CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.2. Chuyển hóa vật liệu giàu lignocellulose
1.2.3. Đa dạng nấm Việt Nam cho chuyển hóa vật liệu giàu lignocellulose
Việt Nam là một trong những quốc gia có đa dạng sinh học cao trên thế giới với khoảng 12.000 loài thực vật bậc cao và 3.000 lồi động vật có xương sống đã được miêu tả, trong đó có nhiều lồi đặc hữu. Cấu trúc địa độc đáo, khí hậu nhiệt đới và nhiều kiểu
sinh thái khác nhau đã góp phần tạo nên sự đa dạng của khu hệ nấm Việt Nam. Nếu ước
tính số lồi nấm có thể có trên lãnh thổ Việt Nam gấp 6 lần số lồi thực vật bậc cao thì số lồi nấm có thể lên tới 72.000 lồi. Điều đó có nghĩa là hơn 90% số lồi nấm có thể có của Việt Nam cịn chưa được định lồi và nêu tên trong danh lục [36, 37]. Trong danh lục thực vật Việt Nam phần nấm (2001), số lượng loài nấm chỉ có khoảng 2.250 lồi, trong
đó các lồi nấm Túi (Ascomycota) cịn rất ít so với các lồi nấm Đảm (Basidiomycota). Trong khi đó, trên thế giới số lượng lồi nấm Ascomycota ước tính chiếm 2/3 trong tổng
số các lồi nấm đã được mơ tả.
Sinh vật phân hủy lignocellulose đóng một vai trò quan trọng trong việc duy trì vịng tuần hoàn carbon nhờ khả năng chuyển hóa hiệu quả các vật liệu thực vật bởi hệ enzyme thủy phân. Trong số các sinh vật phân hủy lignocellulose, các loài nấm thuộc nấm đảm Basidiomycota và nấm túi Ascomycota được biết là có hệ xúc tác sinh học hiệu quả nhất và được chia thành 3 nhóm: nấm mục trắng, nấm mục nâu và nấm mục mềm. Trong khi có nhiều nghiên cứu tập trung vào nhóm nấm mục trắng và mục nâu (chủ yếu thuộc ngành Basidiomycota), có rất ít các nghiên cứu trên hệ enzyme chuyển hóa
lignocellulose bởi nhóm nấm mục mềm (phần lớn thuộc ngành Ascomycota). Các nấm
thuộc ngành nấm túi Ascomycota dường như thiếu các peroxidase chuyển hóa lignin nhưng thay vào đó, chúng có các enzyme thủy phân và laccase cho phép chuyển hóa hiệu
quả lignocellulose [38].
Ngồi ra, sự quan trọng của enzyme này còn liên quan đến xúc tác giải phóng các axít phenolic (axít ferulic, axít p-coumaric, axít cinnamic…) và các dimer của chúng từ
vật liệu lignocellulose [39]. Các axít phenolic từ phụ phẩm nơng nghiệp được biết là các chất chống oxi hóa mạnh, chống ung thư da, kháng virus [40]. Hiện nay, Việt Nam có rất ít các cơng bố liên quan đến việc sử dụng carbohydrate esterase (feruloyl esterase, acetyl esterase) từ nấm để thủy phân lignocellulose từ phụ phẩm công-nông nghiệp. Trên thế
giới, một số công bố về feruloyl esterase liên quan đến sự thủy phân lignocellulose đã được tinh sạch và nghiên cứu đặc tính, chủ yếu là từ nguồn nấm và vi khuẩn (Clostridium
spp., Pseudomonas spp., Aspergillus spp, Paenibacillus terrae ME27-1 và Penicillium
spp) [41].
Gần đây, khi nghiên cứu chi Xylaria ở Vườn Quốc gia Cúc Phương của Việt Nam, nhóm nghiên cứu thuộc trường Đại học Sư phạm Hà Nội đã chỉ ra số loài mới ghi nhận
cho lãnh thổ Việt Nam là khá lớn (20 lồi) và 17 lồi có thể là mới cho khoa học [42]. Nhìn chung, nguồn tài nguyên nấm ứng dụng trong ngành hóa sinh và cơng nghệ sinh học cịn ít được khai thác sử dụng, do vậy, nước ta vẫn có tiềm năng lớn về các loài và các chất xúc tác sinh học có hoạt tính hữu ích.
Hình 1.7. Cấu trúc các enzyme tham gia vào quá trình chuyển hóa lignocellulose [43]
Nghiên cứu ứng dụng enzyme như một nguồn xúc tác sinh học để thủy phân các phụ phẩm công-nông nghiệp thành các đường đơn ngày càng được quan tâm. Giải pháp này vừa không tiêu hao nguồn lương thực của con người vừa loại bỏ các phế phụ phẩm
nông nghiệp một cách thân thiện với môi trường mà có thể hy vọng sẽ sản xuất được nhiên liệu sinh học với quy mô lớn, nhờ ưu điểm hiệu suất cao và giá thành giảm.