Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu
Nấm ăn và nấm dược liệu được xác định là nguồn thực phẩm giàu giá trị dinh dưỡng với hàm lượng protein chiếm từ 8,41% đến 47,42% trọng lượng chất khô, chứa nhiều axit amin thiết yếu (trong đó có 25% là axit amin tự do), các khoáng chất và vitamin. Khác với nguồn đạm động vật, đạm từ nấm không làm tăng cholesterol trong máu và không gây xơ cứng động mạch. Trong số các loài nấm được khai thác, nấm sò vàng (Pleurotus citrinopileatus) là đối tượng có giá trị kinh tế và sinh học cao. Nghiên cứu thực tế chỉ ra loài này chứa 22,1% protein, 1,32% lipit thô, 20,78% chất xơ, 2,28% kali, hàm lượng axit glutamic cao cùng 8 loại axit amin thiết yếu (leucine, valine, threonine, lysine, phenylalanine, isoleucine, methionine, tryptophan). Ngoài ra, các hoạt chất polysaccharide (đặc biệt là nhóm (1→3)-β-D-glucan) và mevinolin (lovastatin) có trong nấm sò vàng đem lại tiềm năng dược liệu lớn như hạ cholesterol, hỗ trợ điều trị tiểu đường, tăng cường miễn dịch và ức chế sự phát triển của khối u.
Tại Việt Nam, nguồn phế phụ phẩm nông nghiệp như rơm rạ, mùn cưa, lõi ngô, bông hạt rất dồi dào, tạo điều kiện thuận lợi để phát triển nghề trồng nấm. Tuy nhiên, việc sản xuất nấm sò vàng trong nước vẫn chưa phổ biến, chủ yếu đối mặt với khó khăn về chất lượng nguồn giống thoái hóa và thiếu quy trình chuẩn hóa giá thể dinh dưỡng. Hai yếu tố ngoại cảnh và dinh dưỡng quyết định trực tiếp tới khả năng lan sợi và hình thành quả thể, nhưng các công bố khoa học trong nước về tối ưu hóa môi trường nuôi cấy chủng nấm này còn hạn chế. Nhằm giải quyết yêu cầu thực tiễn đó, đề tài khóa luận được thực hiện với mục tiêu và nhiệm vụ cụ thể:
-
Mục tiêu nghiên cứu: Xác định được điều kiện nuôi cấy phù hợp cho sự sinh trưởng, phát triển của chủng nấm sò vàng Pc1.
-
Nhiệm vụ nghiên cứu:
- Đánh giá khả năng sinh trưởng của hệ sợi chủng nấm sò vàng Pc1 trên một số môi trường nhân giống cấp 1.
- Đánh giá khả năng sinh trưởng của hệ sợi chủng nấm sò vàng Pc1 trong các điều kiện nhiệt độ khác nhau.
- Đánh giá khả năng sinh trưởng của hệ sợi chủng nấm sò vàng Pc1 trên môi trường nhân giống cấp 2.
- Đánh giá khả năng sinh trưởng, phát triển và sự hình thành quả thể của chủng nấm sò vàng Pc1 trên một số công thức giá thể phối trộn khác nhau.
-
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
- Đối tượng nghiên cứu: Chủng nấm sò vàng (Pleurotus citrinopileatus), ký hiệu Pc1, được phân lập và lưu giữ tại phòng thí nghiệm của Viện Nghiên cứu và Phát triển nấm ăn, nấm dược liệu, Khoa Công nghệ sinh học, Học viện Nông nghiệp Việt Nam.
- Phạm vi không gian: Viện Nghiên cứu và Phát triển nấm và Khoa Công nghệ sinh học, Học viện Nông nghiệp Việt Nam.
- Phạm vi thời gian: Nghiên cứu được thực hiện từ tháng 01/2022 đến tháng 07/2022.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp
Nấm sò vàng (Pleurotus citrinopileatus) thuộc giới Fungi, ngành Basidiomycota, lớp Agaricomycetes, bộ Agaricales, họ Pleurotaceae, chi Pleurotus. Chu kỳ sống của loài bắt đầu từ quả thể trưởng thành phóng thích bào tử, nảy mầm tạo hệ sợi nấm sơ cấp (đơn nhân), phát triển kết hợp thành mạng sợi thứ cấp trước khi kết hạch hình thành quả thể. Quá trình sinh trưởng của nấm chịu sự chi phối chặt chẽ của các yếu tố ngoại cảnh: nhiệt độ sinh trưởng hệ sợi thích hợp từ 25°C - 30°C; độ ẩm nguyên liệu 60 - 65%, độ ẩm không khí trên 80%; pH môi trường tối ưu từ 6,5 - 7,0; nồng độ CO2 giai đoạn mọc sợi chịu được từ 15% - 20% (ngưỡng ức chế > 30%), nhưng khi hình thành quả thể đòi hỏi thông thoáng cao (CO2 ≤ 0,03%) kết hợp ánh sáng khuếch tán 300 - 400 lux. Do thuộc nhóm nấm phá gỗ, nấm sò sử dụng cơ chất giàu lignocellulose với tỷ lệ C/N lý tưởng dao động trong khoảng 20 - 30 (không vượt quá 50).
Khóa luận áp dụng phương pháp bố trí thí nghiệm hoàn toàn ngẫu nhiên (CRD) với các thông số kỹ thuật và vật liệu được chuẩn hóa:
- Thí nghiệm 1 (Nhân giống cấp 1): Khảo sát 5 công thức môi trường thạch (bổ sung trong 1000 ml nước cất, pH 6,0 - 6,5, nhắc lại 3 lần, mỗi lần 3 đĩa petri, 20 ml/đĩa):
- CT1 (Czapek): 30g Sucrose + 2g NaNO3 + 1g KH2PO4 + 0,5g MgSO4.7H2O + 0,5g KCl + 20g agar.
- CT2 (Raper): 2g Cao nấm men + 2g Pepton + 0,46g KH2PO4 + 1g K2HPO4 + 0,5g MgSO4.7H2O + 20g Glucose + 20g agar.
- CT3 (PGA): 20g Glucose + 250g Khoai tây + 20g agar.
- CT4 (PGA bổ sung cám gạo): 20g Glucose + 250g Khoai tây + 25g Cám ngô + 20g Cám gạo + 20g agar.
- CT5 (PGA bổ sung giá đỗ): 20g Glucose + 250g Khoai tây + 25g Nấm tươi + 25g Cám ngô + 20g Cám gạo + 20g agar (nước chiết giá đỗ).
- Thí nghiệm 2 (Nhiệt độ): Hệ sợi được cấy trên môi trường PGA bổ sung nước chiết giá đỗ, theo dõi ở 4 ngưỡng nhiệt độ: 15°C, 20°C, 25°C và 30°C.
- Thí nghiệm 3 (Nhân giống cấp 2): Khảo sát 5 công thức hạt trên nền thóc tẻ và mùn cưa (quy về ẩm độ 60 - 65%):
- CT3.1: 99% thóc tẻ + 1% CaCO3.
- CT3.2: 79% thóc tẻ + 20% mùn cưa + 1% CaCO3.
- CT3.3: 59% thóc tẻ + 40% mùn cưa + 1% CaCO3.
- CT3.4: 39% thóc tẻ + 60% mùn cưa + 1% CaCO3.
- CT3.5: 19% thóc tẻ + 80% mùn cưa + 1% CaCO3.
- Thí nghiệm 4 (Giá thể nuôi trồng và tạo quả thể): Khảo sát 4 công thức phối trộn (đóng túi nilon 19×37 cm, khối lượng 1,0 kg/bịch, nhắc lại 3 lần, 20 bịch/lần, khử trùng 100°C trong 6 - 7 giờ):
- CT4.1: 94% mùn cưa + 5% cám mạch + 1% CaCO3.
- CT4.2: 94% bông phụ phẩm + 5% cám mạch + 1% CaCO3.
- CT4.3: 94% lõi ngô + 5% cám mạch + 1% CaCO3.
- CT4.4: 94% rơm + 5% cám mạch + 1% CaCO3.
Quy trình xử lý nguyên liệu và khử trùng: Mùn cưa gỗ mềm được ủ ẩm bằng nước vôi pH 12 (2,5 - 3 kg vôi/m3 nước), ẩm độ 62 - 65% trong 1 ngày, sau đó bổ sung 1 kg đạm ure + 2 kg super lân + 3,5 kg CaCO3 cho mỗi m3 mùn cưa, ủ tối thiểu 35 ngày (đảo đống ủ ở ngày thứ 15). Bông phế phẩm được làm ướt nước vôi, ủ đống 1 ngày rồi đánh tơi. Nhà nuôi trồng được xử lý foocmôn 0,5% (định mức 3 m2/lít, ủ kín 3 - 4 ngày) hoặc xông hơi lưu huỳnh (100g/40 m3 phòng). Số liệu thí nghiệm được thu thập theo hướng dẫn của Trịnh Tam Kiệt (2012) và Chukwurah (2013), phân tích phương sai (ANOVA) và kiểm định LSD ở mức ý nghĩa 5% trên phần mềm Microsoft Excel và IRISTAT.
Nội dung chính theo từng chương
Chương 2: Tổng quan tài liệu
Chương này tổng hợp bức tranh toàn cảnh về ngành sản xuất nấm trên thế giới và Việt Nam. Sản lượng nấm toàn cầu đạt khoảng 25 triệu tấn/năm với tốc độ tăng trưởng 7% - 10%/năm; Trung Quốc dẫn đầu thế giới khi tăng sản lượng từ 2,4 triệu tấn (năm 2000) lên gần 9 triệu tấn (năm 2019). Tại Việt Nam, sản lượng nấm đạt khoảng 250.000 tấn/năm, kim ngạch xuất khẩu chính ngạch 25 - 30 triệu USD, chủ yếu tập trung vào mộc nhĩ (120.000 tấn), nấm rơm, nấm mỡ, nấm hương. Chương 2 phân tích chi tiết cơ sở sinh học của loài nấm sò vàng: từ phân loại học, chu trình sống đơn hợp nhân, đến yêu cầu về dinh dưỡng khoáng và enzyme phân giải xenlulozo. Tác giả tổng thuật các nghiên cứu dược lý quốc tế khẳng định nấm sò vàng có khả năng tổng hợp mevinolin tự nhiên giúp ức chế sinh tổng hợp cholesterol ở gan, cùng cấu trúc polysaccharide (1→3)-β-D-glucan giúp kích thích tế bào miễn dịch tự nhiên và hỗ trợ kiểm soát đường huyết trên chuột tiểu đường typ 2.
Chương 3: Vật liệu và phương pháp
Chương này trình bày toàn bộ nguồn gốc chủng nấm thí nghiệm Pc1, danh mục hóa chất, môi trường dinh dưỡng, thiết bị phòng thí nghiệm và quy trình chuẩn bị giá thể đóng bịch. Tác giả mô tả chi tiết phương pháp làm nước chiết giá đỗ, kỹ thuật đảo ủ mùn cưa và bông hạt đạt ẩm độ 60 - 65%, kỹ thuật khử trùng dụng cụ và buồng nuôi cấy. Chương này quy định hệ thống công thức toán học và tiêu chí đo đạc: cách tính tốc độ mọc sợi $V = D/T$ (mm/ngày), phương pháp xác định đường kính mũ nấm qua tâm, chiều dài cuống nấm từ chân đến phiến, phân cấp mật độ hệ sợi từ rất mỏng (+) đến rất dày (+++++), tính tỷ lệ nhiễm bệnh và hiệu suất sinh học quả thể.
Chương 4: Kết quả và thảo luận
Chương 4 là phần trọng tâm chứa toàn bộ số liệu thực nghiệm của 4 nội dung nghiên cứu:
- Sinh trưởng hệ sợi trên môi trường nhân giống cấp 1: Sự phân nhánh và tốc độ lan của khuẩn lạc thể hiện sự phân hóa rõ nét giữa các nguồn cacbon và dinh dưỡng bổ sung. Môi trường tổng hợp Czapek (CT1) cho tốc độ phát triển chậm nhất, đến ngày thứ 4 - 5 mới bắt đầu bung sợi và mất 10 ngày để kín đĩa (đường kính sau 7 ngày chỉ đạt 51,25 mm). Ngược lại, môi trường PGA bổ sung cám gạo (CT4) kích thích hệ sợi phát triển mạnh nhất nhờ nguồn vi chất phong phú, đạt kích thước 69,92 mm sau 7 ngày, sợi trắng, đồng đều và có mật độ dày nhất (++++), thời gian ăn kín đĩa chỉ mất 8 ngày.
| Công thức môi trường cấp 1 |
Sau 3 ngày (mm) |
Sau 5 ngày (mm) |
Sau 7 ngày (mm) |
Thời gian kín đĩa (ngày) |
Mật độ hệ sợi |
Đặc điểm hình thái hệ sợi |
| CT1 (Czapek) |
21,83 |
33,08 |
51,25 |
10 |
++ |
Trắng, đều |
| CT2 (Raper) |
23,83 |
43,17 |
63,50 |
8 |
+++ |
Trắng, đều, dày dặn, dạng bông |
| CT3 (PGA chuẩn) |
18,75 |
40,33 |
61,17 |
9 |
++ |
Trắng, đều, dạng bông |
| CT4 (PGA + cám gạo) |
16,75 |
44,42 |
69,92 |
8 |
++++ |
Trắng, đồng đều và dày |
| CT5 (PGA + giá đỗ) |
18,25 |
41,33 |
68,42 |
8 |
+++ |
Trắng, ban đầu mỏng sau bông dày |
| LSD 0,05 |
2,35 |
2,59 |
5,56 |
- |
- |
- |
| CV% |
6,5 |
3,5 |
5,7 |
- |
- |
- |
- Ảnh hưởng của nhiệt độ nuôi cấy: Nhiệt độ tác động trực tiếp đến hoạt lực enzyme chuyển hóa của chủng Pc1. Tại mức 15°C, hệ sợi sinh trưởng chậm, sau 8 ngày nuôi cấy đường kính khuẩn lạc chỉ đạt 48,42 mm và sợi mọc không đều. Nhiệt độ tối ưu tuyệt đối cho sinh trưởng hệ sợi là 25°C, kích thước khuẩn lạc bứt phá đạt 82,33 mm ở ngày thứ 6 và đạt 82,83 mm ở ngày thứ 8 (lan kín đĩa), hệ sợi trắng mịn và dày đặc. Khi nâng lên 30°C, tốc độ lan giảm còn 73,58 mm sau 8 ngày.
| Ngưỡng nhiệt độ (°C) |
Sau 2 ngày (mm) |
Sau 4 ngày (mm) |
Sau 6 ngày (mm) |
Sau 8 ngày (mm) |
| 15°C |
12,92 |
23,83 |
37,00 |
48,42 |
| 20°C |
14,25 |
31,50 |
43,25 |
61,67 |
| 25°C |
28,42 |
64,75 |
82,33 |
82,83 |
| 30°C |
13,33 |
43,83 |
61,33 |
73,58 |
| LSD 0,05 |
3,91 |
16,05 |
16,45 |
17,39 |
| CV% |
12,1 |
20,8 |
15,6 |
13,9 |
-
Sinh trưởng giống cấp 2 trên cơ chất hạt: Cả 5 công thức phối trộn giữa thóc tẻ và mùn cưa đều cho khả năng bung sợi sau 3 ngày và không bị nhiễm bệnh (tỷ lệ nhiễm 0%). Trong đó, công thức CT3.1 (99% thóc tẻ + 1% CaCO3) cho tốc độ mọc nhanh nhất, hệ sợi lan kín chai sau 9 ngày với mật độ rất dày, sợi mượt. Đáng chú ý, công thức CT3.5 (19% thóc tẻ + 80% mùn cưa) ăn kín chai sau 10 ngày nhưng hệ sợi bị xù và có xu hướng kết hạch tạo quả thể sớm trong chai giống. Môi trường chứa 79% thóc tẻ + 20% mùn cưa (CT3.2) có thời gian kín chai chậm nhất (12 ngày).
-
Sinh trưởng hệ sợi và hình thành quả thể trên giá thể nuôi trồng:
- Giai đoạn mọc sợi: Bổ sung 5% cám mạch cung cấp nguồn nitơ hỗ trợ tổng hợp enzyme phân giải lignocellulose. Hệ sợi tại CT4.1 (mùn cưa) và CT4.2 (bông phế phẩm) có tốc độ lan nhanh nhất (đạt 7,52 - 7,92 mm/ngày), ăn kín bịch giá thể trong thời gian 20,8 - 21,8 ngày. CT4.4 (rơm rạ) có mật độ sợi dày nhất, bám sâu vào cơ chất nhưng tốc độ mọc chậm hơn.
- Giai đoạn ra quả thể: Quá trình hình thành quả thể ở cổ nút ghi nhận sự biến động rõ rệt giữa các cơ chất (bảng dưới). CT4 (rơm rạ) kích thích ra mầm quả thể sớm nhất (19,27 ngày) và thời gian quả thể trưởng thành nhanh nhất (22,00 ngày), tuy nhiên khối lượng cụm nấm thu được thấp nhất (47,56 g). Công thức CT4.1 (mùn cưa) và CT4.2 (bông phế phẩm) đạt năng suất vượt trội, khối lượng trung bình cụm lần lượt là 74,45 g và 69,67 g (khác biệt không có ý nghĩa thống kê ở mức LSD 0,05, nhưng cao hơn rõ rệt so với rơm và lõi ngô).
| Chỉ tiêu theo dõi |
CT4.1 (Mùn cưa) |
CT4.2 (Bông phụ phẩm) |
CT4.3 (Lõi ngô) |
CT4.4 (Rơm rạ) |
| Thời gian xuất hiện quả thể (ngày) |
30,57 |
29,70 |
28,85 |
19,27 |
| Thời gian quả thể trưởng thành (ngày) |
36,00 |
32,00 |
33,00 |
22,00 |
| Đường kính mũ nấm (mm) |
39,67 |
38,54 |
37,43 |
36,57 |
| Chiều dài cuống nấm (mm) |
34,56 |
36,21 |
34,45 |
35,12 |
| Số cánh nấm/cụm (cánh) |
41,09 |
43,06 |
36,45 |
32,78 |
| Khối lượng trung bình cụm (g) |
74,45 |
69,67 |
56,10 |
47,56 |
Chương 5: Kết luận và kiến nghị
Chương này đúc kết toàn diện các thông số kỹ thuật tối ưu thu nhận được từ thực nghiệm: chỉ rõ môi trường nhân giống cấp 1 tốt nhất (PGA bổ sung cám gạo), nhiệt độ tối ưu (25°C), môi trường nhân giống cấp 2 (thóc tẻ), và công thức giá thể sản xuất quả thể hiệu quả nhất (CT4.2 - 94% bông phụ phẩm). Đồng thời, tác giả đưa ra các khuyến nghị thiết thực về quản lý ẩm độ, ánh sáng và các biện pháp vệ sinh dịch tễ (bẫy côn trùng, lưới chắn, phun thuốc phòng ngừa ruồi hại) để bảo vệ năng suất nấm trong thực tế sản xuất.
Kết quả và đóng góp
Nghiên cứu đã cung cấp hệ thống dẫn liệu thực nghiệm có giá trị về mặt kỹ thuật nuôi trồng chủng nấm sò vàng Pc1:
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
Khóa luận đã ghi nhận một số hạn chế phát sinh trong quá trình bố trí thực nghiệm tại cơ sở:
Giá trị tham khảo
Bản khóa luận là tài liệu tham khảo có giá trị chuyên môn cao đối với:
- Sinh viên và học viên: Chuyên ngành Công nghệ sinh học, Vi sinh vật học ứng dụng, Nông học, Trồng trọt và Bảo vệ thực vật; cung cấp phương pháp bố trí thí nghiệm hoàn toàn ngẫu nhiên (CRD), kỹ thuật phân lập theo dõi khuẩn lạc nấm lớn và quy trình xử lý số liệu ANOVA bằng phần mềm chuyên dụng IRISTAT.
- Kỹ thuật viên tại các trại sản xuất nấm: Tài liệu cung cấp công thức chi tiết để tự phối chế môi trường cấp 1 (PGA cám gạo) và môi trường nhân giống cấp 2 (thóc tẻ), giúp tiết kiệm chi phí mua giống thương phẩm.
- Phần đáng tham khảo nhất: Bảng số liệu chi tiết và quy trình ủ mùn cưa dài ngày bằng vôi bột kết hợp đạm ure và super lân tại mục 3.4, cùng các dẫn liệu so sánh hình thái quả thể giữa 4 loại cơ chất phụ phẩm nông nghiệp tại mục 4.4.
Câu hỏi thường gặp
1. Chủng nấm sò vàng Pc1 phát triển tốt nhất trên môi trường nhân giống cấp 1 nào?
Môi trường PGA bổ sung cám gạo (CT4: 20g Glucose + 250g khoai tây + 25g cám ngô + 20g cám gạo + 20g agar trong 1000 ml nước cất) cho kết quả tốt nhất. Khuẩn lạc sau 7 ngày đạt đường kính 69,92 mm, hệ sợi màu trắng, phân bố đồng đều, mật độ rất dày (++++), và ăn kín đĩa petri sau 8 ngày nuôi cấy.
2. Nhiệt độ tối ưu cho sự phát triển hệ sợi nấm sò vàng Pc1 là bao nhiêu?
Nhiệt độ tối ưu được xác định là 25°C. Ở nhiệt độ này, hệ sợi đạt kích thước 64,75 mm ở ngày thứ 4 và đạt cực đại 82,83 mm ở ngày thứ 8 (lan kín đĩa), sợi nấm trắng mịn và dày. Ở 15°C sợi phát triển rất chậm (chỉ đạt 48,42 mm sau 8 ngày), còn ở 30°C tốc độ sinh trưởng đạt 73,58 mm.
3. Tại sao công thức CT4.2 (bông phụ phẩm) được tác giả lựa chọn là giá thể nuôi trồng tối ưu nhất?
Công thức CT4.2 (94% bông phụ phẩm + 5% cám mạch + 1% CaCO3) cho khối lượng cụm nấm cao và ổn định (69,67 g/cụm), số cánh nấm đạt nhiều nhất trong các công thức (43,06 cánh/cụm), thời gian quả thể trưởng thành nhanh (32 ngày so với 36 ngày của mùn cưa), tai nấm có màu vàng tươi đẹp mắt và bề mặt mũ nấm mịn, khô.
4. Mức độ thiệt hại do côn trùng phá hoại được ghi nhận cụ thể như thế nào trong khóa luận?
Ruồi hại nấm là đối tượng dịch hại nguy hiểm nhất tấn công trực tiếp vào hệ sợi trong bịch và ăn cánh nấm non. Tỷ lệ nhiễm ghi nhận ở giai đoạn ươm sợi trên giá thể lõi ngô (CT4.3) là 13,33% (2/15 bịch); ở giai đoạn ra quả thể trên giá thể bông phụ phẩm (CT4.2), tỷ lệ nhiễm ruồi lên tới 20% (3/15 bịch).
5. Quy trình ủ mùn cưa dài ngày được thực hiện theo tỷ lệ phối trộn nào?
Mùn cưa gỗ mềm được làm ẩm bằng nước vôi pH 12 (2,5 - 3 kg vôi/m3 nước) đạt ẩm độ 62 - 65% rồi ủ 1 ngày. Sang ngày thứ 2, cứ 1 m3 mùn cưa được bổ sung thêm 1 kg đạm ure + 2 kg super lân + 3,5 kg CaCO3. Đống ủ được quây kín xung quanh, để hở bề mặt dưới mái che trong ít nhất 35 ngày và tiến hành đảo đống ủ lần thứ nhất sau 15 ngày cho đến khi hết mùi khai.
Kết luận
Khóa luận của sinh viên Nguyễn Văn Dương đã giải quyết trọn vẹn mục tiêu xác lập các thông số kỹ thuật then chốt cho sự sinh trưởng của chủng nấm sò vàng Pc1. Kết quả thực nghiệm khẳng định môi trường PGA bổ sung cám gạo và ngưỡng nhiệt độ 25°C là tối ưu cho giai đoạn mọc sợi cấp 1, đồng thời môi trường hạt thóc luộc đạt hiệu quả cao nhất cho nhân giống cấp 2. Trong giai đoạn nuôi trồng quả thể, giá thể chứa 94% bông phụ phẩm bổ sung 5% cám mạch mang lại năng suất và chất lượng quả thể vượt trội, mở ra khả năng tận dụng hiệu quả phế phụ phẩm nông - công nghiệp phục vụ phát triển nghề trồng nấm tại Việt Nam.
