ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM
NÔNG THỊ HUỆ
Tên đề tài:
“TÁCH CHIẾT POLYSACCHARIDES
TỪ SINH KHỐI NẤM HƯƠNG”
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Hệ đào tạo
: Chính quy
Chuyên ngành
: Công nghệ thực phẩm
Khoa
: CNSH - CNTP
Lớp
: K42 - CNTP
Khoá học
: 2010 – 2014
Giáo viên hướng dẫn : ThS. Nguyễn Hữu Nghị
Khoa CNSH - CNTP, Trường ĐH Nông Lâm Thái Nguyên
Thái Nguyên, 2014
LỜI CẢM ƠN
Sau thời gian thực tập tại phòng thí nghiệm tại khoa Công nghệ Sinh học
và Công nghệ Thực Phẩm, Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, cùng với
sự cố gắng của bản thân và sự giúp đỡ của mọi người chúng tôi đã hoàn thành
khoá luận tốt nghiệp của mình.
Trước hết, chúng tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Ban giám hiệu
Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, cùng toàn thể các thầy cô giáo
trong khoa Công nghệ Sinh học và Công nghệ Thực Phẩm đã tận tình giúp
đỡ, tạo mọi điều kiện tốt nhất để chúng tôi tiến hành nghiên cứu và làm tốt
khóa luận tốt nghiệp.
Qua đây, chúng tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới Th.S. Nguyễn Hữu
Nghị giáo viên trực tiếp hướng dẫn chúng tôi trong suốt quá trình thực hiện đề
tài. Thầy đã tận tình chỉ dẫn và giúp đỡ chúng tôi hoàn thành khóa luận tốt
nghiệp này.
Cuối cùng, chúng tôi bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến gia đình, bạn bè,
những người luôn quan tâm giúp đỡ, động viên, đồng thời làm chỗ dựa tinh
thần rất lớn giúp chúng tôi hoàn thành tốt mọi công việc được giao trong suốt
thời gian học tập, thực hiện khóa luận tốt nghiệp để có được kết quả ngày
hôm nay.
Thái Nguyên, ngày 06 tháng 06 năm 2014
Người thực hiện
Nông Thị Huệ
DANH MỤC BẢNG
Bảng 4.1. Ảnh hưởng của tỉ lệ nguyên liệu/dung môi tới hiệu suất
trích ly polysaccharides thô từ sinh khối nấm hương .................. 29
Bảng 4.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ dung môi trích ly tới hiệu suất
trích ly polysaccharides thô từ sinh khối nấm hương. ................. 31
Bảng 4.3. Ảnh hưởng của thời gian trích ly tới hiệu suất thu
polysaccharides từ sinh khối nấm hương. .................................... 32
DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 2.1: Chu trình sống của nấm hương ........................................................ 8
Hình 4.1. Đường cong sinh trưởng của sinh khối nấm hương........................ 27
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
TCN
: Trước công nguyên
SCN
: Sau công nguyên
ATTP
: An toàn thực phẩm
TPCN
: Thực phẩm chức năng
LEM
: Lentunula Edodes Mycelium
AHCC
AZT
: Active Hexose Corelated Compound
: Azidi-thymidine
MỤC LỤC
Phần 1: MỞ ĐẦU ......................................................................................................1
1.1. Đặt vấn đề .............................................................................................. 1
1.2. Mục đích và yêu cầu .............................................................................. 3
1.2.1. Mục đích.......................................................................................... 3
1.2.2. Yêu cầu............................................................................................ 3
1.3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn đề tài...................................................... 3
1.3.1. Ý nghĩa khoa học ............................................................................ 3
1.3.2. Ý nghĩa thực tiễn đề tài ................................................................... 3
Phần 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU ...........................................................................4
2.1. Cơ sở khoa học ....................................................................................... 4
2.1.1. Khái quát lịch sử trồng nấm ............................................................ 4
2.1.2. Vài nét về ngành khoa học Thực phẩm chức năng ......................... 4
2.1.3. Giới thiệu chung về nấm hương ...................................................... 6
2.1.4. Tổng quan về polysaccharides ...................................................... 10
2.1.5. Nuôi cấy sinh khối nấm hương trong môi trường lỏng ................ 13
2.1.6. Một số phương pháp tách chiết polysaccharides .......................... 17
2.1.7. Khái quát về lọc và ly tâm. ........................................................... 19
2.2. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước về trồng và sản xuất nấm hương 20
2.2.1. Tình hình ngoài nước .................................................................... 20
2.2.2. Tình hình trong nước..................................................................... 20
Phần 3: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG, VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .....22
3.1. Đối tượng, vật liệu, địa điểm và thời gian nghiên cứu ........................ 22
3.1.1. Đối tượng nghiên cứu ................................................................... 22
3.1.2. Thiết bị và hóa chất dùng trong nghiên cứu. ................................ 22
3.1.3. Địa điểm và thời gian nghiên cứu ................................................. 22
3.2. Nội dung nghiên cứu ............................................................................ 22
3.3. Phương pháp nghiên cứu...................................................................... 22
3.3.1. Bố trí thí nghiệm. .......................................................................... 22
3.3.2. Phương pháp chuẩn bị môi trường ................................................ 25
3.3.3. Phương pháp nuôi cấy nấm hương ............................................... 25
3.3.4. Phương pháp thu sinh khối nấm hương từ môi trường lỏng PD... 26
3.3.5. Định lượng polysaccharides sau khi trích ly. ................................ 26
Phần 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ..................................................................27
4.1. Nuôi cấy sinh khối nấm hương trong môi trường lỏng PD ................. 27
4.2. Ảnh hưởng của tỉ lệ dung môi trích ly/nguyên liệu tới hiệu suất thu
polysaccharides thô từ sinh khối nấm hương .............................................. 29
4.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ dung môi trích ly tới hiệu suất trích ly
polysaccharides từ sinh khối nấm hương .................................................... 30
4.4. Ảnh hưởng của thời gian trích ly tới hiệu quả trích ly polysaccharides từ sinh
khối nấm hương ............................................................................................ 31
Phần 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ..................................................................33
5.1. Kết luận ................................................................................................ 33
5.2. Kiến nghị .............................................................................................. 34
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................35
1
Phần 1
MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề
Ngày xưa cha ông ta có quan niệm chỉ cần ăn no mặc ấm, ngày nay xã
hội ngày càng phát triển con người đã được ăn no mặc ấm rồi ăn ngon mặc
đẹp nhưng chất lượng thực phẩm lại là vấn đề mà nhiều người lo ngại, người
ta lại hướng tới lựa chọn thực phẩm sao cho an toàn, có lợi cho sức khỏe. Và
phương châm mới của nhiều người “Hãy để thực phẩm trở thành thuốc và
thuốc là thức ăn của bạn”.
Dựa vào xu hướng đó nhiều nhà nghiên cứu đã tiến hành nghiên cứu và
tìm ra một số loại thực phẩm từ tự nhiên vừa có giá trị dinh dưỡng cao, an
toàn thực phẩm vừa chứa một số hợp chất có tính dược học có lợi cho sức
khỏe người sử dụng trong việc phòng và hỗ trợ điều trị một số loại bệnh. Đặc
biệt được chú ý đến là nấm ăn, nấm dược liệu. Từ những năm 300 TCN nấm
ăn đã được xác định là “Mỹ thực” (thức ăn quý trong cung đình Trung Hoa).
Năm 200 – 100 TCN, trong sách “Thần nông bản thảo binh” đã miêu tả tỉ mỉ
hình thái, tính năng, công dụng của các loài nấm dùng để chữa trị bệnh, bồi
dưỡng sức khỏe. Ví như nấm hương, một loài nấm được còn mang một số
tính chất dược học có lợi cho sức khỏe con người.
Theo chuyên gia dinh dưỡng Cardwell nói rằng: Hiện tại, các thực
nghiệm đang hướng đến việc kiểm tra tác động của nấm ở những cấp độ khác
nhau trong việc chống lại virus cảm cúm. Các nghiên cứu xem xét đến cả hai
phản ứng miễn dịch và giải phóng cúm virus [5].
Mới đây, những nghiên cứu tại phòng thí nghiệm của trường Đại học
Tufts được xuất bản trong Tạp chí Dinh dưỡng cũng nói rằng: Ăn nấm đồng
nghĩa với việc tăng cường tổ chức miễn dịch cho cơ thể, đồng thời tăng
Cytokines (Là chất trung gian chủ yếu hoạt hóa miễn dịch và duy trì đáp ứng
miễn dịch) và sau đó các hooc-môn giống như protein có vai trò quan trọng
2
trong việc bảo vệ cơ chế khỏi sự nhiễm virus và mắc các chứng bệnh ung
bướu [5].
Các nghiên cứu khoa học hiện đại trên nấm đã mở rộng theo cấp số nhân
trong hơn ba thập kỷ vừa qua, không chỉ ở Nhật Bản, Hàn Quốc, Trung Quốc
mà còn ở Mỹ và những giải thích khoa học về các hợp chất hoạt động trong
cơ thể động vật và cơ thể con người đang ngày càng xuất hiện trên nhiều
trang tạp chí khoa học và y học. Qua phân lập và xác định của các nhà nghiên
cứu cho biết hợp chất có trong nấm ăn có tác dụng dược lý trên cơ thể người
như: điều hòa miễn dịch, chống tế bào ung thư, phòng và chữa bệnh tim
mạch, kháng virus, kháng khuẩn, ký sinh trùng, đặc tính bảo vệ và điều trị đái
tháo đường, gan là hợp chất polysaccharides.
Hợp chất polysaccharides có trong nấm ăn đã trưng bày một số hoạt
động chống HIV mạnh, dẫn đến ức chế virus nhân bản và tế bào phản ứng
tổng hợp (Yoshida và cộng sự, 1988). Vậy nên polysaccharides có trong nấm
ăn là một hướng phát triển mới có tiềm năng cho ngành khoa học mới khoa
học Thực phẩm chức năng ở nước ta. Nguồn nguyên liệu thu hoạt chất này
không thể không kể tới nấm hương, nấm hương vừa chứa hoạt chất
polysaccharides có tác dụng tốt cho sức khỏe con người vừa được mệnh danh
là “ Vua của các loại rau” bởi trong thành phần dinh dưỡng của nấm hương có
chứa một hàm lượng dinh dưỡng cao, chứa một số vitamin, protein và một số
acid amin thiết yếu. Nấm hương vừa là một loại nấm ăn được, vừa là nấm
dược liệu có tính dược học đáp ứng nhu cầu của người tiêu dùng hiện đại
“Hãy để thực phẩm trở thành thuốc và thuốc là thức ăn của bạn”.
Theo nhiều nghiên cứu thì hệ sợi nấm hương cũng chứa tương đối đầy
đủ về số lượng các hoạt chất sinh học và dinh dưỡng như ở trong nấm hương
quả thể. Việc nuôi cấy hệ sợi nấm hương cho phép rút ngắn thời gian, không
đòi hỏi các điều kiện khắt khe như trong nuôi trồng nấm thu quả thể. Mặt
khác việc nuôi cấy hệ sợi nấm hương để thu sinh khối có thể sử dụng phương
pháp nuôi cấy trong môi trường lỏng. Đặc biệt với mục đích sử dụng nào đối
với nấm hương thì việc khảo sát sự phát triển của hệ sinh khối trong môi trường
3
lỏng cũng là khâu đầu tiên rất cần thiết và quan trọng để tạo tiền đề cho các
nghiên cứu và ứng dụng tiếp theo. Do đó trong khuôn khổ của khóa luận tốt
nghiệp này chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài: “Tách chiết polysaccharides từ
sinh khối nấm hương”.
1.2. Mục đích và yêu cầu
1.2.1. Mục đích
Tách chiết, định lượng polysaccharides từ sinh khối nấm hương.
1.2.2. Yêu cầu
- Nuôi cấy tạo sinh khối trong môi trường lỏng.
- Tách chiết polysaccharides từ sinh khối nấm hương.
- Định lượng polysaccharides sau khi chiết và đánh giá điều kiện chiết
tới hiệu suất thu hồi polysaccharides.
1.3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn đề tài
1.3.1. Ý nghĩa khoa học
Xác định được điều kiện dung môi chiết polysaccharides từ sinh khối
nấm hương ở hiệu suất thu cao nhất.
Thu được polysaccharides từ sinh khối nấm hương để phục vụ cho các
nghiên cứu về sản xuất các chế phẩm từ nấm hương.
1.3.2. Ý nghĩa thực tiễn đề tài
Đặt cơ sở cho việc xây dựng quy trình sản xuất thu polysaccharides từ
sinh khối nấm và nấm quả thể, thu nguồn nguyên liệu cho ngành thực phẩm
chức năng trong tương lai.
Thực hiện đề tài giúp sinh viên nắm vững các thao tác trong phòng thí
nghiệm, bổ sung thêm kiến thức thực tế dựa trên lý thuyết, tích lũy thêm kinh
nghiệm, tiếp cận với công tác nghiên cứu khoa học phục vụ cho công việc
nghiên cứu sau khi ra trường.
Kết quả thu được từ đề tài là cơ sở cho các nghiên cứu chuyên sâu hơn.
4
Phần 2
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. Cơ sở khoa học
2.1.1. Khái quát lịch sử trồng nấm
Theo các tài liệu khảo cổ thì từ thời đồ đá cũ (500 – 400 năm TCN)
những cư dân nguyên thủy ở Trung Quốc đã biết thu lượm và sử dụng nhiều
loại nấm ăn từ thiên nhiên. Năm 400 TCN đã có những miêu tả khoa học về
sinh thái, sinh lý của không ít các loại nấm ăn. Năm 100 TCN bắt đầu có
những ghi chép đầu tiên về kỹ thuật trồng nấm [1].
Năm 200 – 300 SCN có những ghi chép về phương pháp nuôi trồng nấm
linh chi. Đến năm 581 – 600 SCN trong sách “Dược tính luận” có ghi chép
phương pháp trồng mộc nhĩ. Sau đó nhiều nấm được đưa vào nuôi trồng như
nấm kim châm, nấm ngân nhĩ, nấm hương, nấm rơm [1].
Hiện nay nghề trồng nấm đã phổ biến rộng rãi trên thế giới đặc biệt là
Trung Quốc với sản lượng nấm trồng cao nhất thế giới, sau đó là đến Nhật
Bản, Mỹ,…
2.1.2. Vài nét về ngành khoa học Thực phẩm chức năng
2.1.2.1. Khái niệm ngành khoa học thực phẩm chức năng
Ở các nước khác nhau thì khái niệm về thực phẩm chức năng là khác
nhau. Trong các văn bản của Bộ Y tế thống nhất khái niệm: “Thực phẩm chức
năng là thực phẩm dùng để hỗ trợ chức năng của các bộ phận trong cơ thể
người, có tác dụng dinh dưỡng, tạo cho cơ thể tình trạng thoải mái, tăng sức
đề kháng và giảm bớt nguy cơ bệnh tật”. Theo khái niệm này thì thực phẩm
chức năng nằm giữa giới hạn thực phẩm truyền thống và thuốc. Vì thế, người
ta còn gọi thực phẩm chức là thực phẩm – thuốc.
Thực phẩm chức năng khác với thực phẩm truyền thống như sau thực
phẩm chức năng được sản xuất chế biến theo công thức bổ sung một số thành
5
phần có lợi và loại bớt một số thành phần bất lợi. Việc bổ sung hay giảm bớt
phải được chứng minh và cân nhắc một cách khoa học, được cơ quan nhà
nước có thẩm quyền cho phép. Thực phẩm chức năng có tác dụng sức khỏe
nhiều hơn là các chất dinh dưỡng thông thường. Thực phẩn chức năng rất ít
tạo ra năng lượng như các loại thực phẩm truyền thống. Liều lượng sử dụng
thường nhỏ chỉ vài miligam như là thuốc.
Tuy nhiên thực phẩm chức năng không phải là thuốc mà nhà sản xuất ghi
trên nhãn mác là thực phẩm, còn thuốc thì được công bố là sản phẩm thuốc có
tác dụng chữa bệnh. Còn thực phẩm chức năng thì không có tác dụng chữa
bệnh mà chỉ hỗ trợ và bổ sung thêm một số chất có tác dụng giảm bớt nguy cơ
mắc bệnh.
2.1.2.2. Thực trạng sử dụng thực phẩm chức năng tại Việt Nam
Theo cục ATTP – Bộ Y tế trong 10 năm trở lại đây, tại Việt Nam, số
lượng TPCN được công bố đang phát triển với tốc độ cao và mức tiêu thụ
TPCN của người tiêu dùng tăng lên nhanh chóng. Đến nay thực phẩm chức
năng tại Việt Nam có gần 10000 sản phẩm, trong đó nhập khẩu chiếm gần
40%. Số lượng các doanh nghiệp tham gia sản xuất và phân phối TPCN đang
tăng nhanh. Cả nước hiện có gần 1800 doanh nghiệp sản xuất, kinh doanh
TPCN và năm sau tăng hơn năm trước.
PGS.TS Lê Văn Truyền – nguyên Thứ trưởng Bộ Y tế - nói: “Do các
bệnh mạn tính và ô nhiễm môi trường, người dân ngày càng có xu hướng tìm
về một lối sống lành mạnh, quan tâm hơn đến các sản phẩm thiên nhiên và
các biện pháp ph9ng bệnh. Nếu để cho bệnh xuất hiện thì chi phí lớn hơn nhiều
so với phòng bệnh. Vì thế không có lý do gì mà TPCN lại đứng ngoài cuộc”.
Dẫn chứng điều này ông cho biết, 70% người dân Mỹ thường xuyên sử dụng
TPCN để phòng bệnh. Theo Ngân hàng Thế giới (World Bank, 2006), thị
trường TPCN ở Mỹ chiếm 35%, Châu Âu 32%, Nhật Bản 25% và phần còn ại
6
là của các nước trên thế giới là 8%. Do đó thị trường TPCN ở Việt Nam phát
triển mạnh cũng là theo quy luật chung.
2.1.2.3. Các chế phẩm chức năng từ nấm hương trong tương lai.
Trong thế kỷ 21, việc sử dụng tài nguyên thiên nhiên trong thực phẩm, y
học và các ngành khoa học khác đã trở thành một đề tài nghiên cứu của các
nhà khoa học. Trong đó nấm hương đã được sử dụng làm thức ăn dài và là
loại thuốc có khả năng tăng cường hệ thống miễn dịch ở người. Từ những tiền
chất có trong nấm hương đó, các nhà khoa học đã tổng hợp, phân lập, tách
chiết ra tạo thành những hợp chất có khả năng hỗ trợ và điều trị bệnh cao.
Các sản phẩm nổi tiếng từ nấm hương như: Lentinan (β-1,3/1,6 glucan từ
quả thể nấm hương); LEM (từ sợi nấm) dùng để điều trị bệnh ung thư, đặc
biệt LEM có hiệu lực cao trong điều trị bệnh AIDS [3].
Nấm hương giàu các chất như selenium, acid uric, vitamin A, E, C và
đặc biệt là vitamin D chống oxi hóa. Các chất alenin và cholin ngăn ngừa sự
xuất hiện của bệnh xơ gan, xơ vữa động mạch [3].
Tirosinase có trong nấm hương có thể làm giảm nhanh chóng các lipit
tích lũy dư thừa trong gan, giúp tăng cường hoạt động của gan, giải độc cho
cơ thể.
Trong tương lai nấm hương là nguồn nguyên liệu sạch từ tự nhiên cung cấp
cho ngành thực phẩm chức năng một số hoạt chất có tính chất dược lý tiềm năng
phát triển trong tương lai như thực phẩm chức năng đa sinh tố, thực phẩm chức
năng hỗ trợ điều trị ung thư, thực phẩm chức năng tăng khả năng miễn dịch, thực
phẩm bổ sung vitamin, và một số chế phẩm khác từ nấm hương.
2.1.3. Giới thiệu chung về nấm hương
2.1.3.1. Khái quát về giới nấm
Trước đây nấm được coi là thực vật nhưng thực chất nấm được phân vào
một giới riêng, gọi là giới Nấm tương đương với giới Động vật và giới Thực vật.
7
Nấm có hai ngành chính là nấm nhầy (Myxomycota) và nấm thật
(Enmycota). Nấm nhầy chia ra thành các ngành phụ như sau: Nấm tiên mao,
nấm tiên mao, nấm tiếp hợp, nấm túi, nấm đảm, nấm bất toàn.
Nấm ăn được có cấu tạo chủ yếu là hệ sợi nấm. Sợi nấm có dạng ống
tròn, đường kính khoảng 2 – 4 µm. Các ống tròn đều có cách vách ngăn,
khoảng cách giữa hai vách ngăn là 3 – 10 µm được gọi là tế bào. Sợi nấm còn
được gọi là khuẩn ty (hypha), hệ sợi nấm được gọi là khuẩn ty thể, Nấm đều
có cấu tạo chung của tất cả các vi sinh vật nhân thực. Các nhóm nấm khác
nhau có thành phần tế bào khác nhau [1].
Nấm ăn thuộc ngành nấm túi và nấm đảm, không có khả năng quang hợp
mà sống dị dưỡng, lấy thức ăn từ nguồn hữu cơ (động vật và thực vật). Hầu
hết các loài nấm đều lấy dinh dưỡng qua tế bào sợi (giống như rễ cây). Tế bào
nấm không có đời sống độc lập trong sợi nấm vì giữa các tế bào có vách ngăn
mà các vách ngăn lại có lỗ thủng đường kính từ 0,1 – 0,2 µm. Nhiều nấm có
hệ men phân giải tương đối mạnh, chúng có khả năng sản sinh ra enzyme
ngoại bào, những enzyme này giúp nấm biến đổi những cơ chất phức tạp
thành dạng hòa tan để dễ hấp thu. Dựa vào cách hấp thu dinh dưỡng của nấm
người ta chia thành ba nhóm là nhóm hoại sinh, nhóm ký sinh, nhóm cộng
sinh [2].
Quả thế nấm ăn có cấu tạo là hệ sợi nấm. Sợi nấm có thể phát triển từ
bào tử hay một đoạn sợi nấm. Bào tử có thể nảy mầm theo nhiều hướng khác
nhau, còn sợi nấm thì phân nhánh nhiều lần tạo nên một mạng sợi nấm dày
chằng chịt và thường có màu trắng [2].
2.1.3.2. Hình thái học của hệ sợi nấm và đặc tính sinh học của nấm hương
Nấm hương còn có tên gọi khác là nấm Đông Cô, nấm Hương Cô có
nguồn gốc ở Đông Á, có danh pháp khoa học là: Lentinula edodes. Tiếng Anh
và các ngôn ngữ châu Âu thì được gọi theo tiếng Nhật Bản là Shiitake. Nấm
Hương được phân loại khoa học:
Thuộc giới (regnum): Fungi
Ngành (phylum): Bacicliomycota
8
Lớp (class): Agricomycetes
Bộ (ordo): Agaricales
Họ (familia): Tricholomataceae hay Maramiaceae hay Omphalotaceae
Chi (genus): Lentinula
Loài (species): L. edodes [2].
Nấm hương là một trong những loại nấm hoại sinh trên gỗ thích hợp ở
vùng có khí hậu ôn đới, mát ẩm thường mọc hoang nhiều ở Việt Nam, Nhật
Bản, Hàn Quốc, Trung Quốc,…. Ở Việt Nam thường mọc hoang ở các tỉnh có
khí hậu mát mẻ, ẩm như Lào Cai, Lai Châu, Lạng Sơn, Cao Bằng, Bắc Kạn,
Thái Nguyên, Hòa Bình, Lầm Đồng. Nấm quả thể trưởng thành có hình tán
dù. Màu sắc bên ngoài khác nhau tùy loại: Loài L.edodes có màu nâu nhạt
nhũ bong, loài L. tigrinus có màu xám, những vết nứt như da hổ [4].
Sợi nấm hương lúc đầu có đường kính nhỏ khoảng 0,5 – 1,0 mm, về sau
lớn dần lên đến kích thước 1 – 2 mm, sau khi các quá trình tiếp hợp và hình
thành nấm quả thế ta có mũ nấm có đường kính từ 3 – 10 cm. Lúc đầu mũ có
dạng hình nón nhọn ở giữa, sau trải rộng ra và bằng phẳng, viền mũ thường
cuộc vào trong. Bề ngang của phiến tương đối rộng và có khuynh hướng bám
vào cuống nấm. Nấm hương không có vòng cổ và vòng bao gốc, cuống thon
đều hoặc hơi tóp ở gốc. Cuống nấm có đường kính 0,5 – 1,2 cm, dài khoảng
2,5 – 8 cm[2].
Nấm hương trải qua quá trình sinh trưởng và phát triển như sau:
Đảm bào tử
Hệ sợi sơ cấp
Hệ sợi thứ cấp
Tai nấm
trưởng thành
Tiền quả thể
Mạng sợi
Hình 2.1: Chu trình sống của nấm hương [2].
Nấm hương thuộc ngành phụ nấm đảm nên có tới ba cấp sợi nấm:
9
Hệ sợi sơ cấp: Không có vách ngăn và có nhiều nhân, dần dần sẽ tạo
thành vách ngăn và phân thành những tế bào đơn nhân trong sợi nấm. sự phối
hợp nguyên sinh chất giữa hai sợi nấm sơ cấp xảy ra rất sớm.
Hệ sợi thứ cấp: Tạo thành do sự phối trộn giữa hai sợi nấm cấp một, khi
đó nguyên sinh chất giữa hai sợi nấm khác dấu sẽ trộn với nhau. Hai nhân vẫn
đứng riêng rẽ làm tế bào có hai nhân. Hay còn gọi là sợi nấm song nhân, sợi
nấm song nhân là hình thái chủ yếu của sợi nấm.
Hệ sợi cấp ba: Do sợi nấm thứ cấp phát triển thành. Các sợi nấm liên kết
lại chặt chẽ với nhau tạo thành quả thể nấm [2].
2.1.3.3. Giá trị dinh dưỡng của nấm hương.
Nấm hương có giá trị dinh dưỡng cao, sử dụng nấm hương làm rau như
một thực phẩm cung cấp vitamin, chất khoáng cho cơ thể. Trong 100 g nấm
hương khô (phần ăn được) có chứa 13(g) nước; 19% protein; 1,8(g) lipid;
54(g) hydratcacbon; 7,8(g) chất xơ; 4,9(g) chất khoáng, trong thành phần chất
khoáng có 124mg Ca; 415mg P; 25,3mg Fe;… Vitamin có trong nấm hương
0,07mg vitamin B1; 1,13mg vitamin B2; 2,4mg vitamin PP; 18,9mg acid
nicotinic; provitamin D [2].
Các chất tạo nên hương thơm: Xeton, sulfit, ankan, acid béo… Theo
Mizuno yếu tố tạo nên hương thơm, vị ngon của nấm là monosodium
glutamate, nucleotit, amino axit tự do, chuỗi peptide, acid hữu cơ (axit malic,
axit fumalic, axit glutaric, axit oxalic, axit lactic,…) và đường[2].
Hơn nữa trong nấm hương và hệ sợi nấm hương có tới 40 loại enzyme,
đáng chú ý nhất là enzyme β (1-3) glucosidaza, kitinaza, esteraza, lipoidaza,
ligninaza, almondaza, pepsin, loxintinaza, tannaza, pectinaza, saccaraza,
transferaza, maltaza, xenlulaza, hemixenlulaza, amylotransferaza, inulaza,
melibiaza, glycozidaza, ureaza, insulinaza, asparaginaza, peroxydaza, lactaza,
cacboxylpeptidaza, tyrozin oxydaza, zymaza, lichen amylaza, chymosin,
metalloproteaza,…[2].
10
2.1.3.4. Các yếu tố ảnh hưởng tới sự sinh trưởng và phát triển của hệ sợi
nấm hương
Một số yếu tố ảnh hưởng tới sự sinh trưởng và phát triển của nấm hương
là độ ẩm, nhiệt độ, độ pH, ánh sáng, ….
Về độ ẩm: Độ ẩm cơ chất thích hợp cho sự phát triển của sợi nấm là 6570%. Độ ẩm không khí trong giao đoạn nuôi sợi khoảng 80%. ở giai đoạn tạo
quả thể, nấm tăng trưởng nhanh và cần nhiều nước, do đó độ ẩm không khí
lúc này khoảng 85-90%.
Nhiệt độ: Sợi nấm hương có thể sinh trưởng và phát triển trong khoảng
nhiệt độ 5 – 320C, nhưng tốt nhất là 24 – 250C. Quả thể hình thành ở phạm vi
nhiệt độ - 210C, tốt nhất là ở nhiệt độ 10 – 120C. Quả thể phát triển thích hợp
ở 200C (trừ các nấm hương chịu nhiệt).
Độ pH: pH thích hợp cho tơ nấm là 5 – 6, sau khi nuôi cấy vài ngày, pH
môi trường sẽ giảm đi rất nhanh do nấm hương sản sinh ra một số axit hữu cơ
(axit acetic, axit sucxinic, axit oxalic). Khi hình thành quả thể thì pH thích
hợp là 3,5 – 4,5. Các axit hữu cơ được sinh ra trong hệ nấm hương sẽ điều
chỉnh pH môi trường mà người trồng không cần phải axit hóa môi trường.
Ánh sáng: Ánh sáng chủ yếu cần cho giai đoạn hình thành quả thể.
Cường độ ánh sáng tối ưu cho nấm hương quả thể khoảng 10 lux, đồng thời
số lượng tai nấm tăng lên theo thời gian tiếp xúc với ánh sáng. Nếu điều kiện
tối hoặc ánh sáng thấp hơn 5 lux thì mũ nấm màu xám, tai nhỏ, cuống trở nên
ốm và dài hơn [2].
2.1.4. Tổng quan về polysaccharides
2.1.4.1. Khái niệm Polysaccharides
Polysaccharides là một loại hợp chất hữu cơ có chứa trong thực vật: quả, củ
hoặc thân cây. Trong thực vật, polysaccharides tồn tại dưới hai dạng: dạng không
tan và dạng hòa tan. Polysaccharides có trong thành phần một số thực vật điển
hình như: nhân sâm, nấm lim xanh, nấm hương,… hợp chất cao phân tử có chứa
11
hàng trăm thậm chí hàng nghìn mắt xích monosaccharide trong mỗi phân tử.
Polysaccharide β-glucan là thành phần chính của nấm có thể biểu hiện các hoạt
tính sinh học khác nhau chẳng hạn như đái tháo đường, ung thư.
Polysaccharide là những polime được tạo ra từ thiên nhiên hoặc nó có
thể là sản phẩm của phản ứng trùng ngưng các andozo hoặc xentozo.
Polysaccharide tồn tại ở các loại mạch như mạch hở, mạch không nhánh hoặc
có nhánh, mạch vòng hay uốn khúc.
Polysacchrides
thường
được
phân
loại
thành
hai
loại
là
homopolysacchride và heteropolysacchride. Homopolysacchride được tạo
thành từ một loại monosacchride như tinh bột, xenllulose, glycogen,….
Heteropolysacchride được tạo thành từ hai loại monosacchride trở lên như
pectit, aga, hemixenllulose,…
2.1.4.2. Hoạt tính dược học của polysaccharide
Hoạt tính chống ung thư
Những nấm chứa polysaccharides hoạt tính sinh học chủ yếu thuộc nhóm
β- glucan. Các chất này nằm trong nhóm hợp chất có hoạt tính dinh học có
nguồn gốc từ tự nhiên, là loại chất có khả năng điều chỉnh đáp ứng sinh học.
Là tác nhân điều hòa hệ thống bảo vệ miễn dịch tự nhiên quan trọng nhất. βGlucan từ nấm không giống với các loại sản phẩm từ tự nhiên khác mà βGlucan từ nấm được tinh khiết duy trì tác dụng sinh học cho phép chúng có
hiệu quả cả ở mức độ phân tử và tế bào [6].
Năm 1980, tại Nhật Bản, β-Glucan đã chứng minh được khả năng kích
thích tạo máu tương tự như yếu tố kích thích các bạch cầu hạt đơn nhân. Các
thí nghiệm đều cho thấy rằng, hiệu quả tác dụng vào tế bào ung thư rất tốt, có
thể làm giảm 70 – 95% trọng lượng khối u so với đối chứng. Tuy vậy, kết quả
cho khả năng kháng, tác động tích cực tới khối u khi sử dụng kết hợp với chất
kháng chống ung thư, còn nếu sử dụng riêng lẻ thì không thẻ làm khối u biến
mất (Vaclav Vetvicka, 2011). Qua đó, β-Glucan có thể làm giảm sự phát triển
12
của khối u, ngăn chặn khối u di căn. Trái ngược với vi sinh vật, tế bào khối u
cũng như các tế bào vật chủ khác, β-Glucan là một thành phần không thể
thiếu là một thành phần bề mặt để kích hoạt thụ thể bổ sung bắt đầu gây độc
tế bào và giết chết tế bào khối u. Điều này chỉ xảy ra khi có mặt β-Glucan
(Dalia Akramiene, 2007) [6,16].
Theo nghiên cứu của Mỹ, các nhà khoa học đã tìm thấy hợp chất tương
quan Hexoza (AHCC) có trong nấm hương, chất này có khả năng ngăn ngừa
các bệnh ung thư liên quan đến HPV. Khi thử nghiệm trên chuột bạch AHCC
cho kết quả diệt virus HPV trong vòng 90 ngày và giảm tốc độ tăng trưởng
khối u cổ tử cung. Các nhà khoa học cũng cho biết có thể sử dụng AHCC để
điều chế thành thực phẩm chức năng, thực phẩm bổ sung, sử dụng thay thế
cho vắc xin ngừa HPV. Bởi AHCC hoạt động như một liệu pháp miễn dịch,
chúng sử dụng chính hệ thống miễn dịch của con người để chống lại bệnh
[3,17].
Hoạt tính chống virus
Polysaccharides có tác dụng kháng virus và điều hòa miễn dịch là do có
các lignin, các chất kháng sinh; Lentinan là một Polysaccharides có tác dụng
phục hồi tế bào Lympho T, tăng sản xuất interferol [3].
Gần đây các nhà nghiên cứu tại trường Đại học Y ở Yamaguchi Nhật
Bản đã thông báo rằng một loại polysaccharides có tên là Lentinan có hiệu
ứng “bảo vệ”. Đó là ức chế sự phá hủy tế bào bình thường do ảnh hưởng của
virus HIV. Trên lâm sàng cho thấy khi sử dụng với hợp chất AZT có thể ngăn
chặn virus HIV cao hơn khi chỉ sử dụng AZT một cách độc lập, đồng thời làm
giảm độc tính AZT, đặc biệt sulfat lentinan ức chế rất mạnh hoạt tính của
enzyme sao chép ngược của virus HIV [14].
Hoạt tính tăng khả năng miễn dịch
Polysaccharides trong nấm hương có khả năng hoạt hóa miễn dịch tế bào
thúc đẩy quá trình sinh trưởng và phát triển tế bào Lympho T, Lympho B từ
13
đó góp phần tăng cường hệ miễn dịch ở bệnh nhân bị bệnh gan, giúp bệnh gan
nhiễm mỡ mau chóng hồi phục các tế bào bị tổn thương nhanh hơn [6].
Polysaccharides JSL-18 có trong nấm hương làm tăng hoạt tính đại thực
bào, tăng tiết IL-6 (Interleakin-6). Bên cạnh đó, trong nấm hương còn chứa
các chất như Lentinacin, dezoxy lentinacin, 5’-GMP, 5’-AMP có tác dụng
chống đông máu. Ngoài ra, còn có chất eritadenine có hiệu quả làm giảm hàm
lượng cholesterol trong máu [2].
2.1.5. Nuôi cấy sinh khối nấm hương trong môi trường lỏng
2.1.5.1. Nuôi cấy hệ sợi nấm hương trong môi trường lỏng.
Phương pháp lên men chìm đối với vi sinh vật
Khái niệm: Là quá trình nhân nuôi vi sinh vật trong môi trường lỏng có
sục khí để bổ sung thêm oxy hoặc nuôi tĩnh. Giống vi sinh vật sau khi cấy vào
môi trường lên men thì bắt đầu phát triển ở giai đoạn tiềm phát (pha lag) rồi
chuyển sang phát triển qua pha lũy thừa (pha log). Trong pha lũy thừa, vi sinh
vật phát triển nhanh chóng và đạt cực đại, lượng vi sinh vật ngày càng tăng
lên nhưng dinh dưỡng trong môi trường nuôi cấy nếu không được bổ sung
thêm vào dó đó ở giai đoạn này thành phần môi trường dinh dưỡng giảm
nhanh, như cầu oxy tăng, nhiệt độ tạo ra cao đồng thời bề mặt môi trường có
thể trào ra khỏi bình men, làm mất bớt dịch và tăng khả năng nhiễm vi sinh
vật lạ không mong muốn.
Lên men chìm có hai dạng: lên men gián đoạn và lên men liên tục. Lên
men gián đoạn hay còn được gọi là lên men theo mẻ hoạt động như một hệ
thống đóng kín. Vi sinh vật trong quá trình lên men phát triển theo 4 pha: pha
tiềm phát (pha lag), pha lũy thừa (pha log), pha ổn định, pha suy vong.
Pha tiềm phát: Khi cấy các tế bào vi sinh vật từ môi trường này sang môi
trường khác, khoảng thời gian đầu số tế bào không thay đổi. Trong giai đoạn
này vi sinh vật làm quen với môi trường để thích nghi dần với điều kiện môi
trường mới.
- Xem thêm -