Hình 2.1 Sơ đồ tổng thể phương pháp nghiên cứu ........................................................ 19
Hình 3.1 Ảnh chụp trên kính hiển vi điển tử FE – SEM của 3 cơng thức nanochitosan
........................................................................................................................................ 26
Hình 3.2 Vết bệnh trên thanh long khi tạo vết bệnh nhân tạo với các nồng độ bào tử
nấm C. gloeosporioies (bào tử/ml) khác nhau sau 96 giờ.............................................. 30
Hình 3.3 Ảnh hưởng của nano chitosan đến đường kính tản nấm Colletotrichum
gloeosporioides sau 240h ni cấy ................................................................................ 36
Hình 3.4 Vết bệnh trên thanh long phủ màng bao nanochitosan ở các nồng độ khác
nhau và lây bệnh nhân tạo sau 240 giờ. ......................................................................... 42
Hình 3.5 Ảnh hưởng của nanochitosan đến khả năng bảo quản thanh long ở nhiệt độ
150C ................................................................................................................................ 45
Hình 3.6 Đồ thị biểu diễn % sự hao hụt khối lượng của thanh long sau 35 ngày bảo
quản ở nhiệt độ 150C ...................................................................................................... 46
Hình 3.7 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi hàm lượng chất rắn hòa tan của thanh long sau
35 ngày bảo quản ở nhiệt độ 150C ................................................................................. 48
Hình 3.8 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi pH của thanh long sau 35 ngày bảo quản ở nhiệt
độ 150C ........................................................................................................................... 49
Hình 3.9 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi hàm lượng Vitamin C của thanh long sau 35
ngày bảo quản ở nhiệt độ 150C ...................................................................................... 50
Hình 3.10 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi hàm lượng đường khử của thanh long sau 35
ngày bảo quản ở nhiệt độ 150C ...................................................................................... 52
Hình 3.11 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi hàm lượng đường khử của thanh long sau 35
ngày bảo quản ở nhiệt độ 150C ...................................................................................... 53


ix

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1 Thành phần hóa học của thanh long (Hylocereus undatus) trong 100g........... 5
Bảng 2.1 Bảng chỉ tiêu của chitosan của công ty TNHH Hùng Tiến ............................ 17
Bảng 2.2 Bảng bố trí điều kiện tạo nanochitosan .......................................................... 20
Bảng 3.1 Kết quả tạo nanochitosan ở các điều kiện. ..................................................... 27
Bảng 3.2 Tỉ lệ vết bệnh (%) ở các nồng độ bào tử trên thanh long Bình Thuận. .......... 28
Bảng 3.3 Ảnh hưởng của nanochitosan đến đường kích tản nấm C.gloeosporioides. .. 32
Bảng 3.4 Thời gian nảy mầm của Colletotrichum gloeosporioides ở các mẫu ............. 33
Bảng 3.5 Ảnh hưởng của nanochitosan đến tỷ lệ vết bệnh và thời gian hình thành vết
bệnh trên thanh long. ...................................................................................................... 38
Bảng 3.6 Ảnh hưởng của nanochitosan đến đường kính vết bệnh trên thanh long ....... 40
Bảng 3.7 Sự biến đổi hóa sinh của thanh long trong thời gian bảo quản ...................... 43


x

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
PDA

Potato Dextro Agar

NCT

Xử lý nanochitosan

DNA

Deoxy ribonucleic acid

RNA

Ribonucleotic acid

STPP

Sodium tripolyphosphate

PIRG

Percentage inhibition of radial growth

ĐC

Đối chứng

SEM

Scanning electron microscope

DNS

Dinitro salysilic acid

CT

Cơng thức

CTV

Cơng thức ở điều kiện in vivo

AA1

Kích thước nanochitosan được chọn để khảo sát ở điều kiện in vivo


1

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Việt Nam có điều kiện thời tiết thuận lợi cho việc trồng và phát triển thanh long.
Thanh long là loại trái cây có giá trị dinh dưỡng cao và giá trị xuất khẩu, loại quả có
kim ngạch xuất khẩu cao nhất so với các loại trái cây khác ở nước ta [1].
Việc xuất khẩu thanh long đang bị phụ thuộc vào thị trường Trung Quốc (chiếm
70 – 80%), việc xuất khẩu bị chi phối nhiều về vị trí địa lý do chúng ta chưa có biện
pháp kéo dài thời gian bảo quản để vận chuyển đến các thị trường ở xa như Mỹ, Châu
Âu…dẫn đến việc cạnh tranh về giá cả gặp nhiều khó khăn do chi phí vận chuyển
đường hàng khơng q cao [1].
Thanh long sau thu hoạch dễ bị hư hỏng khi bảo quản mà chủ yếu do các chủng
nấm mốc sau gây ra: Aspergillus niger, Aspergillus flavus, Penicillium, Botryosphaeria
sp., và Colletotrichum gloeosporioides. Trong đó, bệnh thán thư do Colletotrichum
gloeosporioides gây ra chiếm tỉ lệ lớn nhất [2], [3], [4].
Để hạn chế bệnh thán thư trên thanh long sau thu hoạch, ngồi việc hạn chế tổn
thương trên quả thì ở Việt Nam sử dụng các phương pháp bảo quản như: bảo quản
lạnh, xử lý hóa chất (carbenadazim, GA3, anolyte), chiếu xạ, xử lý hơi nước nóng…
Trong đó chiếu xạ và xử lý hơi nước nóng là hai phương pháp được sử dụng cho xuất
khẩu.
Với thực trạng về vấn đề VSATTP cũng như vấn đề ơ nhiễm mơi trường thì xu
hướng của ngành cơng nghiệp thực phẩm nói chung hay cơng nghệ sau thu hoạch nói

riêng đang hướng tới sử dụng các phương pháp sinh học để dần thay thế cho các
phương pháp hóa học.
Trong những năm gần đây, chitosan là một trong những hợp chất sinh học được
nghiên cứu rất nhiều về khả năng ứng dụng trong bảo quản rau quả sau thu hoạch do nó
có đặc tính kháng nấm, kháng khuẩn và an toàn cho người tiêu dùng. Chitosan ở dạng


2

nano cho thấy được khả năng kháng nấm Colletotrichum gloeosporioides tốt hơn khi
sử dụng chitosan dạng thông thường trong điều kiện in vitro [3], [5], [6].
Từ thực tế đó, việc phát triển một phương pháp có thể kéo dài thời gian bảo quản
thanh long để có thể đưa quả thanh long Việt Nam đi xa hơn, tăng cao khả năng cạnh
tranh, tăng kim ngạch xuất khẩu, góp phần phát triển kinh tế đất nước là cần thiết. Do
đó, chúng tơi thực hiện đề tài “Nghiên cứu ứng dụng khả năng kháng nấm
Colletotrichum gloeosporioides của nanochitosan trong bảo quản thanh long”.
2. Mục tiêu nghiên cứu
Xây dựng được công thức bảo quản thanh long bằng màng nanochitosan để có thể
kéo dài thời gian bảo quản lên đến 35 ngày ở điều kiện nhiệt độ 15 ±20C.
3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu.
Nghiên cứu thực hiện trên quả thanh long vỏ đỏ ruột trắng được trồng ở Bình
Thuận, tỉnh có diện tích trồng thanh long lớn nhất cả nước.
Bệnh thán thư thanh long do nấm mốc Colletotrichum gloeosporioides.
4. Nội dung nghiên cứu
Tạo chế phẩm nano chitosan bằng phương pháp tạo gel ion với Sodium
Tripolyphosphate (STPP).
Xác định ngưỡng gây bệnh của nấm Colletotrichum gloeosporioides trên quả
Thanh long Bình Thuận.
Khảo sát khả năng ức chế của nanochitosan lên sự sinh trưởng và phát triển của
Colletotrichum gloeosporioides trong điều kiện in vitro.

Đánh giá ảnh hưởng của chế phẩm nanochitosan đến sự sinh trưởng và phát triển
của Colletotrichum gloeosporioides ở điều kiện in vivo trên quả Thanh long Bình
Thuận.
Đánh giá hiệu quả bảo quản thanh long bằng nanochitosan thơng qua các chỉ tiêu
sinh lý, sinh hóa của thanh long Bình Thuận.


3

5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
5.1. Ý nghĩa khoa học
Cung cấp dữ liệu khoa học về khả năng của nanochitosan kháng bệnh thán thư do
nấm Colletotrichum gloeosporioides hại thanh long trong điều kiện in vitro và in vivo.
5.2. Ý nghĩa thực tiễn
Đề xuất nồng độ nanochitosan có hiệu quả ức chế tốt nấm mốc Colletotrichum
gloeosporioides.
Đề xuất qui trình bảo quản thanh long bằng nanochitosan nhằm kéo dài thời gian
bảo quản phục vụ cho xuất khẩu.


4

CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN
1.1. Giới thiệu về quả thanh long
Cây thanh long (tên tiếng Anh là Pitahaya, hay còn gọi là Dragon fruit), thuộc họ
Xương rồng, có nguồn gốc ở các vùng sa mạc thuộc Mehico và Colombia. Thanh long
được người Pháp đem vào trồng ở Việt Nam trên 100 năm nay, nhưng mới được đưa
lên thành hàng hóa từ thập niên 1980 [1].
1.1.1. Đặc điểm thực vật học của quả thanh long
Là cây có nguồn gốc nhiệt đới, chịu hạn, nên được trồng ở những vùng nóng. Một

số lồi chịu được nhiệt độ từ 500C- 550C, nhưng nó khơng chịu được giá lạnh. Sự phát
triển của cây tốt ở nơi có cường độ ánh sáng mạnh [7], [8].
Rễ cây: rễ thanh long khơng mọng nước nên nó khơng phải là nơi tích trữ nước
giúp cây chịu hạn. Cây thanh long có hai loại rễ: địa sinh và khí sinh [8].
Rễ địa sinh phát triển từ phần lõi ở gốc hom. Rễ địa sinh có nhiệm vụ bám vào
đất và hút các chất dinh dưỡng ni cây [8].
Rễ khí sinh mọc dọc theo thân cây phần trên không, bám vào cây chống để giúp
cây leo lên giá đỡ [8].
Thân, cành: Thanh long là một loại xương rồng có thân, cành trườn bị trên trụ
đỡ. Thân chứa nhiều nước nên nó có thể chịu hạn một thời gian dài. Thân, cành thường
có ba cánh dẹp, xanh. Tiết diện ngang cho thấy có hai phần: bên ngồi là nhu mơ chứa
diệp lục, bên trong là lõi cứng hình trụ. Mỗi cánh chia ra làm nhiều thùy có chiều dài 3
- 4cm [8].
Hoa: Thanh long là cây ngày dài . Miền Nam Bộ ra hoa sớm nhất vào trung tuần
tháng 3 – 10 hàng năm, rộ nhất từ tháng 5 dương lịch tới tháng 8 dương lịch. Trung
bình có từ 4 - 6 đợt ra hoa rộ mỗi năm. Hoa lưỡng tính, rất to, có chiều dài trung bình
25 - 35 cm, nhiều lá đài và cánh hoa dính nhau thành ống, nhiều tiểu nhị và một nhụy
cái dài 18 - 24 cm, đường kính 5-8 mm, nhụy cái chia làm nhiều nhánh. Hoa thường nở


5

tập trung từ 20 - 23 giờ đêm và đồng loạt trong vườn. Từ khi nở đến khi tàn kéo dài độ
2 - 3 ngày. Thời gian từ khi xuất hiện nụ tới hoa tàn độ 20 ngày. Các đợt nụ đầu tiên
rụng từ 30% đến 40%, về sau tỉ lệ này giảm dần khi gặp điều kiện ngoại cảnh thuận lợi
[8], [9].
1.1.2. Một số loại thanh long phổ biến
Quả thanh long có ba loại: [10]
 Hylocereus undatus thuộc chi Hylocereus: ruột trắng vỏ hồng.
 Hylocereus polyrhizus thuộc chi Hylocereus: ruột đỏ vỏ hồng.

 Hylocereus megalanthus thuộc chi Selenicereus: ruột trắng vỏ vàng.
1.1.3. Giá trị dinh dƣỡng
Bảng 1.1 Thành phần hóa học của thanh long (Hylocereus undatus) trong 100g [11]
Thành phần

Hàm lƣợng

Thành phần

Hàm lƣợng

Nước

87,0 g

20,5 mg

Đường
Chất xơ
Protein

11,0 g
3,0 g
1,1 g

Chất béo

0,4 g

Phosphorus (P)

22,5 mg

Vitamin C
(Ascorbic Acid)
Calcium (Ca)
Sắt (Fe)
Vitamin B3
(Niacin)
Vitamin B2
(Riboflavin)
Vitamin B1
(Thiamine)

8,5 mg
1,9 mg
0,16 mg
0,05 mg
0,04 mg

1.1.4. Tình hình sản xuất và tiêu thụ thanh long
Hiện nay, nước ta đã xuất khẩu thanh long ra nhiều nước dưới dạng quả tươi. Đối
với thị trường Nhật do sự kiểm dịch thực vật khắt khe nên chỉ nhập thanh long dưới
dạng đông lạnh. Ở Bình Thuận nói riêng và Nam Bộ nói chung mùa thanh long tự
nhiên từ tháng 4 tới tháng 10, rộ nhất từ tháng 5 tới tháng 8. Vài năm gần đây Thái
Lan, Taiwan và cả Trung Quốc cũng đã bắt đầu nghiên cứu trồng cây này [1], [12].


6

Trái thanh long Việt Nam đã có mặt ở 40 quốc gia và vùng lãnh thổ, trong đó có
cả các thị trường được coi là khó tính như Mỹ, Châu Âu, Nhật Bản…Tuy nhiên hiện
nay, thanh long đạt chuẩn xuất khẩu sang các thị trường khó tính và mang lại giá trị
cao như Mỹ, Nhật, Hàn Quốc, Châu Âu vẫn chưa đáp ứng đủ nhu cầu của thị trường
không đủ hàng đạt chuẩn mà nhà nhập khẩu mong muốn [1].
Tính đến cuối năm 2014, tỉnh Bình Thuận có diện tích sản xuất thanh long lớn
nhất so với cả nước (24.212 ha) với sản lượng thu hoạch hàng năm trên 500.000 tấn.
Và có 14 thị trường, trong đó Trung Quốc là thị trường tiêu thụ chủ lực thanh long
Bình Thuận (ước tính 80-85% sản lượng). Để đáp ứng nhu cầu tiêu thụ trong nước và
xuất khẩu, Trung Quốc đang có chính sách khuyến khích người dân phát triển trồng
thanh long trên diện tích lớn tại hai tỉnh Quảng Đơng và Quảng Tây, phía Nam Trung
Quốc (diện tích hiện nay là 20.000 ha) [1].
Trung Quốc là thị trường tiêu thụ hầu hết sản lượng thanh long của Việt Nam nói
chung và Bình Thuận nói riêng. Do vậy trong thời gian tới, thanh long Việt Nam sẽ
phải cạnh tranh với thanh long Trung Quốc ngồi giá cả cịn liên quan đến chất lượng,
rào cản kỹ thuật trong thương mại mà Trung Quốc sẽ áp dụng trong tương lai [13].
1.1.5. Thực trạng bảo quản
Quả thanh long có thời gian bảo quản ngắn do có cường độ hô hấp cao, nếu bảo
quản ở điều kiện thường, vỏ quả sẽ bị nhăn lại chỉ sau 7 – 8 ngày bảo quản. Thành
phần hóa học của quả thay đổi nhiều trong quá trình bảo quản [3].
Phương pháp bảo quản sử dụng kết hợp màng bao có chứa chitosan với nấm men
đối kháng Candida sake TL01 giúp bảo quản thanh long được trong 37 ngày ở 50C, độ
ẩm 85 – 90% với tỉ lệ hư hỏng sau bảo quản là 5% [14].
Aspergillus niger và Colletotrichum gloeosporioides là 2 trong số các nấm mốc
chính gây hư hỏng quả thanh long [14].
1.1.5.1. Bảo quản ở nhiệt độ thƣờng
Đây là cách bảo quản ở nhiệt độ và độ ẩm khơng khí tự nhiên. Thanh long bảo
quản trong điều kiện này với độ thống mát tốt, có thể giữ tươi được 5 – 8 ngày [15].

7

1.1.5.2. Bảo quản lạnh
Bảo quản ở nhiệt độ 20 – 240C, thanh long sẽ tươi được 8 – 10 ngày. Bảo quản ở
nhiệt độ 12 – 140C sẽ giữ tươi được 15 – 20 ngày [9].
1.1.5.3. Xử lý hóa chất
Dùng chế phẩm acid gibberelic (GA3) với liều 0,2g/l pha trong nước, tưới đều
quanh trái, có tác dụng làm các cuống thanh long xanh hơn và cứng hơn. Xử lý trước
khi thu hoạch từ 1 – 3 ngày, thanh long có thể bảo quản tươi được 10 – 20 ngày [9].
1.1.5.4. Phƣơng pháp điều khiển thành phần khơng khí
Ngun tắc của phương pháp này là làm tăng nồng độ khí CO2 và giảm nồng độ
O2 trong khơng khí xung quanh trái để giảm cường độ hô hấp của trái. Dùng túi
polyetylen có đục 20 – 30 lỗ bằng kim, bao bọc trái thanh long và hàn kín bao lại. Kỹ
thuật này kết hợp với nhiệt độ lạnh ở 50C, thanh long có thể giữ tươi được 40 – 50 ngày
[9].
1.1.5.5. Xử lý bằng ozon
Dùng dung dịch hoạt hố anolyte (hay cịn gọi là nước ozon), rửa sạch trái, sau
đó hong khơ, đóng gói, bảo quản trong nhà mát, thanh long giữ tươi được 25 ngày [9].
1.2. Tổng quan về nấm mốc Colletotrichum gloeosporioides
1.2.1. Đặc điểm hình thái và sinh học
Trên mơi trường PDA (Potato dextrose agar), tản nấm của Colletotrichum
gloeosporioides có có màu trắng xám đến xám đậm. Các tản nấm hình thành nên các
quả thể, chúng mọc riêng rẽ hoặc từng đám hình cầu hay hình quả lê, kích thước đường
kính 85-350µm. Bên trong quả thể có các túi bào tử nằm rải rác, xen kẽ với các sợi
nấm vô tính, thường có 8 bào tử túi. Bào tử túi hình trụ hoặc hình chuỳ, kích thước 3580 x 8-14µm. Bào tử phân sinh hình thành trên cành bào tử ngắn, hẹp, trong suốt, hình
trụ, đầu hơi tù, đỉnh trịn, khơng có vách ngăn, kích thước từ 9-24 x 3-6µm [16].


8

a

b

c

Hình 1.1 Hình ảnh đại thể và vi thể của chủng nấm C.gloeosporioides trên PDA
a Tản nấm; b Khuẩn ty; c Bào tử
1.2.2. Sinh lý học
Nấm C. gloeosporioides có khả năng sinh trưởng ở 40C, tối thích là từ 250-280C.
Bệnh phát triển mạnh mẽ khi độ ẩm và nhiệt độ tăng cao. Quá trình nảy mầm, xâm
nhiễm và sinh trưởng của nấm có thể bị ảnh hưởng nếu bề mặt mô bệnh ẩm ướt trong
thời gian dài. Ở điều kiện độ ẩm môi trường cao, bào tử nảy mầm và xâm nhiễm được
ngay cả khi độ ẩm ở bề mặt quả ký chủ thấp. Nấm bắt đầu phát triển mạnh mẽ và biểu
hiện thành bệnh khi gặp độ ẩm thích hợp. Thanh long có hàm lượng nước cao lên đến
87% là môi trường thuận lợi cho C. gloeosporioides phát triển và gây hại [17].
1.2.3. Cơ chế gây thối hỏng trái cây của nấm mốc Colletotrichum gloeosporioides
Nấm C. gloeosporioides có thể tồn tại ở nhiều vị trí khác nhau của cây trồng: tồn
tại trong hạt giống, trên cây ký chủ và trên tàn dư cây trồng sau thu hoạch. Chúng phát
tán nguồn bệnh nhờ mưa và nước. Sau khi tiếp xúc trên bề mặt quả, khi gặp điều kiện
thuận lợi bào tử sẽ nảy mầm, phát triển và gây bệnh [16].
Thanh long là loại quả rất dễ bị hư hại bởi các loại bệnh khác nhau, chúng có thể
gây bệnh ở nhiều bộ phận, bằng nhiều con đường lây nhiễm khác nhau. Gặp điều kiện
thuận lợi (ẩm độ, nhiệt độ), bào tử nấm nảy mầm thành ống mầm..
Quá trình xâm nhập này có thể xảy ra qua hai con đường chính [16]:
- Xâm nhập trực tiếp qua bề mặt ký chủ nguyên vẹn.


9

- Xâm nhập thông qua các vết thương trên bề mặt quả do các tác động cơ học làm
bầm dập, nứt quả.
2.2.3.1. Xâm nhập trực tiếp qua bề mặt ký chủ nguyên vẹn
Colletotrichum spp. thuộc nhóm nấm hoại dưỡng (necrotrophic), nghĩa là trong
q trình xâm nhập ln tiết ra các enzyme thủy phân và các độc tố để phá hủy mô tế
bào vật chủ. Tuy nhiên trong giai đoạn đầu của q trình xâm nhập, Colletotrichum
spp. lại tấn cơng và tiến hành hoạt động giết chết tế bào chủ như một nấm sinh dưỡng
(biotrophic), kết hợp với lượng lớn sợi nấm chính trong tế bào. Q trình sinh dưỡng
này thường khơng kéo dài lâu (từ ít hơn 24 giờ đến 42 giờ) nên Colletotrichum spp.
cịn gọi là lồi nấm bán sinh dưỡng (hemibiotrophic), sau đó chúng sẽ phát triển sang
giai đoạn hoại dưỡng, kết hợp với các sợi nấm thứ cấp [2], [18].
Khi bào tử tiếp xúc với bề mặt kí chủ, chúng lắng đọng và gắn kết lại với nhau.
Gặp điều kiện thuận lợi, bào tử bắt đầu nảy mầm thành ống mầm, đầu ống mầm sẽ
hình thành một cấu trúc đặc biệt gọi là giác bám hay còn gọi là vịi áp/vịi bám/đĩa áp
(appressorium). Sau đó, giác bám hình thành đế xâm nhập hay cịn gọi là vịi xâm
nhập/móc xâm nhập (penetration peg) đâm xuyên qua mặt ký chủ gồm tầng cutin và
vách tế bào. Sự hình thành vòi xâm nhập đâm xuyên qua bề mặt ký chủ tạo ra cấu trúc
vịi hút sau đó tạo ra áp lực thẩm tích cao hút nước từ bên ngồi vào trong giác bám và
một áp suất trương lớn được tạo ra. Áp suất cao sẽ cho phép nấm xâm nhập dễ dàng
qua bề mặt ký chủ bằng đế xâm nhập. Mặc dù sự xâm nhập bằng giác bám và đế xâm
nhập là do lực cơ học nhưng nấm cũng tiết ra các enzyme để hỗ trợ sự xâm nhập như
các cellulase và pectinase [19].
Sau khi xâm nhập vào tế bào, các sợi nấm có thể trương phồng lên hình thành
nên một túi bọng gọi là tiểu nang (vesicle) và sợi nấm chính (primari hyphae). Trong
giai đoạn sinh dưỡng (biotrophic), các tế bào chủ vẫn còn sống, màng tế bào của nó
có thể được nhìn thấy xung quanh các sợi nấm. Một hai ngày sau màng tế bào phân
cách đó mỏng dần và bắt đầu bị phân hủy, làm chết tổ chức tế bào ở đó. Tương tự với
các tế bào xung quanh, quá trình sinh dưỡng này cứ thế tiếp tục. Tiếp theo đó, xảy ra

10

quá trình hoại dưỡng, phá vỡ tế bào dưới tác dụng của hệ thống enzyme do các sợi
nấm thứ cấp sản xuất ra. Bỏ qua giai đoạn sinh dưỡng, giai đoạn hoại tử nhanh chóng
xảy ra trong trường hợp này các sợi nấm lây lan khắp các vách ngăn giữa các tế bào
vật chủ và cả trong tế bào thông qua lớp biểu bì dưới, đồng thời tiết ra enzyme phân
hủy vách tế bào và nguyên sinh chất của vật chủ, q trình nhiễm trùng khơng đi kèm
việc phát sinh các sợi nấm thứ cấp [20].
2.2.3.2. Xâm nhập gián tiếp qua các vết nứt tự nhiên, các vết thƣơng cơ giới
Sau thu hoạch, sức đề kháng của quả sẽ giảm dần trong thời gian chín và lưu trữ,
lúc này các mầm bệnh dễ dàng nhiễm vào quả ký chủ và gây hại. Q trình xâm nhập
sẽ diễn ra nhanh chóng hay kéo dài phụ thuộc vào khả năng kháng của vật chủ. Trong
quá trình thu hoạch, vận chuyển và bảo quản việc tạo ra các tổn thương cơ học khó
tránh khỏi, đây là điều kiện thuận lợi cho các loại nấm xâm nhập và phát triển nhanh
chóng, gây bệnh sau thu hoạch trên quả. Thông thường, độ ẩm trên bề mặt quả không
đáp được sự nảy mầm của bào tử, tuy nhiên nếu bào tử tiếp xúc tại vết thương, dịch
quả tiết ra sẽ tạo điều kiện thuận lợi nhất cho sự nảy mầm [19].
Sau khi xâm nhập thành công, sợi nấm tiết ra các độc tố ngấm vào mô quả để tiêu
diệt các tế bào. Các enzyme ngoại bào thực hiện chức năng chuyển hóa các chất phức
tạp thành các hợp chất có trọng lượng phân tử thấp mà tế bào nấm có thể hấp thu làm
quả nhanh chóng bị hư hỏng [21].
1.3. Tống quan về chitosan và nano chitosan
1.3.1. Tính chất chitosan và naono chitosan
Chitosan là một aminopolysaccharide mạch thẳng của glucosamine

và N-

acetylglucosamine, thu được bằng cách khử acetyl của chitin giải phóng nhóm (-NH2)
thay thế nhóm (-COCH3) ở vị trí C (2), được chiết xuất từ vỏ các lồi giáp xác (tơm,
cua, hến, trai, sị, mai mực, …), cũng như từ các màng tế bào của một số loại nấm.

Chitosan được cấu tạo từ các mắt xích D-glucozamin liên kết với nhau bởi các liên kết
β-(1-4)-glicozit, do vậy chitosan có thể gọi là Poly--(1,4)-D-glucosamin, hay cịn gọi


11

là poly--(1,4)-2-amino-2-deoxy-D-glucose. Chitin có mức độ khử acetyl khoảng 75%
trở lên thường được gọi là chitosan [22].
Chitosan có những tính chất cơ bản sau:
 Tính tan: Chitosan khơng hồ tan trong nước và dung dịch kiềm. Tan trong
dung dịch acid lỗng tạo nhành một dung dịch keo có độ nhớt cao.
 Chitosan tác dụng với Iốt trong môi trường H2SO4 cho phản ứng lên màu tím.
Đây là phản ứng dùng trong phân tích định tính chitosan.
 Chitosan là một polymer mang điện tích dương nên được xem là một
polycationic (pH<6,5), có khả năng bám dính trên bề mặt có điện tích âm như
protein, aminopolysaccharide (alginate), acid béo và phospholipid nhờ sự có mặt
của nhóm amino (NH2). Chính tính chất này giúp cho chitosan thể hiện được khả
năng kháng nấm, kháng khuẩn cao của mình khi liên kết với phần mang điện tích
âm trên thành thế bào vi sinh vật.
 Chitosan có tính chất cơ học tốt, khơng độc, dễ tạo màng, có thể tự phân huỷ
sinh học.
Nanochitosan khơng những mang đầy đủ các tính chất của chitosan thơng
thường như khơng độc, có khả năng thích ứng sinh học cao, khả năng tự phân hủy,
khả năng tạo màng…mà ở kích thước nanomet, có diện tích bề mặt lớn với điện tích
dương lớn hơn, do đó hoạt tính sinh học cao hơn nhiều so với chitosan. Chính đặc
điểm khác biệt này đã tạo ra sự quan tâm đáng kể theo hướng nghiên cứu ứng dụng
chitosan ở kích thước nanomet trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt trong lĩnh vực nông
nghiệp (kháng khuẩn, kháng nấm, kích thích sinh trưởng, bảo vệ cây trồng).
1.3.2. Các phƣơng pháp tạo nanochitosan
Hiện nay, có nhiều phương pháp tạo nanochitosan. Có các phương pháp phổ biến

như sau: phương pháp khâu mạch nhũ tương; phương pháp tạo giọt/kết tủa; khuếch tán
dung môi nhũ tương; phương pháp sấy phun; phương pháp tạo gel ion [21].
- Phương pháp hợp giọt nhũ tương


12

Phương pháp này sử dụng nguyên tắc của cả hai phương pháp: tạo nối ngang và
kết tủa. Một hệ nhũ tương W/O bền vững chứa chitosan trong dung dịch paraffin.
Đồng thời một hệ nhũ tương khác cũng được chuẩn bị song song bằng cách cho NaOH
vào trong hỗn hợp nhũ tương giống như trên. Sau đó, trộn đều hai hệ nhũ tương này
vào nhau trong điều kiện có kết hợp cánh khuấy với tốc độ cao, nhờ tác dụng của cánh
khuấy các giọt sẽ chuyển động liên tục, va chạm ngẫu nhiên vào nhau và kết tủa lại tạo
các hạt có kích thước nanomet. Phương pháp này cho thấy rằng khi mức độ deacetyl
hóa của chitosan giảm dẫn đến các nối đơi được hình thành giảm, điều này sẽ làm tăng
kích thước và giảm số lượng các hạt nano được hình thành [22], [23].
- Phương pháp khuếch tán dung mơi nhũ tương
Phương pháp này liên quan tới việc bổ sung một pha dung môi hữu cơ như
methylene clorua và acetone. Hỗn hợp nhũ tương O/W được hình thành khi cho hỗn
hợp dung môi hữu cơ trên vào khuấy trộn cùng dung dịch có chứa chitosan và chất ổn
định như poloxamer và lecithin. Hỗn hợp nhũ tương này sau đó được đưa đi đồng hóa
dưới áp suất cao. Ở giai đoạn này acetone sẽ khuyếch tán vào trong pha nước làm giảm
khả năng hòa tan của chitosan và tạo thành các hạt kết tủa có kích thước nanomet. Các
hạt nano chitosan được thu hồi bằng cách ly tâm. Nhược điểm của phương pháp này là
quá trình thực hiện phức tạp [24].
- Phương pháp tạo gel ionic (ionic gelation)
Cơ chế của phương pháp này dựa trên tương tác tĩnh điện giữa chitosan tích
điện dương và một polyanion như Sodium tripolyphosphat hoặc glutaraldehyde,..
Lúc này các nhóm -NH2 của chitosan sẽ liên kết với nhóm H3P3O102- của STTP hay CHO của glutaraldehyde và nhờ đó các hạt nano chitosan được hình thành. Đầu tiên
chitosan được hịa tan vào dung dịch axit acetic. Sau đó chitosan được trộn lẫn với

polyanion để tạo hạt nano chitosan dưới điều kiện khuấy từ liên tục ở nhiệt độ phịng.
Kích thước và điện tích bề mặt phụ thuộc vào tỷ lệ chitosan và polyanion, pH, và
loại polyanion khác nhau.