Luận văn ứng dụng vi khuẩn lactic đánh đông mủ cao su thiên nhiên

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu phân lập vi khuẩn lactic từ mủ cao su tại 4 tỉnh, đánh giá khả năng đông mủ và tối ưu hóa quy trình ứng dụng trong sản xuất.

• Tác giả: Huynh Duc Dinh
• Người hướng dẫn: TS. Tran Thanh
• Trường học: Trường Đại học Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công nghệ Sinh học
• Đề tài: Nghiên cứu ứng dụng vi khuẩn lactic trong đánh đông mủ cao su thiên nhiên
• Loại tài liệu: Luận văn Thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Tổng quan về Ứng dụng vi khuẩn lactic đánh đông mủ cao su Cơ hội mới cho ngành cao su Việt

Ngành công nghiệp cao su toàn cầu, đặc biệt tại Việt Nam, đang đối mặt với nhiều thách thức về hiệu quả sản xuất và bền vững môi trường. Phương pháp đánh đông mủ cao su truyền thống thường sử dụng hóa chất như axit formic, tiềm ẩn rủi ro về chi phí, an toàn lao động và ô nhiễm môi trường. Trước bối cảnh này, việc tìm kiếm các giải pháp thay thế thân thiện hơn đang trở nên cấp thiết. Ứng dụng vi khuẩn lactic đánh đông mủ cao su nổi lên như một hướng đi đầy hứa hẹn, kết hợp hài hòa giữa công nghệ sinh học trong cao su và mục tiêu phát triển bền vững. Phương pháp này tận dụng khả năng sinh axit của vi khuẩn lactic tự nhiên để thực hiện quá trình đông tụ, mang lại nhiều lợi ích vượt trội so với các kỹ thuật cổ điển. Nghiên cứu của Huỳnh Đức Định (2022) về việc phân lập và lựa chọn chủng vi khuẩn lactic có khả năng thúc đẩy quá trình đông mủ nhanh chóng từ mủ cao su thiên nhiên đã minh chứng cho tiềm năng to lớn của phương pháp này. Việc triển khai thành công ứng dụng vi khuẩn lactic đánh đông mủ cao su không chỉ giúp tối ưu hóa quy trình đông mủ mà còn góp phần nâng cao chất lượng cao su thành phẩm, giảm thiểu tác động tiêu cực đến hệ sinh thái và sức khỏe con người, đồng thời mở ra một kỷ nguyên mới cho ngành cao su Việt Nam.

1.1. Mủ cao su thiên nhiên Tầm quan trọng và thách thức trong đánh đông mủ cao su

Mủ cao su thiên nhiên là một nguyên liệu chiến lược, đóng góp đáng kể vào nền kinh tế nông nghiệp của nhiều quốc gia, bao gồm Việt Nam. Tuy nhiên, quy trình đông mủ hiện tại vẫn còn nhiều hạn chế. Việc thu hoạch và bảo quản mủ cao su thiên nhiên đòi hỏi sự cẩn trọng để duy trì chất lượng. Quá trình đông mủ là bước then chốt quyết định đến chất lượng cao su thành phẩm. Các phương pháp truyền thống thường dựa vào axit hóa, sử dụng các loại axit vô cơ hoặc hữu cơ mạnh để làm giảm pH của mủ, khiến protein và các hạt cao su đông tụ. Tuy nhiên, việc sử dụng hóa chất này có thể gây ra mùi khó chịu, ăn mòn thiết bị và tiềm ẩn rủi ro về ô nhiễm môi trường nếu không được xử lý đúng cách. Ngoài ra, việc kiểm soát nồng độ axit không chính xác có thể ảnh hưởng tiêu cực đến tính chất cơ lý của cao su. Do đó, ngành cao su đang tìm kiếm những giải pháp thay thế hiệu quả hơn, an toàn hơn và bền vững hơn cho việc đánh đông mủ cao su.

1.2. Vi khuẩn lactic trong công nghiệp Tiềm năng mới cho đông mủ cao su

Vi khuẩn lactic (LAB) đã được biết đến rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp thực phẩm do khả năng sản xuất axit lactic tự nhiên. Axit lactic là sản phẩm chuyển hóa của quá trình lên men carbohydrate, có khả năng làm giảm pH môi trường một cách an toàn và kiểm soát. Trong bối cảnh tìm kiếm giải pháp bền vững cho đánh đông mủ cao su, tiềm năng của vi khuẩn lactic đã thu hút sự chú ý đặc biệt. Việc ứng dụng vi khuẩn lactic không chỉ giúp giảm lượng hóa chất sử dụng mà còn có thể cải thiện chất lượng cao su thông qua việc tạo ra môi trường đông tụ ổn định hơn. Các chủng vi khuẩn lactic được phân lập từ chính mủ cao su thiên nhiên mang lại lợi thế về khả năng thích nghi và hiệu quả hoạt động trong môi trường đặc thù này. Đây là bước tiến quan trọng, mở ra hướng đi mới trong việc tối ưu hóa quy trình đông mủ cao su bằng công nghệ sinh học, hứa hẹn mang lại hiệu quả kinh tế và môi trường vượt trội.

II. Khám phá thách thức đánh đông mủ cao su truyền thống và lợi ích từ vi khuẩn lactic

Phương pháp đánh đông mủ cao su truyền thống, dù đã được sử dụng hàng thập kỷ, vẫn tồn tại nhiều điểm hạn chế đáng kể. Việc phụ thuộc vào hóa chất không chỉ làm tăng chi phí sản xuất mà còn gây ra những lo ngại về môi trường và sức khỏe. Giải pháp ứng dụng vi khuẩn lactic đánh đông mủ cao su mang lại một hướng tiếp cận hoàn toàn mới, khai thác cơ chế sinh học tự nhiên để đạt được hiệu quả đông tụ mong muốn. Việc chuyển đổi từ phương pháp hóa học sang sinh học không chỉ giải quyết các vấn đề hiện tại mà còn mở ra cơ hội cải thiện chất lượng cao su một cách bền vững. Nghiên cứu sâu rộng về vi khuẩn lactic đã chỉ ra rằng chúng có thể là tác nhân lý tưởng để tạo ra một quy trình đông mủ hiệu quả, an toàn và thân thiện hơn với môi trường, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao về sản phẩm xanh và sạch của thị trường toàn cầu. Việc hiểu rõ những thách thức của phương pháp cũ sẽ giúp đánh giá đúng đắn giá trị và tiềm năng mà ứng dụng vi khuẩn lactic đánh đông mủ cao su mang lại cho ngành.

2.1. Hạn chế của phương pháp đông mủ truyền thống

Phương pháp đông mủ truyền thống chủ yếu dựa vào việc sử dụng các loại axit như axit formic, axit axetic, hoặc phèn chua. Mặc dù các hóa chất này có khả năng làm đông mủ nhanh chóng, chúng lại đi kèm với nhiều nhược điểm. Một trong những hạn chế lớn nhất là rủi ro về môi trường do nước thải chứa axit có thể gây ô nhiễm nguồn nước và đất. Ngoài ra, việc sử dụng hóa chất đòi hỏi người lao động phải tuân thủ nghiêm ngặt các quy tắc an toàn, nếu không có thể gây kích ứng da, mắt và đường hô hấp. Chi phí mua và vận chuyển hóa chất cũng là một gánh nặng đáng kể, đặc biệt đối với các hộ sản xuất nhỏ. Hơn nữa, việc kiểm soát không chính xác nồng độ axit có thể dẫn đến chất lượng cao su không đồng đều, ảnh hưởng đến tính chất cơ lý và khả năng chế biến tiếp theo. Những hạn chế này thúc đẩy nhu cầu tìm kiếm một phương pháp đông mủ mới, hiệu quả hơn và bền vững hơn.

2.2. Lợi ích vượt trội từ ứng dụng vi khuẩn lactic cho đông mủ cao su

Ứng dụng vi khuẩn lactic đánh đông mủ cao su mang lại nhiều lợi ích vượt trội so với các phương pháp truyền thống. Đầu tiên, đây là một giải pháp hoàn toàn tự nhiên và thân thiện với môi trường, giảm thiểu đáng kể việc sử dụng hóa chất độc hại. Vi khuẩn lactic sinh ra axit lactic tự nhiên, một loại axit hữu cơ nhẹ, dễ phân hủy sinh học và ít gây ô nhiễm. Quá trình này giúp cải thiện điều kiện làm việc cho người lao động, giảm thiểu rủi ro về sức khỏe. Thứ hai, axit lactic được tạo ra từ quá trình lên men của vi khuẩn lactic có thể giúp kiểm soát pH của mủ một cách từ từ và ổn định hơn, dẫn đến chất lượng cao su thành phẩm đồng đều và tốt hơn. Theo Huỳnh Đức Định (2022), việc phân lập và tuyển chọn các chủng vi khuẩn lactic từ mủ cao su tại các tỉnh như Đồng Nai, Tây Ninh, Bình Dương, Bình Phước cho thấy khả năng thúc đẩy đông mủ cao su hiệu quả. Điều này không chỉ giúp giảm chi phí mua hóa chất mà còn tăng giá trị của sản phẩm cao su, góp phần vào sản xuất cao su bền vững.

III. Phương pháp nghiên cứu và quy trình phân lập vi khuẩn lactic hiệu quả cho đánh đông mủ cao su

Để khai thác tối đa tiềm năng của vi khuẩn lactic trong việc đánh đông mủ cao su, việc nghiên cứu và phát triển các phương pháp phân lập vi khuẩn lactic hiệu quả là vô cùng quan trọng. Quy trình này không chỉ bao gồm việc thu thập mẫu mà còn tập trung vào việc xác định và chọn lọc những chủng vi khuẩn lactic có khả năng sinh axit lactic mạnh mẽ và hoạt động tối ưu trong môi trường mủ cao su. Nghiên cứu của Huỳnh Đức Định (2022) đã thực hiện một cách tiếp cận khoa học, thu thập mẫu mủ từ nhiều vùng trồng cao su khác nhau để đảm bảo sự đa dạng di truyền của các chủng vi khuẩn. Kết quả từ các thí nghiệm cho thấy tiềm năng to lớn của các chủng vi khuẩn lactic bản địa trong việc thúc đẩy đông mủ cao su một cách nhanh chóng và hiệu quả. Việc chuẩn hóa quy trình đông mủ bằng vi khuẩn sẽ là chìa khóa để triển khai rộng rãi ứng dụng vi khuẩn lactic đánh đông mủ cao su vào thực tiễn sản xuất, mang lại lợi ích kinh tế và môi trường rõ rệt cho ngành cao su.

3.1. Quy trình thu thập và phân lập chủng vi khuẩn lactic từ mủ cao su

Quy trình thu thập và phân lập chủng vi khuẩn lactic đóng vai trò then chốt trong việc tìm ra các ứng viên tiềm năng cho đánh đông mủ cao su. Bước đầu tiên bao gồm việc thu thập mẫu mủ cao su thiên nhiên từ các khu vực địa lý khác nhau, như đã được thực hiện trong nghiên cứu của Huỳnh Đức Định (2022) tại Đồng Nai, Tây Ninh, Bình Dương và Bình Phước. Việc này nhằm đảm bảo sự đa dạng về chủng vi sinh vật và tăng cơ hội tìm thấy các chủng vi khuẩn lactic có đặc tính mong muốn. Sau đó, các mẫu mủ được đưa về phòng thí nghiệm để tiến hành phân lập. Các kỹ thuật nuôi cấy trên môi trường chọn lọc, như MRS agar, được sử dụng để cô lập vi khuẩn lactic. Tiếp theo, các chủng vi khuẩn được tinh sạch và định danh bằng các phương pháp sinh hóa và sinh học phân tử để xác định chính xác loài. Bước quan trọng này đảm bảo rằng các chủng vi khuẩn lactic được chọn lọc có độ tinh khiết cao và khả năng sinh axit lactic tối ưu, phục vụ cho quy trình đông mủ cao su hiệu quả.

3.2. Đánh giá khả năng thúc đẩy đông mủ cao su của vi khuẩn lactic

Sau khi phân lập vi khuẩn lactic, bước tiếp theo là đánh giá khả năng thúc đẩy đông mủ cao su của từng chủng. Các thí nghiệm được thiết kế để so sánh tốc độ đông mủ và chất lượng cao su thành phẩm khi sử dụng các chủng vi khuẩn lactic khác nhau, so với phương pháp truyền thống. Các chỉ tiêu đánh giá bao gồm thời gian đông tụ, độ pH của mủ sau đông, cũng như các tính chất vật lý của cao su như độ dẻo, độ đàn hồi, và độ bền kéo. Theo Huỳnh Đức Định (2022), các chủng vi khuẩn lactic được tuyển chọn đã cho thấy khả năng làm giảm pH của mủ một cách hiệu quả, dẫn đến quá trình đông tụ nhanh hơn mà không làm suy giảm chất lượng cao su. Việc tối ưu hóa các điều kiện nuôi cấy và nồng độ chủng vi khuẩn cũng được xem xét để đạt được hiệu suất đông mủ cao nhất. Kết quả của các thử nghiệm này là cơ sở khoa học vững chắc để khẳng định tiềm năng của ứng dụng vi khuẩn lactic đánh đông mủ cao su như một giải pháp thay thế hiệu quả và bền vững.

IV. Hiệu quả ứng dụng vi khuẩn lactic trong đánh đông mủ cao su Nâng tầm chất lượng cao su

Việc ứng dụng vi khuẩn lactic đánh đông mủ cao su đã cho thấy những kết quả nghiên cứu ấn tượng, khẳng định tính khả thi và ưu việt của phương pháp này. Không chỉ đơn thuần là một giải pháp thay thế hóa chất, vi khuẩn lactic còn có khả năng cải thiện đáng kể chất lượng cao su thành phẩm, một yếu tố then chốt trong việc nâng cao giá trị thương phẩm của mủ cao su thiên nhiên. Các thí nghiệm đã chỉ ra rằng quy trình đông mủ bằng vi khuẩn mang lại sự ổn định và đồng đều hơn, từ đó tạo ra cao su có tính chất cơ lý tốt hơn. Điều này mở ra một hướng đi mới không chỉ giúp giảm thiểu tác động môi trường mà còn tối ưu hóa hiệu quả kinh tế cho người sản xuất. Việc liên tục nghiên cứu và hoàn thiện phương pháp đông mủ này sẽ là động lực thúc đẩy ngành cao su phát triển theo hướng bền vững và hiện đại hóa, góp phần vào sự tăng trưởng của công nghệ sinh học trong cao su.

4.1. Tối ưu hóa quy trình đông mủ bằng axit lactic sinh học

Một trong những đóng góp quan trọng của ứng dụng vi khuẩn lactic đánh đông mủ cao su là khả năng tối ưu hóa quy trình đông mủ. Thay vì sử dụng các axit hóa học tổng hợp, vi khuẩn lactic sản xuất axit lactic sinh học một cách tự nhiên và liên tục trong mủ. Điều này giúp kiểm soát tốc độ giảm pH một cách từ từ và ổn định hơn, tránh sốc pH có thể ảnh hưởng đến cấu trúc của hạt cao su. Theo báo cáo khoa học của Huỳnh Đức Định và cộng sự (2022) về đánh giá khả năng đông mủ của chủng vi khuẩn lactic phân lập từ mủ cao su tại Tây Ninh, các chủng này đã cho thấy hiệu quả rõ rệt trong việc thúc đẩy đông mủ cao su. Quá trình đông mủ bằng axit lactic sinh học không chỉ đảm bảo độ đông tụ hoàn toàn mà còn giúp tạo ra khối cao su đồng nhất, dễ dàng cho các công đoạn chế biến tiếp theo. Việc kiểm soát tốt quy trình đông mủ là yếu tố quan trọng để đạt được sản phẩm cuối cùng với chất lượng cao su vượt trội.

4.2. Cải thiện chất lượng cao su thành phẩm và tác động môi trường

Không chỉ tối ưu hóa quy trình đông mủ, ứng dụng vi khuẩn lactic đánh đông mủ cao su còn mang lại lợi ích đáng kể trong việc cải thiện chất lượng cao su thành phẩm. Cao su được đông tụ bằng vi khuẩn lactic thường có tính chất cơ lý ổn định hơn, độ bền kéo tốt hơn và khả năng chịu mài mòn cao hơn so với cao su đông tụ bằng hóa chất truyền thống. Điều này có thể do quá trình giảm pH từ từ và tự nhiên giúp duy trì tính toàn vẹn của protein và các cấu trúc khác trong mủ, vốn có thể bị ảnh hưởng bởi axit mạnh. Hơn nữa, việc loại bỏ hoặc giảm thiểu việc sử dụng hóa chất độc hại góp phần bảo vệ môi trường, giảm ô nhiễm nước và đất, hướng đến sản xuất cao su bền vững. Việc phân lập vi khuẩn lactic từ mủ cao su ở Bình Dương và thử nghiệm đông mủ, như công bố của Huỳnh Đức Định và cộng sự (2022) trên Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, đã khẳng định tiềm năng to lớn của phương pháp này trong việc tạo ra sản phẩm cao su chất lượng cao, an toàn và thân thiện hơn với môi trường.

V. Triển vọng tương lai của ứng dụng vi khuẩn lactic và sản xuất cao su bền vững

Ứng dụng vi khuẩn lactic đánh đông mủ cao su không chỉ là một giải pháp hiện tại mà còn mở ra những triển vọng tương lai tươi sáng cho ngành cao su. Với những lợi ích rõ ràng về môi trường, kinh tế và chất lượng sản phẩm, công nghệ sinh học trong cao su này được kỳ vọng sẽ trở thành xu hướng chủ đạo. Việc tiếp tục đầu tư vào nghiên cứu và phát triển để tối ưu hóa các chủng vi khuẩn lactic và quy trình đông mủ sẽ là chìa khóa để hiện thực hóa tiềm năng này. Mục tiêu cuối cùng là hướng tới một ngành công nghiệp cao su hoàn toàn bền vững, nơi sản xuất không chỉ hiệu quả mà còn hài hòa với thiên nhiên và sức khỏe cộng đồng. Các công trình như luận văn của Huỳnh Đức Định (2022) đã đặt nền móng vững chắc cho hướng đi này, khuyến khích các nhà khoa học và doanh nghiệp cùng nhau phát triển và triển khai rộng rãi ứng dụng vi khuẩn lactic đánh đông mủ cao su.

5.1. Mở rộng ứng dụng công nghệ sinh học trong chuỗi giá trị cao su

Thành công của việc ứng dụng vi khuẩn lactic đánh đông mủ cao su là tiền đề để mở rộng ứng dụng công nghệ sinh học vào các khâu khác trong chuỗi giá trị cao su. Ngoài việc đông mủ, vi khuẩn lactic hoặc các vi sinh vật khác có thể được nghiên cứu để cải thiện quá trình bảo quản mủ, xử lý nước thải từ nhà máy chế biến cao su, hoặc thậm chí là sản xuất các sản phẩm phụ có giá trị từ cao su. Việc phát triển các chủng vi khuẩn lactic chuyên biệt, có khả năng hoạt động tốt trong nhiều điều kiện môi trường khác nhau, sẽ là trọng tâm của các nghiên cứu tiếp theo. Hơn nữa, việc tích hợp công nghệ sinh học trong cao su với các kỹ thuật tự động hóa và thông minh hóa quy trình sẽ giúp nâng cao năng suất và giảm chi phí, tạo ra một hệ thống sản xuất cao su hiện đại và hiệu quả. Điều này sẽ củng cố vị thế của ngành cao su Việt Nam trên thị trường quốc tế, hướng tới sản xuất cao su bền vững.

5.2. Hướng đến sản xuất cao su bền vững và cạnh tranh toàn cầu

Sản xuất cao su bền vững là một mục tiêu chiến lược mà ngành cao su toàn cầu đang hướng tới. Ứng dụng vi khuẩn lactic đánh đông mủ cao su là một bước tiến quan trọng để hiện thực hóa mục tiêu này. Bằng cách giảm thiểu việc sử dụng hóa chất độc hại, giảm ô nhiễm môi trường và tạo ra sản phẩm có chất lượng cao su tốt hơn, phương pháp này góp phần xây dựng hình ảnh một ngành cao su có trách nhiệm với xã hội và môi trường. Đồng thời, việc tối ưu hóa quy trình đông mủ và giảm chi phí vận hành thông qua công nghệ sinh học trong cao su sẽ giúp nâng cao năng lực cạnh tranh của sản phẩm cao su Việt Nam trên thị trường quốc tế. Việc liên tục nghiên cứu, phát triển và chuyển giao công nghệ sẽ đảm bảo rằng ứng dụng vi khuẩn lactic không chỉ là một giải pháp tạm thời mà còn là nền tảng cho sự phát triển lâu dài, bền vững và thịnh vượng của ngành cao su trong tương lai.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1 TONG QUAN 1. Giới thiệu cây cao su 1. Tổng quan cây cao su Cây cao su có tên khoa học là Hevea brasiliensis Muell., thuộc chi Hevea, họ Euphorbiaceae (Nguyễn Thị Huệ, 2006). Cây cao su có nguồn gốc 0 vùng rừng thuộc lưu vực sông Amazon (Nam Mỹ), phan bố tự nhiên trên một vùng rộng lớn nằm giữa vĩ độ 15° Nam và 6° Bắc và giữa kinh độ 46° Tây và 77° Đông bao gồm các quốc gia Brazil, Bolivia, Peru, Colombia, Ecuador, Venezuela, Surinam và French Guyana (Baulkwill, 1989); ngoài vùng xuất xứ trên, người ta không tìm thấy cây cao su xuất hiện tự nhiên ở các nơi khác trên thế giới.

Sau khi được di nhập đến Singapore vào năm 1876 bởi Henry Wickham, cây cao su được trồng thành công cho mục đích kinh doanh trên địa bàn rộng lớn ở khu vực Đông Nam Á có cùng vĩ tuyến và điều kiện khí hậu tương tự vùng nguyên quán. Sau đó diện tích cây cao su đã được mở rộng từ vĩ tuyên 23° Nam (Săo Paulo, Brazil) đến vĩ tuyến 29° Bắc (Ấn Độ, Trung Quốc và Myanmar) với cao trình từ thấp lên đến 1. Cây cao su tiết ra chất lỏng gọi là mủ cao su hoặc latex, là nguồn nguyên liệu chính trong sản xuất cao su thiên nhiên. Ngày nay, Đông Nam Á là khu vực có điện tích và sản lượng cao su lớn nhất trên thế giới, trong đó dẫn đầu là ba quốc gia bao gồm Thai Lan, Indonesia và Việt Nam với tổng sản lượng cao su thiên nhiên năm 2021 đạt 9,15 triệu tấn, chiếm 65,69% sản lượng cao su toan cầu (Hiệp hội Cao su Việt Nam, 2022).

Tình hình phát triển cây cao su ở Việt Nam Cây cao su được di nhập chính thức vào Việt Nam năm 1897 và được phát triển ở quy mô sản xuất từ năm 1906 (Trần Thị Thúy Hoa, 2016). Vùng canh tác cây cao su trải rộng từ Đông Nam Bộ đến Tây Nguyên, duyên hải miền Trung và miền núi phía Bắc. Hiện nay, cao su là một trong những cây trồng quan trọng của Việt Nam, góp phần xây dựng nông thôn mới, phát triển công nghiệp chế biến sản phẩm cao su và gỗ cao su, mang lại nguồn kim ngạch xuất khâu quan trọng cho quốc gia (Tập Đoàn Công nghiệp Cao su Việt Nam, 2019). Tính đến cuối năm 2021, sản lượng cả năm đạt 1,26 triệu tấn, tăng 2,8% so với năm 2020, diện tích cao su Việt Nam ước đạt 938.800 ha, giảm 0,2% so với năm 2020 chủ yếu là do việc chuyên đổi cao su sang trồng cây khác có hiệu quả kinh tế hơn, tình trạng gãy đồ do bão lũ, các diện tích hết chu kỳ khai thác dé lay gỗ và giá cao su vẫn đang ở mức thấp (Hiệp hội Cao su Việt Nam, 2022).

Về xuất khẩu cao su thiên nhiên, ngành cao su Việt Nam có tốc độ tăng trưởng bình quân về lượng trong giai đoạn 2016 — 2020 cao hơn so với ở giai đoạn 2011 — 2015 (8,71% so với 8,64%). Trong bồi cảnh khó khăn do đại dich Covid-19, giá dầu giảm và mối quan hệ căng thắng Mỹ — Trung, tuy nhiên lượng cao su thiên nhiên xuất khâu của Việt Nam trong năm 2020 vẫn đạt mức cao nhất trong giai đoạn 2011 — 2020 với sản lượng ước đạt 1,75 triệu tấn (Hiệp hội cao su Việt Nam, 2021). Trong năm 2021, tổng sản lượng cao su thiên nhiên xuất khẩu đạt 1,95 triệu tấn, tăng 11,7% so với năm 2020; tổng kim ngạch xuất khâu đạt 3,277 tỷ USD, tăng 37,5% so với năm 2020 (Hiệp hội Cao su Việt Nam, 2022). Thành phần và tính chất của mủ cao su (latex) Latex là mủ cao su ở trạng thái phân tán nằm lơ lửng trong dung dịch chứa nhiều chất vô cơ và hữu cơ.

Mu cao su (latex) là tế bào có tính phức tạp cả về cấu trúc và thành phan. Về mặt cấu trúc, mủ cao su là một hệ keo chứa các thể vi lượng khác nhau, bao gồm phan lớn là các hạt cao su, hạt lutoid và hạt Frey-Wyssling, phân tan trong dịch lỏng gọi là serum C. Về thành phần, mủ cao su chứa khoảng 60% nước, 35% là cis-1,4-polyisoprene và 5% là các phân tử non-isoprene. Các phân tử non- isoprene này là những hợp chất sinh hóa gồm protein, lipid, carbohydrate và muối khoáng (Bottier, 2020).

Mu cao su mới chảy ra từ trong cây cao su là một chất lỏng màu trang sữa có tỷ trọng từ 0,97 — 0,98 tùy vào hàm lượng cao su và gần như ở trạng thái trung hòa với pH trong khoảng 6,5 — 7,0 (Oktriyedi và ctv, 2021). Đỗ Kim thành (2018) đã chứng minh rằng thông số sinh lý mủ (hàm lượng cao su khô, đường sucrose, thiols, lân vô cơ,.) của các dòng vô tính khác nhau là khác nhau. Trong các thông số sinh lý mủ, đường sucrose là một yếu tố rất quan trọng trong việc lên men lactic, tuy nhiên lượng đường tạo ra ở cây ở mỗi thời điểm khác nhau và chế độ cạo khác nhau là khác nhau (N guyén Năng, 2018). Mặc khác, trong cùng một giống và cùng tuổi cạo, ở các vùng khác nhau thì các thông số sinh lý mủ khác nhau (Nguyễn Ngọc Khiêm, 2020).

Về đặc tính công nghệ, các thông số về độ dẻo ban đầu (Po), chỉ số duy trì độ dẻo (PRI), độ nhớt Mooney (Vr) và màu Lovibond biến thiên theo dòng vô tính và theo độ tuổi của cây (Nguyễn Ngọc Khiêm, 2020). Thật vậy, trên dong vô tính RRIV 106, các thông số công nghệ mủ như độ dẻo ban đầu (Po), chỉ số duy trì độ dẻo (PRI), độ nhớt Mooney (Vr) và màu Lovibond ở tuôi cạo thứ 2 lần lượt là 48,1 đơn vi, 75,5 đơn vị, 80,0 đơn vi và 3,5 đơn vi (Đặng Thị Phương Thao, 2017). Cũng trên dòng vô tính này, sang tuổi cạo thứ 4 thì giá trị các thông số trên lần lượt là 26,3 đơn vị, 91,9 đơn vị, 47,3 đơn vị và 7,5 đơn vị (Nguyễn Ngọc Khiêm, 2020). Hạt cao su Hat cao su là các hydrocarbon có kích thước thay đổi từ 50 A° đến khoảng 30.

Hình dạng của hat cao su cũng thay đối trong quá trình sinh trưởng của cây, chúng có dạng hình cầu ở cây tơ và có đạng hình quả lê ở cây trưởng thành (Mengumpun, 2007). Một hạt cao su có kích thước trung bình (khoảng 1.000 A°) chứa hàng trăm phân tử 1soprene và được bao bọc bởi một mảng protein va lipid. Hat cao su cũng có chứa triglycerid, sterol, sterol ester, tocotrienol và các hợp chat lipid khác. Protein bao bọc hạt cao su có độ day khoảng 100 A°.

Điểm dang điện của protein này là tương đương pHi = 4,7. Khi trị số pH >4,7 thì protein mang điện tích âm, ngược lại khi trị sé pH <4,7 thi protein mang dién tich duong. Các hat cao su mang điện tích cùng dấu đây nhau tạo thành môi trường cao su phân tán và ôn định. Mt cao su tươi ở trạng thái trung hòa với pH = 6,5 — 7,0 thì các hat cao su đều mang điện tích âm (Thepchalerm, 2014).

Hạt lutoid Trong latex, hạt lutoid là thành phần chiếm tỷ lệ cao chỉ sau hạt cao su. Các hạt lutoid có đường kính từ 2 — 5 um và được bao bọc bởi lớp mang cao su dày khoảng 80 A°. Hạt lutoid có chức năng như là một không bảo (Premakumari và Panikkar, 1992). Hạt Frey-Wyssling Hạt Frey-Wyssling có dạng hình tròn màu vàng, kích thước khoảng 3 — 6 um và chiếm khoảng 1 — 3% trọng lượng mủ (Premakumari và Panikkar, 1992; Liengprayoon, 2008).

Hạt Frey-Wyssling chứa hàm lượng carotenoid cao bao gồm các enzyme có thê tham gia vào quá trình tổng hợp phân tử isoprene. Các phân tử non-isoprene Protein trong mủ cao su chiếm 1 — 2% trọng lượng va có da dang chủng loại. Chúng phân bố không đồng nhất trong mủ cao su, một phần được hấp phụ lên bề mặt hạt cao su, một phần phân tán trong serum C và serum trong nhân của hạt luotid (serum B). Lipid chiếm khoảng 1 — 2% trọng lượng mủ, bao gồm lipid trung tính, phospholipid và glycolipid, và phân bố không đồng nhất trong mủ.

Lipid là những hợp chat ít tan trong nước, dé tan trong dung môi hữu cơ nên nó là thành phần non- isoprene chính trong mủ cao su khô. Carbohydrate trong mủ chiếm khoảng 1,5%, bao gồm chủ yếu là quebrachitol, sucrose và glucose (Low, 1978), và phân bố chủ yếu 6 serum C. Các ion vô cơ chiếm khoảng 0,5% trọng lượng mủ cao su (Jacob va ctv, 1993). Hàm lượng muối khoáng tổng thể có trong mủ phụ thuộc vào mùa vụ và dòng vô tính.

Sự đông mủ và các phương pháp gây đông mủ Hiện tượng đông tụ của mủ cao su là quá trình chuyền từ thé lỏng sang thé gel dưới sự hỗ trợ của chất làm đông. Quá trình đông tụ của mủ cao su sẽ diễn ra nếu điện tích giảm (do bi dehydrate hóa), pH của mủ giảm (do sự tăng thêm ion H?) hoặc sự bé sung chất điện giải. Trong đó, sự giảm pH của mủ có thé xảy ra tự nhiên hoặc do thêm chất tạo đông (Purbaya và ctv, 2011; Nasution, 2016; Oktriyedi và ctv, 2021). Đông mu tự nhiên Mu cao su nếu dé bên ngoài sẽ đông lại tự nhiên và sự đông này là do sự gia tăng nồng độ axit trong mủ.

Người ta cho rằng sự gia tăng nồng độ axit này là do các enzyme hay vi khuẩn biến đổi hóa học gây ra, gây tác động lên những cau tạo latex phi cao su. Có quan sát thấy rằng hàm lượng anhydride carbonic vẫn tiếp tục tăng sau khi mủ chảy ra khỏi cây do sự khử carboxyl của axit carboxylic (Nguyễn Hữu Trí, 2001). Gils (1940) thì cho rằng các lipid phức hợp của mủ, phosphatid, lecithid đều bị dehydrate hóa bởi enzyme. Có sự hình thành savon không tan (alcalinoterreuz) thay thé lớp protein bao bên ngoài hat cao su và gây ra sự đông mủ (Nguyễn Hữu Trí, 2001).

Người ta cũng đã làm thực nghiệm dé chứng minh rằng protein sẽ bị dehydrate hóa bởi enzyme làm cho mủ mắt tính 6n định, khi đó mủ sẽ bị đông lại nếu ta khuấy trộn hay nung nóng lên (Nguyễn Hữu Trí, 2001). Đông mủ bằng axit Như đã đề cập ở phần trên, hạt cao su được bao bọc bởi một màng protein và lipid. Khi mủ cao su ở trạng thái trung hòa thì màng protein này mang điện tích âm và các hạt cao su phân tán và ồn định. Việc thêm axit vào mủ đã làm hạ pH và làm cho mủ dat tới độ đẳng điện.

Tại độ dang điện, sức day tĩnh điện không còn nữa va mủ sẽ đông lại. Tất cả các loại axit đều làm cho pH hạ xuống, gây đông mủ hữu hiệu nhưng người ta thường dùng axit formic (liều ding 0,5% theo khối lượng mủ) hoặc axit acetic (liều dùng 1% theo khối lượng mủ) (Nguyễn Hữu Trí, 2001).