Sáng chế cấy tạo trầm từ “dịch kiến”

Ngày 9.6.2014 Cục Sở hữu trí tuệ (Bộ Khoa học và Công nghệ) cấp cho ông Trương Thanh Khoan Bằng độc quyền sáng chế số 12835 về Phương pháp kích thích cây dó để tạo trầm.

Bằng chứng nhận sáng chế được cấp cho ông Khoan.

Nhờ chế phẩm có chứa dịch kiến này, ông Khoan đã cấy tạo trầm rất thành công trên cả vạn cây dó (hình 4, hình 5, hình 6) và ông đã trở thành một tỷ phú, một trí thức nông dân giàu có. Ngay từ ngày 12.9.2011, ông đã nộp đơn lên Bộ Khoa học và Công nghệ xin bảo hộ độc quyền sáng chế này. Chế phẩm của ông cũng đã được ứng dụng thành công tại một số nơi ở Việt Nam và đang được chào bán ra nước ngoài.

Mục đích của bài viết này là thử lý giải cơ sở khoa học của phát minh nói trên. Nếu chỉ ra được một cách thuyết phục căn cứ khoa học của sáng chế này thì mới có thể đưa một thành quả sáng tạo độc đáo của thực nghiệm thành một tài sản trí tuệ, mới có thể gắn cho một kinh nghiệm quý báu của nông dân Việt một ngôn ngữ chuyên nghiệp chung với thế giới và mới có thể phát triển sản phẩm của nó trong nước và ra nước ngoài. Để làm việc đó thì cần có các hiểu biết sơ lược về:

-  Kích cảm tạo trầm (Agarwood inducment) là gì?

- Kiến và quần hợp hỗ sinh kiến-nấm (association of ant-fungus mutualism). 

Kích cảm tạo trầm là gì?

Một số loài dó (ví dụ các loài thuộc chi Aquilaria) có khả năng sinh trầm trong lõi của cây nhưng sau vài chục năm phát triển tự nhiên thì chỉ khoảng 10% số cây dó có trầm trong lõi, đó là trầm hương tự nhiên rất quý, hiếm và đắt. Theo Robert A. Blanchette ⁽¹⁾và Pheeraphan Wijitphan ⁽²⁾ (hình7) thì trầm là sản phẩm của quá trình phản ứng tự vệ của cây dó chống lại các tác nhân tấn công từ bên ngoài như gây thương cơ học, nấm, nấm men, vi khuẩn, hormone thực vật, pheromone, hóa chất…

GS Đinh Xuân Bá (trái) và ông Khoan trao đổi về sản phẩm phần trầm hương được tạo ra từ dịch kiến.

-  Một số nấm hay vi nấm (fungi, microfungi). Hiện nay có thể kể ra 35 loài nấm thường được dùng, trong đó các loài quan trọng có thể là: Fusarium oxysporum Schlect., Cladosporiumspp, Cercosporella spp, Aspergillus Phoenicis (Corda) Thom & Currie, Cytosphaera Manganiferae Died, Melanotus flavolivens (Berk. & M.A. Curtis) Singer, Penicillium Citrinum Thom, Chaetonium globosum Kunze, Phaeoacremonium parasitica,….Lưu ý rằng 3 loài đầu nằm trong 17 loài nấm được tìm thấy trong 9 khúc trầm tự nhiên khai thác được trong rừng Thái Lan. Fusarium và Chaetonium là 2 nấm tìm thấy trong trầm tự nhiên ở Ấn độ.

-  Một số hóa chất, ví dụ formic acid, methyl jasmonate, chitosan, Sodium bisulfite…

-  Một số vi khuẩn (bacteria), nấm men chiết (yeast extract), dưỡng chất thực vật (plant nutrient media) và chất điều hòa sinh trưởng (plant regulator).

Người ta truyền inducer vào cây dó qua các lỗ khoan phân bố rải rác trên cây, sau một thời gian trầm sẽ hình thành bao quanh các lỗ khoan đó (hình 8). Người ta cũng có thể dùng các bộ truyền dẫn thuốc (transfusion set) để truyền thẳng thuốc cấy vào mạch xylem của cây, bằng cách đó thuốc cấy được đưa vào từ từ và ngấm dần theo mạch xylem để đi gần khắp cây, ta gọi đó là cách gây nội thương và trong trường hợp này trầm hình thành dọc theo mạch xylem (hình 9, hình 10).

Kiến và quần hợp hỗ sinh kiến-nấm

Cùng sống với loài người trên hành tinh này là các bầy đoàn kiến đông đúc có tính tổ chức xã hội bậc cao (giống như ong). Trong một tổ kiến thường có kiến thợ, kiến lính, kiến công chúa (princess), kiến chúa (queen)… Một tổ có thể chỉ có 1 kiến chúa (monogyny) hoặc nhiều kiến chúa (polygyny).

Nếu giả thiết rằng một con kiến trung bình nặng 45mg thì sinh khối của toàn bộ loài kiến tương đương với sinh khối của toàn bộ loài người.

Khoan lỗ kích cảm tạo trầm ( trên) và đàn kiến ông Khoan đang nuôi ( dưới).

Năm mươi triệu năm trước đây kiến đã biết làm “nông nghiệp” ⁽³⁾, cụ thể là:

-   Kiến có thể chăn nuôi, ví dụ có loài kiến thường nuôi rệp (aphid). Rệp thường tiết ra dịch ngọt (honeydew) mà kiến rất thích ăn (Hình 11). Một con rệp thuộc chi Tuberolachnus (Hình 12) trong một giờ  có thể tiết ra lượng dịch ngọt nặng hơn trọng lượng của nó. Kiến chăn và bảo vệ rệp để lấy dịch ngọt (giống như người chăn nuôi bò dê để lấy sữa). Đây là một ví dụ về quan hệ hỗ sinh (mutualism) của kiến và côn trùng. Chung sống với kiến trong tổ kiến còn có các vi khuẩn (ví dụ vi khuẩn Pseudonocardia khư trú trên da kiến, các vi khuẩn tự sinh kháng sinh), nấm men (yeast), các vi nấm Escovopsis ký sinh trong tổ kiến và các sinh vật nhỏ bé khác sống hội sinh (commensalism) hoặc ký sinh trong tổ kiến. Riêng về nấm men, năm 1997 Carreiro SC và cộng sự ⁽⁴⁾đã tìm thấy 137 nấm men (thuộc 24 loài, 7 chi) sống hỗ sinh với loài kiến cắt lá Atta sexdens.

-         Kiến có thể trồng trọt, phổ biến nhất là kiến trồng nấm.Một số kiến thợ đi tìm nguồn lá và cắt lá, các kiến thợ khác xén nhỏ lá đã cắt để vận chuyển về tổ (Hình 13) trong khi các kiến lính thì hoặc đứng canh tổ, hoặc đi theo bảo vệ đàn kiến chuyển vận lá (Hình 14). Tại tổ, lá được nghiền vụn ra, và được trộn đều cùng với dịch do kiến tiết ra(thường chứa enzyme), bổ sung thêm các vi khuẩn thường sống cộng sinh với kiến, sau đó các kiến thợ cấy lên đó những sợi nấm giống chúng đã cất giữ từ trước. Sau một thời gian, nấm mọc lên tạo thành một “vườn nấm”, kiến thợ chọn lọc nấm tốt, loại bỏ nấm xấu, giữ lại nấm giống, còn lại cất vào kho thức ăn.

Thức ăn đó là một hỗn hợp dinh dưỡng bao gồm nấm, vi nấm, nấm men, vikhuẩn, enzyme, pheromone và cả axít (kiến thường tiết ra acid formic), theo các nhà kiến học hỗn hợp dinh dưỡng đó được tạo thành từ cácgongylidia.Theo kết quả nghiên cứu mới đây (tháng 8/2014) của Virginia E. Masiulionis và cộng sự ⁽⁵⁾ thì gongylidia thường chứa glucose, glycogen, glycan, mannitol, trehalose, lipid, ergosterol, enzymes và các amino acids tự do. Gongylidia có đường kính trung bình khoảng 40 micron và kết thành từng cụm (cluster) nằm trong vườn nấm. Kiến chúa thường nằm ngay trong vườn nấm này, các kiến chúa mới thường mang theo nấm giống khi ra đi tạo tổ kiến mới. Mueller UG và cộng sự ⁽³⁾đã phân lập được 553 giống nấm (fungus cultivar) trong các vườn nấm của kiến trồng nấm.

Đối với quan hệ hỗ sinh kiến nấm (ant-fungus mutualism), có hai vấn đề liên quan đến sáng chế nói trên mà ta cần làm rõ: Một là có bao nhiêu loài kiến trồng nấm và chúng thuộc các chi nào. Hai là tên và chủng loại các loài nấm mà chúng thường trồng.

Có khoảng 260 loài kiến trồng nấm thuộc vào 18 chi của tông Attini, trong đó có 8 chi chính với 237 loài là: Acromyrmex Mayr (32 loài), Apterostigma Mayr (47 loài), Atta Fabricius (17 loài), Cyphomyrmex Mayr (41 loài), Mycocepurus Forel (6 loài), Myrmicocrypta Smith (27 loài), Sericomyrmex Mayr (19 loài), Trachymyrmex Forel (48 loài). Trong đó hai chi Atta Fabricius và Acromyrmex Mayr có tên chung là kiến cắt lá (leaf-cutting ant). Người viết bài này đã thu thập được thông tin sơ bộ về 237 loài kiến nói trên và sẵn sàng trao đổi với độc giả nào quan tâm.

Theo nghiên cứu công bố năm 2013 của Augustin JO và cộng sự ⁽⁶⁾ thì nấm do kiến trồng trọt được (ant-cultivated fungi) thường thuộc vào các họ Agaricaceae, Lepiotaceae, Pterulaceae trong đó thường gặp nhất là nấm thuộc các chi Leucoagaricus và chi Leucocoprinus, loài Leucoagaricus gongylophorus⁽⁵⁾.Tuy nhiên, liên quan với chủ đề của bài viết này là các công trình nghiên cứu sau đây:

Năm 2008, Rodrigues A và cộng sự ⁽⁷⁾ đã phân lập được nấm Fusarium oxysporumtrong 85 giống nấm mà họ đã tìm được trong 37 tổ kiến của 10 loài kiến cắt lá thuộc chi Acromyrmex Mayr.

Năm 2008, Pagnocca FC và cộng sự ⁽⁸⁾ đã phân lập được nấm Cladosporiumtrong 142 nấm sợi và 19 nấm men ở các tổ kiến của kiến cắt lá.

Các phát hiện trên rất thú vị khi lưu ý rằng Fusarium oxysporumvàCladosporiumlà 2 trong các nấm thường được dùng để chế biến thuốc cấy (inducer) và cũng là 2 nấm trong số các nấm được phân lập từ các miếng Trầm tự nhiên khai thác được trong rừng ở Thái Lan và Ấn Độ.

Thuốc cấy tạo trầm được chế biến bởi kiến

Trở lạu năm 2010, nhà phát minh nông dân Trương Thanh Khoan sau khi phát hiện được một loài kiến làm tổ trên cây dó bắt đầu nghiên cứu tập quán sinh sống của kiến, thuần dưỡng kiến, làm “chuồng” gỗ nuôi kiến, trồng cây lấy lá cho kiến ăn và cho kiến uống nước dừa. Cho đến nay ông Khoan đã có 20 chuồng kiến, mỗi chuồng có một tổ kiến, kiến có màu rêu xanh (hình 15, hình 16, hình 17). Giả sử mỗi tổ có 7.000 con kiến (thuộc loại kiến nhỡ) thì hiện nay ông Khoan đang nuôi khoảng 140.000 con kiến với tổng sinh khối khoảng  3,5 tấn kiến. Phải chăng kiến ông Khoan đang nuôi là một trong 260 loài kiến nói trên?

Ông Khoan đã thiết kế chuồng kiến sao cho có thể dễ dàng thu hoạch gongylidia, vắt ép và lọc nó để lấy một dung dịch đặc mà ông gọi tên là dịch kiến. Sau đó cứ mỗi lít dịch thường (bao gồm các chất dinh dưỡng và điều hòa sinh trưởng nhưng không có axit vô cơ) ông bổ sung thêm 10ml dịch kiến nói trên để làm ra thuốc cấy tạo Trầm mà sau đây được gọi là ApI (Ant-processed Inducer) tức là thuốc cấy tạo Trầm được chế biến bởi kiến (hình 18). Việc dùng ApI để kích thích tạo Trầm đã đạt được thành công tại một số nơi ở Việt Nam, Thái Lan và Campuchia. Ngày 6.10.2014, ApI đã được chính thức thông báo ra thị trường nước ngoài ⁽⁹⁾.

Hiện nay một tổ nghiên cứu và phát triển ApI (hình 19) đã bước đầu được thành lập, nhiệm vụ của tổ là tổ chức thực hiện các công việc sau đây:

-  Nhận dạng và xác định tên khoa học của loài kiến nói trên, trên cơ sở đó mà hiểu rõ hơn cấu trúc hình thái, tập quán sinh trưởng và điều kiện phát triển của kiến,

-  Tìm hiểu kỹ hơn về quần hợp sinh vật sống hỗ sinh trong tổ kiến kể cả các vi sinh vật sống  cộng sinh, hội sinh và ký sinh với kiến,

-   Phân tích thành phần sinh hóa của gongylidia và dịch kiến, nghiên cứu định lượng sản lượng của gongylidia và dịch kiến,

-  Tìm phương pháp và chế độ nuôi dưỡng làm tăng sinh khối của gongylidia,

-  Nhận dạng và phòng trừ các sinh vật gây hại cho tổ kiến và bệnh của kiến,

-   Nghiên cứu hoàn thiện các hợp chất cấu thành ApI,

-  Nghiên cứu các phương pháp truyền ApI vào cây Dó thuộc các loài khác nhau,

- Nghiên cứu các oleoresin và các hợp chất thơm bay hơi (volatile aromatic compound) có trong trầm nuôi cấy bởi ApI,

-  Đa dạng hóa các sản phẩm làm ra từ trầm nuôi cấy bởi ApI, kể cả sản xuất các loại tinh dầu trầm và nhựa trầm,

-   Đẩy mạnh tiếp thị ApI và trầm nuôi cấy bởi ApI trong nước và ra nước ngoài.

Tổ nghiên cứu và phát triển nói trên hy vọng nhận được sự hợp tác của các đồng nghiệp.

Địa chỉ tra cứu, trao đổi:

Ông Trương Thanh Khoan; số 3478, ấp Phú Lâm 3, xã Phú Sơn, huyện Tân Phú, tỉnh Đồng Nai. Điện thoại: 01234699679. E-mail: dan.tr88@gmail.com.

GS. Đinh Xuân Bá; Biệt thự KL41, khu biệt thự Kim Long (đối diện 673 Nguyễn hữu Thọ), Nhà Bè, TP. Hồ Chí Minh. Điện thoại: 0913207676. E-mail: dxb@secoin.vn

Anh Trần Đức Thanh; số 54/4, tổ 5, ấp Ngọc Lâm 3, xã Phú Thanh, huyện Tân Phú, tỉnh Đồng Nai. Điện thoại: 0985561610. E-mail: thanhtramremcua2020@gmail.com.  

Chị Nguyễn Thị Huyền Trân; số 54/4, tổ 5, ấp Ngọc Lâm 3, xã Phú Thanh, huyện Tân Phú, tỉnh Đồng Nai. Điện thoại: 0978653359. E-mail: tramtramhuong83@gmail.com