Hiệu quả hiệp đồng kháng nấm gây hại vật liệu gỗ của hoạt chất preventol, α-bromo-cinnamaldehyde (α-BCA) và đồng sunfat
Việc ứng dụng kết hợp các đơn chất kháng nấm có thể giúp tăng cường hiệu quả bảo vệ vật dụng bằng gỗ hay những vật liệu có nguồn gốc từ gỗ.
Trong thực tế, nấm mốc dễ xâm nhiễm trên gỗ hay các vật liệu có nguồn gốc cellulose gây mục nát, hư hỏng, giảm tuổi thọ và mất giá trị thẩm mỹ của công trình và các hiện vật trưng bày.
Nhiều nấm mốc được tìm thấy thuộc các chi như Aspergillus, Chaetomium, Cladosporium, PenicilliumvàTrichoderm.Một số enzyme sinh ra trong quá trình trao đổi chất như amylase, cellulase, protease, laccase giúp nấm mốc sinh trưởng trên vật liệu gỗ, trong đó cellulase là một trong những enzyme chính phân hủy cellulose tạo nguồn carbon cho nấm.
Các giải pháp nhằm bảo quản các vật dụng bằng gỗ dựa trên phương pháp vật lý và hóa học đã được ứng dụng. Tuy nhiên, các hoạt chất hóa học và các chế phẩm của chúng được sử dụng phổ biến hơn vì vừa có hiệu quả cao, vừa dễ thực hiện. Các nhóm hóa chất được sử dụng như: phenol, aldehyde, isothiazolinones và alcohol. Preventol là một hợp chất hữu cơ, dạng rắn, màu trắng là dẫn xuất của phenol có chức năng diệt nấm và bào tử của nấm thuộc chi Penicillium, Aspergillus, Paecilomyces, Curvularia... Cơ chế hoạt động kháng nấm của preventol bằng cách thâm nhập qua màng tế bào chất của nấm nhờ liên kết với thành phần ergosterol của màng tế bào, tạo thành lỗ nhỏ trên màng nhằm dẫn các chất trong nội bào ra ngoài, tích tụ nội bào ở nồng độ cao của hóa chất sử dụng và gây phá hủy màng hoạt chất α-BCA là một trong những dẫn xuất halogen của cinnamaldehyde, thành phần chính trong tinh dầu quế có hoạt tính kháng nấm mốc phổ rộng, ít gây độc cho người sử dụng. Chất α-BCA được báo cáo không chỉ ức chế các loại nấm mốc như Candida albicams, Aspergtlius niger và Penicillium chrysogenum, mà còn ức chế được nhiều loài vi khuẩn như Bacillus subtilis, Sarcia lutea, Staphylococcus aureus. Cơ chế hoạt động kháng nấm của α-BCA nhờ vào khả năng thâm nhập qua màng tế bào và bề mặt bào tử, phản ứng với cả amino acid của phân tử protein và nhóm purine và pyrimidine của phân tử ADN, ARN. Hợp chất đồng sunfat hút ẩm, được sử dụng như thuốc kháng nấm hoặc diệt các loại sâu bệnh, diệt cỏ. Hoạt động ức chế sự hình thành nấm mốc của đồng sunfat thông qua tác động ức chế quá trình hô hấp của tế bào hay quá trình đường phân. Mặc dù đồng sunfat ít được sử dụng dạng đơn chất để bảo quản gỗ do dễ bị rửa trôi, có thể làm mất màu gỗ, song rất có hiệu quả trong các ứng dụng khi được kết hợp với các hợp chất đối kháng khác có tính cố định (ít bị rửa trôi).
Hiện nay, thuốc hoặc các phân tử thể hiện tính hiệp đồng khi kết hợp với nhau, nghĩa là làm tăng cường một hoặc nhiều tác dụng của những loại thuốc đó hay tạo ra một hiệu ứng mới mà chỉ riêng nó không tạo ra được. Chiến lược phát triển thuốc kết hợp được ứng dụng rộng rãi để điều trị bệnh với mục tiêu đạt được hiệu quả điều trị hiệp đồng giảm liều lượng và độc tính, giảm thiểu hoặc trì hoãn việc gây kháng thuốc. Hiệu quả kháng nấm của hỗn hợp chất kháng nấm đã chỉ ra: tác dụng chống nấm mốc của các hóa chất được tăng cường và có hiệu quả cao hơn khi sử dụng riêng lẻ bởi không có hóa chất nào có thể phòng chống được tất cả các loại nấm mốc, giảm được nồng độ của các chất sử dụng so với đơn chất riêng lẻ. Điều này sẽ hạn chế dư lượng của hóa chất tồn tại trong môi trường đồng thời nâng cao hiệu quả sử dụng trong phòng chống nhiều loại nấm khác nhau. Đối với gốc aldehyde, nghiên cứu về sự kết hợp giữa cinnamaldehyde và các chất kháng vi sinh vật khác đã chỉ ra khả năng chống lại cả các chủng nấm kháng và không kháng thuốc, chẳng hạn như sự kết hợp giữa cinnamaldehyde và fluconazole hoặc AmB (Amphotericin B). Các công thức hỗn hợp chất có thể chứa các thành phần chất có nguồn gốc tự nhiên và các hợp chất tổng hợp. Trong nghiên cứu này, thử nghiệm khả năng ức chế các chủng nấm sợi gây hại gỗ với từng đơn hoạt chất preventol, α-BCA và đồng sunfat và đánh giá hiệu quả hiệp đồng kháng nấm của chế phẩm AM-QS được kết hợp từ 3 hoạt chất trên với tỷ lệ thành phần được dựa vào giá trị ức chế tối thiểu của mỗi đơn chất ban đầu.
Thông qua kết quả nghiên cứu dựa trên các tiêu chí về đặc điểm các chủng nấm dùng trong thử nghiệm; khả năng kháng nấm của preventol, α-BCA và đồng sunfat (in vitro); khả năng ức chế nấm gây hại gỗ của chế phẩm AM-QS (in vitro), nghiên cứu đã đánh giá khả năng ức chế 8 chủng nấm gây hại gỗ mạnh của 3 đơn hoạt chất preventol, α-BCA và đồng sunfat, đồng thời cũng đánh giá hiệu quả hiệp đồng của một công thức chế phẩm AM-QS kháng nấm chứa hỗn hơp 3 đơn chất trên. Hoạt chất preventol ở nồng độ 1 mg/l ức chế 90% đường kính khuẩn lạc nấm và ức chế hoàn toàn sự sinh trưởng của các chủng nấm ở MIC là 5 mg/l. Đối với α-BCA, đường kính khuẩn lạc nấm giảm 93,5% ở nồng độ 10 mg/l và giá trị MIC là 20 mg/l. Đồng sunfat ức chế sinh trưởng nấm giảm 94,9% ở 10 mg/l và MIC là 20 mg/l. Chế phẩm AM-QS có khả năng ức chế sinh trưởng nấm tăng 50 lần so với dạng đơn chất, trong đó nồng độ ức chế hoàn toàn sự sinh trưởng của các chủng nấm là 2% tương đương 0,1 mg/l (preventol), 0,4 mg/l (α-BCA) và 0,4 mg/l (đồng sunfat).
Tạp chí Khoa học và Công nghệ Việt Nam, Tâp 66, Số 5, tháng 5 năm 2024.