Tổng quan luận án

Đông trùng hạ thảo (Cordyceps sinensis, tên đồng danh Ophiocordyceps sinensis) là loài nấm dược liệu thuộc lớp Ascomycetes, ký sinh trên ấu trùng sâu bướm thuộc chi Thitarodes (họ Hepialidae, bộ Lepidoptera). Nấm phân bố chủ yếu ở các vùng núi cao 3000 – 5000 m so với mực nước biển tại Tây Tạng, Thanh Hải, Tứ Xuyên, Vân Nam, Cam Túc (Trung Quốc) và dãy Himalaya. Do khai thác quá mức và biến đổi khí hậu, nguồn nấm tự nhiên ngày càng cạn kiệt, thúc đẩy sự phát triển của công nghệ nuôi cấy nhân tạo sợi nấm trong môi trường lỏng. Tuy nhiên, trong quy trình sản xuất sinh khối hiện nay, phần dịch nuôi cấy thường bị thải bỏ, gây gia tăng chi phí xử lý môi trường và làm thất thoát lượng lớn polysaccharide ngoại bào (exopolysaccharide - EPS).

EPS từ C. sinensis là hợp chất có hoạt tính sinh học như điều hòa miễn dịch, kháng khối u, kháng oxy hóa, giảm đường huyết, kháng viêm và bảo vệ cơ quan nội tạng. Các nghiên cứu về thu nhận, tối ưu hóa môi trường nuôi cấy lỏng-tĩnh, xác định cấu trúc và nâng cấp hoạt tính sinh học của EPS từ nấm C. sinensis tại Việt Nam còn hạn chế. Do đó, luận án tập trung giải quyết khoảng trống này thông qua 4 nội dung nghiên cứu:

  1. Khảo sát nguồn nitơ thích hợp trong nuôi cấy nấm C. sinensis để thu nhận EPS có hoạt tính sinh học và nuôi cấy tăng sinh tổng hợp EPS bằng cách bổ sung dầu thực vật.
  2. Khảo sát thu nhận, tinh sạch và cải biến sulfate hóa nâng cao hoạt tính sinh học của các phân đoạn EPS.
  3. Khảo sát thành phần cấu tạo và cấu trúc hóa học của EPS thu nhận từ dịch nuôi cấy lỏng-tĩnh C. sinensis.
  4. Nghiên cứu đề xuất quy trình công nghệ nuôi cấy lỏng-tĩnh C. sinensis tạo EPS có hoạt tính sinh học.
  • Đối tượng nghiên cứu: Chủng nấm Cordyceps sinensis CS-YK2007, sinh khối nấm và polysaccharide ngoại bào (EPS) thu nhận từ dịch nuôi cấy lỏng-tĩnh.
  • Phạm vi nghiên cứu: Các thí nghiệm được tiến hành trong điều kiện phòng thí nghiệm tại Phòng thí nghiệm Sinh hóa (Trường Đại học Khoa học Tự nhiên - ĐHQG TP. Hồ Chí Minh), Viện Sinh học Nhiệt đới và Trường Đại học Công nghiệp Thực phẩm TP. Hồ Chí Minh, hoàn thành và bảo vệ năm 2023.

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Luận án đã hệ thống hóa các hướng nghiên cứu trong và ngoài nước liên quan đến phân loại, nuôi cấy, thu nhận và khảo sát hoạt tính của nấm C. sinensis:

  • Lịch sử định danh và phân loại: Saccardo (TK XIV) đặt tên Cordyceps sinensis; Sung và cộng sự (2007) đề xuất chuyển sang chi Ophiocordyceps; hệ thống phân loại năm 2010 sắp xếp nấm vào 3 họ (Clavicipitaceae, Cordycipitaceae, Ophiocordycipitaceae).
  • Nuôi cấy lỏng thu nhận sinh khối và EPS: Các công trình của Kim và Yun (2005), Cha và cộng sự (2007), Leung và cộng sự (2007), Wu, Chen và Hao (2009), Yin và cộng sự (2013) đã xác định các thông số nuôi cấy trong bể khuấy về nguồn carbon (saccharose, glucose), nguồn nitơ (peptone, cao nấm men, bột bắp), khoáng chất ($CaCl_2$, $KH_2PO_4$, $MgSO_4$), pH (3,0 – 7,0), nhiệt độ (20 – 26 °C). Leung và Wu (2007) chứng minh $NH_4Cl$ (10 mmol/L) kích thích tạo cordycepin và tăng 40% EPS.
  • Hoạt tính sinh học của EPS: Li và cộng sự (2003) phân lập phân đoạn CSP-1 (210 kDa) bảo vệ tế bào thần kinh PC12 khỏi $H_2O_2$; Dong và Yao (2008) chứng minh EPS ức chế peroxide hóa acid linoleic và bắt gốc tự do DPPH > 80%; Cheung và cộng sự (2009) thu nhận EPS (82 kDa) kích thích tiết IL2, IL6, IL8; Lin R và cộng sự (2012), Sharmistha Sinha và cộng sự (2015) khảo sát khả năng kháng oxy hóa của EPS từ C. militaris và C. gracilis; Chen và cộng sự (2010) chứng minh phức hợp polysaccharide-protein (PSP) từ gel Superdex-G75 làm tăng hoạt tính bắt gốc $ABTS^{+\bullet}$ theo hàm lượng protein.
  • Cấu trúc hóa học và đơn phân: Miyazaki và cộng sự (1977) phân lập CS-I có tỷ lệ Gal:Man là 1:1; Nie và cộng sự (2011) thu nhận polysaccharide CBHP gồm 95,19% glucose, 0,91% mannose, 0,61% galactose; Yan và cộng sự (2010) xác định EPS-1A gồm glucose:mannose:galactose theo tỷ lệ 15,2:3,6:1; Wang và cộng sự (2009, 2010) phân tích CPS1 và cấu trúc khung $\alpha$-D-glucan phân nhánh $\alpha$-D-(1→6)-mannose.
  • Kích thích sinh tổng hợp bằng lipid: Yang và cộng sự (2005) dùng dầu đậu nành 0,1% làm tăng EPS từ 0,334 lên 0,537 g/L; Stasinopoulos và Seviour (1990), Yang và cộng sự (2000), Park và cộng sự (2002) chứng minh dầu ô liu, dầu hướng dương, acid oleic và acid palmitic kích thích sinh khối và EPS trên các chủng nấm khác.
  • Cải biến sulfate hóa: Yan và cộng sự (2010) tổng hợp dẫn xuất S-EPS-1D bằng phương pháp acid chlorosulfonic - pyridine ($CSA-Pyr$) giúp tăng hoạt tính bắt gốc tự do $ABTS^{+\bullet}$ và hydroxyl.

Khoảng trống nghiên cứu luận án lựa chọn giải quyết: Khảo sát ảnh hưởng của dầu thực vật (dầu dừa, dầu hướng dương, dầu ô liu) lên quá trình nuôi cấy lỏng-tĩnh nấm C. sinensis CS-YK2007; tối ưu hóa môi trường nuôi cấy bằng phương pháp bề mặt đáp ứng; tinh sạch phức EPS-protein bằng enzyme và hệ thống màng lọc tiếp tuyến; sulfate hóa các phân đoạn EPS để cải thiện hoạt tính sinh học và xác định đặc điểm cấu trúc phân tử.


Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Cơ sở lý thuyết và khung phân tích

  • Cơ chế sinh tổng hợp EPS: Dựa trên mô hình sinh tổng hợp ở vi sinh vật (Bifidobacterium IPLA-R1), tế bào chuyển hóa glucose thành glucose-6-phosphate, glucose-1-phosphate rồi tạo UDP-glucose, UDP-galactose, UDP-mannose; enzyme glycosyltransferases (GTF) lắp ráp các đơn vị đường đơn trước khi tiết ra môi trường.
  • Lý thuyết thiết kế thí nghiệm (DoE): Áp dụng nguyên tắc ngẫu nhiên, lặp lại và tạo khối; thiết kế sàng lọc Plackett-Burman (PB) ma trận Hadamard để chọn biến có ý nghĩa; thiết kế Box-Behnken (BB) kết hợp phương pháp bề mặt đáp ứng (Response Surface Methodology - RSM) để tìm điểm tối ưu.
  • Lý thuyết cải biến hóa học: Gắn nhóm sulfate ($-SO_3^-$) vào các vị trí hydroxyl ($-OH$) tự do trên khung mạch đường nhằm thay đổi điện tích, độ tan và cấu hình không gian, từ đó tăng cường hoạt tính sinh học.

Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm

  • Chuẩn bị giống: Giống cấp 1 nuôi trên thạch PGA (khoai tây 200 g/L, glucose 20 g/L, agar 15 g/L) ở $20 \pm 2$ °C trong 7 ngày; giống cấp 2 nhân trong môi trường lỏng PG (khoai tây 200 g/L, glucose 20 g/L).
  • Nuôi cấy lỏng-tĩnh: Thí nghiệm thực hiện trong hộp nhựa 500 mL chứa 200 mL môi trường, thời gian 30 – 40 ngày.
  • Định lượng thành phần hóa sinh:
    • Đường tổng: Phương pháp phenol - acid sulfuric ($H_2SO_4$ đậm đặc, phenol 5%), đo mật độ quang ở bước sóng 490 nm, đường chuẩn saccharose (0 – 70 $\mu$g/mL).
    • Protein: Phương pháp Bradford dùng thuốc thử Coomassie Brilliant Blue G-250, đo mật độ quang ở bước sóng 595 nm, đường chuẩn albumin (0 – 70 $\mu$g/mL).
    • Hàm lượng lipid: Chiết tách bằng dung môi hữu cơ và cân khối lượng.
    • Độ thay thế sulfate (DS): Xác định hàm lượng nhóm $SO_4^{2-}$ sau phản ứng sulfate hóa.
  • Thu nhận và tinh sạch:
    • Tủa EPS bằng ethanol lạnh 96% tỷ lệ 1:5 (v/v) ở 4 °C trong 24 giờ sau khi cô đặc chân không dịch nuôi cấy ở 60 °C.
    • Loại protein: So sánh phương pháp acid trichloroacetic (TCA 10%), phương pháp Sevag (chloroform : n-butanol tỷ lệ 4:1) và enzyme Alcalase (20 UI/mL).
    • Sắc ký lọc gel Sephadex G-100.
    • Hệ thống lọc membrane tiếp tuyến (Tangential Flow Filtration - TFF) phân đoạn kích thước phân tử: phân đoạn $< 100$ kDa, phân đoạn 100 – 750 kDa và phân đoạn $> 750$ kDa.
  • Cải biến hóa học: Phản ứng sulfate hóa bằng phức hợp sulfur trioxide pyridine ($SO_3\cdot Pyr$) hoặc acid chlorosulfonic - pyridine ($CSA-Pyr$).
  • Xác định cấu trúc hóa học:
    • Thủy phân bằng acid trifluoroacetic (TFA 2M và 4M) ở 120 °C; tạo dẫn xuất 1-phenyl-3-methyl-5-pyrazolone (PMP); phân tích thành phần đường đơn bằng sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) đầu dò UV.
    • Đo phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FT-IR) trong dải sóng 4000 – 400 $cm^{-1}$.
    • Đo phổ cộng hưởng từ hạt nhân ($^1H\text{ NMR}$) phân tích proton anomer và dạng liên kết glycoside.
  • Đánh giá hoạt tính sinh học in vitro:
    • Hoạt tính bắt gốc tự do $ABTS^{+\bullet}$.
    • Hoạt tính ức chế enzyme Tyrosinase.
    • Đánh giá độc tính tế bào và kháng phân bào trên dòng tế bào ung thư gan người Hep-G2, thử nghiệm apoptosis.

Nội dung chính theo từng chương

Chương I: Tổng quan tài liệu

Chương này tổng kết toàn diện các đặc điểm sinh học, chu trình phát triển của nấm Cordyceps sinensis, thành phần các hoạt chất chính và các phương pháp nuôi cấy lỏng nhân tạo. Tài liệu điểm lại các công trình nuôi cấy lỏng sợi nấm tiêu biểu:

Tác giả (Năm) Nguồn nấm Thành phần môi trường chính (g/L) Điều kiện nuôi cấy Sinh khối (g/L) EPS (g/L)
Kim và Yun (2005) C. sinensis Saccharose 20, bột bắp 25, $CaCl_2$ 0,78, $MgSO_4\cdot 7H_2O$ 0,38 20 °C, pH 4,0, 150 rpm, 16 ngày 20,9 4,1
Cha và cs. (2007) C. sinensis 16 Saccharose 2%, cao nấm men 0,9%, $K_2HPO_4$ 0,3%, $CaCl_2$ 0,4% 25 °C, 150 rpm, 5 ngày 54,0 28,4
Leung và cs. (2007) C. sinensis Cs-HK1 Glucose 40, peptone 5, cao nấm men 5, $KH_2PO_4$ 1, $MgSO_4\cdot 7H_2O$ 0,5, $NH_4Cl$ 10 mmol/L 22 – 25 °C, pH 4,4, 150 rpm, 7 ngày 23,2 3,4
Wu, Chen và Hao (2009) C. sinensis Saccharose 20, cao nấm men 2, $KH_2PO_4$ 4 26 °C, pH 7,0, 130 rpm, 4 ngày 12,3 24,5
Yin và cs. (2013) C. sinensis Glucose 30, peptone 15, $KH_2PO_4$ 3, $MgSO_4\cdot 7H_2O$ 1,5, khoai tây 200 Bể khuấy 25,0 2,8

Chương I cũng phân tích các con đường chuyển hóa đường tạo EPS, các phương pháp loại bỏ protein khỏi phức hợp polysaccharide-protein, nguyên lý cải biến sulfate hóa và cơ sở toán học của thiết kế thực nghiệm Plackett-Burman và Box-Behnken.

Chương II: Vật liệu và phương pháp

Trình bày chi tiết nguồn gốc chủng giống C. sinensis CS-YK2007, hóa chất tinh khiết, trang thiết bị (máy sắc ký lỏng Agilent 1260, máy quang phổ Shimadzu UV-1700, hệ thống lọc tiếp tuyến, hệ thống cô quay chân không EYELA) và quy trình chuẩn bị môi trường:

Thành phần môi trường Môi trường cơ bản Môi trường Peptone & Cao nấm men Môi trường Bột nhộng
Khoai tây 200 g/L 200 g/L 200 g/L
Saccharose 50 g/L 50 g/L 50 g/L
$K_2HPO_4$ 0,5 g/L 0,5 g/L 0,5 g/L
$KH_2PO_4$ 0,5 g/L 0,5 g/L 0,5 g/L
$MgSO_4$ 0,2 g/L 0,2 g/L 0,2 g/L
Peptone - 6 g/L -
Cao nấm men - 4 g/L -
Bột nhộng - - 10 g/L

Mô tả chi tiết các bước thu hồi EPS bằng tủa ethanol lạnh (tỷ lệ 1:5), quy trình loại protein bằng TCA 10%, phương pháp Sevag (chloroform : n-butanol 4:1) và enzyme Alcalase (20 UI/mL), quy trình phân đoạn bằng lọc gel Sephadex G-100 và lọc tiếp tuyến membrane, phương pháp sulfate hóa bằng phức $SO_3\cdot Pyr$, các thử nghiệm hoạt tính sinh học ($ABTS^{+\bullet}$, Tyrosinase, Hep-G2) và quy trình đo phổ HPLC-PMP, FT-IR, NMR.

Chương III: Kết quả và bàn luận

Trình bày các số liệu thực nghiệm qua các giai đoạn nghiên cứu:

  • Ảnh hưởng của nguồn nitơ và dầu thực vật:
    • Khảo sát 3 nguồn nitơ cho thấy sự khác biệt về tích lũy sinh khối khô và phức EPS-protein theo thời gian (10 – 40 ngày).
    • Khảo sát bổ sung 3 loại dầu thực vật (dầu dừa, dầu hướng dương, dầu ô liu): Dầu ô liu mang lại hiệu quả kích thích tăng trưởng sinh khối và hàm lượng EPS cao nhất so với dầu dừa và dầu hướng dương.
    • Khảo sát động học cho thấy thời gian thu nhận sinh khối và EPS thích hợp trong môi trường bổ sung dầu ô liu là ngày thứ 30 – 40.
  • Tối ưu hóa môi trường nuôi cấy lỏng-tĩnh:
    • Sàng lọc các yếu tố ảnh hưởng bằng thiết kế Plackett-Burman.
    • Tối ưu hóa các biến có ý nghĩa bằng phương pháp đáp ứng bề mặt Box-Behnken qua 15 nghiệm thức; xây dựng phương trình hồi quy và biểu diễn mặt đáp ứng 3D của hàm lượng EPS.
    • Đánh giá hoạt tính bắt gốc tự do $ABTS^{+\bullet}$ và giá trị $IC_{50}$ của EPS từ các nghiệm thức Box-Behnken.
    • Thiết lập quy trình tách dung môi loại dầu thừa ra khỏi dịch nuôi cấy trước khi thu nhận EPS, kiểm soát hàm lượng polysaccharide và lipid dư.
  • Tinh sạch và phân đoạn EPS:
    • So sánh hiệu quả loại protein: Enzyme Alcalase (20 UI/mL) cho hiệu quả loại bỏ protein cao mà vẫn bảo toàn tốt cấu trúc và hàm lượng polysaccharide so với TCA 10% và phương pháp Sevag.
    • Sắc ký lọc gel Sephadex G-100 tách được hai phân đoạn chính (EPS I và EPS II); đánh giá hàm lượng đường, protein, hoạt tính bắt gốc $ABTS^{+\bullet}$ và thử nghiệm ức chế tế bào ung thư gan Hep-G2, xác định giá trị $IC_{50}$.
    • Phân tách dịch EPS qua hệ thống lọc tiếp tuyến màng siêu lọc thành 3 phân đoạn kích thước: $< 100$ kDa, 100 – 750 kDa và $> 750$ kDa.
  • Cải biến sulfate hóa và hoạt tính sinh học:
    • Tổng hợp thành công dẫn xuất sulfate hóa cho cả 3 phân đoạn ($< 100$ kDa, 100 – 750 kDa, $> 750$ kDa); kiểm tra phổ FT-IR ghi nhận sự xuất hiện của các peak đặc trưng của nhóm sulfate.
    • Đánh giá hoạt tính: Các phân đoạn sau sulfate hóa có sự gia tăng hoạt tính bắt gốc tự do $ABTS^{+\bullet}$ và hoạt tính ức chế enzyme Tyrosinase so với phân đoạn chưa biến tính.
  • Cấu trúc hóa học và thành phần đường đơn:
    • Phân tích HPLC-PMP xác định thành phần đơn phân gồm glucose, mannose và galactose ở các tỷ lệ mol khác nhau tùy thuộc vào nguồn cơ chất môi trường.
    • Phổ FT-IR và phổ $^1H\text{ NMR}$ trong vùng $\delta$ 3,5 – 5,5 ppm chỉ ra sự hiện diện của các liên kết $\alpha$-glycosidic (tín hiệu H-anomer ở $\delta$ 4,8 – 5,3 ppm) và $\beta$-glycosidic ($\delta$ 4,4 – 4,8 ppm).
  • Đề xuất quy trình công nghệ: Luận án tổng hợp toàn bộ các thông số từ chuẩn bị giống, nuôi cấy lỏng-tĩnh bổ sung dầu ô liu, thu dịch, loại lipid, xử lý enzyme Alcalase, lọc màng tiếp tuyến và sulfate hóa thành quy trình công nghệ hoàn chỉnh.

Chương IV: Kết luận và kiến nghị

Tóm tắt các kết quả đạt được về môi trường nuôi cấy lỏng-tĩnh tối ưu, phương pháp tinh sạch bằng enzyme Alcalase, hiệu quả phân đoạn bằng màng lọc tiếp tuyến, mức độ cải thiện hoạt tính sau sulfate hóa và các thông số cấu trúc của EPS. Đưa ra các đề xuất về việc mở rộng quy mô nuôi cấy và thử nghiệm in vivo.


Kết quả và những đóng góp mới

Đóng góp về mặt khoa học (Lý luận)

  • Luận án đã làm rõ ảnh hưởng của việc bổ sung các loại dầu thực vật (dầu dừa, dầu hướng dương, dầu ô liu) đến khả năng sinh trưởng sợi nấm và sinh tổng hợp EPS của chủng nấm Cordyceps sinensis CS-YK2007 trong điều kiện nuôi cấy lỏng-tĩnh.
  • Cung cấp dữ liệu thực nghiệm về thành phần đường đơn (glucose, mannose, galactose), kiểu liên kết glycoside ($\alpha$ và $\beta$), phổ FT-IR và phổ $^1H\text{ NMR}$ của các phân đoạn EPS tạo ra từ các điều kiện cơ chất khác nhau.
  • Chứng minh phản ứng sulfate hóa làm thay đổi tính chất hóa lý và gia tăng hoạt tính kháng oxy hóa bắt gốc tự do $ABTS^{+\bullet}$ cũng như khả năng ức chế enzyme Tyrosinase của các phân đoạn polysaccharide ngoại bào.

Đóng góp về mặt thực tiễn

  • Xây dựng thành công quy trình nuôi cấy lỏng-tĩnh nấm C. sinensis CS-YK2007 được tối ưu hóa bằng phương pháp bề mặt đáp ứng Box-Behnken có bổ sung dầu thực vật, giúp tận dụng dịch nuôi cấy để thu nhận EPS có hoạt tính sinh học.
  • Xác lập quy trình loại bỏ protein hiệu quả bằng enzyme Alcalase (20 UI/mL) kết hợp kỹ thuật lọc tiếp tuyến qua màng membrane để phân tách các phân đoạn EPS theo khối lượng phân tử ($< 100$ kDa, 100 – 750 kDa, $> 750$ kDa) ở quy mô phòng thí nghiệm.
  • Đề xuất quy trình công nghệ hoàn chỉnh từ khâu nhân giống, lên men lỏng-tĩnh, thu hồi, tinh sạch và cải biến sulfate hóa tạo nguồn nguyên liệu polysaccharide có hoạt tính sinh học phục vụ định hướng ứng dụng trong thực phẩm chức năng và mỹ phẩm.

Kiến nghị

  • Tiếp tục nghiên cứu thử nghiệm quy trình nuôi cấy và thu nhận EPS trên các hệ thống thiết bị quy mô lớn hơn (pilot).
  • Tiến hành các thử nghiệm dược lý chuyên sâu in vivo trên mô hình động vật đối với các phân đoạn EPS và EPS sulfate hóa.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế:
    • Các thử nghiệm nuôi cấy và thu nhận EPS chỉ mới thực hiện trên một chủng nấm duy nhất (Cordyceps sinensis CS-YK2007) ở quy mô bình/hộp nuôi cấy lỏng-tĩnh trong phòng thí nghiệm.
    • Các đánh giá hoạt tính sinh học (kháng oxy hóa, ức chế Tyrosinase, gây độc dòng tế bào Hep-G2) dừng lại ở mô hình in vitro, chưa khảo sát trên cơ thể sống (in vivo).
    • Chưa phân tích giải trình tự chi tiết toàn bộ mạch phân nhánh phức tạp của EPS bằng các phương pháp phối hợp 2D NMR hoặc methyl hóa phân tích GC-MS đa chiều.
  • Hướng nghiên cứu tiếp:
    • Khảo sát khả năng ứng dụng nuôi cấy lỏng khuấy đảo hoặc bán liên tục có bổ sung dầu thực vật để rút ngắn chu kỳ lên men.
    • Nghiên cứu cơ chế tác động phân tử của các phân đoạn EPS sulfate hóa lên các con đường tín hiệu apoptosis của tế bào khối u in vivo.

Giá trị tham khảo

  • Đối với nghiên cứu sinh, học viên cao học và giảng viên ngành Công nghệ Sinh học, Hóa sinh học: Luận án cung cấp quy trình phương pháp luận chuẩn xác về thiết kế thực nghiệm tối ưu hóa (Plackett-Burman và Box-Behnken RSM), phương pháp dẫn xuất PMP phân tích đường đơn bằng HPLC, kỹ thuật loại protein bằng enzyme Alcalase và phương pháp lọc membrane tiếp tuyến.
  • Đối với các nhà nghiên cứu và doanh nghiệp sản xuất nấm dược liệu: Cung cấp giải pháp kỹ thuật cụ thể để thu hồi và gia tăng giá trị của dịch nuôi cấy nấm C. sinensis, giảm thiểu ô nhiễm môi trường và tạo ra các dẫn xuất polysaccharide sulfate hóa có hoạt tính sinh học định hướng ứng dụng trong dược phẩm và mỹ phẩm.

Câu hỏi thường gặp

1. Chủng nấm sử dụng trong luận án có nguồn gốc từ đâu và được nuôi cấy theo phương thức nào?

Chủng nấm sử dụng là Cordyceps sinensis CS-YK2007 do TS. Trương Bình Nguyên (Viện Nghiên cứu và Ứng dụng Nông nghiệp Công nghệ cao, Trường Đại học Đà Lạt) cung cấp. Nấm được nuôi cấy theo phương thức lỏng-tĩnh trong các hộp nhựa 500 mL chứa 200 mL môi trường dinh dưỡng ở nhiệt độ phòng thí nghiệm trong thời gian từ 30 đến 40 ngày.

2. Dầu thực vật nào mang lại hiệu quả kích thích sinh khối và EPS cao nhất trong nghiên cứu?

Trong số 3 loại dầu thực vật được khảo sát (dầu dừa, dầu hướng dương, dầu ô liu), dầu ô liu đem lại hiệu quả kích thích tăng trưởng sinh khối khô và khả năng tổng hợp EPS cao nhất cho nấm C. sinensis CS-YK2007.

3. Phương pháp loại bỏ protein nào được chứng minh là tối ưu trong luận án?

Luận án đã so sánh 3 phương pháp loại bỏ protein gồm: kết tủa bằng TCA 10%, chiết bằng dung môi Sevag (chloroform : n-butanol tỷ lệ 4:1) và thủy phân bằng enzyme Alcalase ở nồng độ 20 UI/mL. Kết quả cho thấy phương pháp sử dụng enzyme Alcalase đạt hiệu quả loại protein cao và ít làm thất thoát polysaccharide nhất.

4. Kỹ thuật lọc tiếp tuyến (TFF) đã phân tách EPS thành các phân đoạn khối lượng phân tử nào?

Kỹ thuật lọc màng tiếp tuyến đã phân tách EPS thô sau khi xử lý thành 3 phân đoạn kích thước phân tử riêng biệt:

  • Phân đoạn có khối lượng phân tử nhỏ hơn 100 kDa ($< 100$ kDa).
  • Phân đoạn có khối lượng phân tử từ 100 đến 750 kDa (100 – 750 kDa).
  • Phân đoạn có khối lượng phân tử lớn hơn 750 kDa ($> 750$ kDa).

5. Thành phần đường đơn chính của EPS từ nấm C. sinensis gồm những loại nào?

Qua phân tích thủy phân bằng TFA, tạo dẫn xuất với PMP và đo sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC), thành phần đường đơn của EPS thu nhận từ dịch nuôi cấy nấm C. sinensis CS-YK2007 được xác định gồm 3 loại đường chính là glucose, mannose và galactose, trong đó tỷ lệ các đơn phân có sự thay đổi tùy thuộc vào nguồn cơ chất carbon và nitơ bổ sung trong môi trường nuôi cấy.


Kết luận

Luận án của tác giả Lê Thị Thúy Hằng đã xây dựng thành công quy trình công nghệ nuôi cấy lỏng-tĩnh nấm dược liệu Cordyceps sinensis CS-YK2007 trên môi trường tối ưu có bổ sung dầu ô liu nhằm gia tăng sinh khối và sản lượng polysaccharide ngoại bào. Nghiên cứu đã xác lập các thông số kỹ thuật tinh sạch phức EPS-protein bằng enzyme Alcalase (20 UI/mL) và phân đoạn kích thước phân tử bằng hệ thống màng lọc tiếp tuyến. Kết quả phân tích hóa lý (HPLC-PMP, FT-IR, NMR) đã làm sáng tỏ thành phần đường đơn (glucose, mannose, galactose) và các dạng liên kết glycoside của EPS. Việc cải biến sulfate hóa thành công các phân đoạn EPS đã nâng cao hoạt tính kháng oxy hóa và ức chế enzyme Tyrosinase, mở ra hướng khai thác hiệu quả nguồn dịch phụ phẩm từ quá trình nuôi cấy nấm C. sinensis tại Việt Nam.