Nghiên cứu công nghệ sản xuất chế phẩm Aminoethoxyvinylglycine (AVG) ức chế sinh tổng hợp ethylene từ vi khuẩn streptomyces sp. để kéo dài thời gian thu hoạch quả tươi

Cây ăn quả ngày càng đóng vai trò quan trọng trong phát triển kinh tế của Việt Nam, tầm quan trọng của cây ăn quả không chỉ thể hiện qua sự đóng góp cho sự tăng trưởng kinh tế quốc dân, tăng thu nhập cho người sản xuất mà còn thể hiện rõ nét trong việc nâng cao sức khỏe cộng đồng, bổ sung nguồn dinh dưỡng hợp lý, đặc biệt là các chất khoáng và vitamin, tăng khả năng chống chịu cho con người. Do hiệu quả kinh tế mà cây ăn quả đem lại, diện tích trồng cây ăn quả ngày càng tăng và sản lượng ngày càng lớn. Tuy nhiên, khi sản lượng đạt mức cao cùng với đặc điểm thời vụ, quả thường chín ồ ạt, gây hiện tượng thừa cục bộ làm mất giá rau quả, gây thiệt hại kinh tế cho người dân và cả cho các nhà máy chế biến rau quả do có quá ít thời gian để tiêu thụ và chế biến.

Nhiều nghiên cứu để phục vụ kéo dài thời gian thu hoạch quả tươi đã được thực hiện, tuy nhiên hiện tại vấn đề kéo dài thời gian thu hoạch vẫn là một rào cản lớn hạn chế sự phát triển của ngành cũng như gây tổn thất không nhỏ cho người dân, doanh nghiệp Việt Nam. Để giải quyết vấn đề này, trong thời gian gần đây sản phẩm Retain của Úc chứa hoạt chất AVG đã được đưa về Việt Nam nghiên cứu và các kết quả đều cho thấy cho hiệu quả kéo dài thời gian thu hoạch cho hầu hết các loại quả được thử nghiệm sản phẩm. Mặc dù nhu cầu về sản phẩm này để kéo dài thời gian thu hoạch của người dân và doanh nghiệp Việt Nam hiện nay là rất lớn nhưng hiện nay sản phẩm Retain mới chủ yếu được đưa về Việt Nam với số lượng rất hạn chế không thông qua nhập khẩu chính thức. Hiệu quả và tính an toàn (ISSUED 07/19/2005, EPA REG. NO.: 73049-58) của AVG trong bảo quản quả tươi đã được chứng minh, tuy nhiên, các chế phẩm AVG đều phải nhập khẩu từ Úc, Mỹ… mà chưa có công trình nghiên cứu nào trong nước để tạo chế phẩm AVG đáp ứng được nhu cầu thực tiễn.

Xuất phát từ thực tế trên và sự chủ động trong công nghệ bảo quản quả tươi trên cây và sau thu hoạch, ThS. Nguyễn Văn Nguyện cùng các đồng nghiệp hiện đang công tác tại Viện Cơ điện NN và CNSTH và Viện Nghiên cứu Rau quả - Viện KHNN Việt Nam đã thực hiện đề tài: “Nghiên cứu công nghệ sản xuất chế phẩm Aminoethoxyvinylglycine (AVG) ức chế sinh tổng hợp ethylene từ vi khuẩn Streptomyces sp. để kéo dài thời gian thu hoạch quả tươi”. Mục tiêu tổng quát của đề tài tập trung vào các nội dung:

- Xây dựng được quy trình công nghệ sản xuất chế phẩm Aminoethoxyvinylglycine (AVG) ức chế sinh tổng hợp ethylene từ vi khuẩn Streptomyces sp. quy mô pilot;

- Ứng dụng chế phẩm AVG tạo ra trong giai đoạn cận thu hoạch nhằm duy trì chất lượng và kéo dài thời gian thu hoạch quả tươi.

Đề tài đã hoàn thành các nội dung nghiên cứu và đạt được các kết quả cụ thể như sau:

Sản phẩm dạng I:

+ Đã phân lập được 02 chủng là Streptomyces sp. S2 và Streptomyces sp. S6 có khả năng sinh tổng hợp AVG đạt trên 50mg/L lần lƣợt là 50,7; và 51,5mg/l trên môi trường Gause II. Các chủng được định tên bằng bằng giải trình tự AND với tên lần lượt là: Streptomyces lividans và Streptomyces parvulus và cả 02 chủng đều được xác định là các chủng an toàn. Kết quả đạt yêu cầu so với đăng ký là 2-3 chủng.

+ Đã sản xuất thành công 6,2kg chế phẩm AVG, LD50 = (19,167 ± 0,539) g mẫu thử/kg chuột, an toàn về chỉ tiêu vi sinh và kim loại nặng so với mục tiêu ban đầu là 5kg chế phẩm AVG, LD50 > 7000 mg/kg, an toàn với người và động vật.

Sản phẩm dạng II:

+ Đã nghiên cứu và xây dựng được môi trường MT2 và quy trình lên men cho chủng Streptomyces sp. S6 cho khả năng sinh tổng hợp vượt xa yêu cầu trên 50mg/l là 680mg/l. + Đã nghiên cứu và xây dựng thành công 01 quy trình công nghệ sản xuất chế phẩm AVG dạng bột quy mô 6,2kg/mẻ với hàm lượng AVG đạt 10%, đạt yêu cầu so với mục tiêu nghiên cứu là xây dựng quy trình tạo chế phẩm AVG quy mô 0,5kg/mẻ, hàm lượng AVG đạt 10-15% .

+ Đã xây dựng được 01 mô hình ứng dụng chế phẩm AVG tạo ra ở giai đoạn cận thu hoạch cho quả cam tại xã Minh Châu, huyện Yên Mỹ, tỉnh Hưng Yên quy mô 2ha. Mô hình cho khả năng kéo dài thời gian thu hoạch cam 55 ngày, đạt mục tiêu đề ra là 50-60 ngày và tương đương chế phẩm nhập ngoại Retain khi sử dụng cùng nồng độ hoạt chất AVG. Sử dụng chế phẩm giúp giảm tỉ lệ rụng quả, giữ tép quả không bị khô sau thời gian kéo dài thu hoạch, không ảnh hưởng đến sinh trưởng và phát triển của cây vụ sau.

+ Đã xây dựng được 01 Bộ tài liệu hướng dẫn sử dụng chế phẩm AVG giai đoạn cận thu hoạch cho quả cam (Citrus ciensis) để kéo dài thời gian thu hoạch.

Sản phẩm dạng III:

+ Công bố 02 bài báo trên Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, số 15/2017. Trang 60-65 và trên kỷ yếu Hội thảo AFC, 2017 (Proceedings of the 15th 159 ASEAN Conference on Food Science and Technology, November 14-17, 2017 Ho Chi Minh City, Viet Nam, p 212-217).

+ Hướng dẫn thành công 02 kỹ sư chuyên ngành Công nghệ sinh học của Viện Đại học Mở Hà Nội năm 2016.

+ 01 Luận án tiến sĩ dự kiến bảo vệ năm 2018 tại Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam.

Có thể tìm đọc toàn văn báo cáo kết quả nghiên cứu (Mã số 15047/2018) tại Cục Thông tin Khoa học và Công nghệ Quốc gia.

P.K.L (NASATI)