Đặt vấn đề Đông trùng hạ thảo Cordyceps militaris là một trong những loài hiện đang thu hút mối quan tâm của nhiều nhà khoa học. Một số loại giá thể nhân tạo thƣờng đƣợc áp dụng trong nuôi cấy nấm C.militaris gồm môi trƣờng sinh khối: gạo lứt, nhộng tằm xay nhuyễn, đỗ tƣơng, giá đỗ, khoai tây, nƣớc dừa và các chất khoáng, axit amin, vitamin. Khả năng sinh trƣởng và phát triển của nấm C.militaris và hàm lƣợng cordycepin, adenosin trên giá thể nhộng tằm phụ thuộc vào nhiều yếu tố nhƣ: nhiệt độ nuôi cấy, loại giống, cƣờng độ ánh sáng, độ ẩm. Trong đó yếu tố cũng rất quan trọng đó là ánh sáng.
Vì vậy, tôi tiến hành “Nghiên cứu ảnh hƣởng của điều kiện đèn led ở các bƣớc sóng khác nhau đến sự hình thành quả thể ở nấm đông trùng hạ thảo Cordycep militaris” để chọn ra đƣợc bƣớc sóng tối ƣu nhất đến sự hình thành quả thể nấm từ đó áp dụng đƣa vào sản xuất thực tiễn. Mục đích và yêu cầu của đề tài 1. Mục đích Nghiên cứu này đƣợc thực hiện nhằm xác định đƣợc đèn led ở bƣớc sóng khác nhau đến sự hình thành quả thể ở nấm đông trùng hạ thảo Cordycep militaris. Đồng thời áp dụng đƣa vào thực tiễn nhằm nâng cao chất lƣợng sản phẩm đông trùng hạ thảo.
Yêu cầu Đánh giá ảnh hƣởng của các điều kiện chiếu sáng ở các bƣớc sóng khác nhau trên đến quá trình hình thành và chất lƣợng quả thể của nấm đông trùng hạ thảo khi nuôi trồng. Xác định thời gian phát triển ở từng giai đoạn của nấm đông trùng hạ thảo. 1 Xác định đặc điểm hình thái, tỉ lệ hình thành quả thể, số lƣợng quả thể và sinh khối của nấm đông trùng hạ thảo. Đánh giá đƣợc sự khác biệt về hàm lƣợng cordycepin và adenosine thông qua phƣơng pháp đo quang phổ tại vùng ánh sáng hấp thụ cực đại của các base nucleotide.
2 PHẦN 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2. Tổng quan về đông trùng hạ thảo 2. Giới thiệu chung Nấm đông trùng hạ thảo là các loài nấm ký sinh trên sâu non, nhộng hoặc sâu trƣởng thành của một số loài côn trùng. Đến nay, đã phát hiện đƣợc hơn 400 loài nấm đông trùng hạ thảo thuộc chi Cordyceps nhƣng chỉ có 2 loài đƣợc chú trọng nghiên cứu nhiều nhất là Cordyceps sinensis và Cordyceps militaris do có giá trị dƣợc liệu cao.
Ngoài tự nhiên, nấm đông trùng hạ thảo thƣờng đƣợc tìm thấy vào mùa hè, loài nấm C. sinensis phân bố chủ yếu ở các vùng núi cao thuộc dãy núi Hymalaya có độ cao trên 4000 m so với mực nƣớc biển nhƣ vùng Tây Tạng (Trung Quốc), một số vùng Nepan và Butan; loài nấm C. militaris tìm thấy ở vùng núi thấp hơn, có độ cao 2000 – 3000 m, phân bố rộng (Trung Quốc, Nhật Bản, Hàn Quốc và các nƣớc trong khu vực Đông Nam Á) (Wang, 1995; Sung, 1996; Li et al. Nấm đông trùng hạ thảo hiện nay có hai loài Cordyceps sinensis và Cordyceps militaris hiện nay đang đƣơc nghiên cứu rất nhiều về chiết xuất và sản xuất do có giá tri dƣợc liệu và giá tri kinh tế cao (Liu et al., 2001; Li et al.
Nấm đông trùng hạ thảo Ophiocordyceps sinensis (hay còn gọi là Cordyceps sinensis) là một loại nấm dƣợc liệu có phân bố rất hạn chế trong tƣ nhiên và đƣợc nuôi trồng trong điều kiên hoang dã, loài nấm này hiện tại vẫn chƣa đƣơc nuôi trồng thành công trong môi trƣờng nhân tạo, do đó sản lƣợng nấm thu đƣợc không đáp ứng đủ nhu cầu của thị trƣờng (Li et al., 2006; Stone 2008; Zhang et al. Loài đông trùng hạ thảo Cordyceps militaris chứa các hợp chất hóa học tƣơng tự nhƣ của O.sinensis, nhƣng có thể dễ dàng nuôi trồng trong môi trƣờng nhân tạo (Li et al. 1995; Dong et al. Hiện nay, đã có nhiều nghiên cứu về quy tr nh nuôi trồng nấm C.
militarisis nhằm thay thế cho loài O. Sinensis và có nhiều nghiên cứu quan trọng về gen, nhu cầu dinh dƣỡng, 3 môi trƣờng nuôi cấy, các đặc tính sinh hóa và dƣợc lý của nấm C. Gần đây, bộ gen hoàn chỉnh của nấm C. militaris cũng đƣợc giải trình tự làm cơ sở cho nhiều nghiên cứu sâu hơn về loại nấm này (Zheng et al.
Có hơn 400 phân loài Cordyceps đã tìm thấy và mô tả, tuy nhiên chỉ có khoảng 36 loài đƣợc nuôi trồng trong điều kiện nhân tạo để sản xuất quả thể (Wang, 1995; Sung, 1996; Li et al. Trong số những loài này, chỉ có loài C. militaris đã đƣợc trồng ở quy mô lớn do nó có dƣợc tính rất tốt và có thời gian sản xuất ngắn (Li et al. Quả thể của nấm Cordyceps militaris dùng làm thực phẩm, dùng trong các món hầm, súp, trà ở các nƣớc Đông Nam Á nhƣ Hongkong, Đài Loan, Trung Quốc (Che et al.
Quả thể và sinh khối nấm cũng đƣợc sử dụng làm thuốc và bồi bổ sức khỏe nhƣ nƣớc uống, viên nhộng, rƣợu, dấm, trà và nƣớc chấm (Wang et al. Các loại thuốc từ nấm này dùng duy trì chức năng thận, phổi, chống lão hóa, điều hòa giấc ngủ, viêm phế quản mãn t nh (Das et al. Do giá tri dƣợc liệu, giá trị kinh tế cao và t nh khả thi của việc nuôi nấm Cordyceps militaris ở quy mô lớn, việc phát triển các nghiên cứu về nuôi trồng nấm C. militaris nhằm tăng quy mô sản xuất, đáp ứng nhu cầu của thị trƣờng trong nƣớc và chuyển giao công nghê cho các đơn vi sản xuất để đem lại lợi ch kinh tế cho địa phƣơng là hết sức cần thiết (Nguyễn Thị Liên Thƣơng et al.
c đi m h nh th i n m đông trùng hạ thảo Loài nấm ký sinh trên bƣớm và sâu bƣớm, quả thể có màu cam, chiều dài 8-10 cm. Đầu quả thể nấm có các đốm màu cam sáng. Quả thể nấm nhô lên từ xác ấu trùng hoặc nhộng, mặt cắt ngang quả thể có màu nhạt, rỗng ở giữa. Các nang bào tử dài từ 300 - 510 m, bề rộng 4 m.
Các bào tử nang hình sợi, không màu và phân đoạn, kích thƣớc 3,5-6 x 1-1,5 m. Các bào tử nang này trong điều 4 kiện nghèo dinh dƣỡng sẽ đứt ra và nảy chồi tạo các bào tử thứ cấp. Nấm này có phân bố rộng, ở Bắc Mỹ, châu u và châu Á (Paul et al. Nấm Cordyceps militaris và mặt cắt dọc quả thể chứa các bào tử Hình ảnh được lấy từ nghiên cứu của (Christian et al.
Ghi chú: (1) Lát cắt quả thể, (2) quả thể nguyên vẹn, (3) các nang bào tử, (4) nang bào tử trên bề mặt quả thể, (5) côn trùng. Kĩ thuật nuôi trồng và các phƣơng pháp nhân giống đông trùng hạ thảo Cordyceps militaris đƣợc trồng trong môi trƣờng lỏng để thu hoạch sợi nấm đồng thời trên môi trƣờng rắn để thu quả thể. Các tác giả Kim và Liu đã tối ƣu hóa điều kiện nuôi cấy chìm nấm C. militaris (Kim et al., 2003; Liu et al.
Để sản xuất quy mô lớn về số lƣợng quả thể nấm C. militaris hiện nay ngƣời ta chỉ sử dụng môi trƣờng rắn chứa các cơ chất nhân tạo hoặc môi trƣờng rắn chứa côn trùng (ví dụ, ấu trùng tằm B. Tuy nhiên, việc nuôi nấm lấy 5 quả thể trên côn trùng rất tốn kém, do đó hiện nay nấm chủ yếu đƣợc nuôi trên môi trƣờng có thành phần chính là gạo. Các môi trƣờng dùng cho nuôi cấy bao gồm môi trƣờng nhân giống, môi trƣờng tiền nuôi cấy hệ sợi và môi trƣờng sản xuất.
Thành phần các môi trƣờng này khác nhau phù hợp với sự phát triển của nấm ở các giai đoạn. Có 4 giai đoạn chính trong sự phát triển của nấm, bao gồm: giai đoan tạo hệ sợi, giai đoạn tạo sắc tố, giai đoạn nảy chồi, và giai đoạn tạo quả thể (Lu et al. Các quá trình này đòi hỏi việc kiểm soát chặt chẽ về nhiệt độ, độ ẩm và ánh sáng (Ren et al. Việc nuôi cấy các loài nấm trên môi trƣờng rắn đã đƣợc nghiên cứu trong nhiều năm qua.
So sánh với các loại môi trƣờng khác, môi trƣờng rắn hiệu quả hơn về các mặt nhƣ diện tích nuôi trồng nhỏ, giảm lƣợng nƣớc tiêu thụ so với nuôi cấy lỏng, đồng thời giảm chi phí xử lý nƣớc thải và tiêu thụ năng lƣợng trong quy trình nuôi nấm. Trong tự nhiên nấm C. militaris sinh trƣởng rất hạn chế ký sinh trên côn trùng. Khi nuôi trồng trong điều kiện nhân tạo nấm có thể phát triển trong điều kiên tối ƣu nhƣ độ thoáng khí giúp cho việc phát triển tơ nấm và quả thể, nhất là chủ yếu quả thể chứa nhiều hợp chất có hoạt tính sinh học hơn (Sung et al., 2006; Zhang et al.
Quả thể đã đƣợc trồng thành công trên môi trƣờng gạo lứt (Choi et al., 1999; Sung et al., 2002) hoặc ấu trùng côn trùng (Harada et al., 1995; Sato et al. Các nghiên cứu khác cũng cho thấy việc sử dụng hạt kê có thể tạo ra nấm có hàm lƣợng adenosine cao. Các nghiên cứu cũng cho thấy khi hạt đậu nành đƣợc dùng làm môi trƣờng rắn hàm lƣợng cordycepin tăng so với giá thể gạo (Lim et al. Chu tr nh sống của nấm đông trùng hạ thảo Giống nhƣ hầu hết các loài Cordyceps khác, C.
militaris là một loài nấm ký sinh trên côn trùng và ấu trùng của côn trùng. Loài này chủ yếu lây nhiễm ở giai đoạn nhộng của các loài bƣớm khác nhau, rồi nhân lên trong cơ thể ký chủ vào mùa đông. Bào tử nấm theo gió d nh vào bên ngoài ký chủ, sau đó từ bào tử 6 h nh thành các ống nảy mầm có các thể bám. Các ống này tiết ra các enzyme nhƣ lipase, chitinase, protease làm tan vỏ ngoài của ký chủ, và xâm nhâp vào bên trong cơ thể.
Sau đó hệ sợi nấm hút dinh dƣỡng và sinh trƣởng mạnh mẽ chiếm toàn bộ cơ thể và gây chết ký chủ. Đến cuối hè hoặc thu quả thể nhô ra ngoài để phát tán bào tử vào không khí (Kobayasi et al., 1982; Kamble et al. Các quả thể nấm C. militaris thƣờng có màu vàng nhạt hoặc màu da cam (Zheng et al.
Nấm Cordyceps militaris có các dạng bào tử khác nhau trong chu tr nh sống của nấm. Ở các điều kiện môi trƣờng khác nhau, sự hình thành các dạng bào tử cũng cho thấy sự khác biệt, nhƣ việc tạo bào tử tròn tạo ra trên môi trƣờng nuôi cấy rắn hoặc các chồi bào tử tạo ra trên môi trƣờng nuôi cấy lỏng. Tác dụng của nấm đông trùng hạ thảo Các hợp chất dƣợc liệu của loại nấm Cordyceps militaris ứng dụng trong điều tri bệnh và nâng cao sức khỏe con ngƣời, do đó loài nấm này có giá trị kinh tế cao. Nấm Cordyceps militaris rất khan hiếm trong tự nhiên.