›
›

Giáo trình Nấm học - Chương 5: Ngành phụ nấm đãm

pdf 48 trang vanle 2210
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Giáo trình Nấm học - Chương 5: Ngành phụ nấm đãm", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfgiao_trinh_nam_hoc_chuong_5_nganh_phu_nam_dam.pdf

Nội dung text: Giáo trình Nấm học - Chương 5: Ngành phụ nấm đãm

  1. Giáo trình Nấm học - Biên soạn: PGs. Ts. Cao Ngọc Điệp Chương 5: Ngành phụ NẤM ĐÃM (Basidiomycotina = Lớp Basidiomycetes) Đặc trưng của ngành phụ này là thành lập bào tử đãm (basiospore) là bào tử giảm phân và thành lập bên ngồi cơ quan tạo bào tử gọi là ĐÃM (basidium) 1. Đặc tính tổng quát 1. Các lồi nấm thuộc ngành phụ này sống trong đất, hoại sinh hay ký sinh. Nhĩm hoại sinh gây ra triệu chứng làm mục cây , nhĩm ký sinh gây bịnh rĩ, cháy lá, mục nhà cửa 2. Nhĩm này chỉ sống trên ký chủ thực vật trong tự nhiên 3. Khuẩn ty phân nhánh, phát triển và cĩ vách ngăn ngang, cắm sâu vào trong ký chủ để hút chất dinh dưỡng, chúng cĩ màu cam, vàng khuẩn ty cĩ sơ cấp, thứ cấp 4. Vách tế bào cấu tạo bởi các sợi chitin và glucans với mối liên kết 1,3 và 1,6 β-D- glucosyl 5. Các sợi khuẩn ty quấn chặt vào nhau tạo như một hình dáng của rễ cây (rhizomorph) 6. Sinh sản vơ tính với đính bào tử, bào tử chia đốt (arthrospore), bào tử vách mỏng (oidia), đoạn khuẩn ty và mọc mầm 7. Khơng cĩ cơ quan sinh dục đặc biệt, hợp nhân chỉ là sự tiếp hợp dinh dưỡng (somatogamy) hay sự tiếp tinh (spermatization) 8. Đặc tính bào tử là những đãm bào tử, chúng phát triển một ĐÃM, đãm cĩ thể khơng cĩ vách ngăn ngang (holobasidia) hay cĩ vách ngăn ngang (phragmobasidia), luơn luơn cĩ 4 bào tử đãm trong một đãm, mỗi đãm bào tử cĩ một nhân và nẩy mầm ngay trong khuẩn ty đầu tiên. 9. Về mặt kinh tế, ngành phụ NẤM ĐÃM vừa gây hại vừa hữu ích với hàng triệu tấn hoa màu bị hại bị bịnh rĩ và đốm lá, chúng tấn cơng cả cây lương thực lẩn cây rừng nhưng cĩ nhĩm cĩ ích như các loại nấm ăn như nấm trắng Agaricus bisporus, Volvariella volvaria với trên 300.000 tấn cung cấp cho con nguời nhưng cũng cĩ loại nấm cĩ độc tố. 2. Khuẩn ty và hợp nhân (nhân kép) Cĩ 3 loại khuẩn ty bậc 1, bậc 2 và bậc 3 2.1. Khuẩn ty bậc 1 Chúng phát triển từ sự nẩy mầm của một đãm bào tử, gồm những tế bào đơn nhân cịn gọi là đồng nhân (homokaryon), tuy nhiên trong giai đoạn khuẩn ty đa nhân sau đĩ phân chia các vách ngăn ngang để thành tế bào đơn nhân; Đãm khơng bao giờ phát triển trên khuẩn ty bậc 1. 58
  2. Giáo trình Nấm học - Biên soạn: PGs. Ts. Cao Ngọc Điệp 2.2. Khuẩn ty bậc 2 và nhân kép Khuẩn ty bậc 2 gồm những tế bào nhân kép và phát triển bởi sự hợp nhân của 2 tế bào đơn nhân. Trong những lồi dị tán, tế bào hợp nhân khi những khuẩn ty bậc 1 của những lồi khác nhau nhưng ở trường hợp đồng tản (homothallic) thì sự hợp nhân xảy ra giữa hai khuẩn ty của hai khuẩn ty bậc 1. Quá trình phối hợp của khuẩn ty bậc 1 để thành khuẩn ty bậc 2 hay nhân kép gọi là nhân kép hố (dikaryotization) hay nhị bội hố (diploidization). 59
  3. Giáo trình Nấm học - Biên soạn: PGs. Ts. Cao Ngọc Điệp Hình 5.1. Quá trình nhân kép ở nấm Đãm (A - F), khuẩn ty thứ cấp tạo ra ĐÃM và BÀO TỬ ĐÃM (Sharma, 1998) Nhân kép hố trong ngành phụ Basidiomycotina cĩ thể xảy ra từ sự hợp nhân của: 1. tế bào dinh dưỡng của hai khuẩn ty xuất phát từ khuẩn ty bậc 1 của hai dịng khác nhau (hình 5.1) 2. Hai đãm bào tử của hai dịng khác nhau 3. Một bào tử vách mỏng của dịng A và một tế bào của khuẩn ty bậc 1 của dịng B 4. Một bào tử đãm nẩy mầm và một tế bào đơn bội của một đãm 5. Hai tế bào đơn bội của một đãm 6. Hai đãm hình thành từ sự nẩy mầm của bào tử than (smut spore) của dịng A và dịng B Tế bào nhân kép của khuẩn ty bậc hai phân chia để tạo ra những tế bào nhân kép từ sự phân cắt đồng thời của hai nhân; Đãm phát triển từ những tế bào nhân kép của khuẩn ty nhân kép. 2.3. Khuẩn ty bậc 3 Khuẩn ty bậc 2 của một số nấm Đãm tiến hố sẽ tạo ra đãm nang (basidiocarps) gọi là khuẩn ty bậc 3. 3. Tạo mấu (Clamp connection) Mấu được hình thành trong hầu hết các lồi của ngành này, nĩ hình thành trong suốt sự phân chia tế bào khuẩn của khuẩn ty bậc hai, thơng thường một tế bào phân chia trong khuẩn ty bị giới hạn để thành tế bào hồn chỉnh. Sự hình thành mấu trải qua các bước sau (hình 5.2): 1. Cùng lúc với phân chia tế bào nhân kép sẽ xuất hiện một đoạn dài giữa hai nhân X và Y, đoạn hình thành như một cái MẤU 2. Nhân Y di chuyển ra ngồi và tạo thành một MẤU 3. Nhân X và Y đồng thời phân chia 4. Nhân Y vừa phân chia trong mấu và nhân X’ vừa được phân chia tiến về phiá nhân Y’, nhân Y trong mấu tiếp hợp với nhân X. 5. Sự hình thành vách tế bào đễ ngăn chia giữa hai nhân X và Y với nhân X’ và Y’, phân chia tế bào mẹ và tế bào con. 6. Tế bào con với hai nhân X’ và Y’ tiến ra phiá trước. 4. ĐÃM (Basidia) 60
  4. Giáo trình Nấm học - Biên soạn: PGs. Ts. Cao Ngọc Điệp 4.1. Cấu trúc Đãm là một bộ phận, cơ quan hay một tế bào nấm; mang một số bào tử đãm trên bề mặt của nĩ. Số bào tử đãm này được hình thành các buớc sau: hợp tế bào chất và hợp nhân (karyogamy) rồi giảm phân và số bào tử đãm là 4. Tuy nhiên, chi Dacrymyces và Calocera cĩ mỗi đãm chỉ chứa 2 bào tử đãm. Theo Talbort (1954), mỗi đãm cĩ thể chia làm 3 phần: - TIỀN ĐÃM (Probasidium), nơi nhân sẽ phân chia - TÂM ĐÃM (Metabasidium), nơi nhân sẽ giảm phân - CUỐNG (Sterigma), phần trung gian giữa hai trên Thơng thường ĐÃM cĩ dạng bầu dụng hay hình thận (hình 5.3) Hình 5.2. Quá trình thành lập một MẤU trong một khuẩn ty (Sharma, 1998) 61
  5. Giáo trình Nấm học - Biên soạn: PGs. Ts. Cao Ngọc Điệp Hình 5.3. Các loại ĐÃM (Sharma, 1998) 4.2. Các loại Đãm Cĩ hai loại đãm được các nhà khoa học cơng nhận, đĩ là: - TỒN ĐÃM (Holobasidium) : đãm khơng cĩ vách, chỉ là một tế bào đơn độc - VÁCH ĐÃM (Phrabmabasidium) là một đãm cĩ nhiều tế bào kéo dài, khơng cá vách ngăn Mỗi vách đãm chứa một 1 vị trí đầu tiên phân chia gọi là SINH ĐÃM (Hypobasidium) và sau này là NGOẠI ĐÃM (Epibasidium) 4.3. Phát triển của một TỒN ĐÃM 62
  6. Giáo trình Nấm học - Biên soạn: PGs. Ts. Cao Ngọc Điệp Đãm hình thành và phát triển trong thể cĩ một lớp bao bên ngồi gọi là BÀO TẦNG (Hymenium) (hình 5.4) Hình 5.4. Các giai đoạn phát triển của một TỒN ĐÃM (Sharma, 1998) Một số tế bào của bào tầng phát triển thành một ĐÃM, thơng thường tế bào sẽ tạo nên một mấu rồi kéo dài ra sau đĩ nhân tiếp hợp sẽ tiến hành giảm phân cho ra 4 nhân đơn bội và phát triển thành 4 đãm bào tử. 4.4. Sự phát triển của VÁCH ĐÃM Rỉ và muội than (smut) chứa những vách đãm, một vách đãm trong than phát triển với sự nẩy mầm của một bào tử nhị bội cĩ vách dầy, chung quanh cĩ một lớp tế bào nhị bội của một khuẩn ty (nhị bội); Hai nhân trong một bào tử phối hợp thành một nhân hợp tử nhị bội. Bào tử nẩy mầm với một ống mầm hay một ngoại đãm (epibasidium). Trong giai đoạn này, vị trí hình thành đầu tiên của bào tử được gọi là NỘI ĐÃM (Hypobasidium); nhân nhị bội tiến hành giảm phân thành 4 nhân đơn bội rồi di chuyển vào trong một ngoại đãm, sau đĩ phân đoạn thành 4 tế bào đơn bội, từ mỗi tế bào của ngọai đãm phát triển một cuống (sterigma) và tại đầu mỗi cuống sẽ phát triển một đãm bào tử. 5. BÀO TỬ ĐÃM (Basiospore) 63
  7. Giáo trình Nấm học - Biên soạn: PGs. Ts. Cao Ngọc Điệp 5.1. Hình thái Bào tử đãm cĩ cấu trúc đơn bội nhưng cĩ một số giống lại chứa đến 2 nhân và trọng họ Dacrymytaceae, bào tử đãm khơng cĩ vách ngăn (Reil, 1974). Bào tử đãm cĩ hình cầu, bầu dục, chai với nhiều màu sắc khác nhau như vàng, xanh, tím, nâu, hay khơng màu và vách trơn láng. Số lượng bào tử đãm được tạo ra từ một quả thể rất lớn ví dụ như ở nấm Agaricus campertris cĩ đến 1,8 tỉ bào tử đãm trong 2 ngày hay trung bình 40 triệu bào tử/giờ. Hình 5.5. Mơ hình tiêu biểu của một BÀO TỬ ĐÃM cắt ngang (Sharma, 1998) Phần gĩc đáy của một bào tử đãm gọi là TỂ (hilum)(hình 5.5), kế bên trên là PHỤ TỂ (hilar appendix). Theo Pegler và Young (1975) vách bào tử đãm gồm cĩ 5 lớp: NGOẠI BÌ BÀO TỬ (ectosporium), NGOẠI KẾ BÌ BÀO TỬ (perisporium), TRUNG BÌ BÀO TỬ (exosporium), NỘI KẾ BÌ BÀO TỬ (episporium), và NỘI BÌ BÀO TỬ (endosporium). 64
  8. Giáo trình Nấm học - Biên soạn: PGs. Ts. Cao Ngọc Điệp Lĩp ngồi thì sần sùi, lớp giữa khơng màu và bào tử đãm non chỉ cĩ 2 lớp: NGOẠI BÌ và NỘI BÌ đến khi trưởng thành thì phát triển 5 lớp. 5.2. Cơ chế phĩng thích của bào tử đãm Nhiều cơ chế được đề nghị nhưng nhiều nhà khoa học đồng ý cơ chế BONG BĨNG hay BỌT bắt nguồn từ phụ rốn. Theo Buller (1909, 1922), bong bĩng ban đầu là dung dịch (hình 5.5) và tăng kích thuốc lần lần cho đến khi đãm bào tử đột ngột rời khỏi cọng nên cịn gọi là BONG BĨNG BULLER. Những nghiên cứu của Wells (1965) dưới kính hiển vi điện tử cho thấy bao bên ngồi giọt dung dịch đĩ là một lớp màng của cuống và chính những áp lực của cuống bao này sẽ làm bào tử đãm phĩng thích thế nhưng theo Olive (1964) và Ingold và Dunn (1968) cho rằng những giọt này thay vì là dung dịch lại là khí CO2 và nhờ đĩ bung ra dể dàng mang theo các bào tử đãm, cơ chế này cĩ tên PHĨNG THÍCH NỔ (explisive discharge). Theo van Niel và ctv (1972), giọt bong bĩng này cĩ thể là khí cĩ thể là dung dịch và cả hai đều rất dể dàng giúp cho bào tử phĩng thích ra ngồi. 6. Phân loại Ainsworth (1973) chia ngành phụ này thành 3 lớp sau: 1. Lớp Teliomecetes : khơng cĩ bào đãm và thay thế bằng bào tử vách dầy (chlamydospore) tiêu bểu là giống Puccinia và Ustilago 2. Lớp Hymenomycetes : cĩ bào đãm và tiêu biều là giống Agaricus và Volvariella 3. Lớp Gasteromycetes : cĩ bào đãm Lớp Teliomycetes Tiêu biểu cho lớp này là nấm Rỉ sắt (rust) và muội than (smuts) ký sinh trên thực vật Bộ Uredinales Họ Puccinaceae (bào tử đơng [teliospore]) 6.1 Giống [Chi] Puccinia * Puccinia graminis Nấm này thuộc nấm ký sinh bắt buộc trên cây lương thực với hơn 700 lồi. Nấm Puccinia graminis cĩ chu kỳ sinh trưởng trên 2 ký chủ khác nhau (lúa mì và dâu [Berberis vulgaris]), chúng sẽ tạo ra vết gỉ sắt trên lá (hình 5.6) nhưng giai đoạn nhị bội của vịng đời nấm này trên lúa mì (hình 5.7). Bào tử rỉ (urediniospore) là là một cấu trúc cuống phát triển thành thể hình bầu dục, cầu trịn, mỗi bào tử chứa 2 nhân và bao bằng một lớo vỏ dầy, từ 50.000 đến 60.000 bào tử trong đãm bào tử rỉ (uredinium). Các đãm bào tử rỉ được tìm thấy trên thân, lá lúa mì cĩ màu rỉ đỏ, đen. Từ một bào tử rỉ nẩy mầm và cho ta một bào tử đãm, mỗi bào tử đãm cĩ cấu trúc nhỏ, đơn nhân đơn bội và chúng dể dàng bay vào trong khơng khí. 65
  9. Giáo trình Nấm học - Biên soạn: PGs. Ts. Cao Ngọc Điệp Hình 5.6. Các đốm rỉ sắt trên lá và thân lúa mì (A và B) trên lá dâu (C và D)(Sharma, 1998) Chu kỳ sinh trưởng của nấm Puccinia gramini Puccinia graminis gây ra rỉ sắt trên là và thân lúa mì chỉ là ký chủ 1 và cây dâu tằm (Berberis vulgaris) là ký chủ 2. Chu kỳ sinh trưởng cĩ 5 giai đoạn trong đĩ 3 giai đoạn ở trên lúa mì và 2 giai đoạn sau ở cây dâu tằm. Ở trên lúa mì chỉ gồm khuẩn ty nhị bội, khuẩn ty phát triển trên lá và thân lúa mì sẽ tạo ra các bào tử đơng (teliospore), cĩ vách dày và láng thuờng cĩ dạng gần trịn và phát tán trong khơng khí cũng như sống sĩt khá lâu. Khi bào tử động nẩy mầm cho ra các đãm bào tử xuất phát tử đoạn sinh đãm (hypobasidia) rồi tạo ra hình ống dài gọi là NGOẠI ĐÃM (epibasidia), nhân nhị bội di chuyển vào ngoại đãm rồi phân chia thành 4 nhân đơn bội trong đãm bào tử và phát tán trong khơng khí nhưng nĩ khơng thể nẩy mầm trên lúa mì và chỉ nẩy mầm trên cây dâu tằm vì trên lá của cây dâu cĩ chất dinh dưỡng cần thiết cho bào tử đãm nẩy mầm và phát triển. Ở trên cây dâu tằm, bào tử đãm tạo thành cái túi bào tử phấn (spermaforium). Bộ Ustilaginales 66
  10. Giáo trình Nấm học - Biên soạn: PGs. Ts. Cao Ngọc Điệp Họ Ustilaginaceae 6.2 Giống [Chi] Ustilago Giống này cĩ hơn 400 lồi ký sinh trên thực vật và hầu hết thuộc họ Graminae và Cyperaceae trong đĩ cĩ nhiều cây lượng thực quan trọng; Triệu chứng thể hiện rất rỏ là chúng gây ra bệnh MUỘI THAN trên hột với những bào tử than trong một cái bọc cĩ vỏ mỏng và khi giĩ thổi mạnh thì bọc vở ra phĩng thích bào tử vào trong khơng khí (hình 5.8). Hình 5.7. Lá và thân lúa mì nhiễm nấm Puccinia graminis với các đãm bào tử đơng (A-C), một vài đãm bào tử đơng (urediniospore) nẩy mầm với một ống mầm xuyên vào nhu mơ lá luá mì (D - F)(Sharma, 1998) 67
  11. Giáo trình Nấm học - Biên soạn: PGs. Ts. Cao Ngọc Điệp Hình 5.8. Triệu chứng nhiểm bệnh muội than do Ustilago gây ra trên lúa mì (A - B), trên bắp (C), trên lúa kiều mạch [oat](D), trên lúa mạch (E), trên cỏ chỉ [Cynodon dactylon](F), trên mía đường (F)(Sharma, 1998) Khuẩn ty phân nhánh, cĩ vách ngăn ngang, cĩ 2 loại khuẩn ty: khuẩn ty sơ cấp là những khuẩn ty hình thành từ sự nẩy mầm của đãm bào tử với những tế bào chỉ chứa một nhân đơn bội vì vậy khuẩn ty này cịn gọi là khuẩn ty đơn bội (monokaryotic mycelium), chúng chuyển sng khuẩn ty thứ cấp hay là chết, khuẩn ty thứ cấp chứa nhân nhị bội và thường gặp ở ký chủ, khuẩn ty này cịn gọi là khuẩn ty nhị bội (dikaryotic mycelium). Quá trình chuyển từ khuẩn ty đơn bội sang khuẩn ty nhị bội cịn gọi là hiện tương nhị bội hố (diploidization = dikaryotization) trong đĩ 2 nhân của 2 dịng khác nhau trong tế bào đơn bội bắt cặp để thành tế bào nhị bội, quá trình này xảy ra dưới nhiều hình thức sau: 1. Phối hợp giữa 2 khuẩn ty sơ cấp của 2 dịng khác nhau (hình 5.9) như trường hợp Ustilago maydis 2. Phối hợp giữa 2 ống từ 2 đãm bào tử nẩy mầm như trường hợp U. anthearum 3. Phối hợp giữa 2 tế bào đơn bội 4. Phối hợp của một đãm bào tử của 1 dịng và 1 ống mầm từ 1 dịng khác như trường hợp U. hordei 5. Phối hợp 2 đãm bào tử từ túi đãm bào tử phấn như trường hợp U. nuda 6. Phối hợp giữa 1 đãm bào tử và 1 tế bào đãm bào tử từ dịng khác như trường hợp U. violacea 68
  12. Giáo trình Nấm học - Biên soạn: PGs. Ts. Cao Ngọc Điệp Hình 5.9. Những trường hợp nhị bội hố của Ustilago như ở U. maydis [A], ở U. anthearum [B], ở U. hordei [C-D], ở U. nuda [E], ở U. violacea [F](Sharma, 1998) Sinh sản ở Ustilago maydis (gây bệnh than bắp) Khuẩn ty nhị nhị bội ở trên bắp tiếp tục nẩy chồi trên trái bắp tạo thành các khối u (hình 5.10), khi các khuẩn ty thứ cấp phát triển các đãm bào tử đơng hình thành với các dạng cầu, trịn vách dầy, hai nhân đơn bội hợp thành một nhân nhị bội sau đĩ các bào tử này nẩy mầm cho ra một ống dài gọi là TIỀN KHUẨN TY (promycelium), nhân nhị bội di chuyển vào trong tiền khuẩn ty và phân chia thành 4 nhân đơn bội, nhân của mổi tế bào tiền khuẩn ty phân chia thành 2 nhân con, một đi vào chồi bên cạnh và một vẩn cịn ở lại tế bào chủ, chồi sẽ phát triển thành đãm bào tử, cịn nhân trong tế bào chủ tiếp tục phân chia cho chồi thứ hai, thứ ba Đãm bào tử trịn, bầu dục, vỏ mỏng chứa một nhân đơn bội và khi nẩy mầm cho một khuẩn ty đơn bội. Các than bào tử dể bị nước nĩng làm hư, chỉ cần nước ấm 26oC đến 30oC trong 4 - 5 giờ hay 54oC trong 10 phút sẽ làm các bào tử mất độ nẩy mầm (chết) vì vậy cần ngâm hột giống trong nước ấm, sạch để phịng ngừa các loại nấm này. Ngồi ra cịn thể dùng biện pháp kỵ khí để các bào tử khơng thể hơ háp và mất khả năng nẩy mầm. Lớp Hyphomycetes Đây là lớp lớn nhất trong ngành này, bào đãm phát triển tốt nhất. Đa số các lồi trong lớp này là hoại sinh, một số rất ít là ký sinh. Bào tử đãm chính là bào tử banh (ballstopore) Lớp này chia làm 2 lớp phụ sau: 1. Lớp phụ Holobasidiomycetidae 2. Lớp phụ Phegmabasidiomycetidae 69
  13. Giáo trình Nấm học - Biên soạn: PGs. Ts. Cao Ngọc Điệp Hình 5.10. Chu kỳ sinh trưởng của nấm Ustilago maydis (Sharma, 1998) Lớp phụ Holobasidiomycetidae cĩ 6 bộ trong đĩ bộ Agaricales là quan trọng nhất. Bộ Agaricales Bộ này cĩ những đặc điểm như cĩ vịi dài (pileus) khác nhau (hình 5.11); trong đĩ sinh sản vơ tính với những đãm và bào tử đãm hiện diện trong một quả thể gọi là bào đãm (basidiocarp), tuy nhiên sự phân nhánh với những rãnh (gill) và cọng cĩ những vịng (ring) và nối với phần cuối của cọng cĩ một bao (volva). 70
  14. Giáo trình Nấm học - Biên soạn: PGs. Ts. Cao Ngọc Điệp Hình 5.11. Cấu trúc của bào đãm của một số lồi thuộc bộ này như Coprinus atramentarius (A), Agaricus compestris (B), mơ hình tiêu biểu của một bào đãm với bao được mở (Sharma, 1998) Nấm cĩ 2 loại ăn được và khơng ăn được; loại nấm ăn được cĩ nhiều chất dinh dưỡng với nhiều protein và vitamin cộng thêm những hương vị đặc trưng. Họ Agaricaceae 6.3 Giống [Chi] Agaricus campestus Khuẩn ty sơ cấp là khuẩn ty ngắn, khơng vách ngăn, bào tử đãm đơn bội nẩy mầm cho ra những khuẩn ty nhiều nhân. Sự phối hợp 2 khuẩn ty sơ cấp của 2 dịng khác nhau để tạo ra khuẩn ty thứ cấp (hình 5.12), chúng phát triển thành NỤ (knots) với những khuẩn ty dạng rễ (rhizomorph) bên dưới và từ đây chúng phát triển thành quả thể . Khuẩn ty thứ cấp bậc 1 cĩ thể thành khuẩn ty thứ cấp bậc 2 và tiềm sinh trong đất rất lâu. * Sinh sản vơ tính: rất hiếm Sinh sản hữu tính Trong nhĩm này khơng cĩ cơ quan sinh dục, điểm chính của giống này là DỊ TÁN, sự tiếp hợp của 2 khuẩn ty của 2 dịng khác nhau để hình thành khuẩn ty thứ cấp; từ đây phát triển thành nụ với những khuẩn ty rễ bên dưới và phát triển thành những quả thể với những rãnh bên dưới (gill) và khi quả thể bung dù khi các rãnh dản ra và cĩ một vịng bên dưới cọng. Khi quả thể bung dù lúc đĩ bào đãm đã chín, nếu cắt quả thể ra, chúng ta sẽ thấy sự tập hợp và bĩ chặt của những khuẩn ty và các rãnh cĩ 3 vịng khác nhau. 71
  15. Giáo trình Nấm học - Biên soạn: PGs. Ts. Cao Ngọc Điệp Hình 5. 12. Vịng đời của nấm Agaricus campestus (Sharma, 1998) - Vùng trụ (trama) gồm những khuẩn ty bĩ chặt theo một chiều nhất định và tận cùng là phân dù (pileus) - Vùng giữa (subhymesium) của rãnh, ở đây khuẩn ty cĩ nhiều nhân nhị bội - Vùng ngồi (hymenium) của rãnh, chứa một hay nhiều lớp tế bào cĩ nhân nhị bội và tận cùng gồm những tế bào sinh sản gọi là ĐÃM (hình 5.13) 72
  16. Giáo trình Nấm học - Biên soạn: PGs. Ts. Cao Ngọc Điệp Hình 5.13. Cấu tạo bên trong của bào đãm của Agaricus campestus (Sharma, 1998) ĐÃM là những tế bào đơn nhân nhị bội do sự kết hợp từ nhân đơn bội sau đĩ giảm phân thành 4 nhân đơn bội và sự phân chia 2 giới khác nhau ở giai đoạn này với 2 bào tử đãm là dịng + và 2 là dịng - , tận cùng của đãm là sự phát triển thành 4 cọng (sterigmata) và nhân đơn bội di chuyển vào 4 cọng này và cuối cùng cọng sẽ phát triển thành 4 bào tử đãm theo nguyên tắc PHĨNG THÍCH NỔ và bào tử đãm nẩy mầm cho ra 1 khuẩn ty sơ cấp của dịng + hay dịng - . 73
  17. Giáo trình Nấm học - Biên soạn: PGs. Ts. Cao Ngọc Điệp 74
  18. Giáo trình Nấm học - Biên soạn: PGs. Ts. Cao Ngọc Điệp Chương 6: Ngành phụ Nấm Bất Tồn (Deuteromycotina = lớp Deuteromycetes) 1. Gíới thiệu chung Ngành phụ Deuteromycotina gồm một hệ thống các nhĩm nấm bị thiếu hoặc khơng phát hiện được những đặc điểm của nấm hồn chỉnh (tiếp hợp, nang hoặc đảm); những nấm này khơng mang bào tử tiếp hợp (zygospore), bào tử nang (ascospore), hoặc bào tử đảm (bào tử đính thứ sinh - basidiospore). Nấm này thiếu giai đoạn sinh sản hữu tính trong vịng đời nên người ta gọi chung là nấm khơng hồn chỉnh hay “Nấm bất tồn” (Imperfect fungi). Các cá thể chỉ sinh sản bằng hình thức vơ tính, chủ yếu là bằng bào tử đính (conidia) phát triển trên cuống bào tử đính (conidiophores). Sutton (1973) đề nghị Deuteromycotina như "là một tập hợp các kiểu nấm sinh sản bằng bào tử với dạng khơng hợp nhân bởi sự giảm nhiễm" 1.1. Đặc điểm chung - Deuteromycotina được mơ tả bởi trên 15.000 lồi (Ainsworth, 1973) phần lớn sống trên cạn; Một số lớn nấm bất tồn thuỷ sinh (Alatospora, Tricladium, Pyricularia) tìm thấy trong cả mơi trường biển và nước ngọt, đa số các cá thể hoại sinh hoặc ký sinh, là nguyên nhân gây một số bệnh trên thực vật và động vật. - Ngoại trừ dạng đơn bào giống như nấm men của Blastomycetes, hầu hết tất cả Deuteromycotina cịn lại đều cĩ hệ khuẩn ty (mycelium) thật, gồm cĩ sự phát triển sợi, phân nhánh và vách ngăn sợi nấm (hypha) - Hệ sợi nấm thường cĩ gian bào hoặc nội bào và mỗi tế bào chứa nhiều nhân. - Vách ngăn trên tất cả các lồi được khảo sát hầu như giống với Ascomycotina,cĩ một lỗ thơng giữa mỗi vách. - Hồn tồn khơng cĩ sinh sản hữu tính, sinh sản chủ yếu bằng dạng bào tử đặc biệt là bào tử đính (conidia); Bào tử là bào tử đính bất động, phát triển bên ngồi cuống bào tử đính, về phần này thì Deuteromycotina giống như Ascomycotina. Bào tử đính cĩ hình dạng, kích thước, màu sắc thay đổi nĩ cĩ thể trong suốt hoặc cĩ màu sắc thay đổi, đơn nhân hoặc đa nhân, cĩ vách ngăn ngang, dọc hoặc khơng; Nĩ cĩ thể cĩ hình trứng (oval), thuơn dài, hình cầu, dạng sao, dạng hơi cong, dạng sợi, hình đĩa, dạng cuộn xoắn hay những dạng khác. - Bào tử đính được sinh trực tiếp từ cuống bào tử hoặc từ một vài kiểu thể quả như; bĩ sợi bào tử (synnema) (hình 6.1), cụm cuống bào tử (arcevulus) (hình 6.2), gốc cụm bào tử đính (sporodochium) hoặc túi bào tử phấn (pycnidium). Những thể quả này là các mơ mềm giả trong phạm vi nơi bào tử được sinh ra. Sutton (1973) phát hiện chỉ cĩ 3 kiểu thể quả là túi bào tử phấn, cụm cuống bào tử và lớp chất đệm (stroma) - Giới tính đối ứng (Parasexuality) (dị tính) được mơ tả trên một số Deuteromycotina; dưới hiện tượng này, cĩ sự hình thành các u tích hợp chất nguyên sinh, tiếp hợp nhân và đơn bội hố tại một thời điểm đặc biệt hoặc một vị trí đặc biệt trong vịng đời của nấm. Hiện tượng này được đề cập một cách gián tiếp bởi Pontecorvo và Roper (1952) và những nghiên cứu bổ sung của Pontecorvo 73
  19. Giáo trình Nấm học - Biên soạn: PGs. Ts. Cao Ngọc Điệp (1956,1958), Davis (1966). Một vài cơ sở bên ngồi của hiện tượng này bao gồm sự thành lập của hai kiểu nhân (heterokaryotic) (dị hạch), sợi nấm; cĩ sự tiếp hợp nhân và nhân lên của nhân lưỡng bội, cĩ sự xảy ra phân bào gián phân (mitosis), sự "tuyển chọn" của nhân lưỡng bội và cuối cùng là sự đơn bội hố một vài nhân lưỡng bội trong khuẩn ty. Bào tử đính thể mang bào tử đíh Hình 6.1. Một bĩ sợi bào tử (synnema) của Arthrobotryum (Sharma, 1998) 74
  20. Giáo trình Nấm học - Biên soạn: PGs. Ts. Cao Ngọc Điệp Hình 6.2. Nấm Collectrichum [A], Fusarium [B], Endothia [C](Sharma, 1998) 1.2. Tầm quan trọng Phần lớn các nấm trong ngành Deuteromycotina đều cĩ tác động trực tiếp hoặc gián tiếp đến cuộc sống hàng ngày của con người. Một số nấm thuộc lớp Hypomycetes như một số lồi thuộc giống Alternaria gây bệnh gỉ sét ở khoai tây, cà chua và một số cây trồng họ Solanaceae; Pyricularia gây bệnh đạo ơn ở lúa; Cercospora gây bệnh đốm lá ở bơng vải, thuốc lá, C. apii gây lở loét ngồi da ở người. Giống Fusarium gây bệnh thối đỏ ở mía, thối quả cà chua (Fusarium solani), thối khơ khoai tây, hư hành tỏi; Các cá thể thuộc chi Colletotrichum gây bệnh loét cây, C. lagenarium gây bệnh thối hồng ở bầu bí (Sharma, 1989; Lương Đức Phẩm, 2002). Độc tố nấm Fusarium, Alternaria gây xuất huyết nội quan (dạ dày, ruột, gan, ), rối loạn thần kinh. 2. Phân loại Hình dạng, kích thước, vách ngăn, màu sắc và sự trang trí của bào tử là tiêu chuẩn chính để phân loại Deuteromycotina; Song song với việc dựa vào hình thái của bào tử thì sự phát triển của chúng (tản và kiểu phát triển phơi nguyên bào, Kendrick, 1971), hình dạng và sự phát sinh của cuống bào tử đính cũng như sự tụ hợp của chúng trong dạng thể quả xác định (bĩ sợi bào tử (synnema), cụm cuống bào tử (arcevulus), 75
  21. Giáo trình Nấm học - Biên soạn: PGs. Ts. Cao Ngọc Điệp gốc cụm bào tử đính (sporodochium) hoặc túi bào tử phấn (pycnidium) cũng là những đặc điểm phân loại quan trọng. Ainswoth (1973) chia ngành phụ Deuteromycotina theo 3 lớp: − Khuẩn ty khơng phát triển hoặc phát triển yếu; dạng cơ thể giống như nấm men và cĩ sự nảy chồi: Blastomycetes − Khuẩn ty thật; khơng nảy chồi; sợi nấm bất dục hoặc sinh bào tử trên cuống, khơng cĩ sự tập trung thành túi bào tử hay cụm cuống bào tử: Hypomycetes − Khuẩn ty thật; bào tử tập trung trong túi bào tử hoặc trên cụm cuống bào tử: Coelomycetes Alexopoulos và Mims (1979) đã đưa ra 3 lớp phụ hình thức là Blastomycetidae, Hypomycetidae và Coelomycetidae. 2.1 Lớp Hypomycetes 2.1.1. Đặc tính chung 1. Phần lớn các cá thể sống hoại sinh trên thực vật hoặc ký sinh. 2. Sợi nấm phát triển mạnh, cĩ vách ngăn và phân nhánh. 3. Chủ yếu sinh sản bằng bào tử (Moniliales) nhưng một số chỉ sinh sản bằng phân đoạn (fragmentation) như Rhizoctonia và Sclerotium. 4. Bào tử của chúng khơ hoặc nhầy nhớt. 5. Cả túi bào tử lẫn cụm cuống bào tử đều khơng cĩ trong sự sinh sản của bất kỳ cá thể nào. 2.1.2. Phân loại Alexopoulos và Mims (1979) đã cơng nhận 2 bộ hình thức (Moniliales và Agromycetales) dưới phân lớp hình thức Hyphomycetidae, các cá thể của Hyphomycetes sinh ra bào tử được đặt trong bộ hình thức Moniliales nhưng những dạng thiếu bào tử và sinh sản bằng phân đoạn sợi nấm thì được đặt vào bộ hình thức Agromycetales. Đặc điểm của bộ Moniliales Phần lớn cá thể hoại sinh hoặc ký sinh và bào tử của chúng phát triển trên những sợi nhánh chuyên biệt là cuống bào tử (sporophore) hoặc cuống bào tử đính (connidiospore), chúng được đề nghị thành 4 họ hình thức (form-class) sau: 1. Moniliaceae: cuống bào tử tách ra từ một sợi nào đĩ hoặc khơng cĩ; bào tử và hệ sợi nấm trong suốt hoặc cĩ màu sáng, đại diện Monilia. 2. Dematiaceae: bào tử và hệ sợi nấm màu sậm. Đại diện Altenaria, Curvularia, Cercospora, Helminthosporium, Drechslera. 3. Tuberculariaceae: bào tử và cuống bào tử đính được sinh ra từ cụm cuống bào tử. Đại diện Fusarium. 4. Stilbellaceae: bào tử và cuống bào tử đính phát triển trong bĩ cuống bào tử đính. Đại diện Graphium. a. Giống ALTERNARIA * Đặc điểm Nhĩm nấm này khá phổ biến, cĩ nhiều lồi hoại sinh và gây chết từng phần cây trồng. Alternaria là tác nhân gây nhiễm chính trong nuơi cấy trong phịng thí nghiệm. 76
  22. Giáo trình Nấm học - Biên soạn: PGs. Ts. Cao Ngọc Điệp Bào tử của chúng rất phổ biến trong bụi bặm trong nhà, trong khơng khí và là tác nhân chính gây dị ứng (Hyde và Williams, 1946), một số bệnh về da và vài rối loạn nghiêm trọng ở cơ thể người.Nhiều lồi Alternaria ký sinh trên thực vật. Trên các cá thể thuộc họ Solanaceae (khoai tây), Alternaria cho triệu chứng bệnh rỉ sét sớm hơn là Phytophthora infestans (thuộc lớp Oomycetes, tác nhân gây bệnh rỉ sét muộn (late- blight) ở khoai tây), chỉ riêng Alternaria được gọi là “bệnh rỉ sét sơm”. Triệu chứng sớm của bệnh là những đốm nhỏ màu vàng nâu trên lá, sau đĩ lan rộng tạo những vết hình nhẫn đồng tâm; Tồn bộ phiến lá, cuống lá, gân lá và thậm chí cả hệ thống mạch dẫn cũng tổn thương đứt gãy do bị nhiễm. Phần cịn lại của ống mạch cĩ màu nâu. Những phần bị nhiễm nấm Hình 6.3. Alternaria solani trên khoai tây (Solanium tuberosum)(Sharma, 1998) Alternaria alternata (=A.tenuis) là nguyên nhân gây bệnh “đốm đen” trên lúa mì trong khi A.triticina gây bệnh rỉ sét (thối khơ lá) (Bhownik, 1969). A. brassicae và A.brassicicola tấn cơng trên hạt Brascica (họ cải bắp) cịn A.solani (hình 6.3) gây bệnh rỉ sét sớm trên khoai tây và các lồi khác thuộc họ Solanaceae; Một vài lồi Alternaria khác (với ký chủ của chúng trong ngoặc đơn) là A. citri (trên lá họ cam quít Citrus sp.), A helianthi (trên hướng dương Helianthus annuus) và A. palandui và A. porri gây cháy lá trên hành tây, tỏi. 9 Hệ sợi nấm Màu nâu sáng, mảnh, phân nhánh mạnh, sợi nấm cĩ vách ngăn trước hết là gian bào, sau đĩ cĩ thể trở thành nội bào.;Mỗi tế bào thường cĩ nhiều nhân. Theo Knox- Davis (1979) thì những tế bào sinh dưỡng của A.brasicicola chứa từ một tới nhiều nhân, đầu mút tế bào sợi nấm cĩ 27 nhân và những tế bào già cĩ đến 33 nhân. 9 Sinh sản Giống Alternaria chủ yếu sinh sản bằng cách tạo bào tử đính; Giai đoạn hồn chỉnh của Alternaria là Pleospora infectoria (hình 6.4) – một loại nấm Loculoascomycetous (Webster, 1980). 77
  23. Giáo trình Nấm học - Biên soạn: PGs. Ts. Cao Ngọc Điệp Nha bào tử phịng Bào tử nang Hình 6.4. Một nha bào tử phịng (ascus) của Pleospora infectoria – một loại nấm Loculoascomycetous – giai đoạn hồn chỉnh của Alternaria (Sharma, 1998) Bào tử đính phát triển trên cuống bào tử đính ngắn, sậm màu và thường vơ định hình; Một bào tử phát triển như là chồi ngọn của tế bào đỉnh trên cuống bào tử đính (hình 6.5. A-D); Nĩ khơng phát triển bằng cách thắt eo và mở rộng phần chĩt tế bào của cuống bào tử. Những bào tử non được phân cách bằng vách ngăn ngang (hình 6.5. E) với sự phát triển của vành hình khuyên vào bên trong (Campbell,1970); Trung tâm mỗi vách ngăn cĩ một lỗ thơng nội chất giữa các tế bào của bào tử, sau đĩ một số tế bào phân cách bởi vách ngăn dọc (hình 6.5. F). Nhĩm bào tử với vách ngăn và dọc như thế được gọi là dạng quả dâu (muriform) hoặc bào tử lưới (dictyospore), thường thì phần chĩp bào tử nảy chồi và cuối cùng tạo thành sợi của bào tử (hình 6.5. G). Đơi khi chồi cĩ thể phát triển từ tế bào thấp hơn hay gắn vào bào tử tạo nên nhánh của sợi bào tử (hình 6.5. H-I). Sự mở rộng thêm của sợi bào tử sẽ ngưng khi cĩ sự bịt kín lỗ nền bào tử; Bào tử chín là một quả thể nhiều nhân cĩ vách ngang và dọc; Nĩ được bao quanh bởi 2 lớp vách, tầng ngồi cĩ sắc tố của tế bào, tầng trong trong suốt (Campbel, 1969, 1970). Theo Knok-Davies (1979) cuống bào tử chín chứa vài nhân (0-3) trong khi bào tử chứa 1-2 nhân, Purkayastha và cộng sự (1980) đã nghiên cứu siêu cấu trúc bề mặt của 5 lồi Alternaria gây bệnh (A.longissima, A.cassiae, A.tenuissima, A.raphani và A.sonchi); Các hạt bào tử đươc phát tán nhờ giĩ, gặp điều kiện nhiệt độ và độ ẩm thích hợp bào tử nảy mầm tạo từ 5 đến 10 ống (hình thành sợi nấm)(hình 6.5. J). 78
  24. Giáo trình Nấm học - Biên soạn: PGs. Ts. Cao Ngọc Điệp Conidiophore = cọng mang t1ui bào tử, bud = chồi, conidia = bào tử đính, germ tube = ống mầm, lateral bud = chồi hơng, young conidium = bào tử đính non Hình 6.5. A-F sự phát triển bào tử đính của Alternaria solani; G, 2 bào tử đính thành chuỗi của A.brascicae; H, bào tử nảy chồi của A.brasicicola; I, chuỗi bào tử phân nhánh của A.brascicae; J, bào tử nảy chồi của A.brasicicola (Sharma, 1998) Kiểm sốt bệnh thối lụi Sự luân phiên mùa vụ là cĩ lợi vì bệnh chủ yếu từ đất trồng; Thuốc phun trừ nấm tốt nhất là loại cĩ chứa đồng hoặc kẽm, cách khoảng 15 ngày trong phạm vi kiểm sốt dự phịng. Azariah và cộng sự (1962) chủ trương sử dụng hỗn hợp Bordeux trong khi đĩ Mathur và cộng sự (1971) thì giới thiệu phun Zineb và Dithane M-45. b. Giống CERCOSPORA Đặc điểm Giống như Alternaria, Cercospora cũng là một chi lớn trong họ Dematiaceae, được đại diện bởi trên 2000 lồi (Ellis, 1971) nhưng số lớn xuất hiện rất nhiều và hầu như đồng dạng (Webster,1980). Cercospora là nguyên nhân gây bệnh đốm lá trên cà chua, rau diếp, khoai tây, bơng vải, lúa, đậu phộng, ớt, đậu trứng cút (piegon pea - arhar), củ cải đường, thuốc lá và nhiều cây trồng kinh tế quan trọng khác; C. personata là tác nhân gây bệnh đốm gạch nâu ở đậu phộng (Arachis hypogea), C.gossypina gây bệnh đốm lá trên bơng vải (Gossypium herbaceum) và C. oryzae gây bệnh gạch nâu trên lúa, C. apii gây bệnh trên người và cĩ thể là nguyên nhân gây 79
  25. Giáo trình Nấm học - Biên soạn: PGs. Ts. Cao Ngọc Điệp những vết lở loét trầm trọng trên mặt trơng rất kinh khủng. (Emmons và ctv, 1975). Hệ sợi nấm phát triển mạnh, phân nhánh và cĩ vách ngăn mỏng, sợi nấm nội bào, giác mút phân nhánh tìm thấy ở C. personata; Hệ sợi nấm cả bên trong và bên ngồi tìm thấy ở C.arachidicola. Vào thời điểm hình thành bào tử đính, sợi nấm tập trung thành khối dày đặc dạng quả cầu gọi là chất nền (stroma), chất nền phát triển bên dưới lớp biểu bì trong những lổ hỗng dưới khí khẩu của lá; Bào tử đính phát triển trên vách ngăn những cuống bào tử màu sậm, cĩ những biến đổi rất lớn về kích thước của bào tử và cuống bào tử; Bào tử dài, mảnh, hẹp, thon nhọn và chứa rất nhiều vách ngăn ngang (hình 6.6). Sự phát triển của những cuống bào tử ghép thành cụm sậm màu, cong gập như đầu gối, thường chúng thị ra ngồi chất nền của tế bào lá cây chủ, sự phĩng thích bào tử khỏi cuống bào tử đính tạo vết sẹo nhỏ nơi nĩ gắn vào, bào tử phát tán hiệu quả nhờ các giọt mưa, gặp điều kiện nhiệt độ và ẩm độ thích hợp, mỗi bào tử nảy mầm và tạo nên hệ sợi nấm mới. Conidiophore = cọng mang túi bào tử Hình 6.6. Cuống bào tử và bào tử của Cercospora beticola (Sharma, 1998) 3. Giống CURCULARIA Đặc điểm Nĩ cũng là một thành viên của họ Dematiaceae của bộ Moniliales, nĩ được giới thiệu trên 30 lồi; Curvularia tìm thấy trên lúa (Benoit và Mathur, 1970) và nhiều cây trồng khác. Là tác nhân gây bệnh đốm lá, bệnh rỉ sét (thối khơ), biến dạng hạt, biến màu (bạc màu) hạt và thậm chí thối rễ; Giai đoạn hồn chỉnh đã được biết là dạng lồi của Cochliobolus, một thành viên của Loculoascomycetes. Cuống bào tử đứng thẳng, sợi lớn (marconematous) và sợi đơn (mononematous). Bào tử xoắn thành vịng trên cuống bào tử. Bào tử thường cong. Cĩ 3 bào tử trên một đế là nhiều nhất (hình 6.7); 80
  26. Giáo trình Nấm học - Biên soạn: PGs. Ts. Cao Ngọc Điệp Sự lồi lên của rốn hạt bào tử trên đế gặp ở một vài lồi như C.combopogonis, đơi khi cuống bào tử phát triển trên chất nền. Hình 6.7. Cuống bào tử và bào tử của Curvularia lunata (Sharma, 1998) 4. Giống PYRICULARIA Đặc điểm Pyricularia là một thành viên của họ Dematiaceae, bộ Moniliales; P. oryzae là nguyên nhân chính gây bệnh đạo ơn (nổ lốp) ở lúa; Nấm bệnh thường giết chết hồn tồn cây con, đơi khi trên lúa trưởng thành, nĩ cũng nhiễm trên nhiều thực vật như cỏ mần trầu voi (Euleusine coracana) và kê (Setaria italica). Hệ sợi nấm phát triển và phân nhánh, cĩ vách ngăn, sợi nấm nội bào hoặc gian bào, tế bào thường nhiều nhân, cuống bào tử thường đơn, dài, mảnh, cĩ hoặc khơng cĩ vách ngăn, và thường khơng phân nhánh. Một nhĩm cuống bào tử mọc trên chất nền, bào tử màu nâu nhợt, dạng quả lê ngược và cĩ 2 vách ngăn (tạo 3 ngăn) (hình 6.8); Mỗi bào tử gắn với cuống bào tử bởi rốn hạt (hilum) như nhú lồi. Bào tử được phĩng thích khi ẩm độ rất cao đặc biệt vào ban đêm, cĩ thể sự vỡ ra của rốn hạt gây phĩng thích bào tử. Massarina, một nấm Loculascomycetes được giới thiệu như giai đoạn hồn chỉnh của Pyricularia aquatica, trong khi đĩ giai đoạn hồn chỉnh của P.grisea là Magnaporthe grisea lại là nấm Pyrenomyceteous. 81
  27. Giáo trình Nấm học - Biên soạn: PGs. Ts. Cao Ngọc Điệp Conidia = bào tử đính, conidiophore = cọng mang túi bào tử Hình 6.8. Cuống bào tử và bào tử của Pyricularia oryzae (Sharma, 1998) 5. Giống FUSARIUM Đặc điểm Fusarium là chi lớn nhất trong Tuberculariaceae, chúng hoại sinh hoặc ký sinh trên nhiều cây trồng, cây ăn trái và rau. Nĩ là nguyên nhân chính làm héo rũ cây chủ. Hệ sợi nấm lan toả khắp mơ mạch và lấp kín mạch gỗ. Sự lấp mạch gỗ sẽ cản trở quá trình chuyển vận nước làm héo cây (hình 6.9 A), Fusarium cũng sản xuất một số chất độc tiết vào mạch dẫn cây chủ cũng cĩ thể gây héo rũ, nhiều lồi thực vật bị Fusarium tấn cơng (hình 6.9. A). Sau đây là vài lồi Fusarium gây bệnh héo lá và cây chủ (trong ngoặc đơn): F. udum (trên đậu săn Cajanus cajan), F.oxysporum bv. licopersici (trên cà chua Lycospersicon esculentum), F. lini (trên cây lanh Linum usitatissimum) F. solani (trên khoai tây Solanum tuberosum) và F. orthaceras (trên đậu mơ-đậu Thổ Nhĩ Kỳ Cicer arietium). Hệ sợi nấm phân nhánh, cĩ vách ngăn, sợi nấm thường khơng màu, chuyển màu nâu khi già. Hệ sợi nấm sản sinh độc tố tiết vào hệ mạch gây héo cây chủ. Sinh sản Fusarium sinh sản vơ tính trung bình giữa 3 kiểu bào tử vơ tính là bào tử đính lớn (Macroconidia), bào tử đính nhỏ (Microconidia) và bào tử vách dày (hậu bào tử - Chlamydospores).Macroconidia dài, nhiều nhân, hình liềm hoặc thân cong sinh ra từ cuống bào tử. Đầu và cuối bào tử lớn thuơn nhọn (hình 6.9 C); Một vài lồi bào tử lớn 82
  28. Giáo trình Nấm học - Biên soạn: PGs. Ts. Cao Ngọc Điệp tách rời và khơng gắn trên cuống bào tử, những tế bào sinh bào tử lớn gọi là thể bình (phialide) (hình 6.9.B). Tiểu bào tử đính thường đơn nhân đơi khi 2 ngăn, hình cầu hoặc hình trứng được sinh ra từ một thể bình hay những cuống bào tử phân nhánh hoặc khơng phân nhánh (hình 6.9 D); Tiểu bào tử đính thường được giữ trong một nhĩm nhỏ và tiểu bào tử đính của Fusarium rất giống bào tử của Cephalosporium vì thế giai đoạn này thường được qui vào nấm Cephalosporium. Bào tử vách dầy (hình 6.9 E) hình trịn hoặc hình trứng, vách dày, nằm tận cùng hoặc chen giữa các sợi nấm giả. Chúng cĩ thể phát triển đơn hoặc thành chuỗi, chúng tách ra và mọc các ống mầm nếu bào tử gặp điều kiện thuận lợi, Hậu bào tử hay bào tử vách dầy rất bền và tồn tại độc lập trong thời gian dài. Hình 6.9. A, Fusarium udum gây bệnh héo lá (trên đậu săn Cajanus cajan); B, cuống sinh bào tử và bào tử đính lớn; C, đại bào tử đính (macroconidia); D, tiểu bào tử đính (microconidia); E, bào tử vách dày (hậu bào tử)(Chlamydospore)(Sharma, 1998) Lớp Coelomycetes Đặc tính chung 1. Nhĩm này ký sinh và hoại sinh trên thực vật cĩ mạch trên cạn. Một số ký sinh bậc hai trên nấm khác. 2. Tản là thể quả thật, hệ sợi nấm cĩ vách ngăn. 3. Khơng cĩ tế bào chồi. 83
  29. Giáo trình Nấm học - Biên soạn: PGs. Ts. Cao Ngọc Điệp 4. Bào tử và cuống bào tử sắp xếp trên túi bào tử hoặc cụm cuống bào tử. 5. Túi bào tử bề mặt hay nằm sâu bên trong, hình cầu, trải phẳng hoặc hình dĩa, một vách tạo những tế bào cùng đường kính. 6. Cụm cuống bào tử nằm bên trong chất nền thiếu phần bên và trên vách (Sutton,1973) 7. Bào tử đơn bào, rụng sớm, trong suốt hoặc cĩ sắc tố tế bào. Phân loại Sutton (1973) đề nghị Coelomycetes vào 2 bộ: 1. Melanconiales: thể quả kiểu cụm cuống bào tử. 2. Sphaeropsidales: thể quả kiểu túi bào tử phấn. Đặc điểm bộ Melanconiales 1. Các cá thể ký sinh hoặc hoại sinh trên thực vật 2. Thể quả kiểu cụm cuống bào tử. 3. Mơ chất nền giới hạn cơ sở của thể quả. 4. Thể quả dưới lớp cutin, dưới biểu bì, hoặc dưới chu bì và vỡ ra bởi sự rạn nứt của mơ vật chủ. Melanconiales cĩ một họ Melaconiaceae (Sutton, 1973) với giống Colletotrichum được mơ tả ở đây. Đặc điểm bộ Sphaeropsidales 1. Tính chất chủ yếu là thể quả dạng túi bào tử phấn. 2. Cá thể cĩ kích thước hiển vi ký sinh hoặc hoại sinh. 3. Màng bao quanh thể quả là nhu mơ giả. 4. Bào tử định dạng từ các vách ngăn. 6. Giống COLLETOTRICHUM Đặc điểm Nĩ được mơ tả cĩ 11 lồi (von Arx,1957; Sutton, 1973). Nhưng Alexopoulos và Mims (1979) thì đề xuất trên 1000 lồi hình thức trong giống này đã được mơ tả trước đây, phần lớn chúng trùng tên. Theo ý kiến gần nhất của Baxter và cộng sự (1985), Colletotrichum được giới thiệu cĩ 21 lồi: C. coccodes, C. dematium, C. gloeosporioides, C. graminicola, C. falcatum và C. capsici là những lồi thường gây bệnh thán thư (anthracnose). 9 Bệnh thối đỏ ở mía Đây là bệnh thường gặp ở mía do C. falcatum, nấm tấn cơng chính vào thân và lá (hình 6.10), phiến lá trở nên nhạt hoặc đỏ sậm và rủ xuống, thân cĩ nhiều vết nứt và lớp màng sợi đỏ phát triển dọc thân; Sự hố đỏ chủ yếu ở bĩ mạch, đơi khi vào tận trong ruột và thân bị thối, rút ngắn tại các đốt. 9 Sợi nấm Nội sinh, sợi nấm mảnh, phân nhánh, khơng màu, cĩ vách ngăn, sợi nấm cĩ nội bào và gian bào; Nhiều hạt dầu được sản xuất trong mỗi tế bào của hệ sợi nấm; Khi 84
  30. Giáo trình Nấm học - Biên soạn: PGs. Ts. Cao Ngọc Điệp chín sợi nấm trở nên sậm màu và bện xoắn lại thành dạng chất nền nhỏ dưới lớp ngồi cùng. 9 Sinh sản Colletotrichum chỉ sinh sản vơ tính bằng bào tử đính, bào tử đính phát triển trên cuống bào tử trong dạng thể quả là cụm cuống bào tử (hình 6.11 A-C); Cụm cuống bào tử cĩ dạng đĩa phẳng, mặt sau cĩ cấu trúc phấn mịn, mỗi cụm cuống bào tử gồm lớp chất nền, bề mặt sản sinh cuống bào tử trong suốt (hình 6.11.C). Cuống bào tử khơng cĩ vách ngăn kéo dài đơn bào, dạng liềm, cong, bào tử trong suốt. Cùng với bào tử và cuống bào tử là các lơng cứng trên mỗi cụm cuống bào tử, lơng dài cứng, thuơn nhọn, khơng phân nhánh và đa bào cấu trúc như tơ cứng (hình 6.11.A-B) và Frost (1964) mơ tả một vài lồi của Colletotrichum cĩ hoặc khơng cĩ lơng cứng cĩ thể được kiểm sốt bởi sự thay đổi độ ẩm. Cụm bào tử Thân La Tổn thương Hình 6.10. Colletotrichum falcatum. A, cụm bào tử trong thân; B, cụm bào tử trên lá (Sharma, 1998) Sự hình thành một số lớn của bào tử gây nứt gãy trên biểu bì vật chủ, gặp điều kiện thuận lợi, mỗi bào tử mọc từ một đến nhiều ống mầm để hình thành hệ sợi nấm (Hình 6.11.D); Đĩa bám là dạng của Colletotrichum trong nuơi cấy (Sutton, 1962, 1968) 85
  31. Giáo trình Nấm học - Biên soạn: PGs. Ts. Cao Ngọc Điệp Sợi nấm già đơi khi hình thành vách dày, màu nâu sậm, hình cầu hoặc khơng đều gọi là hậu bào tử (Chlamydospores), Nĩ cĩ thể ở tận cùng hoặc chen giữa sợi nấm và tồn tại trong thời gian dài và khi tách ra chúng cũng mọc mầm để hình thành sợi nấm mới. Theo von Arx (1957) ‘Sclerotia’ cũng là một dạng đặc biệt của Colletotrichum, Glomerella tucumanensis là một nấm túi (Ascomyceteous) được coi như giai đoạn hồn chỉnh của Colletotrichum falcatum. Bào tử Lơng cứng Bào tử Lơng cứng cuống bào tử Bào tử Chất nền sợi nấm Bào tử nẩy mầm Cuống bào tử Hình 6.11. Cụm bào tử của Colletotrichum lindemuthianum; B, cụm bào tử của C. faltacum; C, cuống bào tử và bào tử đính của C. graminicola; D, bào tử nảy mầm (Sharma, 1998) 86
  32. Giáo trình Nấm học: Biên soạn Ts. Nguyễn văn Thành Chương 7 VAI TRỊ HỮU DỤNG CỦA NẤM TRONG CHẾ BIẾN THỰC PHẨM 1. GIỚI THIỆU Sự phát triển và hoạt động trao đổi chất của nấm (nấm men và nấm mốc) trong thực phẩm cĩ thể cĩ những ảnh hưởng khác nhau. Mặt khác hoạt động của nấm đã được khai thác bởi con người cho muc đích sản xuất và chế biến thực phẩm. Thực tiển thu được quả thể nấm rơm cũng như sự ứng dụng nấm mốc để chuẩn bị thực phẩm lên men đã trãi qua nhiều thế kỷ. Gần đây là nấm sợi cũng như nấm men đã được nuơi cấy để thu được thực phẩm dinh dưỡng giàu đạm cho con người và vật nuơi. Nấm đĩng vai trị quan trọng trong sự lên men cơng nghiệp để tạo ra nhiều loại phân hố tố (enzim) và các chất hữu cơ khác. Nhiều trong số này được ứng dụng như thành phần của thức ăn. Gần đây nhất, kỹ thuật tái tổ hợp DNA đã trở nên phổ biến để bổ sung những đặc tính của nấm. Một vài ứng dụng cho cơng nghệ thực phẩm sẽ được đề cập. 2. thỰc phẨM lên men bỞi nẤM Lên men là một trong những kỹ thuật lâu đời nhất của sự chế biến thực phẩm và mang tầm quan trọng kinh tế to lớn. Sự xuất hiện, qui trình chế biến, và sử dụng của thực phẩm lên men đã được viết nhiều (Campbell-platt 1987, Steinkraus 1997). Một vài sản phẩm lên men (phĩ-mat, bia, rượu, nứơc tương) đã cĩ kinh nghiệm sản xuất một lượng lớn, với việc sử dụng giống chủng ưu việt, mặt khác nhiều thực phẩm lên men hãy cịn được sản xuất sử dụng kỹ thuật truyền thống lâu đời dưới những điều kiện đơn giản hoặc ngay cả nguyên sơ. Do nhiều nguyên nhân, của nền kinh tế và tính chất yêu cầu của sản phẩm, hầu hết việc lên men thực phẩm khơng thể tiến hành một cách lợi nhuận dưới điều kiện vơ trùng. Thực phẩm lên men vì thế cĩ thể chứa đựng nhiều vi khuẩn, nấm men và nấm mốc, xuất xứ từ vất liệu thơ, giống chủng, sự nhiễm trong tiến trình. Bảng 7.1. Thực phẩm (chọn lọc) lên men bởi giống hỗn hợp (nấm mốc, nấm men, vi khuẩn) Nấm mốc Nấm men Vi khuẩn Cơ chất sản sử nguồn gốc phẩm dụng Actinomucor Đậu hũ chao thực Trung elegans phẩm Quốc, VN đạm Amylomyces Endomyces Pediococcus gạo Ragi giống Phương rouxii spp. spp. (khơng chủng Đơng Hyphopichia Enterococcus nấu) làm 86
  33. Giáo trình Nấm học: Biên soạn Ts. Nguyễn văn Thành spp. spp. rượu Aspergillus Zyg. rouxii Tetragenoco đậu Miso đồ gia Phương oryzae Torulopsis ccus nành + vị Đơng A. soyae spp. halophila; gạo/lúa Ent. faecalis mạch A. oryzae Zyg. rouxii, Lactobacillus đậu Nước đồ gia Phương A. soyae Zyg. soyzae, delbrueckii, nành + tương vị Đơng group Hansennula Tet. lúa mì + spp., halophila muối Torulopsis Ped. spp., damnosus Candida spp. A. oryzae Hans. Leuc. gạo nấu Saké rượu Nhật anomala, mesenteroi- Sacch. des var saké, Cerevisae Lb. saké (saké) Monascus gạo nấu Ang- chất tạo Trung purpureus kak màu, Quốc, Nhật M. rubber, (gạo lên đồ gia M. pilosius men với vị, mốc đỏ) thành phần bổ dưỡng Penicillum Yarrowia Leuconostoc Bánh Phĩ-mát thực Pháp roqueforti lipolytica spp. sữa (hoa kiểu phẩm sữa ép) roquefo đạm, đồ rt gia vị P. Candida spp. Brevibacteri Bánh Phĩ-mát thực Pháp camemberti Kluyveromyc um linens sữa (hoa kiểu phẩm es spp. Lc. lactis ssp sữa ép) Camem đạm, đồ Torulopsis cremoris -bert gia vị spp P. Mirococcus thịt Salani thực Châu Âu nalgiovense spp. (xúc phẩm P. Staphylococc xích) đạm chrysogenum us spp. Pediococcus spp. Lactobacillus spp. Rh. Trichosporon Klebsiella đậu Tempeh thực Indonesisa oligoporus beigelii, pneumoniae nành phẩm Rh. chinensis, Clavispora Enterobacter đạm, Rh. oryzae, lusitaniase, cloacae, thức ăn Mucor Yar. Lactobacillus nhanh indicus lipolytica spp. 87
  34. Giáo trình Nấm học: Biên soạn Ts. Nguyễn văn Thành Ở thực phẩm lên men nấm đa giống chủng, sự kích thích từ chất chuyển hố bởi sự phân giải tương hỗ của cơ chất hoặc bởi sự phĩng thích của các sản phẩm phân giải; hoặc sự ức chế bởi sự cạnh tranh sự tạo thành của chất kháng sinh hoặc chất trao đổi kháng vi sinh là các yếu tố quan trọng của sự cân bằng của các quần thể vi sinh vật (Nout, 1995). Theo tính tự nhiên vật lý của cơ chất, sự lên men cĩ thể được phân biệt thành lên men bề sâu hay lên men chìm (liquid fermentation) và lên men bề mặt (solid- state fermentation). Trong lên men bề sâu, chất lỏng phục vụ như một mơi trường cho sự phân bố đồng nhất của vi sinh vật và cho sự truyền nhiệt và truyền khối. Lên men bề sâu được sử dụng cho việc chế biến nước giải khát và nước sốt (sauces). Bảng 1 liệt kê vài thực phẩm lên men trong đĩ nấm đĩng một vai trị thiết yếu. Thêm vào đĩ, vật liệu thơ của chúng, vi sinh vật lên men đại diện, kiểu của hệ thống lên men (bề sâu hoặc bề mặt) và liên hệ đến nhĩm hệ vi sinh vật cho sự lên men thành cơng cũng được liệt kê. Ở vùng ơn đới, thịt làm chín bởi nấm mốc và phĩ-mát là chiếm ưu thế bởi Aspergillus và Penicillium spp. Nấm men đĩng vai trị trong các sản phẩm nướng và nước giải khát cĩ cồn. Ở những vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới, thực phẩm lên men nấm chiếm ưu thế ở đơng và đơng nam châu Á. Rhizopus, Amylomyces, Mucor, Neurospora, and Monascus spp. thường được tìm thấy như hệ vi sinh vật chức năng. Các sản phẩm lên men bởi nấm men từ vùng nhiệt đới bao gồm thức ăn nhanh và nước giải khát cĩ cồn. Sau đây là một vài thực phẩm lên men chọn lọc. 2. 1. Rượu Sự đa dạng của rượu khơng chỉ vì nhiều hơn 5.000 loại nho (Vitis vinifera) mà cịn đặc biệt đến điều kiện trồng trọt (địa điểm, đất, khí hậu) và điều kiện lên men. Nguyên tắc cơ bản của làm rượu được tĩm tắt ở hình 7.1 Nho phải là khơng bị lên mốc, trừ phi sự chế biến của rượu ngọt “Sauterne” loại này địi hỏi mốc Botrytis cinerea. Rượu đỏ thì thơng thường lên men “trên lớp vỏ”. Thường thì SO2 được thêm vào 100-150mg/lít để ức chế sự phát triển của nấm men biểu sinh (Candida, Hanseniaspora, Kloeckera, Pichia, Rhodotorula, Saccharomyces, Torulopsis spp.) Điều này sẽ thúc đẩy sự chiếm ưu thế tốt của nấm men rượu chọn lọc (Saccharomyces cerevisae thường đồng hành với Torulopsis stellata) (cho vào sấp xỉ 106/ml dịch nho. Lưu ý rằng nấm men tạo mùi (hương vị) là cân bằng với nấm men chức năng cho sự lên men rượu. Khi tất cả đường lên men đã cạn kiệt thì sự lên men rượu dừng lại và nấm men được lấy ra để ngăn cản sự mất mùi từ sự tự phân giải của nấm men. Ở rượu axit cao, vi khuẩn axit lactic (Oenococcus oeni) được chủng để biến đổi axit malic thành axit lactic, vì thế cho ra rượu vị ngọt hơn. 88
  35. Giáo trình Nấm học: Biên soạn Ts. Nguyễn văn Thành 2.2. Phĩ-mát Camembert Đây là một của nhiều phĩ-mát bề mặt chín. Cĩ nguồn gốc từ Normandy, Pháp lần đầu tiên nĩ được làm bởi Marie Harel vào năm 1791. Năm 1890, M. Ridel phát triển hộp gỗ nổi tiếng tạo điều kiện xuất khẩu với lượng lớn. Nguyên tắc cơ bản của sản xuất phĩ-mát Camembert được viết ra như ở hình 7.2. Sau khi sữa đơng cịn rất non (ép thành bánh sữa), nĩ được chủng giống bởi bào tử của Penicillium camembert bằng cách phun như sương mù. Sau khi ngâm trong nước muối và đưa vào điều kiện thích hợp, sự phát triển của mốc bắt đầu tại bề mặt phĩ-mát trong suốt giai đoạn ủ. Vỏ cứng của phĩ-mát Camembert thì mỏng và trắng. Các dịng mốc chủng khác nhau cĩ màu sắc trong khoảng từ xám lục nhạt tới trắng tinh. Bên trong của phĩ-mát phải là vàng nhạt với trung tâm màu trắng rắn chắc. Trong quá trình chín, các phân hố tố (enzim) thuỷ phân đạm và chất béo của P. camemberti khuyếch tán vào trong phĩ-mát. Thu hoạch nho (Vitis vinifera) loại bỏ cuốn xay to nước nho ép 1 nạt nho ướt ép nước nho ép 2 vỏ (rượu vang đỏ: lên men cĩ vỏ nho SO2 được thêm vào rượu vang trắng: khơng cĩ vỏ) Lên men rượu (đỏ:1-4 tuần, chủng nấm men rượu (khơng 20-30°C) bắt buộc) (trắng: 6-10 tuần, 10-20°C) Tách lắng (qua giá đỡ) Lên men malo-lactic (cho Lắng tụ nấm men rượu đỏ axít) làm trong 89
  36. Giáo trình Nấm học: Biên soạn Ts. Nguyễn văn Thành lão hố, phối trộn lọc, đĩng chai Hình 7.1. Qui trình làm rượu nho Nhưng tính xốp mềm là vì pH tăng lên gây ra bởi sự phĩng thích của NH3, nấm men, đặc biệt là Debaryomyces hansenii, thường hiện diện trong phĩ-mát và cũng gĩp phần làm tăng pH bởi vì sự tiêu thụ của axít lactic. Các phản ứng thuỷ phân đạm và hoạt động của enzim aminotransferase đĩng gĩp phần lớn vào sự phát triển hương vị. Thơng thường sản phẩm được tiêu thụ sau 3-5 tuần. Kiểm định giống thuần chủng, tất cả các dịng P. camemberti được biết là cĩ khả năng sản xuất ra độc tố nấm (mycotoxin) axit cyclopiazonic (CPA). Chất này xem ra mang đặc tính bền bởi vì các dịng thu thập nuơi cấy lâu đã khơng mất đi khả năng tạo ra CPA. Nhiều nổ lực đã tiến hành để đạt được các dịng đột biến CPA âm tính và các giống chủng đã được tuyển chọn theo tiêu chuẩn này. Cơ hội rủi ro của viêc ngộ độc là rất nhỏ. Chỉ mức độ rất thấp của CPA cĩ thể được phát hiện ra ở phĩ-mát Camembert. Điều này được giải thích bởi sự khơng ổn định về hố học của nĩ trong sự hiện diện của chất amines và sự khuyếch tán nghèo nàn từ vỏ cứng vào bên trong. Hơn nữa, CPA thì khĩ được tạo ra tại nhiệt độ bảo quản <15°C. Sữa bị nguyên béo ↓ Pasteur hố (15-20 giây 72°C) ↓ thêm Rennet đơng tụ sữa (34°C) (Rennet: men dịch vị dạ dày bê con chứa chymosin) (25-30 ml/ 100 kg sữa) ↓ cắt sữa đơng bằng vợt ↓ Tách nhũ thanh ↓ nhũ thanh ép thành bánh ↓ lên men (mốc) giai đoạn 1 ↓ Cắt bỏ các mãng bám mchặủt ngngồi giố ng bởi phun bào tử nấm sợi Penicillium camembertii 90
  37. Giáo trình Nấm học: Biên soạn Ts. Nguyễn văn Thành lên men gđ 2 ↓ Ngâm trong nước muối 20% (13°C) (phĩ-mat sẽ chứa 2-3% NaCl) ↓ để nơi thống (1-2 ngày, 14°C, 75% ẩm độ) ↓ ủ chín (12 ngày, 13-15°C, 95% ẩm độ) ↓ Bao gĩi ↓ Phĩ-mát camembert tươi Hình 7.2. Quy trình chế biến phĩ-mát Camembert 2.3. Chao (sufu) Chao (sufu) cũng được viết như fu-ru, là do hoa sữa đậu nành lên men mốc cĩ mùi khá nặng (Su, 1986). Chao được sản xuất chủ yếu ở Trung Quốc cho tiêu thụ nội địa và xuất khẩu, sản lượng hàng năm ước tính ít nhất 300 triệu tấn. Chao được tiêu thụ như một chất gia vị, ví dụ với cơm điểm tâm sáng hoặc bánh mì hấp. Chao được làm từ khối đậu hũ (thu được từ kết tũa sữa đậu nành). Đậu hũ được dùng làm chao cứng hơn bởi ép hoặc được sử lý hơi nĩng nhanh, và tuần tự được chủng giống trên bề mặt và ủ ở ẩm độ cao tại nhiệt độ 20-35°C, tuỳ thuộc vào địa điểm và mùa (trong năm). Các loại nấm mốc tham gia chủ yếu là Actinomucor và Mucor spp. Những nhà máy sản xuất lớn cĩ sử dụng giống thuần chủng, chẳng hạn như Actinomucor elegans, ngược lại tại các cơ sở sản xuất nhỏ, sử dụng rơm lên mốc để chủng lên khối đậu hũ với một hệ vi sinh vật hỗn hợp của nấm mốc và vi khuẩn. Actinomucor elegans khơng phát triển tốt ở nhiệt độ vượt quá 25°C, các mốc khác ví dụ như Mucor hiemalis hoặc Rhizopus chinensis được sử dụng ở nhiệt độ cao hơn. Sau vài ngày khối đậu hũ được bao phủ với một lớp dầy của sợi nấm như bơng gịn. Sản phẩm trung gian được gọi là pehtze-đậu hũ lên mốc. Pehtze đã trở thành một nguồn enzim thuỷ phân đạm, và đạm đậu nành phần lớn đã được phân cắt. Bước kế tiếp muối và ngâm nước muối với mục đích bảo quản sản phẩm trong khi đĩ cho phép sự trưởng thành về mặt enzim mà cuối cùng sẽ cho ra cấu trúc mềm, mùi và vị nặng theo yêu cầu. Sử lý đầu tiên với muối (hạt, bọt) với mục đích là làm tăng lên nhanh chĩng hàm lượng muối khoảng 15%. Bước kế tiếp các pehtze muối được đặt vào các keo/lọ và bơm đầy với nước muối hoặc hỗn hợp nước chan để chao chín . Thành phần của nước muối để chao chín ảnh hưởng mạnh mẽ đến tính chất của sản phẩm cuối cùng. Nĩ luơn chứa 10-12% NaCl, và rượu gạo 10% hàm lượng ethanol. Sản phẩm rất nổi tiếng là chao đỏ, trong nước ngâm chao này cĩ chứa ang-kak (xem Bảng 8.1). Ang-kak khơng chỉ cho sắc tố cam và đỏ mà cịn chứa đựng nhiều phân hố tố (enzim) tích cực gĩp phần vào sự phân cắt và tạo hương vị của chao. Chao cĩ thể cĩ 91
  38. Giáo trình Nấm học: Biên soạn Ts. Nguyễn văn Thành sự hiện diện của vi khuẩn Tetragenococcus halophila. Sau nhiều tháng để chín, các keo được làm sạch bên ngồi, dán nhãn và phân phối cho việc tiêu thụ. 2.4. Tempeh Tempeh cĩ nguồn gốc từ Java, Indonesia nhưng cũng được phổ biến ở Hà Lan và nĩ đã đạt được thị trường tiêu thụ đáng kể ở Mỹ, châu Âu và Úc. Tempeh là một bánh cĩ thể thái (cắt) được, thu được bởi phương pháp lên men bề mặt với nấm của những hạt đậu, ngũ cốc hoặc vật liệu phù hợp khác sau khi đã ngâm rồi nấu. Cơ chất được dùng nhiều và phổ biến nhất là đậu nành (Nout and Rombouts, 1990; Wood, 1998). Tempeh cung cấp một nguồn đạm thực vật rẻ tiền giàu dinh dưỡng dễ tiêu hố và an tồn. Nĩ thường được ăn chỉ khi sau khi nấu hoặc rán/chiên trong dầu. Qui trình chế biến truyền thống được trình bày ở Hình 7.3. Đậu nành được ngâm và tách vỏ, hoặc tách vỏ khơ trước rồi ngâm (cơ giới hố như ở Hà lan). Trong quá trình ngâm sự lên men lactic tự nhiên diễn ra làm hạ thấp pH của đậu, làm cho chúng phù hợp hơn cho sự phát triển của nấm mốc và chống lại vi khuẩn gây hư hỏng và các mầm bệnh. Sau khi nấu sơi và làm nguội, đậu được chủng giống truyền thống “usar” (Rhizopus spp. hiện diện trên lá cây Hisbiscus, hoặc giống thuần chủng trong bột gạo hoặc bột khoai mì. Mốc chức năng chính yếu là Rhizopus oligosporus và R.oryzae, chúng nảy mầm nhanh ở 37°C và sự phát triển sợi nấm nhanh của chúng đảm bảo sự chiếm ưu thế và lấn át các dịng tạm nhiễm khác như Aspergillus spp. trong vịng 30 giờ các đậu rời rạc đã được kết chặt lại nhau tạo thành khối rắn. R.oligosporus được khảo sát là thâm nhập khoảng 2mm vào sâu bên trong đậu nấu. Hoạt động enzim của Rhizopus spp. bao gồm enzim thuỷ phân protein, enzim thuỷ phân chất béo, enzim thuỷ phân các hơp chất các-bon và phosphatase. Nhờ hoạt động của các enzim này, một phần các cơ chất mạch dài bị thuỷ phân thúc đẩy cho sự tiêu hố dễ dàng. Qui trình mới cải tiến đã được báo cáo bao gồm tiến trình bán liên tục cho lên men tempeh với nhiệt độ được điều khiển trong thùng lên men xoay vịng. Đậu nành ↓ nước nĩng ↓ 92
  39. Giáo trình Nấm học: Biên soạn Ts. Nguyễn văn Thành loại bỏ vỏ ngồi ↓ ngâm (vi khuẩn axít lactic xuất hiện) ↓ Tử diệp đậu bị axít hố bởi lên men axít ↓ Rửa để loại bỏ nước ngâm ↓ nấu (30-60 phút) ↓ Rút bỏ nước nấu Trãi đậu ra để làm nguội và bay hơi nước bám chủng giống với bào tử nấm sợi Rhizopus spp. Trộn đều ↓ Hộp nhựa (khuơn) cĩ khoan lỗ nhỏ ↓ ủ (25-30°C, 1-2 ngày) ↓ Tempeh tươi (rán hoặc nấu trước khi dùng) Hình 7.3. Quy trình chế biến tempeh 2.5. Nước tương đậu nành Nước tương đậu nành lên men cĩ nguồn gốc từ Trung Quốc. Ở Nhật cĩ khoảng 3600 cơng ty, trong đĩ cĩ 5 cơng ty lớn nhất sản xuất 1,2 triệu tấn chiếm khoảng 1/2 sản lượng hàng năm . Nước tương cĩ nhiều dạng khác nhau, nhưng Koikuchi-Shoyu là đại diện tốt nhất của nước tương lên men (Yokotsuka and Sasaki 1998). Nĩ là một chất lỏng nâu xậm trong với thành phần xấp xỉ: 22°Bé, 17% NaCl, 1,6% đạm tổng số, 1% đạm formol, 3% đường khử, 2,3% rượu alcohol và pH 4.7. Về cơ bản của quá trình chế biến (Hình 7.4) bao gồm 3 giai đoạn: làm koji (đậu nành lên mốc), lên men trong nước muối và lọc trong. Làm koji là quá trình lên men bề mặt của hỗn hợp đậu nành nấu/hấp và bột mì rang. Nĩ được chủng giống với bào tử Aspergillus oryzae hoặc A.sojae và được ủ ở 25°C trong 2-3 ngày để thu được sự phát triển dày đặc và sự tạo bào tử xanh vàng chỉ ra rằng mức độ cao của enzim đã được tạo ra. Những enzim này bao gồm peptidases, proteinases, glutaminase, amylase, pectinases và cellulases cần thiết cho sự thuỷ phân từng phần của đạm và các hợp chất carbon của vật liệu thơ. Giai đoạn 2 lên men trong nước muối diễn ra trong mẽ nước muối 22-25% NaCl để vi sinh vật gây hư hỏng khơng thể phát triển nhưng sự phân cắt enzim vẫn diễn ra. Tuy 93
  40. Giáo trình Nấm học: Biên soạn Ts. Nguyễn văn Thành nhiên, trong 2 tháng đầu ở 15-20°C, vi khuẩn axít lactic (Tetragenococcus halophila) và những tháng tiếp theo ở 30°C, nấm men ưa muối (Zygosaccharomyces rouxii) sẽ phát triển, vào khoảng thời gian chín, những sản phẩm trao đổi chất của chúng thêm vào thành phần hương vị thực chất thơm ngon của nước tương. Đậu nành Lúa mì ↓ ↓ Ngâm Rang giống chủng ↓ ↓ (Aspergillus oryzae, Asp. Nấu áp suất Xay to sojae) ↓ trộn đều ↓ ủ Nước + muối (2-3 ngày, 25°C) ↓ ↓ nước muối mốc koji (22-25% NaCl) Khối lên men lên men (sự phân giải enzim, lên men axít lactic và nấm men) ↓ chắt ép ↓ nước tương thơ ↓ pasteur hố ↓ nước tương (Koikuchi-Shoyu type) Hình 7.4. Quy trình làm Nước tương đậu nành lên men 3. Sinh khỐi nẤm và sỰ chuyỂn hố sinh hỌc 94
  41. Giáo trình Nấm học: Biên soạn Ts. Nguyễn văn Thành 3.1. Nấm rơm Nấm rơm (ăn được) rất phong phú và đa dạng, nhưng chỉ một vài lồi đươc phát triển và thương mại hố. Việc sản xuất nấm rơm thương mại được ước tính 1-2 triệu tấn. Agaricus spp. chiếm phần lớn trong tổng số nấm sản xuất. A. bisporus trắng là được biết nhiều nhất, nhưng A. bitorquis chống chịu vi-rút và A. bisporus mũ nâu đang được tăng lên sự chú ý. Sau khi sợi nấm chiếm đĩng cơ chất, sự tạo trái được khởi động bởi sự thay đổi điều kiện mơi trường (thống khí, ẩm độ, nhiệt độ). Quả thể được tạo thành trong số của sự nảy mầm vượt quá khoảng 1-2 tuần. Sau 4-5 đợt thu hoạch, sản lượng giảm xuống và vịng đời bắt đầu lại với cơ chất tươi mới. Cơ chất cũ dược sử dụng như thành phần thức ăn gia súc giàu protein. Quả thể lớn kỳ lạ của Basidiomycete, Ustilago maydis đươc thu thập và tiêu thụ như nấm rơm, và phổ biến ở châu Mỹ Latinh. 3.2. Đạm đơn bào (nấm men, protein nấm) Nhiều dịng nấm men (Candida utilis, C. tropicalis, Yarrowia lipolytica, Kluyveromyces lactis) cĩ thể phát triển với sản lượng tế bào cao trên cơ chất là sản phẩm phụ cơng nghiệp, ví dụ như nước nhũ thanh (whey) từ làm phĩ-mat, nước thải từ cơng nghiệp tinh bột khoai tây, rượu sulfite gỗ, và cặn bã của hợp chất cac-bon. Mặc dù nhiều qui trình cơng nghiệp đã được cấp bằng, thế nhưng đạm đơn bào thu được hiện tại là khơng thể cạnh tranh với các đạm khác (ví dụ như đậu nành). Sợi nấm của Penicillium chrysogenum và Aspergillus niger được tạo ra ở một lượng lớn như một sản phẩm phụ của sự lên men sản xuất kháng sinh, phân hố tố (enzim) axít hữu cơ khuẩn ty của nấm khơng độc là một thành phần thức ăn lý tưởng bởi vì nĩ cĩ hàm lượng đạm thơ cao (xấp xỉ 12% trên trọng lượng tươi). Khuẩn ty được sử dụng như thành phần thức ăn gia súc. Giống như vậy, sợi nấm của dịng Fusarium venenatum được sử dụng cho sản xuất cơng nghiệp protein cho ngành dệt may (Wiebe et al., 1996). Sản phẩm tìm thấy cho sự ứng dụng như thịt thay thế trong bánh nhân táo thơm, súp Sử dụng đạm vi sinh cho sự tiêu thụ của con người và vật nuơi là bị giới hạn bởi hàm lượng axít nucleic của nĩ. Tổ chức WHO khuyến cáo mức độ tối đa của axít nucleic là 2% trong thực phẩm. Trong khi đạm vi khuẩn chứa mức độ khá cao axít nucleic, đạm nấm (F. venenatum) chứa khoảng 6-13%. 3.3. Làm giàu thêm đạm cho thực phẩm tinh bột và thức ăn gia súc Do cĩ khả năng phân cắt vật chất các-bon, nấm là hữu dụng trong việc nâng cao giá trị dinh dưỡng của các sản phẩm phụ nơng-cơng nghiệp sau chế biến, chẳng hạn như tinh bột chứa trong chất cặn bã khoai lang (Yang et al., 1993) hoặc bã mía đường cellulose (Moo-Young et al., 1992). Cho mục đích thêm vào các nguồn đạm rẽ tiền như (NH4)2SO4 và urea cĩ thể biến đổi thành đạm vì thế làm giàu dinh dưỡng thêm cho thức ăn. Sản phẩm cuối cùng (sau vài ngày lên men) cĩ thể chứa dựng xấp xỉ 30% đạm thơ trên trọng lượng khơ, khi sử dụng nấm Aspergillus niger, Rhizopus spp. và Neurospora sitophila. 95
  42. Giáo trình Nấm học: Biên soạn Ts. Nguyễn văn Thành 3.4. Thành phần thức ăn và gia vị cĩ nguồn gốc từ nấm mốc a. Axít hữu cơ Axít hữu cơ được tạo ra bởi sự lên men cĩ thể phân thành hai nhĩm: (i) được tạo ra thơng qua lộ trình axít carboxylic, (ii) được tạo ra trực tiếp từ đường glucose. Ở nhĩm (i), axít citric là axít hữu cơ quan trọng nhất được tạo ra bới sự lên men. Sản lượng hàng năm ước tính khoảng 400.000 tấn được làm chủ yếu với Aspergillus niger nhưng Yarrowia lipolytica cũng được sử dụng. Hệ thống nuơi cấy bề mặt cũng như bề sâu (chìm) được sử dụng cho sự biến đổi những nguồn carbon rẻ tiền (mật đường) và n-alkanes. Axít citric được sử dụng rộng rãi trong cơng nghiệp thực phẩm, chất hương vị Trong nhĩm (ii) axít gluconic (50.000 tấn/năm) được làm ra chủ yếu với vi khuẩn, nhưng A. niger và A. foetidus được sử dụng trong các qui trình nuơi cấy bề mặt và nuơi cấy chìm. Axít lactic (30.000 tấn/năm) đươc làm ra chủ yếu với vi khuẩn lactic, nhưng cũng với Rhizopus oryzae và cĩ những ứng dụng rộng rãi trong cơng nghiệp thực phẩm như chất axít, nhân tố bảo quản, bột nướng (Mattey, 1992). b. Chất béo (lipids) Hàm lượng chất béo của nấm đơi khi cĩ thể cao đến 60-80% sinh khối khơ. Tuy nhiên, chất dầu và chất béo động và thực vật là rẻ tiền hơn để sản xuất, vì thế chỉ những sản phẩm đặc sản thì việc lên men là sự quan tâm về mặt kinh tế. Nĩi riêng, khả năng tích luỹ axít béo khơng no từ nấm là lý thú về quan điểm dinh dưỡng. Nhiều nấm mốc được sử dụng thương mại để tạo ra axít γ–linolenic, trên nguồn đạm và cac-bon rẻ tiền (bã nho, tinh bột, mật rỉ đường), Mucor javanicus và M. rouxii cĩ thể phát triển trong mơi trường nuối cấy chìm ở sản lượng axít γ–linolenic 0,33g/l. Những trường hợp như thế hàm lượng lipid là 7-11% của sinh khối khơ và axít γ–linolenic chiếm 17- 37% trọng lượng lipid (Lindberg and Hansson, 1991). c. Phân hố tố (enzim) Trong số những phân hố tố enzim được tạo ra bởi sự lên men, chiếm đa số là enzim thuỷ phân đạm (proteases) và enzim thuỷ phân hợp chất cac-bon (carbonhydrases). Enzime thuỷ phân đạm thu được từ Aspergillus oryzae, Penicillium roquefortii và Mucor spp. được ứng dụng trong chất tẩy rửa, và trong chế biến thực phẩm như làm nhanh chín phĩ-mat, làm bánh mì, sự làm mềm thịt. Enzim thuỷ phân hợp chất carbon bao gồm enzim thuỷ phân tinh bột (α-amylase, glucoamylase) được tạo ra bởi Aspergillus oryzae và A. niger và được ứng dụng trong làm bánh mì, ủ bia rượu, và bánh kẹo. Những carbonhydrases khác là cellulase được tiết ra bởi A. niger, Penicillium spp. và Trichoderma reesei; enzim thuỷ phân pectin (pectinases) được tạo ra bởi Aspergillus spp.; và β–glucanase được tạo ra bởi A. niger, Penicillium spp. những enzim này được ứng dụng để thúc đẩy sự tiêu hố của thực phẩm cĩ sợi, sự tinh lọc nước trái cây và bia Những enzim quan trọng khác bao gồm enzim thuỷ phân chất béo (lipases) được tạo ra bởi Mucor spp. và A. niger ứng dụng cho sự phát triển hương vị các sản phẩm từ sữa. Glucose oxidase được tạo ra bởi A. niger đã cĩ nhiều ứng dụng trong thực phẩm và y học 96
  43. Giáo trình Nấm học: Biên soạn Ts. Nguyễn văn Thành Mặt khác, cĩ sự phong phú của những cơ chất cĩ thể được tạo ra bởi nấm, bao gồm axít amin, các hợp chất đường, các sinh tố vitamins, phẩm màu và các thành phần hương vị 97
  44. Tài liệu tham khảo Campbell-Platt, G. 1987. Fermented foods of the world. A dictionary and a guide. Guildford, Surrey, UK, Butterworth Scientific Ltd. Lâm Xuân Thanh, 2004. Giáo trình cơng nghệ các sản phẩm Sữa. Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, Hà nội. Nguyễn Thị Hiền, 2004. Cơng nghệ sản xuất mì chín và các sản phẩm lên men cổ truyền. Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, Hà nội. Nout, M.J.R. 1995. Fungal interactions in food fermentations. Can. J. Botany 73 (Suppl.1) S1291-S1300. Nout, M.J.R., Rombouts, F.M. 1990. Recent developments in tempe research. Journal of Applied Bacteriology 69 (5), 609-633. Sharma, O.P. 1998. Textbook of Fungi. McGraw Hill Company, New Delhi Steinkraus, K.H. 1997. Classification of fermented foods: worldwide review of houldhold fermentation techniques. Food Control 8, 311-318. Wood, B.J.B. 1998. Protein-rich foods based on fermented vegetables. P. 484-504 in: B.J.B.Wood (Ed.) Microbiology of Fermented Foods. Second Edition. Volume 2. Blackie Academic & Professional, London. Yokotsuka, T., Sasaki, M. 1998. Fermented protein foods in the Orient: shoyu and miso in Japan. P. 351-415 in: B.J.B.Wood (Ed.) Microbiology of Fermented Foods. Second Edition. Volume 1. Blackie Academic & Professional, London.
  45. MỤC LỤC * * * * trang CHƯƠNG 1 ĐẠI CƯƠNG VỀ NẤM MỐC 1. Hình dạng, kích thước, cấu tạo của nấm mốc 1.1 Hình dạng và kích thước 01 1.2 Cấu tạo 02 2. Dinh dưỡng và tăng trưởng của nấm mốc 04 3. Sinh sản của nấm mốc 04 3.1 Sinh sản vơ tính 04 3. 2. Sinh sản hữu tính 4. Vị trí và vai trị của nấm mốc 10 5. Phân loại nấm mốc 10 CHƯƠNG 2 NẤM ROI - NẤM TRỨNG (ngành phụ Chytridiomycotina) I. Lớp Nấm Roi 1. Đại cương 2. Lớp Chytridiomycetes 12 3. Phân loại 13 II. Lớp Nấm Trứng hay Nấm Nỗn (Oomycetes) 15 1. Những đặc tính chung 2. Phân loại lớp Nấm trứng 2.1. Giống [Chi] Pythium 15 2.1.1. Cấu trúc dinh dưỡng 2.1.2. Sinh sản vơ tính 16 2.1.3. Sự tiến hĩa của bào tử (conidia) 18 2.1.4. Sinh sản hũu tính 2.1.5. Thụ tinh 19 2.1.6. Sự mọc mầm của bào tử nỗn 20 2.1.7. Những bệnh khác do giống Pythium 2.2. Giống [Chi] Phytophthora 21 2.2.1. Cấu trúc dinh dưỡng 2.2.2. Sinh sản vơ tính 3. Sinh sản hũu tính 23 4. Sự thụ tinh 25 5. Sự nẩy chồi chứa bào tử nỗn 6. Những điểm khác biệt giữa giống Pythium và giống Phytophthora 25
  46. CHƯƠNG 3 NGÀNH PHỤ NẤM TIẾP HỢP (ZYGOMYCOTINA = LớP ZYGOMYCETES) 1. Đặc tính chung của ngành phụ Nấm tiếp hợp 26 2. Phân loại 2.1. Giống [Chi] Rhizopus 26 2.1.1 Cấu trúc bên trong của khuẩn ty 28 2.1.2. Dinh dưỡng 29 2.1.3 Sinh sản vơ tính (Asexual reproduction) 2.1.4 Sinh sản hữu tính (Sexual reproduction) 29 2.2 Chi Mucor 31 2.1.2 Sinh sản vơ tính 2.2.2. Sinh sản hữu tính 33 CHƯƠNG 4 NGÀNH PHỤ NẤM NANG (ASCOMYCOTINA = LỚP ASCOMYCETES) 1. Đặc tính tổng quát 35 2. Tầm quan trọng về kinh tế 35 3. Hợp nhân 36 3.1 Hợp giao tử 3.2. Tính tồn giao 37 3.3. Tiếp xúc giữa hai giao tử 3.4. Tự giao 3.5. Hiện tượng hợp giao tử 3.6. Sự giao phối giả hay sự tiếp hợp sinh trưởng 4. Sự tương hợp 5. Thành lập NANG 5.1. Sự phát triển gián tiếp 37 5.2. Sự phát triển trực tiếp 39 6. Bao nang 39 6.1 Thể quả kín 6.2 Thể quả mở 6.3 Thể quả dạng chai 6.4 Thể quả giả 39 7. Phân loại 7.1. Lớp Hemiascomycetes 39 7.1.1. Saccharomyces cerevisiae 44 7.1.2. Saccharomyces ludwigii 7.1.3. Schizosaccharomyces octosporus 44 7.2. Lớp Plectomycetes 46 7.2.1 Đặc tính tổng quát 7.2.2 Phân loại 46 7.3. Lớp Pyrenomycetes 53
  47. CHƯƠNG 5 NGANH PHỤ NẤM ĐÃM (BASIDIOMYCOTINA = LỚP BASIDIOMYCETES) 1. Đặc tính tổng quát 58 2. Khuẩn ty và hợp nhân (nhân kép) 2.1. Khuẩn ty bậc 1 2.2. Khuẩn ty bậc 2 và nhân kép 58 2.3. Khuẩn ty bậc 3 60 3. Tạo mấu (Clamp connection) 4. ĐÃM (Basidia) 4.1. Cấu trúc 60 4.2. Các loại Đãm 62 4.3. Phát triển của một TỒN ĐÃM 4.4. Sự phát triển của VÁCH ĐÃM 62 5. BÀO TỬ ĐÃM (Basiospore) 63 5.1. Hình thái 63 5.2. Cơ chế phĩng thích của bào tử đãm 64 6. Phân loại 6.1 Giống [Chi] Puccinia 64 6.2 Giống [Chi] Ustilago 66 6.3 Giống [Chi] Agaricus campestus 70 CHƯƠNG 6: NGÀNH PHỤ NẤM BẤT TỒN (DEUTEROMYCOTINA = LỚP DEUTEROMYCETES) 1. Gíới thiệu chung 1.1. Đặc điểm chung 73 1.2. Tầm quan trọng 75 2. Phân loại 2.1 Lớp Hypomycetes 2.1.1. Đặc tính chung 2.1.2. Phân loại 75 3. Giống CURCULARIA 80 4. Giống PYRICULARIA 80 5. Giống FUSARIUM 81 6. Giống COLLETOTRICHUM 83 CHƯƠNG 7 VAI TRỊ HỮU DỤNG CỦA NẤM TRONG CHẾ BIẾN THỰC PHẨM 1. Gíơi thiệu 2. Thực phẩm lên men bởi nấm 86 2. 1. Rượu 88 2.2. Pho-mát Camembert 88 2.3. Chao (sufu) 90 2.4. Tempeh 91 2.5. Nước tương đậu nành 92
  48. 3. Sinh khối nấm và sự chuyển hố sinh học 93 3.1. Nấm rơm 3.2. Đạm đơn bào (nấm men, protein nấm) 93 3.3. Làm giàu thêm đạm cho thực phẩm tinh bột và thức ăn gia súc 94 3.4. Thành phần thức ăn và gia vị cĩ nguồn gốc từ nấm mốc a. Axít hữu cơ b. Chất béo (lipids) 94 c. Phân hố tố (enzim) 95 Tài liệu tham khảo