MỞ ĐẦU Cam là một loại quả rất quan trọng, được Việt Nam định hướng là mặt hàng thương mại được chú trọng đầu tư đến năm 2030. Sau khi thu hoạch, quả cam thường được lưu trữ, bảo quản và phân phối. Tuy nhiên, hư hỏng do nấm gây bệnh thực vật là yếu tố chính hạn chế thời hạn sử dụng của trái cam, gây ra những thất thoát về cả số lượng và chất lượng của quả. Tăng thời gian bảo quản bằng cách hạn chế sự phát triển của vi sinh vật gây thối hỏng trên trái cây có thể giảm tổn thất kinh tế.
Hiện nay, tại Việt Nam, thuốc bảo quản hóa học đang được sử dụng tràn lan và sự lạm dụng hóa chất đang gây ra những tác động tiêu cực đến môi trường cũng như sức khỏe con người. Sự kháng thuốc của các vi sinh vật ngày càng gia tăng, thiếu hụt các biện pháp thay thế thuốc diệt nấm hiệu quả đồng thời những lo ngại về sức khỏe do đặc tính gây ung thư của hóa chất là thách thức lớn trong lĩnh vực bảo quản thực phẩm. Thực tế này đặt ra yêu cầu cấp thiết cho sự tìm kiếm cách tiếp cận và các phương pháp khác an toàn hơn, thân thiện với môi trường để giảm tổn thất sau thu hoạch. Trong vài thập kỷ gần gây, vật liệu nano đã nhanh chóng chiếm vị trí quan trọng trong nhiều lĩnh vực khoa học và công nghệ do những đặc tính khác biệt của chúng so với vật liệu khối và khả năng ứng dụng chuyên sâu trong nhiều lĩnh vực khoa học.
Trong những năm đầu tiên, việc áp dụng công nghệ nano trong sản xuất nông nghiệp chủ yếu được thực hiện qua các nghiên cứu trong phòng thí nghiệm, nhưng ngay sau đó nó đã bắt đầu và đang tiếp tục có ảnh hưởng đáng kể trong các ngành quan trọng. Các vật liệu nano cũng được chú trọng sử dụng trong lĩnh vực quản lý chất lượng nước và nông sản, đặc biệt là để bảo quản, đóng gói nông sản. Các ứng dụng trong tương lai hướng tới kéo dài thời hạn sử dụng, cải thiện chất lượng thực phẩm. Việc áp dụng công nghệ nano vào các ngành nông nghiệp và thực phẩm được đặt ra lần đầu tiên trong chương trình hành động của Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ vào tháng 9 năm 2003 và được dự đoán sẽ là công nghệ then chốt tạo ra thay đổi quan trọng trong các ngành này.
7 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Vật liệu chứa nano kim loại kháng khuẩn, kháng nấm dùng trong đóng gói thực phẩm là một hình thức đầy hứa hẹn của “bao bì thực phẩm hoạt hóa”, đóng một vai trò quan trọng trong việc kéo dài thời gian sử dụng của thực phẩm và giảm nguy cơ gây bệnh. Xuất phát từ ý tưởng đó, chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu ứng dụng nano kim loại Ag và Cu trong ức chế nấm Penicillium digitatum và Colletotrichum gloeosporioides gây bệnh trên quả cam tại Hàm Yên - Tuyên Quang (Citrus nobilis Lour)” nhằm ứng dụng và phát triển công nghệ nano trong hạn chế nấm bệnh thực vật điển hình trên quả cam, thay thế cho các loại hóa chất độc hại đang hiện hành, góp phần bảo vệ môi trường và sức khỏe con người. Mục tiêu của luận văn: Nghiên cứu ứng dụng của chế phẩm nano để ức chế nấm gây bệnh mốc xanh và bệnh thán thư trên quả cam Hàm Yên- Tuyên Quang. Ý nghĩa khoa học của luận văn: + Góp phần nghiên cứu phát triển thêm giải pháp hiệu quả theo hướng thân thiện với môi trường, thay thế cho biện pháp sử dụng hóa chất trong xử lý nấm gây thối hỏng quả cam sau thu hoạch Nội dung nghiên cứu: + Phân lập và định danh được chủng nấm Penicillium sp.
gây bệnh mốc xanh và Colletotrichum sp. bệnh thán thư trên quả cam Hàm Yên- Tuyên Quang. + Xác định được nano kim loại thích hợp để ức chế nấm Penicillium sp. và Colletotrichum sp.
trên quả cam. + Xác định được nồng độ nano kim loại có khả năng ứng dụng trong bảo quản quả cam. + Đánh giá chất lượng quả cam khi được xử lý với nano sau thời gian bảo quản. 8 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com CHƢƠNG I: TỔNG QUAN 1.
Giới thiệu về giá trị của quả cam và vai trò của cây cam Hàm Yên – Tuyên Quang Giá trị của quả cam Cam là một loại quả rất quan trọng được con người sử dụng từ thời cổ đại, và hiện nay được trồng ở trên 100 nước trên thế giới. Quả cam là nguồn cung cấp dồi dào vitamin C - là hoạt chất có khả năng chống oxy hóa cao [18]. Trong 100 g cam có chứa hàm lượng dinh dưỡng cao: Calo (47 kcal), Kali (181 mg), Cacbohydrat (11,75 g), chất xơ (2,4 g), đường (9,35 g), protein (0,94 g ), vitamin A (225 IU ), vitamin C (53,2 mg), Canxi (40 mg ) [50]. 40 - 45% sản lượng cam của thế giới được tiêu thụ trong công nghiệp sản xuất nước ép.
Brazil là nước sản xuất nước cam nhiều nhất thế giới, sau đó là Florida, Hoa Kỳ. Tinh dầu cam được chế biến bằng cách ép vỏ, nó được dùng làm gia vị trong thực phẩm và làm hương vị trong nước hoa. Tinh dầu từ quả cam chứa khoảng 90% D-Limonene, một dung môi có trong nhiều hóa chất dùng trong gia đình, cùng với dầu chanh dùng để làm chất tẩy dầu mỡ và tẩy rửa nói chung. Chất tẩy rửa từ tinh chất cam hiệu quả, thân thiện với môi trường, và ít độc hại hơn sản phẩm cất từ dầu mỏ, đồng thời có mùi dễ chịu hơn [54].
Vai trò của cây cam trên thế giới và tại Việt Nam Cây có múi là cây ăn quả quan trọng nhất trên thế giới, với tổng sản lượng vượt xa các cây rụng lá như táo, lê, đào và mận. Sản lượng trồng các loại cây có múi ở thế giới trong niên vụ 2014 - 2015 vào khoảng 130,947 triệu tấn, trong đó cam giữ vị trí dẫn đầu với 52,39%, thứ hai là quýt 29,25%, 11,83% chanh, và 6,53% bưởi. Tổng số sản lượng các loại trái cây có múi đã tăng lên trong những thập kỷ qua và đạt mức cao nhất là 131 triệu tấn trong năm 2014 [15]. Cam được trồng rộng rãi ở những nơi có khí hậu ấm áp, và vị cam có thể biến đổi từ ngọt đến chua.
Khu vực Địa Trung Hải gồm các nước xuất khẩu trái cây tươi lớn nhất. Các nhà nhập khẩu lớn nhất là Đức, Pháp, Hà Lan và Anh. Hiện nay cam quýt được trồng ở các vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới, giới hạn bởi vĩ độ 40 Bắc, Nam tại hơn 9 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 137 quốc gia trên 6 lục địa và tạo ra khoảng 105 tỷ $ mỗi năm trên thị trường trái cây thế giới [19]. Theo số liệu về cây có múi năm 2014 và 2015 của FAO [15], tại Việt Nam, tổng sản lượng cây có múi năm 1990 đạt 109,2 nghìn tấn đã tăng lên 985,6 nghìn tấn năm 2015 và 998,7 nghìn tấn năm 2016.
Trong đó, sản lượng cam đạt 520 nghìn tấn năm 2015 và luôn đóng vai trò quan trọng nhất trong sản lượng cây có múi. Trong quy hoạch phát triển cây nông nghiệp đến năm 2020 và tầm nhìn đến năm 2030 của Chính Phủ, cây cam, quýt được định hướng phát triển từ 61,5 nghìn ha năm 2010 mở rộng đến diện tích 115 nghìn ha và là quả thương mại được chú trọng đầu tư. Sản lƣợng cây có múi tại Việt Nam 998,7 1000 Sản lƣơng (Nghìn tấn) 900 800 700 600 500 400 300 200 109,2 100 0 Năm 1990 Năm 2015 Hình 1. Sản lượng cây có múi Việt Nam từ năm 1990 đến năm 2015 [15] Một số giống cam đặc sản ở Việt Nam bao gồm cam Sành Bố Hạ, cam Sành Hà Giang - Tuyên Quang - Yên Bái, Cam Xã Đoài, Cam Ham-Lin, Cam Sông Con, Cam Vân Du, Cam Bù Hà Tĩnh, Cam Canh [51].
10 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Cam Sành Hàm Yên-Tuyên Quang Tuyên Quang có tọa độ 21°46′38″B 105°13′42″Đ, là một tỉnh thuộc vùng Đông Bắc Việt Nam. Khu vực này có điều kiện tự nhiên - kinh tế xã hội thuận lợi để sản xuất một số sản phẩm nông nghiệp. Trong đó, cam Sành là giống cây địa phương đã được người dân ưu tiên khai thác từ lâu đời và đem lại nguồn thu nhập đáng kể cho người nông dân. Trên địa bàn huyện Hàm Yên, cam Sành được trồng ở 15 xã, thị trấn, trong đó có 9 xã, thị trấn nằm trong vùng được quy hoạch gồm: Yên Thuận, Yên Phú, Bạch Xa, Minh Khương, Minh Dân, Yên Lâm, Tân Thành, Phù Lưu và thị trấn Tân Yên.
Trong mùa vụ 2015-2016, huyện Hàm Yên có 4037,9 ha cam Sành, năng suất trung bình trên 13 tấn / ha, sản lượng đạt 31,075 tấn quả; tổng thu nhập trên 310 tỷ đồng. Đặc biệt, năm 2013 cam Sành Hàm Yên đã được vinh danh và lọt vào Top 10 loại trái cây nổi tiếng bậc nhất Việt Nam. Xác định đây là loại cây trồng mũi nhọn trong phát triển kinh tế, huyện Hàm Yên sẽ ưu tiên phát triển, mở rộng diện tích vùng trồng cam trong những năm tiếp theo và đẩy mạnh thương hiệu cam Sành Hàm Yên [56]. Các bệnh phổ biến trên quả cam sau thu hoạch Trái cây sau thu hái luôn có những biến đổi về vật lý, sinh lý và sinh hóa, gây ra những thất thoát về cả số lượng và chất lượng của quả.
Các biến đổi này xảy ra có mối liên hệ chặt chẽ với nhau và phụ thuộc nhiều vào yếu tố như giống, điều kiện chăm sóc, độ chín, vận chuyển, kỹ thuật bảo quản. Trong đó, yếu tố vi sinh vật gây ra sự tổn thất đáng kể của trái cam sau thu hoạch. Tại Việt Nam, khí hậu nhiệt đới nóng ẩm quanh năm, nhiệt độ trên 20oC đến 35oC (hoặc cao hơn), và độ ẩm không khí thường xuyên trên 80 ÷ 90% nên rất thích hợp cho vi sinh vật phát triển. Do đó, trái cây dù ở dạng tươi hay dạng đã chế biến, thường bị các vi sinh vật, đặc biệt là nấm mốc gây hư hỏng, ảnh hưởng xấu đến chất lượng và giá trị thương phẩm của trái cây [2].
Hư hỏng sau thu hoạch do nhiễm nấm tiềm ẩn thông qua vết thương gây ra tổn thất lớn (25 ÷ 50%) và vẫn là một thách thức quan trọng trong sản xuất lương thực bền vững [39]. Tình trạng tổn thất sau thu hoạch của các loại trái cây có múi 11 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com nói chung và quả cam nói riêng bắt nguồn từ một trong hai giai đoạn phát triển của cây. Giai đoạn đầu là khoảng thời gian từ khi ra hoa đến khi quả chín.