Tài liệu Nghiên cứu khả năng sử dụng vỏ cà phê làm cơ chất dinh dưỡng nuôi trồng nấm bào ngư nhật và góp phần xử lý ô nhiễm môi trường trên địa bàn trồng cà phê ở di linh

MỞ ĐẦU Trong những năm gần đây, việc nghiên cứu nuôi trồng nấm ăn có bước phát triển nhảy vọt ở nhiều nước trong đó có Việt Nam. Nước ta là một nước nông nghiệp với nguồn phụ phế phẩm giàu chất xơ (xenlulo) và chất gỗ (lignin) hết sức phong phú. Tỷ lệ nông dân chiếm phần lớn dân số lại có nhiều thời gian nông nhàn và rất muốn có thêm nghề phụ để nâng cao thu nhập. Nước ta lại có nhiều vùng khí hậu không giống nhau và vì vậy có thể trồng nấm quanh năm với nhiều loại nấm ăn và nấm dược liệu khác nhau. Sản phẩm nấm bào ngư Nhật là một trong những mặt hàng nấm xuất khẩu có thị trường rộng lớn ít bị cạnh tranh và nhu cầu tiêu thụ ở tất cả các nước ngày càng tăng , trong khi các phụ phẩm nông-lâm nghiệp ngày càng khan hiếm ở các nước công nghiệp hóa và các nước có mùa đông giá lạnh kéo dài. Sản lượng cà phê của Di Linh là 273.000 tấn/năm, vỏ cà phê chiếm khoảng 40-45% trọng lượng hạt cà phê. Nên số lượng vỏ cà phê thải ra khoảng 109.200 tấn/năm. So với các phế phẩm nông nghiệp khác, chất thải này phân hủy lâu hơn, gây ô nhiễm môi trường, đây là nguồn phế thải quan trọng. Trong khi các nước trên thế giới đã có những công trình xử lý vỏ cà phê để sản xuất thức ăn cho gia súc gia cầm, trồng nấm ăn, ứng dụng lên men tạo phân bón; sản xuất hương thơm tự nhiên, nghiên cứu ứng dụng nhiệt năng... thì ở nước ta, rất ít công trình nghiên cứu đến việc ứng dụng của phế phẩm này. Người nông dân nước ta thường đem đốt vỏ cà phê thành tro gây ô nhiễm môi trường. Vậy để khắc phục được điều này, biện pháp kinh tế và an tòan hơn cả là tận dụng vỏ cà phê làm môi trường nuôi trồng nấm sẽ góp phần quan trọng trong việc xử lý vỏ cà phê và góp phần bảo vệ môi trường. Do đó chúng tôi thực hiện đề tài: “Nghiên cứu khả năng sử dụng vỏ cà phê làm cơ chất dinh dưỡng nuôi trồng nấm bào ngư Nhật và góp phần xử lý ô nhiễm môi trường trên địa bàn trồng cà phê ở Di Linh” nhằm mục đích: 1 -Chuyển hóa vỏ cà phê thành cơ chất dinh dưỡng để nuôi trồng nấm bào ngư Nhật. -Đưa ra kỹ thuật trồng nấm bào ngư Nhật phù hợp với thực tế tình hình nguyên liệu vỏ cà phê ở Di Linh. -Góp phần giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trường do vỏ cà phê. Đối tượng nghiên cứu là loài nấm bào ngư Nhật Pleurotus abalonus thuộc phân chi Coremiopleurotus đã được thuần khiết và lưu trữ tại phòng thí nghiệm của trang trại nấm Bảy Yết và cơ chất trồng nấm bào ngư Nhật là vỏ cà phê từ Di Linh (tỉnh Lâm Đồng). Việc xây dựng quy trình nuôi trồng được thực hiện ở trang trại nấm Bảy Yết (2/73A ấp Tân Lập, xã Tân Thới Nhì, huyện Hóc Môn, TpHCM). 2 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN 1.1.Giới thiệu về nấm bào ngư Nhật 1.1.1. Đặc điểm sinh học Nấm bào ngư nhật (Pleurotus abalonus ) thuộc bộ Agaricales, lớp phụ Hymenomycetidae, ngành nấm thật – Eumycota, giới nấm – Mycota hay Fungi, quả thể to hoặc khá to hay còn gọi là nấm bào ngư chân dày (cùi dày). Mũ nấm có đường kính khoảng 7-12cm, có khi lên đến 35cm, màu nâu pha da cam-tro, trên bề mặt có vảy nhỏ màu nâu đen, ở giữa có màu nâu khói. Loài nấm này còn có tên khác là Pleurotus cyctidiosus [Nguyễn Lân Dũng, 2005]. Hình 1.1: Nấm bào ngư Nhật (Pleurotus abalonus ) Đến giai đoạn trưởng thành nấm bào ngư Nhật sẽ phát tán bào tử, nhờ gió đưa bào tử rải ra khắp nơi, gặp điều kiện môi trường thuận lợi sẽ hình thành hệ sợi nấm sơ cấp. Hệ sợi nấm sơ cấp phát triển đầy đủ tạo nên một mạng để rồi hình thành hệ sợi nấm thứ cấp, sau đó có sự kết hợp của hệ sợi nấm thứ cấp hình thành quả thể hoàn chỉnh [GS.PTS.Nguyễn Hữu Đồng và cộng sự, 2005]. 3 Hình 1.2: Chu kỳ sinh trưởng của nấm bào ngư Nhật Nấm bào ngư Nhật có đặc điểm là tai nấm có dạng phễu lệch, phiến nấm mang bào tử kéo dài xuống đến chân, cuống nấm gần gốc có lớp lông nhỏ mịn. Tai nấm bào ngư khi còn non có màu sậm hoặc tối, nhưng khi trưởng thành màu trở nên sáng hơn. Chu trình sống bắt đầu từ đảm bào tử hữu tính nẩy mầm cho hệ sợi tơ dinh dưỡng sơ cấp và thứ cấp, kết thúc bằng việc hình thành cơ quan sinh sản là tai nấm. Tai nấm lại sinh đảm bào tử và chu trình sống lại tiếp tục. Hình 1.3: Các giai đoạn phát triển của nấm bào ngư Nhật (a) Dạng san hô; (b) Dạng dùi trống; (c) Dạng phễu; (d) Dạng phễu lệch (e) Dạng lá lục bình. 4 Quả thể nấm phát triển qua nhiều giai đoạn, dựa theo hình dạng tai nấm mà có tên gọi cho từng giai đọan: -Dạng san hô: quả thể mới tạo thành, dạng sợi mãnh hình chùm. -Dạng dùi trống: mũ xuất hiện dưới dạng khối tròn, còn cuống phát triển cả về chiều ngang và chiều dài nên đường kính cuống và mũ nấm không khác nhau bao nhiêu. -Dạng phễu: mũ mở rộng, trong không khí cuống còn ở giữa (giống cái phễu). -Dạng bán cầu lệch: cuống lớn nhanh một bên và bắt đầu lệch so với vị trí trung tâm của mũ. -Dạng lá lục bình: cuống ngừng tăng trường, trong khi mũ vẫn tiếp tục phát triển, bìa mép thẳng đến dợn sóng. Từ giai đoạn phễu sang phễu lệch sang bán cầu lệch có sự thay đổi về chất (giá trị dinh dưỡng tăng), còn từ giai đoạn phễu lệch sang dạng lá có sự nhảy vọt về khối lượng (trọng lượng tăng), sau đó giảm dần. Vì vậy thu hái nấm bào ngư nên chọn lựa tai nấm vừa chuyển sang dạng lá [Lê Duy Thắng, 1999]. Nấm bào ngư Nhật thuộc nhóm phá hoại gỗ. Phần lớn cơ chất dùng trồng nấm bào ngư Nhật đều chứa nguồn xenlulo. Tuy nhiên, đa số trường hợp lượng xenlulo bao giờ cũng thấp hơn 50% còn lại là lignin, hemixenlulo và khoáng. Đồi với nấm bào ngư nói chung và nấm bào ngư Nhật nói riêng là loài có khẳ năng sử dụng lignin mạnh nhất, nhất là thời gian khởi đầu của việc tạo quả thể nấm. Thí nghiệm của Zadrazil (1980) cho thấy hầu hết các cơ chất nuôi trồng nấm bào ngư P.sp florida và P.cornucopiae đều có sự giảm lignin một cách đáng kể. Ở gỗ mà nấm thường mọc, hầu như rất nghèo đạm. Vì vậy, để mọc nấm tốt cần có thêm nguồn đạm thích hợp. Nhiều thí nghiệm bổ sung muối nitrat, muối ammonium và urê cho thấy tơ nấm tăng trưởng tốt nhất trên nguyên liệu có thêm urê. Bột đậu nành cũng là nguồn bổ sung rất tốt cho bào ngư. Ngoài ra, mỗi tác giả cũng tìm thấy một loại đạm thích hợp cho nấm [Lê Duy Thắng, 1999]. 5 1.1.2. Đặc điểm sinh trưởng Ngoài yếu tố dinh dưỡng từ các chất có trong nguyên liệu trồng nấm bào ngư Nhật thì sự tăng trưởng và phát triển của nấm có liên quan đến nhiều yếu tố khác nhau như: nhiệt độ, ẩm độ, pH, ánh sáng, oxy ... Nhiệt độ: Nấm bào ngư mọc nhiều ở nhiệt độ tương đối rộng. Ở giai đoạn ủ tơ, một số loài cần nhiệt độ từ 200C – 300C, một số loài khác cần từ 270C – 320C, thậm chí 350C như loài P.tuber-regium. Nhiệt độ thích hợp để nấm ra quả thể ở một số loài cần từ 150C – 250C, số loài khác cần từ 250C – 320C [Lê Duy Thắng, 1999]. Bảng 1.1: Nhiệt độ thích hợp cho ủ tơ và ra quả thể của vài loài nấm bào ngư Loài nấm bào ngư Nhiệt độ thích hợp Nhiệt độ thích hợp Nhiệt độ thích hợp cho tăng tơ ra nấm sản xuất P.ostreatus 20 – 300C 150C 200C ± 50C P.florida 25 – 300C 200C 250C ± 50C P.sajor-caju 25 – 300C 250C 300C ± 50C P.cortinatus 27 – 320C 280C 300C ± 50C P.cystidionsus 27 – 320C 25 – 280C 300C ± 50C P.flabellatus 20 – 280C 20 – 250C 250C ± 50C P.eryngii 20 – 300C 20 – 220C 250C ± 50C P.tuber-regium 350C 28 – 300C --- P.abolonus 27 – 320C 250C 300C ± 50C P.cornucopiae 250C 15 – 250C 200C ± 50C Độ ẩm: độ ẩm rất quan trọng đối với sự phát triển tơ và quả thể của nấm. Trong giai đoạn tăng trưởng tơ, độ ẩm nguyên liệu yêu cầu từ 50 - 60%, còn độ ẩm 6 không khí không được nhỏ hơn 70%. Ở giai đoạn tưới đón nấm ra quả thể, độ ẩm không khí tốt nhất là 70 – 95%. Ở độ ẩm không khí 50%, nấm ngừng phát triển và chết, nếu nấm ở dạng phễu lệch và dạng lá thì sẽ bị khô mặt và cháy vàng bìa mũ nấm. Nhưng nếu độ ẩm cao trên 95%, tai nấm dễ bị nhũn và rũ xuống. Bảng 1.2: Độ ẩm thích hợp cho sự phát triển của nấm bào ngư Độ ẩm tương đối (%) của không khí Loài nấm Độ ẩm thích hợp của cơ chất (%) P.abolonus Thích hợp cho sự sinh trưởng của hệ sợi nấm Thích hợp cho sự phát triển của quả nấm 60-70 70-80 90 P.sajor-caju 70 70-80 80-95 P.ostreatus 60-70 70-80 85-90 Cơ chất khi chế biến thường có những biến đổi về pH. Đối với nấm bào ngư Nhật, khả năng chịu đựng sự giao động pH tương đối tốt, pH môi trường có thể giảm xuống 4,4 hoặc tăng lên 9 thì tơ nấm vẫn mọc được. Tuy nhiên pH thích hợp đối với hầu hết các loài nấm bào ngư trong khoảng 5 – 7. pH thấp làm quả thể không hình thành và ngược lại pH quá kiềm tai nấm bị dị hình. Ánh sáng: yếu tố này chỉ cần thiết trong giai đoạn ra quả thể nhằm kích thích nụ nấm phát triển. Nhà nuôi trồng nấm cần có ánh sáng khoảng 200 – 300 lux (ánh sáng khuếch tán – ánh sáng phòng). Còn ánh sánh yếu làm chân nấm dài ra và mũ hẹp. Đặc biệt quá trình nẩy nầm của bào tử và tăng trưởng của tơ nấm bào ngư Nhật có liên quan đến nồng độ CO2 cao (22%), nhưng khi cần ra nấm thì nồng độ CO2 phải giảm và lượng oxy tăng lên. Nếu không mũ nấm sẽ bị hẹp lại trong khi chân nấm dài ra, dẫn đến tai nấm bị dị dạng. Vì vậy nhà trồng cần có độ thông thoáng vừa phải, nhưng phải tránh gió lùa trực tiếp [Lê Duy Thắng, 1999]. 1.1.3. Giá trị dinh dưỡng của nấm bào ngư Nhật 7 Nấm bào ngư Nhật có mùi thơm của quả hạnh, vị ngọt và giòn của bào ngư. Dinh dưỡng nấm bào ngư Nhật rất cao không kém hơn dinh dưỡng các sản phẩm từ động vật. Kết quả phân tích cho thấy nấm bào ngư Nhật hàm lượng protein chiếm khoảng 25%, đặc biệt có chứa hơn 18 loại axit amin, ngoài ra còn có carbohydrate, nhiều vitamin và các khoáng chất khác. Sử dụng nấm không những không tăng cân mà còn ngăn ngừa một số bệnh như: giảm cholesterol trong máu, tiểu đường, béo phì, đau bao tử, rối loạn gan, ung thư, v.v.., đồng thời người ăn nấm thường xuyên sẽ giúp cơ thể tăng tính miễn dịch, điều hòa huyết áp, dễ tiêu hóa và chống lão hóa. Nấm ăn nói chung và nấm bào ngư nói riêng là loại thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao. Hàm lượng protein chỉ đứng sau thịt, cá, giàu các chất khoáng và các acid amin tan trong nước, các acid amin không thay thế như lyzin, tryptophan, các acid amin chứa nhóm lưu huỳnh. Ngoài ra chúng còn chứa một lượng lớn các vitamin quan trọng. Thành phần các chất dinh dưỡng chính của một số loài nấm Bào ngư bao gồm: carbonhydrate, protein, amino acid, chất béo, khoáng chất, hoạt chất và các vitamin được nhiều nhà dinh dưỡng học quan tâm nghiên cứu, nhằm đánh giá vai trò của nấm như nguồn thực phẩm cho con người. Carbonhydrate và protein là thành phần chính, chiếm từ 70 đến 90% trọng lượng khô quả thể, tro khoảng 10% chứa nhiều loại chất khoáng. Chất béo có hàm lượng thấp trong hầu hết các loài, dao động trong khoảng 1 - 2%, ngoại trừ P. limpidus (9,4%). Giá trị về mặt năng lượng được đánh giá trên cơ sở thành phần protein thô, chất béo và carbohydrate, trị số này thấp khoảng từ 261 - 367 Kcal/100g chất khô [Cao Ngọc Minh Trang, 2002]. Bảng 1.3: Thành phần dinh dưỡng của nấm Bào ngư (%). Tên loài Nước Protein thô Chất béo 8 Đường Chất xơ tổng số P. 90,2 31 9 17 13 P. abalonus 91,7 32 4 19 3 P. blaoensis 89 25 4 11 8 cystidiosus Hàm lượng protein thô của nấm ăn dao động trong khoảng 18,4 - 61,5. Từ dẫn liệu ở bảng 1.3 cho thấy hàm lượng protein thô ở cả 3 loài nấm trên có giá trị trung bình 25 - 32%, trị số này có ý nghĩa về mặt dinh dưỡng. Trong đó Pleurotus abalonus có hàm lượng đạm cao nhất 32% và thấp nhất là ở Pleurotus blaoensis điều này có thể do Pleurotus blaoensis là loài hoang dại mới được đưa vào nuôi trồng chủ động so với 2 loài còn lại đã được thuần hóa sớm hơn. Hàm lượng chất béo nhìn chung là khá thấp, trị số này cao nhất ở loài chuẩn Pleurotus cystidiosus (9%) và bằng nhau ở Pleurotus abalonus và Pleurotus blaoensis. Hàm lượng carbonhydrat cao nhất ở Pleurotus abalonus và thấp nhất là ở Pleurotus blaoensis ; hơn nữa, hàm lượng chất xơ trong Pleurotus abalonus là thấp nhất, do vậy mà về mặt cảm quan cho thấy nấm Pleurotus abalonus có mùi vị thơm ngon nhất trong 3 loài, tiếp đến là Pleurotus cystidiosus. Hàm lượng nước của 3 loài trên dao động trong khoảng 89 - 91.7% nghĩa là lượng sinh khối khô chỉ vào khoảng 10% song tỷ lệ chất dinh dưỡng rất đáng kể và cân đối, vượt hơn hẳn các loại rau quả. Do đó quan niệm trước đây coi nấm như là một loại rau là không chính xác. Hàm lượng protein thô của nấm Bào ngư nếu như so với các loại thịt cá lượng protein đạt xấp xỉ 40% trọng lượng khô, trị số sinh năng lượng khá thấp, chỉ cung cấp năng lượng ở mức tối thiểu, đây là một trong những ưu điểm của loài nấm ăn này, thích hợp cho người ăn kiêng. 9 Ở nấm bào ngư Nhật còn phát hiện được chất kháng sinh, gọi là pleurotin. Chất này ức chế hoạt động của vi khuẩn Gram dương (Robins và cộng sự, 1947). Bên cạnh đó, Yoshioka và cộng sự (1975) cũng tìm thấy hai polysaccharide có tính kháng ung bướu. Cả hai đều có nguồn gốc là glucose. Trong đó chất được biết nhiều nhất, bao gồm 69% β (1-3) glucan, 13% galactose, 6% mannose, 13% uronic acid [Lê Duy Thắng, 1999]. Hình 1.4: Công thức hóa học của pleurotin 1.1.4.Một số điểm lưu ý khi trồng nấm bào ngư Nhật Nấm bào ngư rất nhạy cảm với môi trường. Khi nấm ở dạng san hô, nếu nhiệt độ lên trên 320C trong 1 một giờ, nụ nấm bị khô quéo lại như cỏ úa (hình 1.5). Cũng như trong giai đoạn này, nếu độ ẩm tăng lên trên 90% nhiều giờ thì nấm non sẽ bị thối nhũng. Hình 1.5: Tai nấm bị khô quéo 10 Đặc biệt nước tưới nhiễm phèn hơi nặng (pH axit), thì tai nấm ngã vàng, tai bị dị dạng, mũ nấm khô nứt. Trường hợp phèn nhẹ cũng làm trên bề mặt mũ nấm có những nốt sần mở ra thành hốc nhỏ (hình 1.6). Nấm bào ngư Nhật còn đặc biệt nhạy cảm với các tác nhân gây ô nhiễm môi trường như hóa chất, thuốc trừ sâu, các kim loại nặng… cả trong nguyên liệu, cũng như không khí nơi nuôi trồng. Tai nấm thưởng sẽ bị biến dạng hoặc ngừng tạo quả thể. Hình 1.6: Bề mặt mũ nấm bị bíến dạng do nhiễm phèn Do đó cần lưu ý khâu chế biến nguyên liệu hoặc kiểm tra các điều kiện nuôi trồng khi thấy tai nấm có biểu hiện không bình thường. So với các loại nấm trồng khác, thì nấm bào ngư Nhật là loài ít bệnh nhất. Chủ yếu thường gặp là hai loại bệnh phổ biến là: mốc xanh Trichoderma sp. và ấu trùng ruồi nhỏ. Đối với mốc xanh, ngoài việc tranh giành thức ăn chúng còn thay đổi môi trường sống, tạo ra nhiều tạp chất ảnh hưởng đến sự tăng trưởng và phát triển của nấm bào ngư Nhật. Để hạn chế sự phát triển loài mốc này, có hai biện pháp: khử trùng tốt nguyên liệu hoặc nâng pH. Đối với ấu trùng của ruồi nhỏ, chúng thường chui vào giữa các khe của phiến nấm, cắn phá làm hư hại nấm. Đối với bịch phôi, chúng làm tơ nấm đổi màu, thâm nâu, quằng quện. Tốc độ sinh sản của chúng lại rất nhanh, nên thiệt hại gây ra không 11 phải nhỏ. Nhà trồng vì vậy nên có lưới chắn để không cho chúng lọt vào. Tuy nhiên, vấn đề chính vẫn là đảm bảo vệ sinh nhà trại, không để ổ dịch phát sinh. Trong các loại bào tử, thì bào tử nấm bào ngư Nhật được ghi nhận là có ảnh hưởng đến sức khỏe con người. Đối với vài trường hợp, khi hít phải bào tử nấm, nhạy cảm sẽ biển hiện trong tám giờ, còn ngược lại là từ bốn đến sáu tuần. Người bệnh có triệu chứng khó thở, mệt mỏi, nhức đầu, ho và sốt (có thể tới 39 0C), đôi khi có nhiều vết đỏ ở tay. Bệnh có thể kéo dài trong vài ngày, rồi dứt, nhưng sau đó lại tái phát và nhất là khi tiếp xúc lại với nấm. Để ngăn ngừa bệnh nên tránh hít các bào tử nấm, bằng cách mang khẩu trang hoặc mạng che mặt khi đi vào nhà trồng nấm bào ngư Nhật. Có nơi còn dùng mặt nạ (như loại phòng hơi độc) khi thu hái nấm. Có thể tránh vào nhà trồng vào sáng sớm hay trời lạnh, hoặc tưới ẩm nhà trồng để rửa bớt bào tử trước khi vào [Lê Duy Thắng, 1999]. 1.1.5. Bảo quản chế biến nấm bào ngư 1.1.5.1. Bảo quản nấm bào ngư Sau khi thu họach, để đưa nấm đến tay người tiêu thụ, cần một thời gian bảo quản. Đối với nấm tươi: chỉ giữ được thời gian ngắn, bằng cách làm chậm sự phát triển, giảm cường độ hô hấp, chống thoát nước và bảo quản ở nhiệt độ thấp. Đối với nấm khô: làm khô ở mức tối đa (còn 10 - 12%), bằng cách lấy nước trong tai nấm ra, sau đó bảo quản trong túi kín để tránh hút ẩm trở lại. Nấm bào ngư Nhật dễ làm khô, chỉ cần dàn mỏng để nơi thoáng có gió là nấm khô quéo lại. Nếu phơi và sấy thì thời gian càng nhanh hơn. Nhiệt độ sấy khoảng 50 oC. Thường nấm khô có mùi thơm đặc trưng hơn nhưng không giòn, ngọt như nấm tươi. Tỉ lệ nấm khô/nấm tươi là 1/10 (10 kg tươi thu được 1kg nấm khô). Đối với dạng khác: như muối mặn thì nấm được bảo quản ở độ muối 20-22 độ. Dạng muối chua có thể giữ nấm được thời gian khá lâu. Dạng đóng hộp, chế biến gần như thành phẩm và được cho vào bao bì kín, là các hộp thiếc đóng kín lại. 12 1.1.5.2. Chế biến nấm bào ngư - Đun sôi nước, thả nấm vào trong 1 – 2 phút, vớt ra ngâm trong nước lạnh, vớt ra để ráo nước cho nấm săn chắc và hết mùi ngái, rồi mới chế biến. - Nấm chế biến thành nhiều món ăn: nấu cháo, nấu canh, xào mì với thịt, làm nem, chiên với trứng, muối xả ớt chiên, nướng, pha lẫn với giò nạt,... - Với nấm sấy khô: rửa sạch trụng qua nước sôi 1 –2 phút để chế biến như nấm tươi. 1.2. Vai trò của công nghệ nấm Bào ngư Nhật ở Việt nam Ở Việt Nam, cho đến nay đã ghi nhận khoảng 15 loài nấm bào ngư [Trịnh Tam Kiệt, 1998; Lê Duy Thắng, 1999]: P. abalonus, P. cornucopia, P. cytidiosus, P. djamor, P. eryngii, P. floridanus, P. globulifer, P. limpidus, P. ostreatus, P. pulmonarius, P. sajor-caju, P. salmoneostramineus, P. spicilifer, P. versiformis, và một số loài đang xếp trong các chi gần gũi khác thì số loài nấm Bào ngư ở Việt nam có thể vượt quá 15. Không thấy ghi nhận loài nào độc cả, trái lại hầu hết các loài Pleurotus là có thể ăn được, hoặc ăn ngon; thực tế quá nửa số loài trên đã được nuôi trồng thành công khá phổ biến ở nước ta. Đáng lưu ý trong số đó, P. abalonus được nuôi trồng xuất khẩu, và nói chung các loài thuộc phân chi Coremiopleurotus có hương vị rất được ưa chuộng, được thị trường khu vực và thế giới coi trọng. Các nấm bào ngư có khả năng chuyển hoá các chất xơ sợi giàu cellulose và lignin. Đây chính là ưu điểm cơ bản của công nghệ nuôi trồng nấm bào ngư, đúng như đánh giá của Uỷ ban Cộng đồng chung châu Âu tại Hội nghị Braunschweig (Cộng hòa Liên bang Đức) năm 1986. Chính nhờ các hệ enzyme ngoại bào phong phú, nấm Bào ngư còn có nhiều khả năng chuyển hóa đặc biệt. Chỉ riêng rơm rạ, trấu, thân lõi ngô, thân cành đậu đỗ, bã mía, mùn cưa, lá, cành, cỏ,vỏ cà phê,... hàng năm ở nước ta đã lên đến hàng trăm triệu tấn. Trong đó một phần không nhỏ chỉ là đốt bỏ lấy nhiệt lượng và tro khoáng, gây nên ô nhiễm môi trường và góp phần vào biến đổi khí hậu. Nếu được xử lý phối trộn dinh dưỡng phù hợp, các nguồn phế liệu này sẽ trở thành cơ chất rất thích hợp cho 13 nuôi trồng nấm bào ngư Nhật. Công nghệ nuôi trồng có thể ở nhiều mức độ đầu tư: các hộ, trang trại nhỏ và vừa, cụm dân cư (nông, lâm trường, tổ hợp,...) theo lao động thủ công, bán công nghiệp, công nghiệp và tự động hóa. Giá thành sản xuất nấm ở nước ta vào loại rất thấp trong khu vực và trên thế giới. Vì vậy, nếu tổ chức nuôi trồng và chế biến tốt, công nghệ nấm nói chung và nấm Bào ngư nói riêng có đầy đủ khả năng trở thành ngành sản xuất quan trọng, góp phần xóa đói giảm nghèo, triệt hạ các loại cây sản ra ma túy, công nghiệp hóa và hiện đại hóa nông thôn, miền núi. Đây có lẽ là một trong những hướng tiếp cận của công nghệ sinh học hiện đại, góp phần thích đáng trong thiên niên kỷ tới - thiên niên kỷ của cơ chế phát triển sạch (CDM: Clean Development Mechanism) - một nguyên lý cơ bản xuất phát từ Hội nghị thượng đỉnh về môi trường (Công ước Sao Paolo, Brasil 1992), được hầu hết các quốc gia chuẩn thuận và xác lập các nguyên tắc chủ đạo với Công ước Kyoto (Kyoto, Japan 1997). Hội thảo Quốc tế mới đây tại Hà nội (11-12/10/1999) do Cơ quan Năng lượng Nguyên tử Quốc tế (IAEA) và Ủy ban Năng lượng Nguyên tử Việt nam (VAEC) phối hợp tổ chức đã phân tích những nguyên tắc này và vạch ra những định hướng áp dụng ở Việt nam, nhằm vận dụng tài trợ quốc tế, mà trước hết có thể lựa chọn công nghệ điện hạt nhân trong thế kỷ tới (2015-2020). Hội nghị Quốc tế về Môi trường qui tụ đại biểu từ 150 Quốc gia đang thảo luận sôi động các công nghệ phát triển sạch tại Bonn, Cộng hòa Liên bang Đức, trong 2 tuần (10/1999). Trong đó công nghệ sinh học và công nghệ nấm nói riêng có thể là những định hướng quan trọng. Thực vậy, công nghệ dựa trên quá trình chuyển hóa bởi nấm phá gỗ (Wood Decaying - Rotting Fungal Fermentation) về cơ bản là phân hủy từ từ các polysaccharides - thành tố cơ bản của thực vật - các phế liệu giàu xơ: lignocellulose. Nhờ đó quá trình giải phóng CO2 diễn ra tuần tự (không ồ ạt như quá trình đốt bỏ rất phổ biến ở các nước đang phát triển), khép kín chuỗi chuyển hóa của tự nhiên, đồng thời tạo ra nguồn sinh khối có giá trị cao, nghĩa là giảm bớt mức phát thải khí tạo ra hiệu ứng nhà kính. Chính vì thế mà nhóm các nhà nấm học Nhật bản thuộc Đại học Tokyo đã giành được chương trình tài trợ của Viện Nghiên cứu Môi trường toàn cầu Kyoto RITE với một Dự án phát triển công nghệ chuyển hóa nấm, mà cơ bản là nấm bào ngư Nhật. 14 Ngoài ra, nấm bào ngư Nhật đã được thử nghiệm có hiệu quả để xử lý một số phế liệu công nghiệp chế biến latex [Lê Xuân Thám và cộng sự, 1999], công nghiệp lên men ở Việt nam. Cần lưu ý rằng công nghệ lên men ở Việt nam đã có những đầu tư khổng lồ cho hệ thống lên men lớn nhất thế giới (tổng dung tích các fermentor của Công ty Vedan Taiwan, Vũng tàu lên tới 700.000 lít), hàng tuần xả ra một lượng khổng lồ dịch thải đòi hỏi phải có công nghệ giải quyết triệt để (chứ không phải chỉ là những giải pháp tình thế như hiện nay). Các thành tựu tái lên men nấm mở ra một thời kỳ mới nghiên cứu những khả năng đặc biệt của tài nguyên nấm Bào ngư Nhật. 1.3. Thực trạng công nghệ sản xuất và chế biến nấm hiện nay của Việt Nam và thế giới 1.3.1. Tình hình trong nước Việc tổ chức sản xuất nấm bào ngư Nhật của các đơn vị chuyên kinh doanh về nấm còn nhiều thiếu sót. Chất lượng giống nấm chưa đảm bảo từ khâu sản xuất đến quá trình nuôi trồng, bảo quản, cách sử dụng. Các giống nấm bào ngư Nhật đã và đang được nuôi trồng ở Việt Nam từ nhiều nguồn giống khác nhau. Một số giống được nhập từ một số nước và vùng lãnh thổ: Trung Quốc, Đài Loan, Nhật Bản,… Một số khác được sưu tầm trong nước, song việc chọn lọc, kiểm tra để đánh giá tiềm năng về năng suất, chất lượng của từng loại, từ đó để nhân giống đại trà phục vụ cho sản xuất hầu như chưa có đơn vị nào đảm trách. Khâu hướng dẫn kỹ thuật nuôi trồng, chế biến nấm đạt chất lượng xuất khẩu đến từng hộ gia đình không đầy đủ, do thiếu cán bộ và trình độ kỹ thuật viên non kém. Đội ngũ cán bộ nghiên cứu và làm công tác kỹ thuật về nấm được đào tạo cơ bản tại các trường đại học, có kinh nghiệm lâu năm và chuyên tâm với nghề nghiệp còn quá ít. Công tác nghiên cứu về công nghệ chọn, tạo giống, công nghệ nuôi trồng nấm bào ngư Nhật đạt năng suất cao, chi phí thấp, công nghệ bảo quản nấm đạt chất lượng ở các trung tâm nghiên cứu và cơ sở sản xuất chưa được chú trọng đúng mức. Các thiết bị, công nghệ trồng nấm nhập khẩu từ Trung Quốc, Đài Loan, Nhật Bản,… không phù hợp với điều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội ở Việt Nam. 15 Hợp đồng xuất khẩu nấm thường không đủ về số lượng, chất lượng còn thấp dẫn đến mất lòng tin với khách hàng nước ngoài. Việc tuyên truyền, phổ biến, hướng dẫn về giá trị dinh dưỡng và cách ăn nấm trên các phương tiện thông tin đại chúng cón quá ít. 1.3.2. Tình hình trên thế giới Các nườc trên thế giới hiện nay tập trung nghiên cứu sản xuất nấm bào ngư, nấm hương, nấm rơm là chủ yếu. Khu vực Bắc Mỹ và Châu Âu trồng nấm theo mô hình công nghiệp được cơ giới hóa chuyên môn rất cao với sản lượng từ 200-1000 tấn/năm. Khu vực Châu Á (Trung Quốc, Đài Loan, Nhật Bản, Hản Quốc, Thái Lan…) triển khai theo mô hình trang trại vừa và nhỏ, đặc biệt là ở Trung Quốc nghề trồng nấm đã thực sự đi vào từng hộ nông dân. Hiện tại Trung Quốc là nước sản xuất nhiều nấm nhất trên thế giới. Sản lượng nấm của Trung Quốc trung bình khoảng 3 triệu tấn/năm, chiếm 60% tổng sản lượng thế giới. 1.4. Thị trường tiêu thụ nấm bào ngư Nhật Thị trường tiêu thụ nấm lớn nhất trên thế giới hiện nay là Mỹ, Nhật Bản, Đài Loan, các nước Châu Âu. Hằng năm các nườc này phải nhập khẩu từ Trung Quốc (dạng nấm muối và nấm đóng hộp). Tại các nước này, do khó khăn về nguồn nguyên liệu và giá công lao động rất đắt nên những người nuôi trồng nấm và kinh doanh mặt hàng này đang chuyển sang các nước chậm phát triển để mua nguyên liệu và đầu tư sản xuất, chế biến tại chỗ. Hiện nay thị trường tiêu thụ nấm bào ngư Nhật trong nước đang tăng rất mạnh. Các tỉnh miền Trung và Nam Bộ tiêu thụ trung bình 50 tấn nấm/năm. Thành phố Hồ Chí Minh và Hà Nội có những lúc cao điểm đã tiêu thụ trên 30 tấn nấm/năm. 1.5. Thuận lợi và khó khăn trong sản xuất và chế biến nấm trên địa bàn huyện Di Linh 1.5.1. Thuận lợi 16 Nghề sản xuất và chế biến nấm trên địa bàn huyện Di Linh có những điều kiện thuận lợi như sau: - Điều kiện thiên nhiên ưu đãi như đất đai dồi dào, khí hậu, phù hợp cho nấm phát triển mạnh. Chênh lệch nhiệt độ giữa tháng nóng và lạnh không lớn lắm nên có thể sản xuất nấm quanh năm. Không khí chứa nhiều hơi nước rất thích hợp cho nấm. Độ ẩm trung bình cũng không dưới 80%. - Thị trường tiêu thụ còn rất lớn trong cũng như ngoài nước là điều kiện để cho phát triển nghề làm nấm. - Nguồn nguyên liệu dồi dào như rơm rạ được khai thác quanh năm chưa kể các phế liệu khác như cùi và thân cây bắp, bông thải, vỏ cà phê... Ngoài ra nguồn meo nấm phong phú, các nguồn nhiên liệu được tận dụng triệt để cho sản xuất – chế biến nấm. - Lực lượng lao động dồi dào trong đó lực lượng lao động phục vụ trong nghề nấm tương đối đã nắm bắt được kỹ thuật sản xuất và chế biến nấm. - Một số cơ sở hiện nay đã mạnh dạn đầu tư trang thiết bị công nghệ từng bước nâng cao được sản lượng và chất lượng các loại nấm. 1.5.2. Khó khăn - Các hộ và các cơ sở sản xuất chế biến nấm chưa có sự phối hợp chặt chẽ với nhau trong quá trình sản xuất dẫn đến thiệt hại về kinh tế chủ yếu do lợi ích mỗi bên. - Chưa hình thành được khu sản xuất và chế biến tập trung từ đó dẫn đến chi phí tăng như: Vận chuyển, vốn đầu tư cho cơ sở còn yếu. - Chưa tận dụng hết tiềm năng hiện có, chưa xây dựng được mối liên kết giữa nhà kỹ thuật, nhà sản xuất và doanh nghiệp. -Năng suất chất lượng còn thấp do sản xuất còn mang tính thủ công chưa được đầu tư nhiều thiết bị vào công nghệ sản xuất nấm. - Các biện pháp phòng dịch bệnh trong quá trình nuôi trồng nấm, các cơ sở còn chưa quan tâm tích cực dẫn đến hậu quả là khi dịch bệnh xảy ra làm giảm sản lượng, chất lượng nấm, gây thất thu cho người nuôi trồng nấm. 17 - Meo giống là khâu quan trọng trong việc nuôi trồng nấm để đạt năng suất khi thu hoạch. Tuy hiện nay trên địa bàn thị xã có các hộ làm meo giống nhưng nhìn chung meo giống còn chưa đạt được các yêu cầu cao về chất lượng, như thuần chủng, không có mầm bệnh, khả năng kháng khuẩn để tạo ra sản phẩm nấm đạt chất lượng, sản lượng trong nuôi trồng. 1.6. Vỏ cà phê ở Di Linh là phế phẩm nông nghiệp và những vấn đề phát sinh về môi trường Di Linh là một huyện thuộc tỉnh Lâm Đồng, nằm trên cao nguyên Di Linh, ở độ cao 1.000 m so với mặt nước biển. Tên Di Linh bắt nguồn từ Djiring, theo nhiều người, đây là tên của vị chủ làng có công thành lập ra buôn này. Di Linh có tiểu vùng thời tiết, khí hậu rất thích hợp đối với các loại cây công nghiệp mà đặc biệt là cây cà phê. Di Linh là vùng đất Bazan màu mỡ, có tổng diện tích tự nhiên hơn 162.000 ha; trong đó, có 47.000 ha đất nông nghiệp trồng cà phê (sản lượng 273.000 tấn /năm) [Niên giám thống kê huyện Di Linh]. Người nông dân thường đem đốt vỏ cà phê thành tro gây ô nhiễm môi trường. So với các phế phẩm nông nghiệp khác, chất thải này phân hủy lâu hơn và gây ô nhiễm môi trường. Vỏ cà phê chiếm khoảng 40-45% trọng lượng hạt cà phê. Trong khi các nước trên thế giới đã có những công trình xử lý vỏ cà phê để sản xuất thức ăn cho gia súc gia cầm, ứng dụng lên men tạo phân bón; sản xuất hương thơm tự nhiên, nghiên cứu ứng dụng nhiệt năng... thì ở nước ta, rất ít công trình nghiên cứu đến việc ứng dụng của phế phẩm này. Vỏ cà phê chậm phân hủy do nó có hai thành phần khó phân hủy là lignin và xenlulo. Hàm lượng xenlulo trong vỏ cà phê 63,2% và lignin là 17,7%. Các phế phẩm nông nghiệp khác có thời gian phân hủy nhanh hơn vì ít hai thành phần chất này hơn [Thông tin KHCN số ra thứ bảy 31/5/2008]. Do đó vấn đề chuyển hoá và sử dụng sinh khối thực vật là một vấn đề lớn mà công nghệ sinh học đang tập trung giải quyết. Trong tương lai, khi nguồn dầu mỏ cạn kiệt thì sinh khối thực vật sẽ là nguồn cung cấp nhiên liệu và hoá chất xanh (green chemicals) chủ yếu. Gần 95% sinh khối thực vật là lignin-cellulose, trong đó có 50% xenlulo, 25% hemicellulose và 25% lignin. Lignin là một polymer có vai trò bảo vệ 18 xenlulo và hemixenlulo khỏi sự phân huỷ của enzyme. Do đó, vấn để phân huỷ lignin là bước đầu tiên rất quan trọng nhằm sử dụng sinh khối thực vật. Trong khi đó Nấm bào ngư Nhật thuộc nhóm phá hoại gỗ. Phần lớn cơ chất dùng trồng nấm bào ngư Nhật đều chứa nguồn cellulose. Tuy nhiên, đa số trường hợp lượng xenlulo bao giờ cũng thấp hơn 50% còn lại là lignin, hemicellulose và khoáng. 1.7. Đặc điểm cấu trúc thành phần vỏ cà phê 1.7.1. Cellulose Thành phần chủ yếu của vách tế bào thực vật và chiếm 50% tổng lượng hydrocacbon trên trái đất. Ngoài thực vật là nguồn chủ yếu còn có trong giới động vật, nhưng số lượng rất ít. Cellulose là polysacarit liên kết với nhau bằng liên kết -1,4-glucozit, mức độ polyme hóa của cellulose rất cao tới 10.000 - 14.000 đơn vị glucoza/phân tử. Số lượng lớn liên kết hydro nội và ngoài phân tử làm cho phân tử cellulose có độ cứng và vững chắc. Hình 1.7: Cấu trúc phân tử cellulose Liên kết glucozit không bền với acid. Cellulose dễ bị phân hủy bởi acid và tạo thành sản phẩm phân hủy không hoàn toàn là hydro-cellulose có độ bền cơ học kém hơn cellulose nguyên thủy, còn khi thủy phân hoàn toàn thì sản phẩm tạo thành là Dglucoza Về bản chất hóa học cellulose là một rượu đa chức có phản ứng với kiềm hay kim loại kiềm tạo thành cellulose-ancolat. Nguyên tử hydro ở các ở các nhóm OH bậc một và hai trong phân tử cellulose cũng có thể bị thay thế bởi các gốc -metyl, -etyl,… tạo ra những chất có độ kết tinh và độ hòa tan cao trong nước khác nhau. 19 Cellulose cũng bị oxy hóa bởi một số tác nhân tạo thành sản phẩm oxy hóa một phần là oxy - cellulose. Tác nhân oxy hóa chọn lọc nhất là acid iodic (HIO 4), và muối của nó. Cellulose không tan trong nước, dung dịch kiềm làm trương phồng mạch Xenlulo và hòa tan một phần cellulose phân tử nhỏ. Đặc biệt cellulose dễ hòa tan trong dung dịch cupri amin hydrat (Cu(NH3)4(OH)2), và hàng loạt các dung dịch là các phức chất của đồng, niken, cadmi, kẽm...[ J.F. Kennedy,1989] 1.7.2. Lignin Lignin là một polymer gốc rượu, có cấu trúc 3 chiều rất phức tạp và có nhiệm vụ nâng đỡ cấu trúc tế bào gỗ. Sau cellulose, lignin là một polymer phong phú tự nhiên được thực vật tổng hợp và là phần lớn nguồn chất thơm đa dạng trên trái đất. Sự có mặt của lignin giúp cho tế bào thực vật cứng rắn hơn và đồng thời giúp cho thực vật tránh được sự xâm nhiễm của vi sinh vật. Lignin được tìm thấy trong vách tế bào ở dạng phức hợp với những polysaccharide như cellulose và hemicellulose, nó cũng giúp bảo vệ những polysaccharide này khỏi sự phân huỷ sinh học. Lignin được sinh tổng hợp bởi sự polymer hoá các tiền chất phenylpropanoid. Có 3 loại tiền chất được phân loại tuỳ thuộc theo số lượng nhóm methoxyl trên vòng thơm, được mô tả bằng các công thức hoá học sau: p-coumaryl alcohol (p-hydroxyphenyl) Coniferyl alcohol (guaiacyl) sinapyl alcohol (syringyl) Lignin gỗ mềm chứa hầu hết những đơn vị guaiacyl (1 nhóm methoxy), lignin gỗ cứng chứa số lượng cân bằng guaiacyl và syringyl (2 nhóm methoxy), các lignin khác chứa cả p-hydroxyphenyl (không còn nhóm methoxy) và 2 loại kia [Nguyễn Thị Thanh Kiều, 2004; J.F. Kennedy, 1989]. 20 Hình 1.8: Cấu trúc phân tử lignin