Luận văn thạc sĩ Công nghệ thực phẩm: Nghiên cứu ứng dụng nanochitosan trong phòng trừ bệnh thán thư hại ớt sau thu hoạch

Trong nghiên cứu nảy, nanochitosan tạo thành bằng phươngpháp tạo gel ion với natri tripolyphosphat được sử dụng làm tác nhân kháng nắmColletotrichum gleoesporioides gây bệnh than thư trê

ĐẠI HỌC QUOC GIA THÀNH PHO HO CHI MINH

TRUONG DAI HOC BACH KHOA

NGUYEN CAO CUONG

NGHIEN CUU UNG DUNG NANOCHITOSAN TRONGPH NG TRU BENH THAN THU HAI OT SAU THU HOACH

Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm va Đồ uống

Mã số: 605402

LUẬN VĂN THẠC SỸ

TP HO CHI MINH, tháng 7 năm 2014

Cán bộ hướng dẫn khoa học: TS Trần Bích Lam

(Ghi rõ họ, tên, học hàm, hoc vị và chữ ky)

Cán bộ chấm nhận xét Ï : - -cSc te S2 SE EEESESEEEESESEEEESESEEEEEEEeErksereeresereed

(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ kỷ)

Cán bộ cham nhận Xét 2 : - + SE + SE+E+E‡E9EEEESEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEErkrkrkrree

(Ghi rõ ho, tên, học ham, học vi và chữ ký)

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Dai học Bách Khoa, DHQG Tp HCM

Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:

(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vi của Hội đông châm bảo vệ luận văn thạc sĩ)—ú

—

.—

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 (nêu có).

CHỦ TỊCH HỘI ĐÔNG TRƯỞNG KHOA

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM CỘNGH A XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAMTRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ tên học viên: Nguyễn Cao Cường MSHV: 12110193

Ngày, thang, năm sinh: 23/02/1985Noi sinh: Nghé An

Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm va Đồ uốngMã số: 605402

- Đánh giá ảnh hưởng của chế phẩm nanochitosan đến sự sinh trưởng và pháttriển của nam ở điều kiện in vivo

- Đánh giá hiệu quả bảo quản ớt bằng nanochitosan thông qua các chỉ tiêu sinh

lý, sinh hóa của ớt sau thu hoạch

IH NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 20/01/2014IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VU: 20/06/2014V CÁN BỘ HƯỚNG DÂN: TS Trần Bích Lam

CÁN BO HƯỚNG DAN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO

(Họ tên và chữ ký) (Họ tên và chữ ký)

TS Trần Bích Lam

TRƯỞNG KHOA

(Họ tên và chữ ký)

hạnh phúc, gặp nhiêu may man và niêm vui trong cuộc sông.

Em xin lòng biết ơn đến Thầy Lê Thanh Long, giáo viên Khoa Cơ khí — Côngnghệ, trường ĐH Nông lâm Huế đã luôn động viên, giúp đỡ, hướng dẫn và góp ý vàchỉ bảo cho em trong quá trình học tập, công tác cũng như thực hiện đề tài tạitrường DH Nông lâm Huế

Con xin cảm ơn Ba Mẹ, anh chị đã luôn hỗ trợ, động viên con trong suốt quátrình con học tập tại trường Đại học Bách Khoa thành phố Hồ Chí Minh

Kế đến, em xin bày tỏ lòng biết ơn đến tập thể Quý Thay Cô Bộ môn Côngnghệ thực phẩm, Khoa Kỹ thuật hóa học, trường ĐH Bách khoa và tập thể các ThâyCô Khoa Cơ khí — Công nghệ, trường DH Nông lâm Huế đã dẫn dat, chỉ day choem kiến thức chuyên môn cũng như các kỹ năng xã hội cân thiết giúp ích cho emtrong quá trình công tác, học tập, thực hiện dé tài và trong cuộc sống Kính chúcQuý Thay Cô luôn déi dào sức khỏe, có được nhiều niềm vui trong sự nghiệp trồng

người của mình.

Nhân day, xin gửi lời cảm ơn đến các em sinh viên K43, K44 Ngành Côngnghệ thực phẩm trường DH Nông lâm Huế đã luôn nhiệt tình hỗ trợ, giúp đỡ Thaytrong quá trình thực hiện đề tài Cuối cùng, xin cảm on đến các bạn học viên caohọc K2012, ngành Công nghệ thực phẩm, trường ĐH Bách khoa đã hỗ trợ, giúp đỡ

mình trong quá trình học tập, sinh hoạt tại trường.

TP Hô Chí Minh, ngày 10 tháng 07 năm 2014

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Cao Cường

TOM TAT LUAN VAN

Sử dung các loại thuốc hóa học trong bảo quan rau qua ảnh hưởng xấu đến sức khỏecon người và môi trường sống Việc tìm ra và sử dụng một chế phẩm sinh học cónguồn sốc tự nhiên, không độc hại để giảm thiểu tốn thất sau thu hoạch đang là vấndé được quan tâm Trong nghiên cứu nảy, nanochitosan tạo thành bằng phươngpháp tạo gel ion với natri tripolyphosphat được sử dụng làm tác nhân kháng nắmColletotrichum gleoesporioides gây bệnh than thư trên ớt Ở điều kiện in vitro, nồngđộ nanochitosan 0,03% đã ức chế trên 50% sự nảy mam của bao tử nim: nong doức chế 50% (ECso) sự phat triển khuẩn lạc trên môi trường PDA tại 0,04% Ở điềukiện in vivo, màng bao nanochitosan nông độ 0,4% có hiệu quả tốt trong việc bảoquản ớt sau thu hoạch Kết qua cho thấy sau 12 ngày bảo quản 6 25°C chất lượngcủa ớt được duy trì khá tốt, các chỉ tiêu sinh lý, sinh hóa thay doi không đáng kế so

với ớt trước khi bảo quản Khả năng kích kháng của nanochitosan thông qua việc

làm tăng các hợp chất có tinh kháng trên quả như polyphenol, các enzyme chitinase

và B-1,3-glucanase cũng được nghiên cứu.

ABSTRACT

Using chemical pesticides in vegetable reservation made adversely affect to humanhealth and the environment Finding and using a natural biological product, which isnon-toxic to minimize the post-harvest lost, are being concerned In this study,nanochitosan was formed by gel ion method with sodium tripolyphosphate, used asan antifungal agent against Colletotrichum gleoesporioides causing anthracnose onred chilli nm vitro, nanochitosan concentration of 0,03% inhibited over 50%germination of fungal spore; the concentration inhibiting growth by 50% of colonyon PDA was 0,04% In vivo, nanochitosan coating at concentration of 04% hadwell effective in the preservation of red chilli Results in this study show thatphysiological and biochemical quality of red chilli were insignificant changed after12 days stored at 25°C compared with red chilli before storage The antifungalstimulation ability of nanochitosan by increased such compounds as polyphenol,chitinase and -I ,3-glucanase was studied.

LỜI CAM ĐOAN

Tác giả xin cam đoan day là công trình nghiên cứu của bản than tác giả Các

kết quả nghiên cứu và các kết luận trong luận án này là trung thực, và không saochép từ bất kỳ một nguôn nào và dưới bat ky hình thức nào Việc tham khảo cácnguồn tài liệu đã được thực hiện trích dẫn và ghi nguồn tài liệu tham khảo đúngtheo yêu cau

Tác giả luận văn

Nguyễn Cao Cường

MỤC LỤC

Trang

MỞ DAU 5< %4 p9 07 epaporteprsrte 11 Tính cấp thiết của để tài - 5-5-5: 22x23 1212111111 1111 111111110111 011111 11c cke |

2 Mục đích nghiÊn CỨU - (<< + 13931001101 19 000010 23 Nội dung nghiÊn CỨU - (<< 1 900010 nọ 2

4.Ý nghĩa khoa học và thực tiỄn ¿ - - 2 2S 2 E53 EEEEE E511 1 1 5 11111515 E1 cxe6 34.1 Y nghĩa khoa hoc - - c6 E123 1515 5112111211515 11 1111511011111 11 111g 34.2 Ý nghĩa thực tiỄn - + %6 E9 E121 1515111111 112115 1111011111111 11 011111 gye 3Chương 1 TONG QUAN TAL LIEU ° << < << se se sese se se eesss se 41.1 Giới thiệu VỀ ỚẲ - t1 1E 1119191 1 111119113 111g TH gen: 41.1.1 Đặc điểm sinh vật học của trái ỚẲ -. - x+xsxEsEsESESkckEEseseeeeeseree 41.1.2 Thanh phan hóa học và giá trị của Ớt - + ¿5255 +c+£z£e+ectseerrsred 51.1.3 Một số loại ớt phố biến 5-52 S21 3 E2 1 1211151111121 1 1E xk0 61.1.4 Tình hình sản xuất và tiêu thụ ớt trong nước và trên thế giới 7

1.1.5 Các bệnh sau thu hoạch trên Ớt SSSSSS S311 ra 8

1.2 Tong quan về đặc điểm của Colletotrichum gloeosporioides gây bệnh than

thư hại ớt sau thu hoach - << << 0000331111111 1 2111111111111 11 nen 10

1.2.1 Đặc điểm hình thái và sinh học của chủng nam C Gloeosporioides 11

1.2.2 Sinh LY hỌC - c cọ vn 12

1.2.3 Sự lây truyền và cơ chế xâm nhập của bệnh -. - 2 2 555552 121.3 Biện pháp phòng ngừa và kiểm soát bệnh sau thu hoạch trên ớt 15

1.3.1 Biện pháp phòng ngừa - GG Sen 15

1.3.2 Biện pháp kiểm soát ¿- 6-5-5222 3E E1 1115111211111 Exrk 151.4 Tổng quan về chế phẩm chitosan và nanochitosan - - + 2 +s+sscs¿ 181.4.1 Tính chất của chitOSan ¿-¿- + 52262 E*ESEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEErrrrkrkred 181.4.2 Tổng quan về nanochifOsan + ¿5-5 + 2 2 SE2E£E+ESEEEE£EcEeErrerkrered 191.4.3 Hoạt tính kháng nam, kháng khuẩn của chitosan và nanochitosan 25

1.4.3 Hoạt tính kích kháng của chế phẩm nanochitosan và tính chất củaenzyme chitinase, glucanase và hợp chất polyphenol -2- 5-5 2 +cs s+s+szs+¿ 28

1.5 Những nghiên cứu trong và ngoải nước liên quan đến đề tải 30

1.5.1 Tình hình nghiên cứu ngoài nước «5+2 301.5.2 Tình hình nghiên cứu trong nue - 55 <2 31

Chương 2 DOI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHAP NGHIÊN CUU 332.1 Đối tượng nghiên €ỨU - + 25621 E9 S21 3 1515 511217151511 11 1111.1511 xe 33

2.1.1 Nguyên lIỆU Ốt - - G Ăn He 33

2.1.2 Nam Colletotrichum gloeosjporioideS ¿-5c-c+ se ccececesesrerered 332.1.3 Chế phẩm chitosan dùng dé tạo nanochitosan - +: 33

2.2 Phương pháp nghiÊn CỨU - G9990 ng ke 34

2.2.1 Phương pháp bồ trí thí nghiệm - ¿2© + 2 2 E+E+E+Ez££EzEreeree, 34

2.2.2 Phương pháp đánh giá các chỉ tiêu sinh lý, sinh hoá của ớt 40

2.2.3 Đánh giá hoạt tính kích kháng của chế phẩm nanochitosan 432.2.3 Phương pháp xử lý $6 liệu ¿-¿- + - 2 252 +E£E+E+E£EE£E£EzEeEerersrsred 45Chương 3 KET QUÁ NGHIÊN CỨU VÀ THÁO LUẬN - 463.1 Kết quả thí nghiệm tạo chế phẩm nanochitosan bằng phương pháp tạo gel

3.2.1 Anh hưởng của nanochitosan đến đường kính tan nắm Colletotrichum

gloeosporioides trên môi trường PÌDA Hnnhrre 48

3.2.2 Anh hưởng của nanochitosan đến sinh khối sợi nam Colletotrichum

LOC OSPOTV IOUS occ cece cece 51

3.2.3 Khả năng ức chế của nanochitosan đến sự nảy mam của bào tử nam

Colletotrichum ZlOCOSPOTIOIES c9 9 9111 111111 0 1 1 010 0 0 r0 54

3.3 Khả năng kháng bệnh than thư hại ớt của nanochitosan ở điều kiện in

3.3.1 Kết quả xác định ngưỡng gây bệnh của nam Colletotrichum

QLOCOSPOTIOLMES once ccc cece 57

3.3.2 Kha năng kháng bệnh than thu hai ớt của nanochitosan ở điều kiện in

2 dd 59

3.4 Đánh giá hiệu qua bảo quan ớt sau thu hoạch bằng nanochitosan 64

3.4.1 Thay đối khối lượng, độ cứng và mau sắc của quả -‹- 65

3.4.2 Thay đối ham lượng chat ran hòa tan và axít tổng số 68

3.4.3 Thay đối cường độ hô hấp và hàm lượng ethylen 70

3.5 Đánh gia khả năng kích kháng của nanochitosan trên Ot - - - 72

3.5.1 Sự thay đôi hàm lượng polyphenol tổng 86 -. - 52555: 723.5.2 Sự thay đối hàm lượng các enzyme chitinase và glucanase 75KET LUẬN VÀ KIEN NGHỊ 5 5-5-5° 5< << seseseEsEseseseseseseesesese 811 KẾT luận - tư 119121 1E 11019191 1 11110111111 H112 TT TT TT ng 812 Ki€n Nghe cccccccccccsscescscsssscscscscsssscsescscsssscscscscssscsessssssscscsssssesscscessesssssesseess 82

3 Tài liệu tham Khao 1100003111330 1911111111111 00 0 1n v4 S3

DANH MUC BANG BIEU

Trang

Bang 1.1 Thành phan hóa học của ớt trong 1008 ăn QUOC ceeccccccscscsseseseseseesevseeee 5Bang 1.2 Sản lượng ót trên thé giới gdm ớt cay và Ot chuÔng s scecesesse: 8Bảng 1.3 Các bênh pho Dien YÊH + + + SSESESkSEEEEEEEEESEEEEEEEEEEEEEErkrkrkrkred 9Bang 1.4 Kích thước MIC, MBC và kha năng ức chế E coli, S choleraesuis

b2 050.7/22 8//:2/,,//0 0n — ằ 27Bang 2.1 Các chỉ tiêu lý hóa CUA CHIÍOSQTH à S001 11 Vkkkeeeeesessse 33

Bảng 3.1 Ảnh hưởng của nanochitosan đến đường kinh tan nắm Colletotrichum

LOC OSPOTIOIAES «ac cccccccc cece cece ẽnnốẦ.ẦồẦồỐổỐổ.ổ.a HBĐ 48Bang 3.2 Kha năng tức chê cua nanochitosan đến sự nay mam của bào tu nám

07/2 2)227/2;.0088884.ẢẢ.l41Äạä 54

Bang 3.3 TỦ lệ bệnh ở các nông độ bào tử khác nhau trên quả ói 5s: 57Bang 3.4 Sự phát triển của vết bệnh trên ớt ở các mức bào tử khác nhau 58Bang 3.5 Anh hưởng của nanochitosan đến ty lệ vết bệnh và thời gian hình thànhvết bệnh trÊH Obecccccccscsccscsccscscsscsesscsessescsscsesscsssssesscsesscsesscsesscssscsesscsesscsevacsesscsecaeseeaes 60Bang 3.6 Anh hưởng cua nanochitosan đến đường kinh vết bệnh trên ớt 61

/2/28:I1⁄282)2EEPPPEEEa ee 14

Hình 1.7 Cấu trúc phán tứ CHItOSAN, CHIÍIH -c c «<< cv 151115 IS

Hình 1.8 Phuong pháp khẩu mach nhit tuOng ccccccccccccccceeesssccccececcceeeeessssssssaeeeeees 21

Hình 1.9 Sơ đồ tạo giọt bằng phương pháp tao giot/kẾt tủa -scscecesesse: 21Hình 1.10 So đồ phương pháp hop nhất giọt nhit tuOng ccccccccccccsesesseseeseseeeseseeee 22Hình 1.11 Sơ đô tạo nanochitosan bằng phương pháp khuếch tan dung môi nhũ

77x SEERRRERRRRRReeea .4 23

Hình 1.12 Sơ đồ tạo nanochitosan bằng phương pháp say phun « 23Hình 1.13 Sơ đồ tạo hạt nanochitosan bằng phương pháp tao gel ionic 24Hình 1.14 Anh hiến vi nguyên tử lực (AFM) của tế bào .-cccccececree 27Hình 3.1 Anh chụp trên kính hiển vi điền tử FE — SEM của chitosan và chế phẩm

/1⁄1/10/3/1110121/EEPEPn0n08n8nn ố.ố ằ.aẮ 46

Hình 3.2 Anh hưởng cua chitosan đến đường kính tản nam C gloeosporioides sau2440 NUCL CAY ceececcececesescsvevevcvssssssssevsvecsvsvsvsvevevesensasasavavavavsvsvsususvesenensasasavavavacavavavaans 49Hình 3.3 Anh hưởng của nanochitosan đến sinh khối sợi C.gloeosporioides sauLOSI HHÔI CẤY tt ĐT TT T111 11111111 1111111111111 111111111101 1111001 51Hình 34 Ảnh hưởng của nanochlosan đến sinh khối sợi nấm

C.gloeosporioidessau 168 HuÔi CẤT - - + EESESEEEEEEEEEEEEEEEEEEEESEEEEEEEEEkrkrrrkreeo 52Hình 3.5 Anh hưởng của nông độ nanochitosan đến hình thải của bào tie nấm C

Øøloeosporioides SAU Dh theO GiỖI - « «<< c c3 3388883111111 11 111111111 11111111 1 32 55

Hình 3.7 Vết bệnh trên ớt khi lây bệnh nhân tạo và phủ màng bao nanochitosan ởcác nông độ khác nhau SAU 96 6Ï St EEEEEEEEEEEEEEEEEEEEkrkrkrkrkrkekred ó2Hình 3.8 Ảnh hưởng của nanochitosan đến khả năng bảo quản ót sau 12 ngay 64Hình 3.9 Sự hao hụt khối lượng của ớt sau 12 ngày bao quan ở nhiệt độ 25°C 65Hình 3.10 Sự thay doi độ cứng của quả sau 12 ngày bảo quản ở nhiệt độ 25°C 66Hình 3.11 Sự thay doi màu sắc của ớt sau 12 ngày bảo quản ở nhiệt độ 25°C 68Hình 3.12 Sự thay đổi hàm lượng chất rắn hòa tan của ót sau 12 ngày bảo quản ở

1011820950 RA 69

Hình 3.13 Sự thay đổi ham lượng axit tong sô của ớt sau 12 ngày bảo quản ở nhiệt

L0 5M 0E 69

Hình 3.14 Sự biến đổi cường độ hô hap và ham lượng ethylen sản sinh của ót sau

12 ngày bảo quản ở nhiệt độ 2 5 ”C c 22 + +33 2311231115311 111v vn niệc 71

Hình 3.15 Anh hưởng của nanochitosan đến ham lượng polyphenol trên ót sau 10

ngày bảo quản ở nhiệt AG 2 5”C «+ - << s33 83 5381 23 11 31 191112111 vn no 73

Hình 3.16 Ảnh hưởng của nanochitosan đến hoạt độ enzyme chitinase trên ớt sau 8

ngày bảo quản ở nhiệt AG 2 S”C - 25c S< 33123 1381231113 11v vn vn ng ra 76

Hình 3.17 Anh hưởng của nanochitosan đến hoạt độ enzyme glucanase trên ớt sau

&Ñ ngày bảo quản ở nhiệt đội 2 5”C 5-5 2c S231 3123 819111 211112111191 1121 11g rệt 76

DANH MỤC CÁC TU VIET TAT

C gloeosporioides: Colletotrichum gloeosporioidesCS:

CT:

DD:

DC:h:PDA:

PDB:

STPP:PIRG:

AUDPC:

EC50:MIC:

MBC:

SEM:GLU:CHI:DNS:FAOSTAT:

DNA:mRNA:

LMW:HMW:TLB:

ChitosanCông thứcĐộ deacetyl hóa (Degree of Deacetylation)

Đối chứng

CIờPotato Dextrose A garPotato Dextrose BorthSodium Tripolyphosphat

Ty lệ phan trăm ức chế tốc độ phát triển đường kính khuẩn lac

(Percentage Inhibition of Radial Growth)

Đường cong tiến triển bệnh

(Area Under Disease Progress Curve)

Nông độ ức chế 50% sự phát triển

(The concentration inhibiting growth by 50%)

Nong độ ức chế tối thiểu 90% sự phát triển sợi nắm

(The minimum concentration showing over 90% inhibition ofmycelial growth)

Nong độ diệt khuẩn tối thiểu

(Minimum Bactericidal Concentration)

Kính hién vi điện tử quét (Scanning Electron Microscope)

GlucanaseChitinaseaxit dinitrosalicylic

Dữ liệu Thống kê của Tổ chức Nông lương

(Food and Agriculture Organization Corporate StatisticalDatabase)

Deoxyribo Nucleic Acidmessenger Ribo Nicleic Acid

Khối lượng phan tử thấp (Low Molecular weight)Khối lượng phan tử cao (High Molecular weight)

Ty lệ bệnh

CFU: Số đơn vị khuẩn lac (Cell Forming Unit)MAP: Bao gói khí điều biến (Modified Atmosphere Packaging)

POD: PeroxidasePPO: Polyphenol oxidase

MỞ DAU

1 Tính cấp thiết của đề tàiNăm trong khu vực khí hậu nhiệt đới gió mùa, Việt Nam là một trong nhữngnước có các sản phẩm rau quả phong phú và đa dạng trên thế giới Điều kiện thờitiết đa dạng và đất đai màu mỡ rất thuận lợi cho việc trồng và phát triển các chủngloại rau quả có nguồn sốc khác nhau như rau nhiệt đới, a nhiệt đới và ôn đới [9].Trong đó, cây ớt là loại cây trồng cho sản phẩm làm gia vi, ăn tươi hoặc chế biếnphục vụ thị trường tiêu dùng trong nước và xuất khẩu Ở nước ta, cây ớt là một loạirau gia vi có giá tri kinh tế cao được trồng chủ yếu ở các tỉnh miễn Trung và NamBộ Những năm gan day, một số tỉnh đồng bằng Sông Hong cũng đã bat dau trồngớt với diện tích lớn nhằm cung cấp nguyên liệu cho các nhà máy, công ty sản xuấtcác mặt hàng thực phẩm để tiêu thụ và xuất khẩu, đem lại lợi nhuận cao [10]

Hàng năm việc trồng ớt mang lại hiệu quả kinh té cao, nhưng trở ngại lớn nhấtđó là tốn thất sau thu hoạch Trong đó, bệnh thán thư hại ớt gây ảnh hưởng nặng nềnhất Bệnh nay rất phố biến, đặc biệt là các nước có khí hậu nhiệt đới như nước ta.Bệnh không những gây thiệt hại trên ớt mà còn ở nhiều loại quả khác như chuối,xoài, cà chua, nho, thanh long D6i với ớt, bệnh có thé hại thân, lá nhưng chủ yếu làquả vào giai đoạn chín và sau thu hoạch Vết bệnh thường hình thoi, lõm xuống,phân ranh giới giữa mô bệnh và vỏ quả là một đường màu đen chạy theo vết bệnh.Những vết bệnh có thé liên kết với nhau làm cho quả thối, khô và có màu thâm den.Nguyên nhân gây bệnh than thư trên ớt là do nam Colletotrichum capsici,

Colletotrichum nigrum, Colletotrichum gây ra [1] Trong đó, Colletotrichumgloeosporioides là nguyên nhan gây bệnh than thu trên ớt ở giai đoạn chín va sau

thu hoạch nặng nề nhất, gây thiệt hại lớn về kinh tế [62].Đề hạn chế bệnh thán thư hại rau quả sau thu hoạch, ngoài việc hạn chế tốnthương trên quả thì các loại thuốc hóa học như Benomyl va Thiabendazole (TBZ)thường được su dụng [10], [45] Tuy nhiên việc sử dụng các loại thuốc hóa học cóthé ảnh hưởng đến sức khỏe người tiêu dùng và không thân thiện với môi trường,do đó việc tim ra một chế phẩm có nguồn gốc tự nhiên kháng nam gây bệnh thanthư trên rau quả nói chung và trên ớt sau thu hoạch nói riêng là một điều cần thiếtvà có ý nghĩa thiết thực

sinh trưởng ) Sử dung chitosan và oligochitosan trong phòng trừ nam gây bệnhthán thư trên một số loại quả sau thu hoạch đã được nhiều tác giả nghiên cứu và chokết quả rất khả quan [6], [39], [58] Hiện nay, một hướng mới trong việc nâng caohiệu qua ứng dụng chế phẩm chitosan là tạo thành nanochitosan Nanochitosan vớikích thước từ 20-100nm có ưu điểm diện tích và điện tích bé mặt lớn với nhiềunhóm NH; tự do có khả năng tăng hiệu quả kháng nắm vượt trội hơn nhiều so với

chitosan và oligochitosan.

Nghiên cứu tao nanochitosan trong phòng trị bệnh than thu hại ớt nhằm thaythế phương pháp phòng trị bằng thuốc hóa học là một hướng nghiên cứu mới, hứahẹn có khả năng kháng khuẩn, kháng nắm hiệu quả đối với các bệnh sau thu hoạch

trên rau quả nói chung và bệnh thán thư trên ớt nói riêng.

Xuất phát từ những luận cứ trên, với mong muốn đề xuất một giải pháp antoàn trong phòng trừ nắm bệnh hại ớt sau thu hoạch, chúng tôi thực hiện đề tài:

“Nghiên cứu ứng dụng nanochitosan trong phòng trừ bệnh than thư hại ớt sauthu hoạch”

2 Mục đích nghiên cứu

- Xác định khả năng kiểm soát bệnh than thư hại ớt sau thu hoạch của

nanochitosan.

- Ung dụng nanochitosan trong phòng trừ bệnh than thư hai ớt

3 Nội dung nghiên cứu

- Tạo chế phẩm nanochitosan bằng phương pháp tạo gel ion giữa chitosan và

Sodium tripolyphosphat (STTP).

- Xác định ngưỡng gây bệnh của nam trên ớt.- Đánh giá ảnh hưởng của chế phẩm nanochitosan đến sự sinh trưởng, pháttriển của nam ở điều kiện in vitro

- Đánh giá ảnh hưởng của chế phẩm nanochitosan đến sự sinh trưởng và pháttriển của nam ở điều kiện in vivo

- Đánh giá hiệu quả bao quản ớt bang màng bao nanochitosan thông qua các

chỉ tiêu sinh lý, sinh hóa của ớt sau thu hoạch

4 Y nghĩa khoa học và thực tiễn4.1 Ý nghĩa khoa học

+ Cung cấp dữ liệu khoa học về khả năng kháng bệnh thán thư hại ớt của chế

phầm nanochitosan.

+ Cung cấp dữ liệu khoa học về khả năng kích kháng của chế phẩm

nanochitosan.

4.2 Y nghĩa thực tiễnĐề xuất quy trình bảo quản ớt sau thu hoạch sử dụng chế phẩm nanochitosan

đảm bảo an toàn thực phầm và thân thiện với môi trường

1.1 Giới thiệu về ớt1.1.1 Đặc điểm sinh vật học của trai ởf

Cây ớt có thể sống và cho trái trong nhiều năm, là cây ưa nhiệt, phát triểnthuận lợi ở các vùng cận và nhiệt đới Nhiệt độ thích hợp cho sinh trưởng, phát triểncủa cây từ 25-28°C vào ban ngày và ban đêm là khoảng 18°C Ở thời ky ra hoa đậutrái thì độ âm không khí đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành khối lượngvà chất lượng trái Độ âm của đất cũng tác động lớn đến chất lượng trái, nếu thấphơn 70% thì trái bị cong va vỏ trái không mịn, nếu cao hơn 80% làm bộ rễ kém pháttriển, cây còi cọc và khó kết trái [18|

Ớt là cây trồng dễ thích nghỉ với các loại đất trồng, dễ phát triển và cho năngsuất cao Cây ớt chịu được điều kiện che rop dén 45%, nhưng che rợp nhiều hơnlàm cho ớt chậm trổ hoa và khó đậu quả, rụng nụ Cây ớt thường được gieo trồngvào 2 vụ chính Vụ đông xuân, gieo hạt từ tháng 10 đến tháng 2, trồng tháng 1-2 vàthu hoạch vào tháng 4-5, hay tháng 6-7 Vụ hè thu, gieo hạt thang 6-7, trong tháng8-9, thu tháng 1-2 Ngoài ra có thể trồng ớt trong vụ xuân hè: gieo hạt tháng 2-3,trồng tháng 3-4, thu tháng 7-8 [1], [14]

Rễ: ớt là cây có rễ cọc, khi phát triển sau hơn 1 tháng một số rễ chùm từ rễ cọcphát triển nhanh, điều này giúp bộ rễ của ớt khỏe và lay được nhiều dinh dưỡng chocây phát triển

Thân: Ớt là cây bụi thân gỗ 2 lá mam, thân thường mọc thăng, đôi khi có dạngthân bò Khi cây già phần gốc chính hóa gỗ, dọc theo chiều dài thân có 4-5 cạnh.Cây cao trung bình 35-65 em, có giống cao 125-135 em, chiều cao thân thay đổi tùy

theo điêu kiện canh tác và giông.

Lá: Ớt có lá đơn mọc xoăn trên thân chính, có giống mọc chùm hình hoa thị, lánguyên có hình trứng đến bầu dục, phiến lá nhọn ở đầu, lá có màu xanh nhạt hoặc

đậm.

Hoa: Ớt có hoa lưỡng tính, mọc đơn hoặc thành chum 2-3 hoa Hoa nhỏ, daihoa hẹo và nhọn Tràng hoa có 6-7 cánh màu trăng hoặc tím, phần trong cánh hoacó lỗ tiết mật Hoa có thé tự thụ phan hay thu phan chéo nhờ côn trùng

Quả: Có hình dạng rất phong phú từ hình cầu đến hình nón, bé mặt quả cóthé phăng hoặc gon song, có khía hay nhẫn Khi chín màu quả có thể xanh, đỏ, đen

Bang 1.1 Thanh phan hóa học cua ớt trong 100g ăn được [1]Thanh phan | Hàm lượng | Thành phan | Hàm lượng

Độ âm 85/78 P 80mg

Protein 2,9g Fe 12mg

Chat béo 0.6g Na 6,5mgChất khoáng 1,0g K 2,7/mg

Cacbonhydrat 3,0g S 34mg

Chat xo 68g Cu 155mg

Thiamin 0,19mg Ca 30mgRiboflavin 039mg Vitamin A 292mgAxit oxalic 67mg Vitamin C IIlmg

protein, chất sợi và các nguyên tố khoáng chất Nhiều thành phan trong qua ớt cógiá trị dinh dưỡng quan trọng, làm gia vị, mùi thơm và màu sắc Quả ớt giúp làmgiảm nhiễm xa và cholesterol, giàu vitamin A va C, nhiéu khoang kali, axit folic va

vitamin E [77].Trong thịt qua ớt có chứa một lượng capsaicin (CjgH27NO3), là một loạialkaloid có vi cay, tạo cảm giác ngon miệng khi ăn, kích thích quá trình tiêu hóa,

chất này có nhiều trong thành phần giá noãn và biểu bì hạt Sự thay đổi củacapsaicin ở từng giống khác nhau đã tạo nên sự cay nông khác nhau Về y học, hoạtchất capsaicin giúp cơ thể phòng ngừa được sự hình thành các cục máu đông, làmgiảm dau trong nhiều chứng viêm Gần đây người ta còn chứng minh được vai tròcủa ớt ngăn cản các chất gây ung thư [1]

1.1.3 Một số loại ót phổ biến

Cây ớt (Capsicum sp.) thuộc họ cà (Solanaceae), chi Capsicum Có hai nhóm

ớt pho biến là ớt cay (Capsicum frutescens L.) và ớt ngọt (Capsicum annuum L.).Trong số các cây trồng thuộc ho cà (Solanaceae), cây ớt có tam quan trong thứ haichỉ sau cây cà chua Quả ớt có nhiều tên gọi khác nhau như Lạt Tiêu, Lạt Tử, Ngưu

Giác Tiêu, Hải Tiêu [76], [13].

Chi Capsicum bao gồm khoảng 20 - 27 loài, 5 trong số chúng được thuần hoá

là C annuum, C baccatum, C chinense, C ƒrufescens, và C pubescens, và được

trồng ở nhiều nơi trên thé giới Trong số 5 loài Capsicum được trồng, C annuum làmột trong những loài được trồng nhiều nhất trên thé giới kế tiếp là C frutescens

Ở nước ta, có khoảng 50 giống ớt khác nhau có tên gọi rất khác nhau tùy hìnhdạng hay đặc tính như ot sừng trâu, ớt cựa gà, ớt cà, ớt chỉ thiên, ớt hiểm, ớt ngọt

Theo số liệu thống kê của Tổng cục Hải quan trong nửa đầu tháng 9 năm2007, kim ngạch xuất khẩu ớt của cả nước đạt trên 450 nghìn USD Hiện nay,Trung Quốc là thị trường xuất khẩu ớt cao nhất với 40% tổng kim ngạch xuất khẩu,tương đương với trên 180 nghìn USD Tiếp theo đó là các thị trường Singapore vàĐài Loan với kim ngạch xuất khâu lần lượt chiếm 27,0 và 20,5%

Đề có thể cạnh tranh trên thị trường xuất khẩu cân quan tâm đến vấn đề canhtác ớt chuyên canh các vùng trồng ớt Một số vùng trồng ớt chuyên canh được hình

thành như Quynh Phụ (Thái Bình) với diện tích 1.200 ha, Đại Lộc (Quảng Nam) với

202 ha, Phù Mỹ (Bình Định), Phù Cát (Bình Định) với 253 ha, Bố Trạch (QuảngBình) với 350 ha, một số huyện Châu Đốc, Chợ Mới, An Phú (An Giang) với2.146 ha và một số tỉnh thành khác Việc hình thành các vùng chuyên canh, tăngcường đầu tư thâm canh, kiểm soát dịch bệnh đặc biệt là các bệnh hại ớt sau thuhoạch có ý nghĩa trong việc nâng cao giá trị kinh tế của cây ớt

1.1.4.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ ớt trên thể giớiXuất phát từ giá trị dinh dưỡng, hiệu quả kinh tế cao, cây ớt ngày càng đượctrồng pho biến và ưa chuộng trên thế giới Trong họ cà (Solonaceae), ớt có tầmquan trọng thứ 2 chi sau cà chua Ngày nay ớt được trồng rộng rãi trên toàn thế giới,đặc biệt là các nước châu Mỹ và một số nước châu A như: Trung Quốc, An Độ,Thái Lan, Hàn Quốc, Indônêxia, Malaixia [88]

Năm 2006, ớt được sản xuất trên thé giới là khoảng 25,9 triệu tan cho ớt tươivà 2,8 triệu tấn ớt khô Tính đến năm 2007 tổng sản lượng ớt của cả thế giới là

Hiện Trung Quốc vẫn đang là nước dẫn đầu trong việc sản xuất và tiêu thụ ớt,sản lượng ớt của Trung Quốc luôn đứng thứ nhất trên thế giới trong nhiều năm liên,tiếp theo là Mexico và Indonesia Sản lượng ớt của một số nước trên thế giới đượcthé hiện qua bảng 1.2.

Bảng 1.2 Sản lượng ót trên thé giới gôm ớt cay và ớt chuông

(Đơn vị: tấn )Quốc gia 2004 2005 2006 2007

Trung Quoc | 12.031.031 12.530.180 13.031.000 | 14.033.000Mexico 1.431.258 1.617.264 1.681.277 1.690.000Indonesia 1.100.514 1.058.023 1.100.000 1.100.000

Tho Nhi Ky 1.700.000 1.829.000 1.842.175 1.090.921

Tay Ban Nha 1.077.025 1.063.501 1.074.100 1.065.000My 978.890 959.070 998.210 855.870Nigeria 720.000 721.000 721.500 723.000Ai Cap 467.433 460.000 470.000 475.000

Thê Giới 24.587.124 | 25.261.259 26.252.907 | 26.056.900

1.1.5 Cac bệnh sau thu hoạch trên ot

Theo cầm nang chuẩn đoán bệnh cây ở Việt Nam năm 2009 được xuất bản bởiTrung tâm Nghiên cứu Nông nghiệp Quốc tế Australia (ACIAR) thong ké 6 bénhpho biến trên ớt gôm: bệnh thối rễ Phytophthora, thối sốc, héo vi khuẩn, thán thư,

bệnh virus, sưng rê tuyên trùng.

- Bệnh thối rễ Phytophthora do nắm Phytophthora capsici, triệu chứng chínhlà thoi rễ và héo [4]

Triệu chứng của bệnh thường xuất hiện muộn thông qua hiện tượng các lá giàbị rụng Tiếp theo là sự lây nhiễm nam sang các lá non và cuối cùng là cây bị chết.Trong nhiều trường hợp, chỉ có một cành hoặc một phần của cây có triệu chứng héo

[13].

- Bệnh thối gốc hay bệnh héo rũ gốc mốc trang (Sclerotium rolfsii): Triệuchứng điển hình của bệnh được thể hiện rõ nhất từ khi cây ra hoa - hình thành quả -thu hoạch Nam xâm nhiễm vào phân thân cây sát mặt đất, vết bệnh lúc đầu nhỏmàu nâu tươi hơi lõm, về sau vết bệnh lan rộng có thé dài tới vai centimet baoquanh thân, sốc, lan rộng xuống tận cô rễ dưới mặt đất Mô vết bệnh dan dan biphân hủy, các lá dưới gốc héo vàng và rụng trước, sau đó lan lên các lá phía trên,cuối cùng dẫn tới các lá héo rũ, cây khô toàn thân.

- Bệnh than thư theo Vũ Triệu Mân là bệnh gây hại trên ớt do namColletotrichum sp Bệnh có thê hại thân, lá, quả và hạt nhưng hại chủ yếu trên quảvào giai đoạn chín Ban đầu vết bệnh là một đốm nhỏ, hơi lõm, ướt trên bề mặt vỏquả sau 2-3 ngày kích thước vết bệnh có thể lên tới lem đường kính Vết bệnh

thường có hình thoi, lõm, phân ranh giới giữa các mô bệnh là một đường màu den

chạy dọc theo vết bệnh Trên bề mặt vết bệnh có những cham nhỏ là đĩa cành củanhững nắm gây bệnh Các vết bệnh có thể liên kết với nhau làm quả bị thối, vỏ khôcó màu trăng vàng ban Nam có thé gây hại trên một số chổi non gây hiện tượngthối ngọn ớt Chéi hại có mau nâu den, bệnh có thé phát triển nặng làm cây bị chếtdan hoặc cây bệnh có quả ở từng phan nhưng quả ít và chất lượng kém [10], [19]

Ngoài các bệnh do nam ở trên thì ớt còn bị bệnh do vi khuẩn virus gây ra như:bệnh héo vi khuẩn do vi khuẩn gram 4m Ralstonia solanacearum gây ra triệu chứngcủa bệnh là xuất hiện dịch khuẩn ở thân, thân bị biến mau nâu Bệnh virus tác nhângây bệnh là virus thực vật bệnh làm lá non còi cọc, kém phát triển Bệnh sưng rễtuyến trùng do Meloidogyne sp gây ra tuyến trùng xâm nhập vào cây ớt và làm usưng trên rễ [4|

Bang 1.3 Các bênh pho biến trên [10]

@) Thối rễ Phytophthora Phytophthora thối rễ và héo

capsici

@) Thối gốc Sclerotium roltsii Các hạch nấm nhỏ tròn màu

nâu và sợi nấm trắng ở gốc

thân

G) Héo vi khuẩn Ralstonia Dịch khuẩn xuất hiện ở thân,

solanacearum thân bị biến màu nâu

(4) Than thư Colletotrichum sp Vết bệnh màu den, lõm xuống@ Bệnh virút Vi rút thực vật Lá non còi cọc, kém phát triển(6) Sưng rễ tuyến trùng Meloidogyne sp U sưng trên rễ

Đối với ớt sau thu hoạch, bệnh than thư dé lại hậu quả nặng nề nhất, ước tínhtốn thất do bệnh thán thư gây ra trên ớt chiếm trên 35% nguyên nhân các bệnh do vi

sinh vat gay ra.

1.2 Tổng quan về đặc điểm của Colletotrichum gloeosporioides gây bệnh than

thư hại ớt sau thu hoạchBệnh than thư (Colletotrichum nigrum Elet Stal hoặc Colletotrichum capsici

Bul and Bis) là bệnh khá phố biến trên các đối tượng rau quả Trong số đó ớt là mộtcây trồng kinh tế quan trọng trên toàn thế giới bị bệnh thán thư gây thiệt hại lên đến

50%.

Bệnh than thư là bệnh nguy hiểm, gây thối qua hàng loạt Bệnh phổ biến ở rấtnhiều nước trên thế giới, đặc biệt là những nước có khí hậu nhiệt đới Bệnh gây hạinặng trên hau hết các vùng trông ớt ở nước ta Đối với các vùng trông ớt hiện naynhư Hà Nội, Bắc Giang, Hải Dương, Hưng Yên, Thái Bình, Hoà Bình, Nghệ An,Thanh Hoa, Quảng Binh, Quang Tri, Thừa Thiên Huế đều bị bệnh này phá hoạinặng Ty lệ bệnh ở những ruộng nhiễm bệnh nặng có thể lên tới 70% [10]

- Trên lá, vết bệnh hình tròn hoặc không có hình dạng nhất định, xếp theochiều dài của gân lá Lúc đầu, đốm bệnh ở mặt dưới lá có mau nâu nhạt, sau chuyển

màu nâu sậm, có viên đỏ, lan rộng và lõm sâu.

- Trên cuông lá và thân cây vêt bệnh cũng lõm xuông tạo thành vét dọc màu

nâu đen Cây bị bệnh kém phát trién, lá vàng va rung sớm.- Thiét hại nặng nhất là bệnh tan công trên trái làm thối trái hàng loạt, đôi khithất thu năng suất 100% Bệnh thường gây hại trong giai đoạn đang thu hoạch Nếutrên giống bị nhiễm, bệnh gây hại cả trái non, ban đầu xuất hiện những đốm trònnhỏ có màu xanh dam, lõm xuống, hơi ướt, sau đó vết bệnh lớn dần có hình thoi đếnbầu dục, màu vàng nhạt đến trắng xám hoặc đen, bên trong vết bệnh có nhiều vòngđồng tâm nhô lên, trên đó có những chấm nhỏ li ti màu vàng Trái ớt sau thu hoạchvẫn tiếp tục bị bệnh Nắm bệnh tôn tại trong hạt giống, tàn dư thực vật hoặc sốngtrong đất 1-2 năm Điều kiện thời tiết nóng, mưa nhiều, âm độ cao thích hợp chonam phát triển Trồng dày, bón thừa dam cũng là điều kiện tốt cho nam bệnh thanthư phát triển mạnh Bào tử nam phat tán nhờ gió, mưa vả côn trùng

Trước đây, bệnh gây hại chủ yếu trong mùa mưa, nhưng vài năm gần đây bệnhcó chiều hướng phát sinh và gây hại cả trong mùa khô, nhất là ở những nơi trồng ớtliên tục, nguén bệnh được tích lũy do không biết cách phòng trừ Bệnh thường gâyhại từ khi trái già chín trở đi, nhưng nếu gap điều kiện thuận lợi, bệnh có thé xuấthiện và gây thiệt hại nặng nề trên điện rộng [10]

Công tác phòng trừ bệnh thán thư ớt tại các vùng trồng chưa thực sự mang lạihiệu quả do những hiểu biết về bệnh thán thư của người trồng ớt còn hạn chế, việcgieo trồng các giống ớt liên tục nhiều năm đã tạo điều kiện thuận lợi cho bệnh thán

thư bùng phát mạnh gây khó khăn cho việc phòng trừ.

1.2.1 Đặc điểm hình thai và sinh học của chủng nam C GloeosporioidesTan nắm có màu trắng xám đến xám đậm trên môi trường PDA (Potatodextrose agar) Tai các tan nam hình thành nên các quả thé, ching mọc riêng rẽhoặc từng đám hình cau hay hình quả lê, kích thước đường kính 85-350um Bêntrong qua thé có các túi bào tử nam rải rác, xen kẽ với các sợi nam vô tính, thường

có 8 túi bào tử Túi bao tử hình trụ hoặc hình chuy, kích thước 35-80 x 8-14um.

Bào tử phân sinh hình thành trên cành bao tử ngăn, hẹp, trong suốt, hình trụ, đầu

hơi tu, đỉnh tròn, không có vách ngăn, kích thước từ 9-24 x 3-6um [10].

-—* eeÁÃ -jeee7— ae

Hình 1.3 Hình ảnh đại thé và vi thé của chủng nắm C.gloeosporioides trên PDA

a, Tan nam; b, Khuẩn ty; c, Bào tu

1.2.2 Sinh lý học

Bệnh phát triển mạnh khi có âm độ và nhiệt độ cao Nắm có thé sinh trưởng ởnhiệt độ 4°C, nhưng tối thích là 25 — 29°C Bé mặt mô bệnh am ướt kéo dải có ảnhhưởng đến sự nảy mam, xâm nhiễm và sinh trưởng của C gioeosporioides O điềukiện hoạt độ nước thấp, bào tử hoặc sợi nắm vẫn có thể xâm nhiễm vào mô đã giảhoặc bị tốn thương, gap điều kiện độ âm thích hợp sẽ phát triển mạnh biểu hiệnthành bệnh Ở điều kiện độ âm môi trường cao cho phép bao tử nam nảy mam vàxâm nhiễm ngay cả khi độ 4m trên quả ký chủ thấp Đối với ớt, hàm lượng nước caolên đến 85% nên rất thuận lợi cho C gloeosporioides phát trién gây hai [10]

1.2.3 Sự lây truyền và cơ chế xâm nhập của bệnhNam C Gloeosporioides có thé tổn tại ở nhiều vi tri 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 va nước Sau khi tiếp xúc trên bề mặt qua, khigap điều kiện thuận lợi bao tử sé nảy mam, phat trién va gây bệnh

Ớt là loại quả rất dễ bị hư hại bởi các loại bệnh khác nhau, chúng có thể gâybệnh ở nhiều bộ phận, bang nhiều con đường lây nhiễm khác nhau Nam có thể xâmnhập vao trong cây bang sợi nam hoặc bào tử, phần lớn nam xâm nhập bang bào tử.Trước khi xâm nhập, bảo tử phải tiếp xúc với bề mặt ký chủ Gặp điều kiện thuậnlợi (am do, nhiệt độ), bao tử nắm nảy mam thành ống mam Tuy thuộc loại nắm màchúng có thể xâm nhập vao bên trong cây trực tiếp hoặc gián tiếp [3]

Quá trình xâm nhập này có thể xảy ra qua hai con đường chính:- Xâm nhập qua bề mặt ký chủ nguyên vẹn (xâm nhập chủ động)

giai đoạn hoại dưỡng [3], [65].

Hình 1.4 Bao tu nắm xâm nhập trực tiép vào ki chu băng Ông mam

Khi bao tử nảy mầm thành ống mam, đầu ống mam sẽ hình thành một cấu

trúc đặc biệt gọi là giác bám hay còn gọi là vòi áp/vòi bám/đĩa áp (appressorium).

Giác bám hình thành để xâm nhập hay còn gọi là vòi xâm nhập/móc xâm nhập(penetration peg) đâm xuyên qua mặt ký chủ gồm tầng cutin và vách tế bảo Sự hìnhthành vòi xâm nhập từ giác bám đâm xuyên qua bề mặt ký chủ và tạo ra cấu trúc vòihút bên trong tế bào ký chủ để hấp thụ dinh dưỡng Giác bám tích lũy nhiềucarbonhydrate sau đó tạo ra áp lực thấm tích cao hút nước từ bên ngoài vào tronggiác bám và tạo ra một áp suất trương rất lớn (giác bám của nắm phấn trắng có thétạo áp suất trương 20 - 40 at, của nam đạo ôn lúa Pyricularia oryzae là khoảng80 at) Áp suất trương cao sẽ cho phép nam xâm nhập dé dang qua bề mặt ký chủbăng đế xâm nhập Mặc dù sự xâm nhập băng giác bám và đề xâm nhập là do lực cơhọc nhưng nắm cũng tiết ra các enzyme để hỗ trợ sự xâm nhập như các cellulase và

pectinase [77].

1.2.3.2 Qua các vết thương cơ giới, các vết nứt tự nhiên (giản tiễn)

Quá trình thu hoạch, bảo quản, vận chuyển không tránh khỏi những vếtthương cơ học tạo ra, đó là điều kiện thuận lợi cho các loại nam gây bệnh xâm nhậpvà phát triển, gây bệnh sau thu hoạch của nam Bên cạnh đó, theo thời gian bảoquản, khả năng tự vệ của quả đối với các loại bệnh cũng yếu dan làm cho quả dễ bịbệnh xâm nhập và gây hại Thông thường môi trường không khí trên bề mặt của tráicây là quá khô đối với sự nảy mầm của bao tử, nhưng nếu bao tử có mặt tại vếtthương, dịch quả tiết ra sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho sự nảy mam [12]

qua vet throng cơ ĐIỜI qua cac vet nức tự nhiên¿S?E0IN:910E Ay Sat nam tiéu diét va phan

giữa rẻ chính và rẽ bên hủy tế bảo ký chủ

Hình 1.6 Cơ chế xâm nhập gián tiép cua nám vào tê bào ki chủ

Sau khi xâm nhập thành cong, sợi nấm tiết ra các chất độc vào mô quả đểtiêu diệt các tế bào Các enzyme ngoại bảo thực hiện các chức năng chuyển hóa cácchất phức tạp thành các hợp chất có trọng lượng phân tử thấp mà tế bào nắm có thểhấp thu làm quả nhanh chóng bị hư hỏng [23]

1.3 Biện pháp phòng ngừa và kiểm soát bệnh sau thu hoạch trên 6tBệnh thán thư một khi bùng phát thì chúng thường gây thiệt hại rất lớn chonông dân, có khi người nông dân phải chịu mất trắng Đặc biệt nghiêm trong hơn làmột khi mẫu ruộng đã bị nhiễm bệnh thì có thể lây lan cho tới mùa vụ sau Chính vìvậy việc sử dụng các biện pháp phòng ngừa và kiểm soát bệnh thán thư hết sức cầnthiết và cấp bách

1.3.1 Biện pháp phòng ngừa

Biện pháp chủ yếu để phòng trừ là chọn thời gian thu hái thích hợp, thu háikip thời không dé quá chín và tránh làm tôn thương, xây sát cho quả khi thu hoạch,vận chuyến, bao gói và bảo quản Nên thu hái vào ngày khô ráo, không mưa vàchọn thời điểm thu hái trong ngày thích hợp Thực hiện vệ sinh nghiêm ngặt nhằmhạn chế tối đa sự phát triển bào tử Chọn quả lành và loại bỏ hết những quả thối,ton thương, xây xát khi bao quan Dung cụ lưu trữ cần phải khử trùng, làm vệ sinh

sạch sẽ [56].

1.3.2 Biện pháp kiểm soát

1.3.2.1 Biện pháp canh tac

Đối với biện pháp canh tác trước khi trồng cần thu gom cây, trái ớt vụ trước,đem tiêu hủy dé tránh nguồn bệnh lây lan cho vụ sau Chọn giống ớt (quả, hạt) từnhững ruộng không bị nhiễm bệnh tuyệt đối không sử dụng những ruộng ớt bị bệnhlàm giống chúng ta cũng có thé xử lý nước nóng để hạn chế mầm bệnh trên hạt.Nên chọn các giống kháng bệnh (giống ớt chỉ thiên ít nhiễm bệnh thán thư) Lênludéng cao và thoát nước tốt, nên phủ bạt nilon trên mặt liếp trồng để hạn chế sâubệnh hại từ đất lây lan lên cây Luân canh ớt với những cây trồng khác họ Trồng ớtở mật độ thích hợp, tránh trồng dảy vì sẽ tạo độ âm cao trong tán cây ớt tạo điềukiện cho nắm bệnh phát triển

Sử dụng phân bón hợp lý, tránh bón phân thừa đạm, nên sử dụng phân canxi

nitrat để giúp cây ớt phát triển tốt đồng thời tăng cường khả năng chống chịu bệnh.Khi cây ớt bắt đầu ra hoa đậu trái, không được tưới nước phủ từ trên tán cây xuống

dé tránh lây lan phát tan bào tử nam Thăm đồng thường xuyên và diệt côn trùng hạiquả Đến cuối vụ các tan dư cây trồng bị nhiễm bệnh trên đồng ruộng cần mangkhỏi đồng ruộng hoặc bị chôn vùi Luân canh với cây trồng khác họ, bố trí mật độtrồng thích hợp [13].

1.3.2.2 Biện pháp hóa hoc

Sử dụng biện pháp hóa học băng thuốc trừ bệnh Ringo - L20SC khi bệnh mớiphát triển do nó có khả năng hạn chế sự phát triển của bệnh bảo vệ được cảnh, đọt

non, hoa và trái sau vai giờ phun thuôc.

Thuốc trừ nắm cổ truyền được sử dụng để hạn chế bệnh thán thư trên ớt làManganese ethylenebisdithiocarbamate, tuy nhiên thuốc này không có hiệu quả lớnkhi bệnh đã phát triển mạnh Các thuốc trừ nắm (Quadris), trifloxystrobin (Flint), vàpyraclostrobin (Cabrio) gần đây đã duoc đưa ra dé phòng trừ bệnh than thư ớt, cácloại thuốc nay có hiệu quả phòng chống bệnh than thư ngay cả khi bệnh than thư đãgây hai nặng [13] Ngoài ra, có thé sử dụng một số loại thuốc sau: Benlate 50WP 1

kg/ha; Topsin M 70 WP 04 - 0,6 kg/ha; Score 250ND 0,5 lit/ha.

Mặc dù thuốc hóa học bước đầu mang lại hiệu quả cáo trong việc kiểm soátbệnh Tuy nhiên việc sử dụng kéo dài các thuốc hóa học, đặc biệt là các loại thuốckhông có nguồn gốc xuất xứ rõ ràng với liều lượng lớn đã gây ảnh hưởng khôngnhỏ đến sức khỏe người tiêu dùng, gây ô nhiễm môi trường va tăng chi phí sản xuất.Bên cạnh đó, đã dan hình thành các chủng nắm bệnh có khả năng kháng lại tác độngcác loại thuốc hóa học, điều đó làm cho công việc phòng trừ bệnh càng gặp khó

khăn hơn.1.3.2.3 Biện pháp sinh học

Phòng trừ bệnh thán thư trên ớt trong nhiều năm lệ thuộc vào thuốc hóa học đãphát sinh nhiều vấn đề, cần thay thế bằng biện pháp khác có hiệu quả trên đồng

ruộng.- Su dụng các loại thực vật có kha năng khang

Phòng trừ bệnh than thư trên trái ớt bang các loại thuốc thảo mộc trích từ củ,thân và lá của cây xương bồ (Acorus calamus L.), dầu cây sả hồng (Cymbopogon

martinii), lá cay hương nhu tia (Ocimum sanctum), là cay xoan (Azadirachia indica)

có thé han chế phat triển của nắm bệnh than thư trên ớt Tai An Độ, trong khảonghiệm nước trích lá cây xoan (Azadiracta indica), vạn thọ (Targates erecta), trầu

không, tiêu (Piper longum), dừa can (Vinca rosea), tram 6i (Lantana camara), cà

độc dược (Datura matel), nghệ (Curcuma longa), khoai sọ (Colocasia antiquorum),

củ gừng, củ tỏi, cũng có tác dung ức chế sự hình thành và phát triển của than thu

[55].

- Dùng vi sinh vật doi khángPhòng trừ sinh học bang vi sinh vat duoc cho la gan gũi với thiên nhiên vathân thiện môi trường so với các thuốc trừ nắm đang sử dụng Đây là biện pháp sửdung các hợp chất kháng nam có nguồn gốc tự nhiên (chitosan và các dẫn xuất củanó, ), hoặc các chung vi sinh vật có kha năng kháng nắm (Trichoderma Sp.,

Candida sake LTT )

Nhiều công trình nghiên cứu cho thay Trichoderma sp có khả năng đối khángvới rất nhiều loại nam gây bệnh và được sử dụng rộng rãi trong phòng trừ sinh họcbệnh hại trên cây trồng Quá trình kí sinh của nam đối kháng Trichoderma sp lênnam gây bệnh bao gôm: sợi nam phát triển hướng về kí chủ dựa vào khả năng địnhhướng các hợp chất tiết ra từ kí chủ, nhận dạng và bám vào kí chủ, tiết ra enzymephân hủy vách tế bào kí chủ, xâm nhập vào kí chủ và sau cùng là phân hủy và sửdụng vật chất tế bào kí chủ

Ngoài Trichoderma, các nhà khoa hoc còn phân lập được một SỐ dòng xạkhuẩn Streptomyces spp thử nghiệm trên nam Colletotrichum gloeosporioides gâybệnh than thư trên trái ớt Trong đó có dòng NSP - 1 được phun ở nông độ 0,5 tới2,0 g/lit cho kết quả kích thích miễn dịch rất tốt [72]

- Bảo quản bằng kỹ thuật tạo màng bao phủ bê mặtMàng được phủ lên bề mặt quả băng cách nhúng hoặc quét dung dịch lỏng

hoặc nhũ tương có độ nhớt cao Khi dịch long khô sẽ tạo ra một lớp mang mong

gân như trong suốt trên bề mặt quả, có thể thay thế màng sáp tự nhiên của quả Nhờtính bán thấm điều chỉnh sự trao đối khí và hơi nước của mảng nên hạn chế hao hụtkhối lượng tự nhiên do giảm quá trình thoát hơi nước Màng phủ tạo ra vùng vi khíquyền điều chỉnh xung quanh quả nên làm thay đổi sự trao đổi khí với môi trường.Ngoài ra, nó còn có khả năng ức chế sự phát triển của vi sinh vật va cải thiện hìnhthức bên ngoài của rau quả Nhờ đó quả được giữ tươi lâu hơn với chất lượng tốt

Các loại màng thường được su dụng là chitosan, tinh bột, nhựa cây, sáp động vật,sáp thực vật, parafin

Chitosan, oligochitosan, nanochitosan la cac hop chất có khả năng tạo mangtốt Với khả năng tích điện dương lớn nên chitosan, oligochitosan, nanochitosan làcác polycation có khả năng kết hợp mạnh mẽ với các bề mặt có điện tích âm như

protein, aminopolysaccharid (alginate), axit béo va phospholipid nhờ sự có mặt cua

nhóm amino (NH;), có khả năng di qua mang tế bao, ức chế sự phát triển của nam,

do đó nó có khả năng kháng nâm cao.

Nhìn chung các biện pháp kiểm soát bệnh sau thu hoạch ở ớt điều có tính khảquan với những ưu và nhược điểm riêng Tuy nhiên với tính cấp thiết của yêu cầuxã hôi hiện nay như: môi trường, đặc điểm nắm bệnh, yeu cầu của người tiêudùng thì các biện pháp hiện nay không thể đạt được những hiệu quả như mongmuốn Trong khi đó chitosan và nanochitosan có khả năng kháng nam cao, không

độc hại, thân thiện với môi trường nên đây là hướng nghiên cứu có tính khả quan

trong việc kháng nắm phòng trừ bệnh thán thư.1.4 Tổng quan về chế phẩm chitosan và nanochitosan1.4.1 Tính chất của chitosan

Hình 1.7 Cấu trúc phán tu chitosan, chitinChitosan là một aminopolysaccharide mach thắng của glucosamine và N-acetylglucosamine, thu được bang cách khử acetyl của chitin trong đó nhóm (-NH;)thay thế nhóm (-COCH) ở vi trí C (2), được chiết xuất từ vỏ các loài giáp xác (tôm,cua, hến, trai, sò, mai mực, ), cũng như từ các màng tế bào của một số loại nam.Chitosan được cau tạo từ các mat xích D-glucozamin liên kết với nhau bởi các liênkết B-(1-4)-glicozit, do vay chitosan có thé gọi là Poly-B-(1 ,4)-D-glucosamin, hay

còn gọi là poly-B-(1 4)-2-amino-2-deoxy-D-glucose Chitin có mức độ khử acetylkhoảng 75% trở lên thường được gọi là chitosan [7].

Chitosan có những tính chất cơ bản sau:

- Tính tan: Chitosan không hoà tan trong nước va kiểm Tan trong dung dich

axít loãng tạo nhanh một dung dịch keo có độ nhớt cao.

- Chitosan tác dụng với lốt trong môi trường H;SO¿ cho phản ứng lên mau

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), axít béo va phospholipid nhờ sự có mặt

của nhóm amino (NH;) [69] Chính tinh chất nay giúp cho chitosan thé hiện đượckhả năng kháng nắm, kháng khuẩn cao của mình khi liên kết với phần mang điệntích âm trên thành thế bào vi sinh vật

- Chitosan có tính chất cơ học tốt, không độc, dé tạo mang, có thể tự phân huỷ

sinh học.

Những tinh chất trên của chitosan đã mở ra nhiều hướng dụng quan trọng củanó trong y dược và các lĩnh vực khác nhau trong đời sống

1.4.2 Tổng quan về nanochitosanVật liệu nano là vật liệu trong đó it nhất một chiều có kích thước nanomet Vậtliệu nano đang ngày càng thu hút sự quan tâm của các nhà khoa học bởi tính chất ưu

việt của nó Với kích thước nanomet, khả năng ứng dụng của vật liệu trở nên đa

dạng, phong phú hơn, không những có thể thay thế các vật liệu ban đầu mà thậm chí

còn có tác dụng vượt trội hon Chitosan nanoparticles (nanochitosan) cũng không

năm ngoài xu thé đó Việc sử dụng nanochitosan vào trong các ứng dụng như y học,sinh học, đã mang lại hiệu quả và tác dụng hơn hăn các vật liệu chitosan thôngthường và việc phát triển các ứng dụng của nó vao trong các lĩnh vực khác nhưcông nghệ môi trường, công nghệ thực phẩm là điều tất yếu

1.4.2.1 Lịch sử phat triểnKé từ năm 1994, Ohya và cộng sự dé xuất việc nhốt thuốc chống ung thư 5 -Fluorouracil (5 - FU) bang cách cho dung dich chitosan khâu mach cộng hoa tri vớiglutaraldehyde theo phương pháp khâu mach nhũ tương Khi đó việc phân phốithuốc chậm hơn làm tăng hiệu quả điều trị của nó Kế từ đó, các phương pháp tạonanochitosan đã phát triển rộng rãi cho mục đích nghiên cứu phân phối thuốc và lànền tảng ban đầu cho các ứng dụng khác Chăng hạn như sự kết hợp của các hoạtchất trong kem đánh răng, sử dụng làm chất tăng độ hấp thụ trong thuốc nhuộm,

ứng dụng trong việc kháng khuẩn, kháng nắm Việc thay đôi các phương phápchế tạo hạt nanochitosan khác nhau, khối lượng phân tử và mức độ deacetyl hóacủa chitosan ban đầu đã tạo thành các chế phẩm nanochitosan có kích thước va kha

năng ứng dụng đa dạng [75].

Nanochitosan không những mang đây đủ các tính chất của chitosan thông

thường như không 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 tíchdương lớn hơn, do đó hoạt tính sinh học cao hơn nhiều so với chitosan Chính đặcđiểm khác biệt này đã tạo ra sự quan tâm đáng ké theo hướng nghiên cứu ứng dụngchitosan ở kích thước nanomet trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt trong lĩnh vực nôngnghiệp (kháng khuẩn, kháng nam, kích thích sinh trưởng, bảo vệ cây trồng)

1.4.2.2 Các phương pháp tạo nanochitosan

Hiện nay nanochitosan đã được tạo ra bằng nhiều phương pháp khác nhau, tùyvào điều kiện trang thiết bị, hướng ứng dụng để chọn phương pháp tạo nanochitosanphù hợp Có các phương pháp phổ biến như sau: phương pháp khâu mạch nhũtương: phương pháp tạo giot/két tủa; khuếch tán dung môi nhũ tương: phương phápsây phun; phương pháp tạo gel ion [23]

- Phương pháp khau mạch nhii trơng

Hỗn hợp nhũ tương W/O được tạo ra bằng cách cho dung dịch chitosan vaotrong dung dịch toluen, sử dụng Span 80® như là chất nhũ hóa Dung dịch nhũtương sau đó được khâu mạch băng glutaraldehyde, dưới tác dụng hỗ trợ của khuấycơ học, các nhóm -NH; của chitosan sẽ liên kết với nhóm -CHO của ølutaraldehyde

và nhờ đó các hạt nanochitosan được hình thành.

Kích thước hạt cuối cùng phụ thuộc vào tốc độ khuấy và sự thay đôi lượngglutaradehyde làm thay đôi mức độ tạo liên kết ngang Phương pháp này có nhượcđiểm là tốn thời gian chuẩn bị, việc sử dụng glutaradehyde có thể gây độc Tuynhiên ưu điểm của phương pháp này là kích thước và tính chất hạt nano được tạo rarất 6n định [75]

Thiét bi phun

Chitosanhoa tan

Dung dich kiém

Hình 1.9 Sơ đồ tạo giọt bằng phương pháp tao giot/két tủa

Phương pháp này có thể được cải tiến hơn băng cách nhỏ dung dịch natrisunphat vào dung dich chitosan (pH axít, có chất hoạt động bề mặt) trong điều kiệnkhuấy va tác động của sóng siêu âm (ultrasonic) Hat nanochitosan thu bằng cách lytâm, sau đó tiếp tục bước làm cứng và bền hơn bằng cách khâu mạch với

ølutaraldehyde.

- Phương pháp hợp giọt nhũ tương

Phương pháp này sử dụng nguyên tắc của cả hai phương pháp: tạo nối ngangvà kết tủa Một hệ nhũ tương W/O bên chứa chitosan trong dung dich paraffin.Đồng thời một hệ nhũ tương khác cũng được chuẩn bị song song bằng cách choNaOH vào trong hỗn hợp nhũ tương giống như trên Sau đó cả hai hệ nhũ tương naysẽ được trộn lẫn vào nhau trong điều kiện khuấy với tốc độ cao, các giot sẽ va chạmngẫu nhiên vào nhau và kết tủa lại tạo các hạt có kích thước nanomet Phương phápnày cho thấy rằng khi mức độ deacetyl hóa của chitosan giảm dẫn đến các nối đôiđược hình thành giảm, điều này sẽ làm tăng kích thước và giảm số lượng các hạt

nano được hình thành [34], [75].

CS c `

kh .—

o> _>_ Khuây trộn với

Hy Pine A Mig te độ cao

Hình 1.10 Sơ đồ phương pháp hợp nhất giọt nhũ tương

- Phương pháp khuếch tan dung môi nhũ tươngPhương pháp này liên quan tới việc bố sung một pha dung môi hữu cơ nhưmethylene clorua và acetone Cho hỗn hợp dung môi hữu cơ này khuấy trộn cùngdung dịch có chứa chitosan và chất ôn định như poloxamer và lecithin dẫn đến sựhình thành hỗn hợp nhũ tương O/W Hỗn hợp nhũ tương này sau đó được đưa điđồng hóa dưới áp suất cao Ở giai đoạn nay acetone sẽ khuếch tán vao trong phanước lam giảm khả năng hòa tan của chitosan và kết tủa tạo thành các hạt có kíchthước nanomet Các hạt nanochitosan được thu hồi bằng cách ly tâm Nhược điểm

của quá trình này là quá trình phức tap [23].

-methylene clorua e Bay hơi

+ acetone 9 i methylene clorua

Khuay

Tốc độ caole ; : so "Khuếch tán |.

CS Nhũ tương acetone Hạt

W/O nanochitosan

Hình 1.11 Sơ đồ tạo nanochitosan bằng phương pháp

khuêch tan dung môi nhũ tương

- Phương pháp say phun:

Say phun là kỹ thuật pho biến ứng dụng trong dược phẩm, thực phẩm để taobột, hạt từ hỗn hợp huyền phù thuốc với tá dược, thực phẩm Kỹ thuật này dựa trênnguyên tắc dung dịch huyền phù được làm khô khi được phun trong dòng không khínóng Trong phương pháp này, chitosan được hòa tan thành dung dich, sau đó bổsung hoạt chất khâu mạch và được phun vào dòng không khí nóng, kết quả các hạt

nanochitosan được tạo thành [54].

Khnén „ Dung dich chitosan

Buồng sấy «—- | Ì

/ \ #* Cyclone

Ỉ

\ / À ị\ / ="\ / /

\ / ƒ \

| ec .

EH) 2 > nanochitosanHình 1.12 Sơ đồ tạo nanochitosan bằng phương pháp sấy phun

- Phương pháp tạo gel ionic (ionic gelation)

Cơ chế của phương pháp nay dựa trên tương tác tĩnh điện giữa chitosan tích

điện dương va một polyanion như Sodium tripolyphosphat hoặc glutaraldehyde

Lúc này các nhóm -NH; của chitosan sẽ liên kết với nhóm H3P30,,.” của STTP hay

-CHO của glutaraldehyde và nhờ đó các hạt nanochitosan được hình thành.Đâu tiên chitosan được hòa tan

vào dung dịch axít acetic Sau đó H/H H

kiện khuây từ liên tục tại nhiệt độ 4/ lý + HPO, sore

phòng Kích thước va điện tích bê —Ý., wots

\

° ` 0,

mặt phụ thuộc vào tỷ lệ chitosan và HỘ NH+

Sự tao noi ngang ion

polyanion, pH, va loại polyanionkhác nhau Phuong pháp nay có ưu GH.OH

diém 1a giai doan chuan bi don gian, chi phi thap, dễ thực hiện, hat nanochitosan cókích thước hạt nhỏ, phân bố kích thước đồng đều và điện thế hat nano cao Đâycũng là phương pháp nên thường được lựa chọn pho biến cho các nghiên cứu ứng

dụng nanochitosan [23].

>.YrCS hoa tan

Khuay tốc độ caola ¬.* ° a a ei > Su hoa tan polyanion

© %e s * se “se —> Hạt nanochitosan

Hình 1.13 Sơ đồ tạo hạt nanochitosan bằng phương pháp tạo gel ionic

Tóm lại, các phương pháp khác nhau sẽ tạo ra các hạt nanochitosan có các tính

chất và kích thước khác nhau, chính vì vậy mà các ứng dụng của chúng cũng đượcsử dụng khác nhau, đa phần các ứng dụng đều được sử dụng trong y học đặc biệt là