Nghiên cứu khả năng kháng khuẩn của một số loài nấm Ganoderma

• Tác giả: Phạm Thảo Linh
• Người hướng dẫn: TS. Phan Duệ Thanh
• Trường học: Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội
• Chuyên ngành: Khoa học môi trường
• Đề tài: Nghiên cứu khả năng kháng khuẩn của một số loài thuộc chi nấm Ganoderma
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Hà Nội

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
• DANH MỤC CÁC BẢNG
• DANH MỤC CÁC HÌNH
• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU
• 1.1. Lịch sử nghiên cứu nấm Ganoderma
• 1.1.1. Tình hình nghiên cứu nấm Ganoderma trên thế giới
• 1.1.2. Tình hình nghiên cứu nấm Ganoderma ở Việt Nam
• 1.2. Đặc điểm sinh học nấm Ganoderma
• 1.2.1. Khái quát chung chi nấm Ganoderma
• 1.2.2. Đặc điểm sinh học chi tiết của chi nấm Ganoderma
• 1.3. Giá trị, ý nghĩa, vai trò của chi nấm Ganoderma
• 1.4. Một vài đặc điểm của khu vực nghiên cứu
• 1.4.1. Vườn quốc gia Tam Đảo
• 1.4.2. Vườn quốc gia Xuân Sơn
• 1.4.3. Trạm đa dạng sinh học Mê Linh
• 2. CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Đối tượng nghiên cứu
• 2.2. Địa điểm nghiên cứu
• 2.2.1. Địa điểm thu mẫu
• 2.3. Phạm vi nghiên cứu. Thiết bị nghiên cứu
• 2.4. Môi trường nghiên cứu
• 2.5. Phương pháp nghiên cứu
• 2.5.1. Phương pháp thu mẫu và bảo quản
• 2.5.2. Phương pháp thu thập tài liệu
• 2.5.3. Phương pháp phân tích
• 2.5.4. Phương pháp đánh giá hoạt tính sinh học
• 2.5.5. Phương pháp sấy đến khối lượng không đổi
• 2.5.6. Phương pháp thu dịch nổi
• 2.5.7. Phương pháp thống kê và xử lý số liệu
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Phân loại các mẫu nghiên cứu
• 3.2. Kết quả phân lập và thuần khiết các chủng nấm thuộc chi nấm Ganoderma tại khu vực nghiên cứu
• 3.2.1. Kết quả phân lập lần thứ nhất
• 3.2.2. Kết quả phân lập lần thứ hai
• 3.2.3. Kết quả phân lập lần thứ ba
• 3.2.4. Cấy chuyển và lưu giữ chủng nấm trong ống thạch nghiêng
• 3.2.5. Thu dịch nuôi cấy nấm
• 3.3. Đánh giá khả năng kháng khuẩn của chủng nấm nghiên cứu
• 3.4. Đề xuất các giải pháp bảo tồn các loài thuộc chi nấm Ganoderma tại khu vực nghiên cứu
• 3.4.1. Các giải pháp bảo tồn nguyên vị
• 3.4.2. Các giải pháp bảo tồn chuyển vị
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC

I. Giới thiệu về nấm Ganoderma

Nấm Ganoderma, đặc biệt là Ganoderma lucidum, đã được biết đến từ lâu với nhiều tác dụng dược lý. Nấm này không chỉ được sử dụng trong y học cổ truyền mà còn trong các nghiên cứu hiện đại về khả năng kháng khuẩn. Nghiên cứu cho thấy Ganoderma có khả năng ức chế sự phát triển của nhiều loại vi khuẩn gây bệnh, từ đó mở ra hướng đi mới trong việc phát triển các sản phẩm từ nấm này. Theo các tài liệu, nấm Ganoderma chứa nhiều hoạt chất có lợi như polysaccharides và triterpenes, có tác dụng tăng cường hệ miễn dịch và kháng viêm. Việc nghiên cứu khả năng kháng khuẩn của nấm Ganoderma không chỉ có ý nghĩa trong y học mà còn trong bảo tồn đa dạng sinh học.

1.1. Đặc điểm sinh học của nấm Ganoderma

Nấm Ganoderma thuộc họ Ganodermataceae, có hình dạng đặc trưng với bề mặt bóng và màu sắc đa dạng. Chúng thường mọc trên gỗ mục và có khả năng phân hủy chất hữu cơ. Đặc điểm sinh học của nấm Ganoderma cho phép chúng tồn tại trong nhiều điều kiện môi trường khác nhau. Nghiên cứu cho thấy nấm Ganoderma có khả năng sinh trưởng tốt trong môi trường ẩm ướt và có thể phát triển trên nhiều loại chất nền khác nhau. Điều này không chỉ giúp nấm phát triển mà còn tạo ra các sản phẩm có giá trị dược lý cao.

II. Khả năng kháng khuẩn của nấm Ganoderma

Khả năng kháng khuẩn của nấm Ganoderma đã được nghiên cứu rộng rãi. Các nghiên cứu cho thấy dịch chiết từ nấm Ganoderma có khả năng ức chế sự phát triển của nhiều loại vi khuẩn như Escherichia coli, Staphylococcus aureus, và Pseudomonas aeruginosa. Các hoạt chất trong nấm, như polysaccharides và triterpenes, đã được xác định là nguyên nhân chính gây ra tác dụng kháng khuẩn. Nghiên cứu của Ofodile Lauretta Nwanneka cho thấy nấm Ganoderma có thể ức chế hoàn toàn sự phát triển của vi khuẩn trong môi trường thí nghiệm, mở ra khả năng ứng dụng trong điều trị các bệnh nhiễm khuẩn.

2.1. Phương pháp nghiên cứu khả năng kháng khuẩn

Phương pháp nghiên cứu khả năng kháng khuẩn của nấm Ganoderma thường sử dụng kỹ thuật khuếch tán trên môi trường thạch. Các mẫu nấm được thu thập từ các khu vực như Vườn quốc gia Tam Đảo và Vườn quốc gia Xuân Sơn. Sau khi nuôi cấy, dịch chiết từ nấm được thử nghiệm trên các vi khuẩn gây bệnh. Kết quả cho thấy nấm Ganoderma có khả năng kháng khuẩn mạnh mẽ, đặc biệt là đối với các vi khuẩn gram dương. Điều này chứng tỏ tiềm năng của nấm Ganoderma trong việc phát triển các sản phẩm kháng khuẩn tự nhiên.

III. Ứng dụng thực tiễn của nấm Ganoderma

Nấm Ganoderma không chỉ có giá trị trong nghiên cứu mà còn có nhiều ứng dụng thực tiễn. Các chế phẩm từ nấm Ganoderma được sử dụng trong y học để hỗ trợ điều trị nhiều bệnh lý như ung thư, bệnh gan và các bệnh liên quan đến hệ miễn dịch. Nghiên cứu cho thấy nấm Ganoderma có thể giúp cải thiện sức khỏe tổng thể và tăng cường khả năng miễn dịch. Ngoài ra, nấm Ganoderma cũng được sử dụng trong ngành thực phẩm chức năng, mang lại lợi ích cho sức khỏe con người.

3.1. Đề xuất giải pháp bảo tồn nấm Ganoderma

Để bảo tồn các loài nấm Ganoderma, cần có các giải pháp bảo tồn nguyên vị và chuyển vị. Việc bảo tồn môi trường sống tự nhiên của nấm là rất quan trọng để duy trì sự đa dạng sinh học. Các khu vực như Vườn quốc gia Tam Đảo và Vườn quốc gia Xuân Sơn cần được bảo vệ và quản lý chặt chẽ. Đồng thời, việc nghiên cứu và phát triển các sản phẩm từ nấm Ganoderma cũng cần được khuyến khích để nâng cao giá trị kinh tế và bảo tồn nguồn gen quý hiếm này.

Tổng quan nghiên cứu

Nấm thuộc chi Ganoderma, hay còn gọi là nấm Linh chi, là nhóm nấm lớn có giá trị dược liệu cao và vai trò quan trọng trong hệ sinh thái. Việt Nam, với đa dạng sinh học phong phú, là nơi lưu giữ nhiều loài Ganoderma quý hiếm, đặc biệt tại các khu vực như Vườn quốc gia Tam Đảo, Vườn quốc gia Xuân Sơn và Trạm Đa dạng sinh học Mê Linh. Theo ước tính, Việt Nam có khoảng 1821 loài nấm, trong đó Ganoderma đóng vai trò quan trọng trong y học cổ truyền và hiện đại nhờ khả năng kháng khuẩn và hỗ trợ điều trị nhiều bệnh lý như ung thư, viêm gan, và các bệnh tim mạch.

Luận văn tập trung nghiên cứu khả năng kháng khuẩn của một số loài Ganoderma thu thập từ ba khu vực trên trong khoảng thời gian từ tháng 4 đến tháng 9 năm 2018. Mục tiêu chính là xác định hoạt tính kháng khuẩn của các chủng nấm đối với các vi khuẩn gây bệnh phổ biến như Escherichia coli, Bacillus subtilis, Vibrio parahaemolyticus, Staphylococcus aureus và Pseudomonas aeruginosa. Nghiên cứu góp phần bổ sung cơ sở dữ liệu về đa dạng sinh học và hỗ trợ công tác bảo tồn các loài nấm quý, đồng thời mở ra hướng ứng dụng trong phát triển dược liệu kháng khuẩn tự nhiên.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết về đa dạng sinh học, sinh học nấm và hoạt tính sinh học của các hợp chất tự nhiên. Hai mô hình chính được áp dụng gồm:

• Mô hình phân loại và đặc điểm sinh học nấm Ganoderma: Bao gồm phân loại khoa học, đặc điểm hình thái quả thể, cấu trúc hệ sợi và bào tử, cũng như các yếu tố sinh thái ảnh hưởng đến sự phát triển của nấm.
• Mô hình đánh giá hoạt tính kháng khuẩn: Dựa trên nguyên tắc khuếch tán dịch chiết nấm trên môi trường thạch để xác định khả năng ức chế sự phát triển của vi khuẩn kiểm định.

Các khái niệm chính bao gồm: đa dạng sinh học, hoạt tính kháng khuẩn, dịch chiết nấm, sinh khối nấm, và các vi khuẩn gây bệnh gram dương và gram âm.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính là 39 mẫu nấm Ganoderma thu thập tại Vườn quốc gia Tam Đảo, Vườn quốc gia Xuân Sơn và Trạm Đa dạng sinh học Mê Linh trong 6 đợt từ tháng 4 đến tháng 9 năm 2018. Mẫu được thu thập ngẫu nhiên tại các độ cao và môi trường sống khác nhau, bảo quản và xử lý tại phòng thí nghiệm của Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội và Trường Đại học Sư phạm Hà Nội.

Phương pháp phân tích bao gồm:

• Phân loại hình thái quả thể và soi kính hiển vi hệ sợi, bào tử.
• Phân lập và nuôi cấy hệ sợi trên môi trường PDA và PDB.
• Thu dịch chiết bằng ethyl acetate từ sinh khối nấm sấy khô.
• Đánh giá hoạt tính kháng khuẩn bằng phương pháp khuếch tán dịch chiết trên môi trường thạch MPA đối với 5 loại vi khuẩn kiểm định.
• Thí nghiệm được lặp lại 3 lần cho mỗi chủng nấm và vi khuẩn để đảm bảo độ tin cậy.
• Phân tích số liệu bằng thống kê mô tả, so sánh đường kính vòng kháng khuẩn.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Phân lập và thuần khiết 6 chủng Ganoderma: Gồm Ganoderma aff. brownii, Ganoderma sp. philippi, Ganoderma aff. lucidum, Ganoderma sinense, Ganoderma aff. neo-japnicum Imaz. Các chủng này phát triển tốt trên môi trường PDA với đường kính hệ sợi đạt trung bình 5-7 cm sau 5 ngày nuôi cấy.

2. Khả năng kháng khuẩn của dịch chiết nấm: Dịch chiết từ các chủng nấm cho thấy khả năng ức chế vi khuẩn Escherichia coli với đường kính vòng vô khuẩn trung bình từ 10,6 mm đến 15,2 mm, cao hơn so với các vi khuẩn khác như Pseudomonas aeruginosa chỉ đạt 5,7 mm. Khả năng kháng khuẩn đối với Bacillus subtilis, Staphylococcus aureus và Vibrio parahaemolyticus cũng được ghi nhận với vòng kháng khuẩn từ 7-12 mm.

3. So sánh hoạt tính kháng khuẩn giữa các loài: Ganoderma aff. lucidum và Ganoderma sinense thể hiện hoạt tính kháng khuẩn mạnh hơn so với các loài khác, đặc biệt đối với vi khuẩn gram dương như Staphylococcus aureus. Hoạt tính kháng khuẩn của dịch chiết nấm có sự khác biệt rõ rệt với p < 0,05.

4. Ảnh hưởng của thời gian nuôi cấy đến sinh khối và hoạt tính: Sinh khối nấm tăng dần theo thời gian nuôi cấy, đạt khối lượng khô trung bình 0,8-1,2 g sau 7 ngày. Hoạt tính kháng khuẩn cũng tăng theo thời gian, đạt đỉnh vào ngày thứ 14.

Thảo luận kết quả

Kết quả nghiên cứu phù hợp với các báo cáo quốc tế về hoạt tính kháng khuẩn của nấm Ganoderma, đặc biệt là khả năng ức chế vi khuẩn gram âm như Escherichia coli và vi khuẩn gram dương Staphylococcus aureus. Sự khác biệt về hoạt tính giữa các loài có thể do thành phần hóa học đa dạng như polysaccharides, triterpenoids và các hợp chất phenolic trong nấm.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ đường kính vòng kháng khuẩn theo từng loài và từng loại vi khuẩn, giúp minh họa rõ ràng hiệu quả kháng khuẩn. So với một số nghiên cứu trước đây, hoạt tính kháng khuẩn của Ganoderma aff. lucidum trong nghiên cứu này cao hơn khoảng 10-15%, cho thấy tiềm năng ứng dụng trong phát triển thuốc kháng sinh tự nhiên.

Ngoài ra, việc thu thập mẫu từ các khu vực có đa dạng sinh học cao như Tam Đảo và Xuân Sơn góp phần bảo tồn nguồn gen quý hiếm, đồng thời mở rộng hiểu biết về đặc điểm sinh học và ứng dụng của nấm Ganoderma tại Việt Nam.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Tăng cường bảo tồn nguyên vị các loài Ganoderma quý hiếm tại Vườn quốc gia Tam Đảo, Xuân Sơn và Trạm Đa dạng sinh học Mê Linh nhằm duy trì đa dạng sinh học và nguồn gen kháng khuẩn tự nhiên. Thời gian thực hiện: 1-3 năm, chủ thể: Ban quản lý vườn quốc gia và các cơ quan môi trường.

2. Phát triển mô hình nuôi trồng nhân tạo nấm Ganoderma trên giá thể tổng hợp phù hợp với điều kiện sinh thái địa phương để khai thác bền vững nguồn dược liệu. Mục tiêu nâng cao năng suất sinh khối lên 8-10% trong 2 năm, chủ thể: Viện nghiên cứu nông lâm nghiệp và doanh nghiệp dược liệu.

3. Nghiên cứu sâu về thành phần hóa học và cơ chế kháng khuẩn của các hợp chất chiết xuất từ Ganoderma nhằm phát triển sản phẩm thuốc kháng sinh tự nhiên. Thời gian: 3-5 năm, chủ thể: Các trường đại học và viện nghiên cứu.

4. Tổ chức đào tạo và nâng cao nhận thức cộng đồng về giá trị và bảo vệ nấm Ganoderma, đồng thời khuyến khích khai thác hợp lý, tránh khai thác quá mức. Thời gian: liên tục, chủ thể: Sở Nông nghiệp, Môi trường và các tổ chức phi chính phủ.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Nhà nghiên cứu và sinh viên ngành khoa học môi trường, sinh học và dược liệu: Nghiên cứu cung cấp dữ liệu chi tiết về đa dạng loài và hoạt tính kháng khuẩn của nấm Ganoderma, hỗ trợ các đề tài liên quan.

2. Doanh nghiệp sản xuất dược phẩm và thực phẩm chức năng: Thông tin về khả năng kháng khuẩn và quy trình chiết xuất sinh khối nấm giúp phát triển sản phẩm mới từ nguồn nguyên liệu tự nhiên.

3. Cơ quan quản lý bảo tồn đa dạng sinh học và tài nguyên thiên nhiên: Cơ sở khoa học để xây dựng chính sách bảo tồn và phát triển bền vững nguồn gen nấm quý hiếm tại các khu vực rừng quốc gia.

4. Người làm công tác nuôi trồng và phát triển nấm dược liệu: Hướng dẫn kỹ thuật thu mẫu, nuôi cấy và đánh giá hoạt tính sinh học, giúp nâng cao hiệu quả sản xuất và chất lượng sản phẩm.

Câu hỏi thường gặp

1. Ganoderma có thể kháng được những loại vi khuẩn nào?
   Ganoderma thể hiện khả năng kháng khuẩn đối với các vi khuẩn gây bệnh phổ biến như Escherichia coli, Bacillus subtilis, Staphylococcus aureus, Vibrio parahaemolyticus và Pseudomonas aeruginosa với vòng kháng khuẩn từ 5,7 đến 15,2 mm.

2. Phương pháp thu thập mẫu nấm có ảnh hưởng đến kết quả nghiên cứu không?
   Có, việc thu mẫu đúng thời điểm (sau mưa 2-3 ngày), lấy mẫu đủ kích thước và bảo quản đúng cách giúp đảm bảo chất lượng mẫu, từ đó kết quả phân lập và đánh giá hoạt tính kháng khuẩn chính xác hơn.

3. Thời gian nuôi cấy ảnh hưởng thế nào đến hoạt tính kháng khuẩn của nấm?
   Hoạt tính kháng khuẩn tăng theo thời gian nuôi cấy, đạt đỉnh vào khoảng ngày thứ 14, do sinh khối và nồng độ các hợp chất hoạt tính tăng lên.

4. Ganoderma có thể được nuôi trồng nhân tạo không?
   Có, Ganoderma có thể nuôi trồng trên giá thể tổng hợp như mùn cưa, bã mía với hiệu suất sinh khối cao và ổn định, phù hợp với điều kiện sinh thái địa phương.

5. Ứng dụng thực tiễn của nghiên cứu này là gì?
   Nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học để phát triển thuốc kháng sinh tự nhiên từ nấm Ganoderma, đồng thời hỗ trợ bảo tồn và phát triển bền vững nguồn gen nấm quý hiếm tại Việt Nam.

Kết luận

• Đã phân lập và xác định được 6 loài nấm Ganoderma có khả năng kháng khuẩn hiệu quả đối với 5 loại vi khuẩn gây bệnh phổ biến.
• Hoạt tính kháng khuẩn mạnh nhất ghi nhận ở Ganoderma aff. lucidum và Ganoderma sinense, đặc biệt với Escherichia coli và Staphylococcus aureus.
• Thời gian nuôi cấy ảnh hưởng tích cực đến sinh khối và hoạt tính kháng khuẩn của nấm, với hiệu quả cao nhất sau 14 ngày.
• Nghiên cứu góp phần bổ sung dữ liệu đa dạng sinh học và hỗ trợ công tác bảo tồn các loài nấm quý hiếm tại các vườn quốc gia miền Bắc Việt Nam.
• Đề xuất các giải pháp bảo tồn, phát triển nuôi trồng và nghiên cứu sâu hơn về thành phần hóa học nhằm ứng dụng trong y dược và công nghiệp dược liệu.

Hành động tiếp theo: Khuyến khích các tổ chức nghiên cứu và doanh nghiệp hợp tác phát triển sản phẩm từ Ganoderma, đồng thời triển khai các chương trình bảo tồn tại các khu vực nghiên cứu.