Đăng ký Đăng nhập
Trang chủ Giáo dục - Đào tạo Cao đẳng - Đại học Tách chiết polysaccharides từ sinh khối nấm hương...

Tài liệu Tách chiết polysaccharides từ sinh khối nấm hương

.PDF
50
597
116

Mô tả:

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 -

Tài liệu liên quan