Giải pháp hạn chế độc tố nấm mốc và kìm hãm sinh trưởng, phát triển sinh độc tố ung thư trên lúa gạo

Vào ngày 27/11 vừa qua, nhóm sinh viên Trường ĐH Công nghiệp Thực phẩm TP.HCM (HUFI) đã xuất sắc giành được giải nhất cuộc thi Sinh viên nghiên cứu khoa học Euréka lần thứ 24 năm 2022 ở lĩnh vực Công nghệ thực phẩm. 

Vượt qua hàng ngàn đề tài nghiên cứu dự thi, đề tài "Nghiên cứu ứng dụng khí CO₂ kìm hãm sự sinh trưởng, phát triển và sinh độc tố gây ung thư Aflatoxin B1 và Fumonisin B1 của Aspergillus flavus và Fusarium proliferatum trong bảo quản lúa" được ban giám khảo đánh giá rất cao về sự hữu ích và rất khả thi khi đưa vào ứng dụng thực tế.

Trăn trở của sinh viên xuất thân từ nông dân

Trao đổi với Dân Việt, nhóm sinh viên nghiên cứu gồm Phạm Thị Anh Thư, Trần Hoàng Diễm Quỳnh, Nguyễn Phương Tùng, Nguyễn Thị Kim Xuyến (sinh viên năm 3 trường ĐH Công nghiệp Thực phẩm TP.HCM) cho biết, các em rất hạnh phúc khi nhận được giải nhất cuộc thi Sinh viên nghiên cứu khoa học Euréka lần thứ 24 năm 2022. 

Đối với những sinh viên có đam mê nghiên cứu khoa học, giải thưởng Euréka chính là sự ghi nhận, khẳng định giá trị của đề tài và cũng là động lực để các em tiếp tục tìm tòi, phát triển, đưa đề tài ứng dụng vào thực tế hoặc nghiên cứu thêm nhiều đề tài hữu ích khác.

Về đề tài nghiên cứu ứng dụng khí CO₂ kìm hãm sự sinh trưởng, phát triển và sinh độc tố gây ung thư trong bảo quản lúa, nhóm cho biết đã được triển khai từ năm 2017 do TS Phan Thị Kim Liên – Giảng viên Khoa Công nghệ Thực phẩm hướng dẫn. Để thực hiện một công trình nghiên cứu khoa học, các nhóm sinh viên phải mất rất nhiều thời gian, công sức, nhiều nhóm nghiên cứu đã ra trường trước khi hoàn thành đề tài này. 

Đến năm 2021, nhóm sinh viên Thư, Quỳnh, Tùng, Xuyến được TS Phan Thị Kim Liên tiếp lửa và bắt đầu nghiên cứu, thực hiện các công đoạn tiếp theo của đề tài như cấy mốc, đo hoạt độ nước, cấy nhiễm, đo tốc độ tăng trưởng nấm mốc, chạy độc tố, xử lý số liệu và đưa ra kết luận cuối cùng. 

Một nguyên nhân khác khiến nhóm lựa chọn đề tài này là vì tất cả thành viên nhóm đều sinh ra, lớn lên tại các gia đình nông dân ở nông thôn. Từ đó, các em hiểu rất rõ những vất vả, cực nhọc để có thể tạo ra hạt lúa. Dù vậy, giá lúa tại nước ta không cao, chưa tương xứng với công sức nông dân bỏ ra, việc thất thoát sau thu hoạch cũng là việc chưa thể tránh.

Bên cạnh đó, cách bảo quản lúa chưa tốt dẫn đến tình trạng nhiễm nấm mốc gây tổn thất và sinh ra nhiều độc tố gây ung thư gan, thận… làm ảnh hưởng lớn đến sức khỏe người tiêu dùng cũng như tổn thất về kinh tế. Hiện nay, cách bảo quản lúa gạo vẫn chủ yếu là sử dụng hóa chất, điều này về lâu dài sẽ ảnh hưởng lớn đến sức khỏe con người và cả môi trường. 

Từ đó, với mong muốn tìm ra một phương pháp tối ưu trong việc bảo quản lúa gạo mà không sử dụng hóa chất để bảo vệ tốt nhất cho người tiêu dùng, nhóm đã kế thừa và phát triển đề tài này", Diễm Quỳnh chia sẻ về lý do chọn đề tài.

Quá trình nghiên cứu, nhận thấy các loại nấm mốc thường bị tác động bởi các yếu tố như nhiệt độ, hoạt độ nước và thành phần khí, nhóm sinh viên đã lựa chọn khí CO₂ để đánh giá sự kìm hãm và sinh trưởng của chúng. Khí CO₂ được nhận định là thân thiện với môi trường, không gây ảnh hưởng đến sức khỏe của con người, đặc biệt là không gây biến đổi chất lượng lúa gạo trong bảo quản.

Kìm hãm 100% độc tố gây ung thư

Để thực hiện đề tài, nhóm đã khảo sát lúa gạo ở 3 tỉnh Đồng Tháp, Cần Thơ, An Giang, sau đó thu thập mẫu ở 5 giai đoạn khác nhau. Sau khi đã có mẫu lúa, nhóm tiến hành phân lập và định danh nấm mốc bằng phương pháp truyền thống lẫn hiện đại. Ở phương pháp truyền thống, nhóm quan sát đặc điểm nấm mốc bằng đại thể và vi thể; còn ở phương pháp hiện đại, nhóm tiến hành giải trình tự gen và phân tích độc tố bằng LC-MS/MS.

Khi đã có mẫu lúa, nhóm tiến hành cấy vào môi trường lúa đã chiếu xạ và đánh giá dựa trên các yếu tố: Nhiệt độ, hoạt độ nước và nhiệt độ, hoạt độ nước kèm nồng độ khí CO₂. Từ đó, đánh giá khả năng kìm hãm sự sinh trưởng, sinh độc tố của các loại nấm mốc.

Theo nhóm nghiên cứu, sau khi tiến hành phân lập từ 240 mẫu lúa từ Đồng Bằng Sông Cửu Long , nhóm phát hiện ra 12 loại nấm mốc. Trong đó, có 2 loại nấm mốc nguy hiểm, sinh ra các loại độc tố gây ung thư là Aspergillus flavus và Fusarium proliferatum. Trong đó, 60% Fusarium proliferatum và 44% Aspergillus flavus được phân lập trên lúa có khả năng sinh độc tố. Trong khi đó, 31% Aspergillus flavus được phân lập từ gạo có khả năng sinh độc tố aflatoxin B1 và không phát hiện Fusarium proliferatum trong nguyên liệu này sinh Fumonisin B1.

Trong quá trình nghiên cứu, nhóm xác định điều kiện tối ưu để hai nấm mốc sinh trưởng phát triển tốt nhất. Cụ thể, ở nhiệt độ 35ºC, hoạt độ nước 0.99, nấm mốc Aspergillus flavus phát triển mạnh nhất. Tương tự, loại Fusarium proliferatum phát triển tối ưu ở 30°C và hoạt độ nước 0.99. Tiếp đó, nhóm đưa khí CO₂ tác động vào lúa ở hai điều kiện này để đánh giá khả năng kìm hãm phát triển hai loại nấm mốc. Kết quả nghiên cứu cho thấy, khi sử dụng khí CO₂, nấm mốc Aspergillus flavus bị kìm hãm sự sinh trưởng phát triển khoảng 80%; Fusarium proliferatum có thể bị kìm hãm 81%.

Đặc biệt, khi sử dụng khí CO₂, độc tố gây ung thư Aflatoxin B1 do nấm mốc Aspergillus flavus sinh ra bị kìm hãm 100%. Đặc biệt, trong quá trình nghiên cứu, nhóm không phát hiện độc tố Fumonisin B1 do nấm mốc Fusarium proliferatum sinh ra trong các điều kiện khảo sát.

"Sau thời gian rất dài nghiên cứu, nhóm khẳng định giải pháp sử dụng khí CO2 trong bảo quản lúa gạo sẽ ngăn chặn sự sinh trưởng, phát triển của nấm mốc độc hại. Đây là phương pháp an toàn, không gây ảnh hưởng đến sức khỏe của con người cũng như môi trường. Do đó, nhóm rất mong có thể kết nối các doanh nghiệp, các đơn vị trong lĩnh vực lúa gạo để đưa đề tài ứng dụng vào thực tế. Nhóm cũng hy vọng rằng, phương pháp này sẽ phát triển mạnh mẽ trong tương lai, thay thế các phương pháp bảo quản liên quan đến hóa chất để đảm bảo tốt nhất sức khỏe người tiêu dùng cũng như mang lại giá trị vốn có của lúa gạo Việt Nam", Anh Thư chia sẻ.