Ứng dụng vi khuẩn lên men lactic trong xử lý hạt giống đậu phộng

..

ĐỒN THANH NIÊN CỘNG SẢN HỒ CHÍ MINH
BAN CHẤP HÀNH TP. HỒ CHÍ MINH
----------------------

CƠNG TRÌNH DỰ THI
GIẢI THƢỞNG SINH VIÊN NGHIÊN CỨU KHOA HỌC EURÉKA
LẦN THỨ XX NĂM 2018

TÊN CÔNG TRÌNH

ỨNG DỤNG VI KHUẨN LÊN MEN LACTIC TRONG XỬ LÝ HẠT GIỐNG
ĐẬU PHỘNG

LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU:

Nông Lâm Ngƣ Nghiệp

CHUYÊN NGÀNH:

Nông Nghiệp

Mã số cơng trình: …………………………….
(Phần này do BTC cấp thành ghi)


i

TĨM TẮT CƠNG TRÌNH
Vi khuẩn lên men lactic từ lâu đã đƣợc sử dụng trong các loại thực phẩm lên men

truyền thống. Dù an tồn và có nhiều ứng dụng nhƣng những cơng trình nghiên cứu về
ứng dụng trong bảo quản nơng sản vẫn cịn rất ít.
Các chủng vi khuẩn lên men lactic lấy từ phịng thí nghiệm đƣợc xác định sự
thuần khiết bằng các thử nghiệm sinh lý, sinh hoá và khả năng phân giải lân, sinh IAA,
tạo biofilm. Sau đó tiến hành khảo sát sự phát triển trên các môi trƣờng khác nhau và
chọn ra đƣợc môi trƣờng bắp cải bổ sung 12g/L glucose và 15g/L peptone để nuôi cấy
thay thế với khả năng kháng nấm Aspergillus sp. CĐP1 tƣơng đƣơng trên MRS Broth,
xấp xỉ 42.61% và vƣợt trội hơn đối chứng Daconil 0.5g/L là 26.85%. Đồng thời các
khả năng sinh IAA, phân giải lân và tạo biofilm vẫn đƣợc duy trì trên mơi trƣờng Nƣớc
bắp cải với sinh khối phát triển bằng 90% trên MRS Broth.
Hạt đậu phộng đƣợc ngâm trong ba công thức phối trộn với tỉ lệ L5:L2N:L3 lần
lƣợt là: 1:1:1 – không gia nhiệt – khơng trung hồ pH; 1:1:2 – khơng gia nhiệt – khơng
trung hồ và 1:2:1 – gia nhiệt 100°C trong 3 phút – trung hồ pH 6 trong vịng 15 phút
có bổ sung 0.1% Tween 80 cho kết quả bảo quản hạt ở điều kiện in vitro hơn 30 ngày,
trong khi đối chứng Daconil bắt đầu xuất hiện nấm mốc ở ngày 21, chứng tỏ tác nhân
ức chế nấm mốc khơng phụ thuộc vào pH, ngồi trừ acid hữu cơ, các hợp chất protein
thì cịn những tác nhân khác, mà có thể là hợp chất thứ cấp.
Bên cạnh đó, các cơng thức cịn giúp gia tăng độ khoẻ của mầm, tỉ lệ nảy mầm,
tuy nhiên không khác biệt về ý nghĩa thống kê và chiều dài thân; rễ;cây, khối lƣợng
thân; rễ; cây so với đối chứng Daconil có khác biệt về ý nghĩa thống kê.
Nghiên cứu đã cho thấy khả năng ứng dụng của vi khuẩn lên men lactic trong bảo
quản và giúp phát triển hạt đậu phộng. Từ đó đề xuất ra quy trình sản xuất chế phẩm
kích thích tăng trƣởng và bảo quản hạt từ ba chủng vi khuẩn lên men lactic
Lactobacillus sp. L5, Lactobacillus sp. L2N và Lactobacillus sp. L3.


ii

MỤC LỤC
MỤC LỤC ...................................................................................................................iii

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT...................................................................................iv
DANH MỤC BẢNG ...................................................................................................v
DANH MỤC HÌNH ẢNH ..........................................................................................vi
MỞ ĐẦU .....................................................................................................................1
1. Đặt vấn đề ...........................................................................................................1
2. Tình hình nghiên cứu ..........................................................................................2
2.1. Ngồi nƣớc: .....................................................................................................2
2.2.Trong nƣớc: ......................................................................................................3
3.Mục đích nghiên cứu: ..........................................................................................3
4.Mục tiêu nghiên cứu: ...........................................................................................3
5. Nội dung nghiên cứu: .........................................................................................3
6. Phƣơng pháp nghiên cứu: ...................................................................................4
6.1.Phƣơng pháp luận: ...........................................................................................4
6.2.Phƣơng pháp xử lý số liệu: ...............................................................................4
7. Kết quả đạt đƣợc: ................................................................................................4
CHƢƠNG I: TỔNG QUAN .......................................................................................5
1. Tổng quan về xử lý hạt giống: ............................................................................5
1.1. Giới thiệu chung: .............................................................................................5
1.2. Các phƣơng pháp khử nhiễm độc tố: ...............................................................6
1.2.1. Phƣơng pháp vật lý: ......................................................................................6
1.2.2. Phƣơng pháp hóa học: ..................................................................................9
1.2.3. Phƣơng pháp sinh học:..................................................................................9
2. Các vi sinh vật hỗ trợ tăng trƣởng cây trồng: .....................................................12
2.1. Khả năng phân giải lân: ..................................................................................12
2.1.1. VSV phân giải lân hữu cơ .............................................................................13


iii

2.1.2. VSV phân giải lân vô cơ ...............................................................................14

2.2. Tạo màng sinh học biofilm ..............................................................................15
2.3. Khả năng sinh Indole-3-acetic acid (IAA).......................................................17
3. Tổng quan về vi khuẩn lactic. .............................................................................19
3.1. Đặc điểm hình thái giống Lactobacillus sp. ....................................................19
3.2. Đặc điểm sinh lý ..............................................................................................20
3.3. Đặc điểm sinh hóa............................................................................................20
3.4. Nhu cầu dinh dƣỡng của vi khuẩn lactic .........................................................21
3.5. Quá trình trao đổi chất .....................................................................................23
3.6. Các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình lên men, quá trình sinh trƣởng và phát triển
của vi khuẩn lactic .......................................................................................28
3.7. Khả năng kháng nấm của vi khuẩn lactic ........................................................29
3.7.1. Khả năng kháng nấm của các chủng vi khuẩn lactic ....................................29
3.7.2. Các hợp chất kháng nấm ...............................................................................30
3.7.3. Các hợp chất kháng khuẩn khác ...................................................................37
3.8. Ứng dụng của vi khuẩn lactic ..........................................................................40
CHƢƠNG II: VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .............................42
2.1. Địa điểm nghiên cứu ........................................................................................42
2.2. Thời gian thực hiện ..........................................................................................42
2.3. Vật liệu nghiên cứu ..........................................................................................42
2.3.1. Vật liệu ..........................................................................................................42
2.3.2. Hóa chất sử dụng ..........................................................................................42
2.3.3. Thiết bị ..........................................................................................................43
2.3.4. Dụng cụ .........................................................................................................43
2.4. Phƣơng pháp luận ............................................................................................44
2.4.1. Mục tiêu đồ án ..............................................................................................44
2.4.2. Nội dung .......................................................................................................44


iv

2.5. Phƣơng pháp nghiên cứu .................................................................................45
2.5.1. Sơ đồ nghiên cứu ..........................................................................................45
2.5.2. Khảo sát độ thuần khiết của vi khuẩn lactic .................................................46
2.5.2.1. Nhuộm gram ..............................................................................................47
2.5.2.2. Nhuộm bào tử ............................................................................................48
2.5.2.3. Thử nghiệm Catalase .................................................................................49
2.5.2.4. Thử nghiệm khả năng lên men đƣờng .......................................................49
2.5.2.5. Khả năng di động .......................................................................................50
2.5.3. Khả năng phân giải lân ................................................................................51
2.5.4. Khả năng sinh IAA .......................................................................................52
2.5.5. Khả năng tạo màng Biofilm ..........................................................................53
2.5.6. Chủng nấm mốc Aspergillus sp. CĐP1. .......................................................54
2.5.6.1. Khảo sát sự phát triển trên các loại môi trƣờng ........................................55
2.5.6.2. Khảo sát hình thái ......................................................................................55
2.5.7. Khảo sát khả năng đối kháng trực tiếp của vi khuẩn lactic với nấm mốc
Aspergillus sp. CĐP1. ..................................................................................56
2.5.8. Phƣơng pháp khảo sát môi trƣờng lên men thích hợp cho vi khuẩn lactic ..56
2.5.9. Xác định acid lactic.......................................................................................57
2.5.10. Xác định mật độ vi khuẩn ...........................................................................57
2.5.11. Phƣơng pháp khảo sát khả năng bảo quản hạt giống khỏi nấm mốc
Aspergillus sp. CĐP1 ...................................................................................60
2.5.12. Khảo sát ảnh hƣởng của dịch nuôi cấy chủng Lactobacillus sp. L5, L3, L2N
đối với sự phát triển của hạt giống...............................................................68
2.5.12.1. Khảo sát ảnh hƣởng của dịch nuôi cấy chủng Lactobacillus sp. L5, L3,
L2N đối với sự nảy mầm của hạt. ................................................................68
2.5.12.2. Ảnh hƣởng của vi khuẩn Lactobacillussp. L5, L3, L2N đến độ khỏe mầm ở
cây đạu phộng ..............................................................................................69


v

CHƢƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................................70
3.1 Khảo sát sinh lý – sinh hoá của chủng vi khuẩn lactic: ....................................70
3.1.1 Quan sát hình thái khuẩn lạc: .......................................................................70
3.1.2 Nhuộm Gram: ................................................................................................71
3.1.3 Nhuộm bào tử: ...............................................................................................71
3.1.4 Thử nghiệm Catalase: ....................................................................................72
3.1.5 Thử nghiệm tính di động: ..............................................................................73
3.1.6 Thử nghiệm lên men các loại đƣờng .............................................................74
3.2 Khảo sát sự phát triển của chủng nấm Aspergillus sp. CĐP1 ..........................76
3.3. Khảo sát môi trƣờng lên men thích hợp. .........................................................78
3.3.1.

Khảo sát khả năng sinh acid lactic và mật độ tế bào của các chủng
Lactobacillus spp. L5, L2N, L3 ...................................................................79

3.3.2. Khảo sát khả năng tạo màng sinh học biofilm của các chủng Lactobacillus
spp. L5, L2N, L3 ..........................................................................................83
3.3.3. Đánh giá khả năng phân giải lân của các chủng Lactobacillus spp. L5, L2N,
L3 .................................................................................................................86
3.3.4. Đánh giá khả năng sinh IAA của các chủng Lactobacillus spp. L5, L2N, L3.
......................................................................................................................91
3.3.5. Đánh giá khả năng kháng nấm invitro của các chủng vi khuẩn lactic .........93
3.5.6. Khảo sát khả năng bảo quản hạt đậu phộng .................................................96
3.3.7. Khảo sát ảnh hƣởng của dịch nuôi cấy Lactobacillus sp. L5, L2N, L3 tới sự
phát triển của hạt giống. ...............................................................................100
3.3.7.1. Ảnh hƣởng của dịch nuôi cấy Lactobacillus sp. L5, L2N, L3 tới khả năng
phát triển của cây đậu phộng 7 ngày sau nảy mầm. ....................................100
3.3.7.2. Khảo sát khả năng ảnh hƣởng của dịch nuôi cấy Lactobacillus sp. L5, L2N,
L3 tới cây đậu phộng 14 ngày sau nảy mầm ...............................................104

CHƢƠNG IV: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................110


vi

4.1. Kết luận ...........................................................................................................110
4.2. Kiến nghị..........................................................................................................110
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...........................................................................................111


vii

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
LAB

Lactic acid bacteria/ Lactobacillales

VSV

Vi sinh vật

VK

Vi khuẩn

BVTV

Bảo vệ thực vật

IAA

Indole-3-acetic acid

EPS

Extracellular polymeric substance

MRS

de Man, Rogosa and Sharpe

PDA

Potato Detrose Agar

ĐC

Đối chứng

TN

Thí nghiệm

NT

Nghiệm thức

KĐC

Khơng điều chỉnh

MT

Mơi trƣờng


viii

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1: Các cơ chế khử nhiễm sinh học bằng một số chủng vi khuẩn....................10
Bảng 1.2: Một số sản phẩm chuyển hóa của LAB và phƣơng thức hoạt động ...........27
Bảng 1.3: Một số hợp chất tiềm năng kháng nấm mốc và nấm men ..........................30
Bảng 1.4: Cơ chế kháng nấm của một số hợp chất .....................................................34
Bảng 1.5: Một số bacteriocins đƣợc sử dụng rộng rãi (M. P. Zacharof, 2012) ..........38
Bảng 1.6: Khả năng đối kháng của các sản phẩm biến dƣỡng vi khuẩn LAB ...........39
Bảng 2.1: Bố trí thí nghiệm bảo quản trong chai ........................................................67
Bảng 3.1 Khả năng lên men đƣờng của các chủng L5, L3, L2N. ...............................75
Bảng 3.3 Thống kê xếp hạng OD 550nm của các chủng vi khuẩn lactic. .................84
Bảng 3.3. Khả năng phân giải lân của ba chủng vi khuẩn lactic ở ngày 3 .................90
Bảng 3.4: Hàm lƣợng IAA do 3 chủng vi khuẩn tổng hợp. ........................................92
Bảng 3.5: Tỷ lệ ức chế của 3 chủng vi khuẩn trên các loại môi trƣờng với chủng nấm
mốc theo phƣơng pháp cấy 2 đƣờng vi khuẩn. ...........................................................94
Bảng 3.6: Ngày xuất hiện tơ nấm trong thí nghiệm bảo quản hạt đậu phộng.............98
Bảng 3.7: Thành phần các nghiệm thức ngâm đậu phộng. .........................................100
Bảng 3.8: Tỷ lệ nảy mầm và độ khoẻ mầm trên các nghiệm thức của đậu phộng .....101
Bảng 3.9: Ảnh hƣởng của dịch nuôi cấy vi khuẩn đến chiều dài và sinh khối rễ, thân 7
ngày sau nảy mầm. ......................................................................................................103
Bảng 3.10: Ảnh hƣởng của dịch nuôi cấy đối với chiều dài của cây đậu phộng sau 14
ngày nảy mầm .............................................................................................................104

ix

DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1: Một số loại auxin phổ biến..........................................................................18
Hình 1.2: Con đƣờng lên men Glucose .......................................................................26
Hình 1.3: Cấu trúc phân tử của các hợp chất kháng nấm ...........................................33
Hình 2.1: Sơ đồ nghiên cứu ........................................................................................45
Hình 2.2: Sơ đồ khảo sát độ thuần khiết của vi khuẩn lactic ......................................46
Hình 2.3: Sơ đồ khảo sát khả năng phát triển của chủng nấm CĐP1 .........................53
Hình 2.4: Sơ đồ khảo sát khả năng đối kháng trực tiếp của vi khuẩn lactic với nấm mốc
Aspergillus sp. CĐP1. .................................................................................................55
Hình 2.5: Sơ đồ xác định mật độ vi khuẩn ..................................................................58
Hình 2.6: Sơ đồ khảo sát khả năng bảo quản hạt giống khỏi nấm mốc Aspergillus sp.
CĐP1 ...........................................................................................................................60
Hình 2.7: Sơ đồ khảo sát ảnh hƣởng của dịch nuôi cấy chủng Lactobacillus sp. L5, L3,
L2N đối với sự phát triển của hạt giống......................................................................68
Hình 3.1: Hình thái khuẩn lạc các chủng Lactobacillus spp. trên mơi trƣờng MRS agar
.....................................................................................................................................70
Hình 3.2: Kết quả nhuộm gram của các vi khuẩn .......................................................71
Hình 3.3: Kết quả nhuộm bào tử của các vi khuẩn .....................................................72
Hình 3.4: Thử nghiệm catalase chủng vi khuẩn Lactobacillus sp. L5 ........................73
Hình 3.5: Thử nghiệm tính di động của chủng Lactobacillus sp. L5 và chủng vi khuẩn
đối chứng Bacillus subtilis. .........................................................................................74
Hình 3.6: Khả năng lên men các loại đƣờng của vi khuẩn .........................................75
Hình 3.7: Khả năng phát triển của chủng nấm Aspergillus sp. CĐP1 trên mơi trƣờng
MRS Agar cải tiến .......................................................................................................77
Hình 3.8: Hình thái nấm nấm Aspergillus sp. CĐP1 ..................................................78
Hình 3.9: Biểu đồ thể hiện mật độ tế bào của chủng vi khuẩn lactic sp. L5...............79
Hình 3.10: Biểu đồ thể hiện mật độ tế bào của chủng vi khuẩn lactic L2N ...............80

x

Hình 3.11: Biểu đồ thể hiện mật độ tế bào của chủng vi khuẩn lactic L3 ..................80
Hình 3.12: Hàm lƣợng acid tổng của chủng L5 trên các mơi trƣờng .........................81
Hình 3.13: Hàm lƣợng acid tổng của chủng L2N trên các mơi trƣờng ......................82
Hình 3.14: Hàm lƣợng acid tổng của chủng L3 trên các mơi trƣờng .........................82
Hình 3.15: Biểu đồ đánh giá khả năng tạo màng biofilm của ba chủng vi khuẩn lactic
trên các mơi trƣờng. ....................................................................................................84
Hình 3.16: Vi khẩn tạo màng biofilm trên thành ống nghiệm ....................................86
Hình 3.17: Khả năng phân giải lân của chủng vi khuẩn lactic L5 ..............................87
Hình 3.18: Khả năng phân giải lân của chủng vi khuẩn lactic L2N ...........................88
Hình 3.19: Khả năng phân giải lân của chủng vi khuẩn lactic L3 ..............................89
Hình 3.20: Biều đồ so sánh khả năng phân giải lân tổng cộng của ba chủng vi khuẩn
lactic trên 3 mơi trƣờng theo ngày. .............................................................................89
Hình 3.21: Biểu đồ thể hiện khả năng phân giải lân của ba chủng vi khuẩn lactic trên
ba môi trƣờng ở ngày 3. ..............................................................................................90
Hình 3.22. Biểu đồ thể hiện ảnh hƣởng của môi trƣờng nuôi cấy lên khả năng sinh
IAA của 3 chủng vi khuẩn. .........................................................................................92
Hình 3.23: Khả năng kháng nấm của chủng vi khuẩn trên mơi trƣờng khác nhau.....94
Hình 3.24: Biểu đồ thể hiện tỷ lệ kháng nấm của 3 chủng vi khuẩn trên 3 mơi trƣờng
khác nhau.....................................................................................................................95
Hình 3.25: Hình ảnh bảo quản đậu phộng trong chai sau 25 ngày .............................97
Hình 3.26: Cây đậu phộng 7 ngày sau nảy mầm ........................................................101
Hình 3.27: Tỷ lệ nảy mầm và độ khoẻ của mầm trên các nghiệm thức của hạt đậu
phộng ...........................................................................................................................102
Hình 3.28: Biểu đồ thể hiện ảnh hƣởng của dịch nuôi cấy vi khuẩn của 3 nghiệm thức
TN1-TN1, TN3-NT8 và TN1-NT12 đến chiều dài và sinh khối rễ, thân 7 ngày sau nảy
mầm .............................................................................................................................103

xi

Hình 3.29: Đồ thị biểu thị ảnh hƣởng dịch ni cấy của 3 nghiệm thức TN1-NT1, TN1NT12, TN3-NT8 cây đậu phộng 14 ngày sau nảy mầm. ............................................105
Hình 3.30: Cây đậu phộng 14 ngày sau nảy mầm. .....................................................106


1

MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề
Vệ sinh an toàn thực phẩm đang là vấn đề xã hội cần giải quyết kịp thời để bảo vệ
sức khoẻ con ngƣời. Ở nƣớc ta, với đặc điểm khí hậu nhiệt đới nóng ẩm, độ ẩm trong
khơng khí thƣờng cao, là điều kiện rất thuận lợi cho nấm mốc phát triển gây nhiễm độc
tố cho thực phẩm và thức ăn chăn nuôi, gây độc cho ngƣời và gia súc, gây tổn thƣơng
gan (ung thƣ gan…). Tình trạng phơi nhiễm của nấm mốc ảnh hƣởng đến 25 % mùa
màng trên toàn thế giới, làm tổn thất trung bình 418 triệu đơ và ảnh hƣởng trên gia súc
472 triệu đô mỗi năm (theo Bô Nông Nghiệp Mỹ, 2009). Tại Việt Nam, mỗi năm bị
ảnh hƣởng khoảng 13-16 % lƣợng nơng sản tuỳ loại.
Trong q trình sinh trƣởng và phát triển trên nông sản (đƣợc bảo quản trong kho
tàng , bao bì...), nấm mốc làm giảm nghiêm trọng chất lƣợng của các loại nông sản
đƣợc bảo quản. Nhiều lồi nấm mốc phát triển trên nơng sản (thóc, ngơ, lạc, đậu
tƣơng...) làm cho sản phẩm nông nghiệp biến đổi màu sắc, mùi vị, giảm chất lƣợng,
đặc biệt là các chất dinh dƣỡng nhƣ tinh bột, đƣờng, protein, acid amin, lipid, vitamin
và các khoáng chất. Nấm mốc làm thối rữa các sản phẩm nông nghiệp nhƣ hoa quả,
rau, hạt ngũ cốc và tạo điều kiện cho nhiều loại vi khuẩn khác phát triển và gây hại làm
ảnh hƣởng đến chất lƣợng hạt, sản lƣợng thu hoạch và gây thiệt hại cho ngƣời sử dụng.
Bên cạnh sử dụng các biện pháp trong lúc trồng trọt nhƣ canh tác ruộng đất, bón
phân, phun thuốc,.. thì một trong những xu hƣớng hiện nay là xử lý hạt giống. Xử lý

nguồn bệnh tồn tại trên hạt giống trƣớc khi gieo trồng là một trong những điều quan
trọng trong việc đảm bảo chất lƣợng hạt giống, vừa tăng khả năng chống chọi của hạt
khỏi những tác nhân gây bệnh, ngăn ngừa nguồn bệnh lan truyền từ hạt sang đồng
ruộng, vừa làm tăng sản lƣợng thu hoạch có lợi cho ngƣời nơng dân, góp phần phát
triển nền nông nghiệp bền vững, không ảnh hƣởng môi trƣờng.


2

Xử lý hạt giống bằng hóa chất ngày nay đƣợc sử dụng rộng rãi để phòng trừ sâu
bệnh hại cây trong nông nghiệp với những ƣu điểm tác dụng nhanh, tƣơng đối đơn
giản, đem lại hiệu quả kinh tế cao,…nhƣng các hợp chất hóa học dần có những yếu
điểm độc hại với môi trƣờng gây ô nhiễm đất, nguồn nƣớc và khơng khí, hình thành
các lồi kháng thuốc, ảnh hƣởng đến quần thể sinh vật và đăc biệt ảnh hƣởng đến sức
khỏe con ngƣời. Do đó, các hợp chất sinh học đƣợc thay thế mang lại hiệu quả và thân
thiện, an tồn với mơi trƣờng đặc biệt các hợp chất sinh học từ các loài vi sinh vât. Một
trong những chủng đƣợc nghiên cứu và ứng dụng nhiều nhất chính là các chủng sinh
acid lactic. Vi khuẩn dạng này có hoạt tính sinh học khá cao, an tồn, có khả năng tiêu
diệt vi sinh vật có hại và là nguồn vi sinh vật hữu ích, duy trì hệ cân bằng vi khuẩn
đƣờng ruột. Nhận thấy đây là những lý do cần thiết cho đời sống của con ngƣời và đó
là lý do chúng tôi thực hiện đề tài “Ứng dụng vi khuẩn lên men lactic xử lý hạt giống
đậu phộng”
2. Tình hình nghiên cứu:
2.1. Ngồi nƣớc:
Trên thế giới, có rất nhiều nghiên cứu về khả năng kháng nấm do vi khuẩn sinh acid
lactic tạo thành, chẳng hạn nhƣ:
“Khả năng kháng nấm của 2 chủng Lactobacillus plantarum với mốc Fusarium in
vitro và trong nấu mạch nha lúa mạch” của A. Laitila và công sự (2002).
Năm 2004, Cassandra De Muynck và công sự nghiên cứu “Khả năng kháng nấm
của vi khuẩn sinh acid lactic trong sản xuất hợp chất kháng nấm trong thực phẩm”.

Kim Jeong Dong với “Nghiên cứu hoạt động kháng nấm của vi khuẩn lactic phân
lập từ kimchi kháng Aspergillus fumigatus” năm 2005.
R Muñoz và cộng sự với nghiên cứu “Ngăn cản sự sản xuất độc tố của Aspergillus
nomius vsc 23 của vi khuẩn sinh acid lactic và Saccharosemyces cerevisae” năm 2010.
“Độc tố aflatoxin bị ức chế bởi các vi khuẩn lactic nhƣ Lactobacillus casei có hoạt
động mạnh chống sự phát triển của nấm và sự nảy mầm của bào tử nấm” Kim, 2005.


3

2.2. Trong nƣớc:
Hiện nay, nƣớc ta cũng một số sản phẩm và cơng trình nghiên cứu vi khuẩn kháng
nấm bệnh trên các loại cây và hạt khác nhau nhƣ:
Cơng trình nghiên cứu nhƣ Chế phẩm EM bảo vệ cây trồng hay ứng dụng trong
thuỷ sản.
Chế phẩm Sadi Bio 1 (là tên gọi của chế phẩm vi sinh Biomix 2) của Viện công
nghệ Môi trƣờng Việt Nam, đƣợc sản xuất từ các chủng vi sinh vật hữu ích thuộc nhóm
xạ khuẩn Streptomyces ƣa ấm sinh tổng hợp mạnh các enzym ngoại bào, có khả năng
sinh kháng sinh ức chế nấm mốc, vi khuẩn Gram âm.
“Khả năng giảm hàm lƣợng Aflatoxin từ nấm mốc của vi khuẩn lactic và nấm
Trichoderma” của Lƣơng Thị Phƣơng Thảo (2015).
Chế phẩm vi sinh SB2 của công ty Cơng nghệ Cát Tƣờng có cơng dụng phịng
trừ tác nhân gây bệnh cho cây trồng nhƣ nấm, vi khuẩn, virus, xạ khuẩn,…
Vi khuẩn lactic chƣa đƣợc ứng dụng rộng rãi trong xử lý hạt giống trong các nghiên
cứu trong nƣớc ta hiện nay.
3. Mục đích nghiên cứu:
Nghiên cứu, ứng dụng vi khuẩn lên men lactic tạo chế phẩm sinh học bảo quản và
xử lý hạt giống.
4. Mục tiêu nghiên cứu:
Khảo sát khả năng dịch nuôi cấy của vi khuẩn Lactobacillus sp. L5, L3, L2N trong

bảo quản và phát triển của hạt đậu phộng.
5. Nội dung nghiên cứu:
Hoạt hoá chủng vi khuẩn Lactobacillus sp. L5, L2N, L3 và chủng nấm Aspergillus
sp. CĐP1
Khảo sát đặc điểm hình thái, sinh hố chủng vi khuẩn Lactobacillus sp. L5, L2N,
L3
Khảo sát khả năng đối kháng trực tiếp của chủng Lactobacillus sp. L5, L2N, L3 với
các chủng nấm Aspergillus sp.CĐP1


4

Khảo sát mơi trƣờng lên men thích hợp của chủng Lactobacillus sp. L5, L2N, L3.
Ứng dụng dịch nuôi cấy của vi khuẩn Lactobacillus sp. L5, L2N, L3 trong bảo quản
và xử lý hạt đậu phộng.
Xây dựng quy trình sản xuất hạt giống đã xử lý.
6. Phƣơng pháp nghiên cứu:
6.1. Phƣơng pháp luận:
Để ứng dụng vi khuẩn lactic xử lý hạt giống đậu phộng thay cho chất hóa học, vi
khuẩn lactic có nguồn phân lập từ thực phẩm lên men truyền thống đƣợc khảo sát
tuyển chọn theo khả năng sinh acid, tạo sinh khối, tạo màng biofilm, đối kháng nấm,
phân giải lân và sinh hoocmon tăng trƣởng thực vật IAA. Đồng thời ảnh hƣởng của các
môi trƣờng lên men lên các tính chất này cũng đƣợc khảo sát. Sau khi chọn đƣợc mơi
trƣờng lên men thích hợp, thí nghiệm xử lý hạt đậu phộng và nảy mầm đƣợc tiến hành
để so sánh độ khỏe mầm của hạt đậu phộng xử lý và không xử lý.
6.2. Phƣơng pháp xử lý số liệu:
Phần mềm Excel để tính tốn và vẽ đồ thị
Phần mềm thống kê SAS 9.1
7. Kết quả đạt đƣợc:
Xác định khả năng kháng nấm của chủng vi khuẩn Lactobacillus sp. L5, L3, L2N

đối với chủng nấm mốc Aspergillus sp. CĐP1 phân lập từ hạt đậu phộng.
Xác định đƣợc khả năng bảo quản hạt của chủng Lactobacillus sp. L5, L3, L2N
khỏi nấm mốc.
Xác định đƣợc ảnh hƣởng của dịch nuôi cấy lên sự phát triển của hạt đậu phộng (tỷ
lệ nảy mầm, độ khỏe mầm,..).
Xây dựng đƣợc quy trình xử lý hạt đậu phộng.

CHƢƠNG I: TỔNG QUAN
1. Tổng quan về xử lý hạt giống:
1.1. Giới thiệu chung:


5

Hiện nay trên thị trƣờng có rất nhiều loại thuốc xử lý hạt giống với nhiều thƣơng
hiệu khác nhau của các công ty thuốc BVTV. Nông dân bắt đầu làm quen với lợi ích
của việc xử lý hạt giống trong bảo vệ cây trƣớc sự tấn công của sâu bệnh, côn trùng, vi
khuẩn, nấm gây hại.
Trƣớc kia việc xử lý giống chỉ có mục đích duy nhất là giúp giữ giống không bị
nấm bệnh hại tấn công. Các hạt giống đƣợc áo các loại thuốc trừ nấm nhƣ captan,
thiram hay là carbendazim để trừ nấm bệnh trên bề mặt hạt giống. Sau đó hạt giống
này đƣợc nhuộm phẩm màu đỏ để cảnh báo ngƣời tiêu dùng không đƣợc sử dụng làm
thực phẩm. Nhƣng carbendazim cùng một số hoạt chất khác bị cấm sử dụng hiện nay
vì là hoạt chất hóa học có độc tính cao, với nhiều tác động tới môi trƣờng, hệ sinh thái
cũng nhƣ sức khỏe con ngƣời.
Thuốc trừ nấm bảo vệ hạt giống đang nảy mầm và tránh khỏi bị sâu bệnh trong đất
tấn công, giúp tăng tỷ lệ nảy mầm, mọc đều ngay cả trong điều kiện bất lợi nhƣ thiếu
hoặc thừa nƣớc. Lợi ích của xử lý hạt giống:
-

Giúp hạt giống nảy mầm nhanh, bắt rễ sớm.

-

Giúp hình thành nốt sần ở cây họ đậu

-

Tiệt kiệm lƣợng thuốc và công lao động trên cùng đơn vị diện tích so với
phân bón gốc và phân bón lá.

-

Dễ áp dụng hơn phân bón gốc và phân bón lá, chỉ trộn thuốc xử lý hạt với
giống gieo sạ.

Việc xử lý hạt giống còn mở ra nhiều triển vọng mới nhƣ :
Tăng cƣờng tính kháng bệnh: Kích thích tính kháng bệnh ở cây trồng (kích kháng)
là phƣơng pháp giúp cho giống cây bị nhiễm bệnh trở nên có khả năng kháng bệnh ở
mức độ nào đó sau khi đƣợc xử lý chất kích kháng. Kích kháng khơng tác động trực
tiếp lên mầm bệnh mà nó kích thích q trình tự vệ của cây trồng. Chất kích kháng có
thể có nguồn gốc hóa học hoặc vi sinh vật.


6

Tăng cƣờng chịu điều kiện bất lợi: Các vi khuẩn sống vùng rễ lúa cố định đạm
nhƣ Azospirillum lipoferum, Azospirillum lipoferum; vi khuẩn Pseudomonas sp,
Baccilus sp đều kích thích khả năng tổng hợp các chất điều hòa sinh trƣởng thực vật
nhƣ Auxin và Gibberelin giúp bộ rễ cây trồng phát triển tốt hơn, gia tăng diện tích tiếp

xúc của rễ với đất. Các vi khuẩn này vừa tăng cƣờng cung cấp dinh dƣỡng cho cây
trồng, vừa tăng cƣờng chống chịu điều kiện bất lợi.
Các chất ly trích thực vật nhƣ Lychnis viscaria, xoan Melia azedarach đều có tác
dụng kích hoạt tăng cƣờng cây trồng chống chịu điều kiện bất lợi khi gieo sạ nhƣ ngập
úng, hạn hán…
Phòng trừ sâu bệnh: Đây là xu thế phổ biến hiện nay của phần lớn các sản phẩm xử
lý hạt giống trên thị trƣờng. Điển hình là thuốc xử lý hạt giống Cruiser có chứa chất
Thiamethoxam là hoạt chất chuyên trên rầy nâu và bọ trỉ, chất Defenoconazole thuốc
trừ nấm phổ rộng ức chế tổng hợp màng tế bào nấm, chất Fludioxonil là hoạt chất trừ
nấm trên hạt không lƣu dẫn, chủ yếu trên bệnh lúa von.
Ngồi ra cịn có Gaucho chứa hoạt chất imidacloprid là thuốc trừ sâu ức chế thần
kinh trừ bọ trỉ, rầy nâu. Sunato chứa hoạt chất Fipronil là thuốc trừ sâu thuộc nhóm
phenylpyrazole bảo vệ lúa 7-14 ngày sau khi sạ, cùng với Isotianil là thuốc trừ sâu
thuộc nhóm Cloronicotinyl chuyên trừ rầy nâu, bọ trỉ.
1.2. Các phƣơng pháp khử nhiễm độc tố:
1.2.1. Phƣơng pháp vật lý:
Phân hủy aflatoxin bằng khơng khí nóng: Dùng khơng khí nóng thổi qua nguyên
liệu có chứa aflatoxin để làm giảm thiểu lƣợng aflatoxin đã đƣợc nhiều tác giả nghiên
cứu, phƣơng pháp này đã đem lại nhiều kết quả đáng kể. Nếu nhiệt độ khơng khí nóng
đƣa vào là 100 °C – 145 °C ở ngơ hạt thì lƣợng aflatoxin B1 có thể giảm từ 877 ppb
còn 452 ppb, từ 378 ppb còn 213 ppb. Nếu tăng nhiệt độ lên tới 165°C có thể làm cho
lƣợng aflatoxin B1 giảm đến 65% (Đậu Ngọc Hào và Lê Thị Ngọc Diệp, 2003).


7

Phân hủy aflatoxin bằng hấp ƣớt ở áp suất cao: Phƣơng pháp hấp ƣớt ở nhiệt độ cao
dƣới áp lực hơi nƣớc đem lại kết quả khả quan hơn. Quá trình này phá hủy nhanh
chóng vịng lacton trong cấu trúc phân tử của aflatoxin. Theo Rehana (1979) nhận thấy
nếu gạo nhiễm aflatoxin từ 40 - 4000 ppb đƣợc hấp ƣớt trong 5 phút ở 120°C (thêm

nƣớc vào gạo tỷ lệ là 1:4) có thể làm giảm hàm lƣợng aflatoxin đến 68%. Ở đậu phộng
có độ ẩm 10%, chứa 7000 ppb aflatoxin B1 đƣợc hấp ƣớt ở 120°C trong 4 giờ giảm
còn 370 ppb. Ở hàm lƣợng aflatoxin thấp (760 ppb) đƣợc hấp ở 1,5 atm trong vòng
một giờ đã phân hủy hoàn toàn aflatoxin. (Đậu Ngọc Hào và Lê Thị Ngọc Diệp, 2003).
Làm giảm aflatoxin bằng các chất hấp phụ hoặc kết dính độc tố: Các chất hấp phụ
thƣờng là các chất vô cơ hoặc hữu cơ (tự nhiên hoặc nhân tạo) có hoạt tính bề mặt cao.
Các chất có khả năng hấp phụ aflatoxin gồm: Than hoạt tính, một số polymer hữu vơ
cơ có bản chất aluminosilicat nhƣ bentonite, HSCAS (Hydrated sodium calcium
alumino-silicate), một số chất sét đặc biệt (kaolin, sepiolite, clinoptilolite, zeolite), một
số polymer hữu cơ tự nhiên (alfalfa) hoặc nhân tạo (nhựa trao đổi ion, polyvinyl
polypyrrolidone). Những chất này không đƣợc hấp phụ qua ruột mà đƣợc bài thải ra
ngoài (Đậu Ngọc Hào và Lê Thị Ngọc Diệp, 2003).
Tách aflatoxin bằng dung môi hữu cơ: Đây là phƣơng pháp có thể áp dụng đối với
thức ăn và ngun liệu làm thức ăn chăn ni, do ít có khả năng tạo sản phẩm khác có
hoạt tính từ aflatoxin và có thể thu hồi đƣợc dung mơi mà khơng ảnh hƣởng đến thành
phần dinh dƣỡng của thức ăn. Những kết quả có nhiều hứa hẹn nhất đã thu đƣợc bằng
việc dùng hệ thống chiết suất bao gồm hỗn hợp hexan-methanol, hexan-ethanol, hexanethanol-nƣớc và hexan-acetone-nƣớc. Hệ thống bao gồm 54% acetone, 44% hexan và
2% nƣớc (tính theo trọng lƣợng) là hệ thống thành cơng nhất đƣợc tìm thấy có thể đồng
thời loại trừ dầu từ các bánh ép khô của lạc gồm 12% - 15% dầu và dƣ lƣợng lipid gần
bằng 1% và mức aflatoxin thấp hơn 40 μg/kg.
Phân hủy aflatoxin bằng hấp ƣớt ở áp suất cao: Phƣơng pháp hấp ƣớt ở nhiệt độ cao
dƣới áp lực hơi nƣớc đem lại kết quả khả quan hơn. Quá trình này phá hủy nhanh


8

chóng vịng lacton trong cấu trúc phân tử của aflatoxin. Theo Rehana (1979) nhận thấy
nếu gạo nhiễm aflatoxin từ 40 - 4000 ppb đƣợc hấp ƣớt trong 5 phút ở 120 °C (thêm
nƣớc vào gạo tỷ lệ là 1:4) có thể làm giảm hàm lƣợng aflatoxin đến 68%. Ở đậu phộng
có độ ẩm 10%, chứa 7000 ppb aflatoxin B1 đƣợc hấp ƣớt ở 120 °C trong 4 giờ giảm

còn 370 ppb. Ở hàm lƣợng aflatoxin thấp (760 ppb) đƣợc hấp ở 1,5 atm trong vịng
một giờ đã phân hủy hồn toàn aflatoxin. (Đậu Ngọc Hào và Lê Thị Ngọc Diệp, 2003).
Làm giảm aflatoxin bằng các chất hấp phụ hoặc kết dính độc tố: Các chất hấp phụ
thƣờng là các chất vô cơ hoặc hữu cơ (tự nhiên hoặc nhân tạo) có hoạt tính bề mặt cao.
Các chất có khả năng hấp phụ aflatoxin gồm: Than hoạt tính, một số polymer hữu vơ
cơ có bản chất aluminosilicat nhƣ bentonite, HSCAS (Hydrated sodium calcium
alumino-silicate), một số chất sét đặc biệt (kaolin, sepiolite, clinoptilolite, zeolite), một
số polymer hữu cơ tự nhiên (alfalfa) hoặc nhân tạo (nhựa trao đổi ion, polyvinyl
polypyrrolidone). Những chất này không đƣợc hấp phụ qua ruột mà đƣợc bài thải ra
ngoài (Đậu Ngọc Hào và Lê Thị Ngọc Diệp, 2003).
Tách aflatoxin bằng dung môi hữu cơ: Đây là phƣơng pháp có thể áp dụng đối với
thức ăn và nguyên liệu làm thức ăn chăn ni, do ít có khả năng tạo sản phẩm khác có
hoạt tính từ aflatoxin và có thể thu hồi đƣợc dung môi mà không ảnh hƣởng đến thành
phần dinh dƣỡng của thức ăn. Những kết quả có nhiều hứa hẹn nhất đã thu đƣợc bằng
việc dùng hệ thống chiết suất bao gồm hỗn hợp hexan-methanol, hexan-ethanol, hexanethanol-nƣớc và hexan-acetone-nƣớc. Hệ thống bao gồm 54% acetone, 44% hexan và
2% nƣớc (tính theo trọng lƣợng) là hệ thống thành cơng nhất đƣợc tìm thấy có thể đồng
thời loại trừ dầu từ các bánh ép khô của lạc gồm 12% - 15% dầu và dƣ lƣợng lipid gần
bằng 1% và mức aflatoxin thấp hơn 40 μg/kg.
Phân hủy aflatoxin bằng các tia bức xạ: Aflatoxin rất mẫn cảm với tia cực tím. Ở
bƣớc sóng 365 nm, khả năng hấp phụ của aflatoxin đạt cực đại. Okonkwo (1978) nhận
thấy, lƣợng aflatoxin ở bắp (150 ppb và 250 ppb) có thể giảm tới 30% và 16% trong 10
giờ tiếp xúc với ánh nắng mặt trời. (Đậu Ngọc Hào và Lê Thị Ngọc Diệp, 2003).


9

1.2.2. Phƣơng pháp hóa học:
Phƣơng pháp sử dụng các chất oxi hóa-khử: Các chất oxy hóa-khử nhƣ Natri
Hypochlorite (NaOCl), Hydrogen Peroxide (H2O2) đƣợc sử dụng để làm mất độc tính
của aflatoxin. Tuy nhiên sử dụng NaOCl để xử lý hạt nhiễm aflatoxin có thể làm mất

màu sắc của hạt và biến chất các acid amin. Khí ozone (O3) cũng đƣợc thử nghiệm về
khả năng phân hủy aflatoxin trong mẫu và đạt đƣợc hiệu quả tốt, song có bằng chứng
là chất lƣợng các thành phần của thức ăn bị giảm đặc biệt là protein, vitamin.
Phƣơng pháp sử dụng các chất kiềm: Ammonium Hydroxide (NH4OH) và Natri
Hydroxide (NaOH) là 2 chất kiềm đƣợc sử dụng làm vô hoạt aflatoxin. Các chất này
đều có hoạt tính mạnh, có thể phá vỡ vịng lacton trong cấu trúc phân tử của aflatoxin.
Phƣơng pháp sử dụng khí NH3: Nhiều thí nghiệm đã chứng minh hiệu quả của việc
dùng khí NH3 làm vơ hoạt aflatoxin. Xử lý ngơ bằng khí NH3 đƣợc đặc biệt quan tâm
ứng dụng hơn cả. Ngƣời ta nhận thấy, nếu hàm lƣợng NH3 là 0,5 - 1,5% và nhiệt độ
bên ngoài là 25 °C, trong 14 ngày tiếp xúc, lƣợng aflatoxin từ 200 ppb có thể giảm
xuống cịn 10 ppb (theo Đậu Ngọc Hào và Lê Thị Ngọc Diệp, 2003).
1.2.3. Phƣơng pháp sinh học:
Mặc dù các biện pháp phòng chống nấm mốc sinh độc tố đã đƣợc khuyến cáo áp
dụng, nhƣng sự nhiễm aflatoxin trên nông sản ở mức độ cao quá giới hạn là không thể
tránh đƣợc trong những điều kiện bảo quản bất lợi. Vấn đề khử nhiễm aflatoxin bằng
con đƣờng sinh học nhằm thay thế cho biện pháp khử nhiễm aflatoxin bằng các hóa
chất có giá thành cao và làm biến đổi phẩm chất lƣợng lƣơng thực nên khó áp dụng vào
thực tiễn bảo quản đƣợc chứng minh là các phƣơng pháp hứa hẹn nhất.
Khử nhiễm độc tố aflatoxin bằng phƣơng pháp sinh học có thể đƣợc định nghĩa nhƣ
sự phân giải bằng enzyme hay chuyển hóa sinh học của các độc tố nấm mốc trực tiếp
nhờ vi sinh vật. Một số vi khuẩn có khả năng khử nhiễm độc tố aflatoxin đƣợc trình
bày trong bảng 1.1.
Bảng 1.1: Các cơ chế khử nhiễm sinh học bằng một số chủng vi khuẩn


10

Tên vi khuẩn

Đối tƣợng

Cơ chế khử nhiễm

Tác giả

Sử dụng các sản phẩm trao
đổi chất ngoại bào, sinh ra

Bacillus pumilus

Aspergillus
parasiticus

trong quá trình ni cấy B.
pumilus, ức chế sự phát triển
và q trình tổng hợp độc chất
aflatoxin

của

nấm

C. Munimbazi và
LB.Bullerman, 1997

Asp.

parasiticus
Streptomyces sp. tổng hợp
đƣợc aflastatin A, là hợp chất

Streptomyces sp.

Aspergillus
parasiticus

có bản chất là protein, ức chế
1 số enzyme esterase tham gia
quá trình tổng hợp độc chất
aflatoxin

của

nấm

Ono. M và cộng sự,
1997

Asp.

parasiticus
A.

xylosoxidan

tổng

hợp

Cyclo (L-leucyl-L-prolyl), là

Achromobacter

Aspergillus 1 cyclodipeptide, ức chế sự PS. Yan và cộng sự,

xylosoxidans

parasiticus phát triển và sự tổng hợp 2004
aflatoxin của nấm Asp.
parasiticus.
Sử dụng các sản phẩm trao

Lactobacillus

Aspergillus

đổi chất ngoại bào, sinh ra I. Chang và JD.

casei

flavus

trong q trình ni cấy L. Kim, 2007.
casei, ức chế sự phát triển và


11

quá trình tổnghợp độc chất
aflatoxin của nấm Asp.
flavus.

Bacillus

subtilis Aspergillus

B-FS06

flavus

Ting Zang và cộng

Hợp chất thứ cấp

sự, 2007.

B. subtilis tổng hợp các

Bacillus subtilis

Aspergillus
flavus

enzyme
protease,

ngoại

bào

chitinase,

nhƣ
β-1,3-

glucanase làm ức chế sự phát

R. Thakaew và cộng
sự, 2013

triển của nấm Asp. flavus.

Các loại nông sản Việt Nam đƣợc thế giới biết đến càng nhiều nhƣ lúa gạo, cà
phê, tiêu, điều, thanh long, vú sữa... xuất khẩu đậu phộng của Việt Nam, bao gồm
nguyên vỏ, bóc vỏ và hạt cao (số liệu này không bao gồm thƣơng mại biên giới với
Trung Quốc). Các thị trƣờng xuất khẩu chính của Việt Nam là Đài Loan, Hồng Kông,
Thái Lan, Nga, Malaysia và một số nƣớc khác. Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ (USDA) điều
chỉnh ƣớc tính cho xuất khẩu đậu phộng của Việt Nam trong vụ 2016/17 lên 10 nghìn
tấn, bao gồm xuất khẩu đậu phộng thông qua thƣơng mại biên giới và xuất khẩu đậu đã
qua chế biến. Để đạt đƣợc năng suất ấy, ngƣời nông dân sử dụng rất nhiều phân bón
hóa chất khác và khơng ít các loại thuốc bảo vệ thực vật. Hệ quả không chỉ nông dân
phải mất nhiều tiền vào hóa chất mà hệ sinh vật đất và chất lƣợng đất bị tàn phá
nghiêm trọng. Phƣơng pháp sinh học sử dụng cho cây trồng đang đƣợc các nhà khoa
học khuyến khích sử dụng vì chúng có những ƣu điểm sau:
-

Không gây ảnh hƣởng tiêu cực đến sức khỏe con ngƣời, vật nuôi, cây trồng
nhƣ thuốc bảo vệ thực vật từ hóa chất.


12

-

Cân bằng hệ sinh thái trong mơi trƣờng đất nói riêng và mơi trƣờng nói
chung.

-

Khơng làm thối hóa đất mà cịn góp phần tăng độ phì nhiêu của đất.

-

Cây trồng hấp thu chất dinh dƣỡng dễ hơn, góp phần tăng năng suất và chất
lƣợng nông phẩm.

-

Tiêu diệt côn trùng gây hại, giảm thiểu bệnh hại, tăng khả năng đề kháng
bệnh của cây trồng mà không làm ảnh hƣởng đến môi trƣờng nhƣ các loại
thuốc BVTV có nguồn gốc hóa chất. Tác dụng của CPSH đến từ từ chứ
không nhanh nhƣ các loại hóa chất nhƣng tác dụng dài lâu.

-

Có khả năng phân hủy, chuyển hóa các phế thải sinh học, phế thải nơng
nghiệp, cơng nghiệp, góp phần làm sạch mơi trƣờng.

-

Các chủng nấm sinh độc tố sẽ khơng thể hình thành cơ chế kháng.

2. Các vi sinh vật hỗ trợ tăng trƣởng cây trồng:
2.1. Khả năng phân giải lân:
Vi khuẩn phân giải lân khó tan đã đƣợc sử dụng nhƣ phân bón sinh học thƣơng mại
để cải thiện tình trạng nơng nghiệp. Nhóm vi khuẩn phân giải lân đƣợc coi là phân bón
sinh học có triển vọng nhất vì rất nhiều loại đất giàu lân tổng số nhƣng lại thiếu hụt
trầm trọng lân dễ tan cung cấp cho cây trồng. Các vi khuẩn phân giải lân lại rất có tiềm
năng để sản xuất phân vi sinh đa chức năng vì có thể tƣơng tác kết hợp tốt với các vi
khuẩn có lợi khác nhƣ Azospirillum và Azotobacter. Ngồi vai trị cung cấp lân dễ tan
cho cây trồng, các vi khuẩn hịa tan lân cịn có khả năng sinh các yếu tố có vai trị nâng
cao hiệu suất tăng trƣởng nhƣ cố định đạm, sinh tổng hợp các phytohormone, kháng
sinh hay các enzyme chitinase, cellulase... giúp cây trồng phát triển tốt hơn, chống chịu
tốt hơn đối với điều kiện bất lợi từ bên ngoài.
VSV phân giải lân thúc đẩy sự tăng trƣởng của thực vật, làm tăng lƣợng lân có giá
trị cho cây trồng. Hòa tan lân là một hiện tƣợng phức tạp, phụ thuộc vào nhiều yếu tố
nhƣ dinh dƣỡng, điều kiện sinh lý và phát triển của các VSV. Trong đất, các VSV là


13

trung tâm của chu trình chuyển hóa lân và đóng vai trị trung gian quan trọng trong
việc chuyển hóa lân vơ cơ và hữu cơ, sau đó giải phóng lân có giá trị cung cấp cho cây
trồng.
Trong quần thể VSV đất, VSV phân giải lân có thành phần lồi khác nhau và thay
đổi tùy từng loại đất. VSV phân giải lân đƣợc phân lập từ vùng rễ của các cây trồng
khác nhau. Số lƣợng VSV phân giải lân hiện diện ở vùng rễ nhiều hơn so với

đất

ngoài vùng rễ. Các VSV phân giải lân chiếm 0,1-0,5 % của tổng số vi khuẩn và nấm.
VSV phân giải lân phát triển ở cả vùng đất màu mỡ giàu lân và đất thiếu lân.

Penicillium sp. và Aspergillus sp. là hai loại nấm chủ yếu chi phối khả năng phân giải
lân trong vùng rễ. Các vi khuẩn phân giải lân quan trọng nhất là Pseudomonas,
Bacilllus, Rhizobium, Burkholderia, Achromobacter, Agrobacterium,Microccocus,
Flavobacterium và Erwinia.
Theo Babenko và cộng sự (1984), lƣợng lân hịa tan tăng tuyến tính cùng với sự
tăng trƣởng của vi khuẩn trong môi trƣờng nuôi cấy, lƣợng lân hòa tan tăng tại các
điểm khác nhau trong những giai đoạn tăng trƣởng (không phải trong suốt thời gian
ni cấy).
Rodríguez và Fraga (1999) cũng so sánh khả năng phân giải lân của 13 chủng vi
khuẩn khác nhau và nhận thấy rằng Rhizobium, Pseudomonas và các loài vi khuẩn
Bacillus là những chủng mạnh nhất trong việc phân giải lân.
2.1.1. VSV phân giải lân hữu cơ
Các chất hữu cơ chứa lân sẽ đƣợc vơ cơ hóa do các enzyme tiết ra từ VSV trong
đất. Trong quá trình sống, VSV cần phân hủy các chất hữu cơ thành các đƣờng đơn để
lấy carbon cho sự phát triển của chúng. Trong quá trình phân hủy này, nhờ các men
của VSV tiết ra, các hợp chất hữu cơ có chứa lân đã phóng thích lân dƣới dạng
phosphate.
Chủng Bacillus: B. megaterium, B. subtilis, B. malaberensis... khơng những có khả
năng phân giải hợp chất lân vơ cơ mà cịn có khả năng phân giải hợp chất lân hữu cơ