Đặt vấn đề Cordyceps militaris là một loại nấm dƣợc liệu truyền thống đƣợc sử dụng rộng rãi ở các nƣớc châu Á. Một số hoạt động dƣợc lý của C. militaris đã đƣợc ghi nhận, bao gồm kiểm soát đƣờng huyết, kiểm soát rối loạn lipid máu, chống viêm, chống ung thƣ, kháng khuẩn, kháng nấm, kháng virus, bảo vệ thần kinh, chống oxy hóa và các hoạt động bảo vệ miễn dịch. Nhiều hợp chất quý có hoạt tính sinh học chẳng hạn nhƣ cordycepin, ergosterol, trehalose, mannitol và một số polysaccharid, nucleoside và axit amin đã đƣợc phát hiện có trong nấm.
Để sản xuất đƣợc nấm C. militaris cho năng suất cao, cần phải có một chủng giống tốt và một điều kiện nuôi cấy tối ƣu. Khoai tây là một loại thực phẩm giàu carbonhydrate, cung cấp các loại vitamin, khoáng chất và các hợp chất tốt. Trong đó, khoai tây tím vƣợt trội hơn trong các loại khoai tây với công dụng chống oxy hoá bởi hoạt chất anthocyanin.
Nhƣng tác dụng của việc bổ sung dịch chiết từ khoai tây tím giàu anthocyanin đến sinh trƣởng và phát triển của C. militaris chƣa đƣợc nghiên cứu. Vì vậy, đề tài "nghiên cứu ảnh hƣởng khoai tây tím giàu anthocyanin đến sinh trƣởng và hình thành quả thể đông trùng hạ thảo Cordycep militaris" đƣợc nghiên cứu với mục đích tăng năng suất và hàm lƣợng các chất có giá trị trong nuôi cấy C. Mục đích và yêu cầu đề tài c c ề tài Nghiên cứu ảnh hƣởng của môi trƣờng dinh dƣỡng có chứa thành phần khoai tây tím giàu anthocyanin tới sinh trƣởng và hình thành của quả thể nấm Đông trùng hạ thảo C.
Yêu cầu ề tài Đánh giá sinh trƣởng và hình thành quả thể của nấm đông trùng hạ thảo C. militaris đƣợc nuôi trong môi trƣờng dinh dƣỡng có chứa thành phần khoai tây tím. Xác định hàm lƣợng adenosine và cordycepin trong điều kiện môi trƣờng dinh dƣỡng khác nhau. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.
Giới thiệu chung về đông trùng hạ thảo Nấm đông trùng hạ thảo hay nhộng trùng thảo là loại nấm dƣợc liệu, bao gồm 02 loài nấm chính là Cordyceps militaris và Cordyceps sinensis. Do nguồn tài nguyên hạn chế của C. sinensis, sự phân bố đặc hữu và kiểu phát triển độc đáo của nó trong hệ sinh thái, cộng thêm quá trình cộng sinh lâu dài giữa nấm và ấu trùng tốn nhiều thời gian dẫn đến giá của loài này rất cao. Việc thu nhận loài này từ môi trƣờng tự nhiên đã trở nên không đủ để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng về nguyên liệu sản xuất thực phẩm chức năng và thực phẩm bổ sung dinh dƣỡng đặc biệt là ở Châu Á, Hoa Kỳ và Châu Âu (Paul et al.
Từ thời xa xƣa, C. sinensis đã đƣợc sử dụng nhƣ một loại thực phẩm và thuốc với những công dụng tuyệt diệu. Những khó khăn trong việc thu nhận C. sinensis, nhu cầu ngày càng tăng đối với loài này và giá cao do nguồn giống ngoài tự nhiên rất hạn chế đã dẫn đến việc tìm kiếm các nguồn thay thế.
Giải pháp cho vấn đề này là một loài có liên quan, cụ thể là C., có thể đƣợc trồng và thu nhận trong môi trƣờng nuôi cấy in vitro. Quan trọng là, trong điều kiện nuôi cấy in vitro, sợi nấm của C. sinensis không thể tổng hợp cordycepin (hoặc chỉ có thể tổng hợp với một lƣợng không đáng kể và có hàm lƣợng axit amin và D-mannitol thấp hơn so với trong quả thể thu đƣợc từ các địa điểm tự nhiên (Wang et al. militaris đƣợc xem là một loài thay thế cho C.
sinensis, vì thành phần định tính và định lƣợng của các chất có hoạt tính sinh học từ C. militaris đƣợc nuôi cấy in vitro không khác với hàm lƣợng trong quả thể của C. Bên cạnh đó, loài nấm C. sinensis đến nay vẫn chƣa nhân nuôi quả thể thành công trong môi trƣờng nhân tạo.
Chính vì vậy, hiện nay tại Việt Nam đa số các nghiên cứu tập trung vào việc phát triển nguồn giống, kỹ thuật nuôi trồng và sản xuất các sản phẩm từ nấm C. militaris (Nguyễn Thị Liên Thƣơng et al., 2016) Sự phân bố của nấm đông trùng hạ thảo hay các loài thuộc chi Cordyceps phụ thuộc vào nhiệt độ, độ ẩm và ánh sáng của môi trƣờng. Chúng thƣờng phân 3 bố ở vùng núi có độ cao từ 2000 - 3000m so với mực nƣớc biển. Nấm đông trùng hạ thảo dùng để sản xuất dƣợc liệu đƣợc xác định gồm hơn 680 loài khác nhau, chỉ riêng Trung Quốc đã tìm thấy hơn 60 loài (Sung, J.
Loài nấm này có sự phân bố rộng rãi bao gồm Bắc Mỹ, Nam Mỹ, Châu Âu và Châu Á, từ các vùng cận nhiệt đới đến ôn đới trên khắp thế giới. Tuy nhiên chỉ có 2 loài đƣợc chú trọng nghiên cứu nhiều nhất là Cordyceps sinensis và Cordyceps militaris do có giá trị dƣợc liệu cao (Paul et al. Giới thiệu nấm C. Giới thiệu sơ lược nấm C.
militaris thuộc giới Nấm, ngành Ascomycota, lớp Sordariomycetes, bộ Hypocreales, họ Cordycipitaceae, giống Cordyceps và loài Cordyceps militaris. Loài này đƣợc Carl Linnaeus mô tả vào năm 1753 với tên gọi Clavaria militaris sau đó đƣơc đổi tên thành Cordyceps militaris (Kobayasi et al. Trong tự nhiên, nấm Cordyceps để hoàn thành chu kỳ sinh trƣởng của mình chúng phải trải qua nhiều giai đoạn phát triển phức tạp, từ giai đoạn sống trong đất tới sau khi lây nhiễm vào cơ thể ấu trùng, chúng chịu sự cạnh tranh với các vi khuẩn khác, thậm chí cạnh tranh với các loài trong chi Cordyceps. militaris đƣợc nghiên cứu nhiều nhất trong chi Cordyceps và cũng là loài có số lƣợng ký chủ đa dạng nhất.
Khả năng thích nghi của loài này cao nên chúng đƣợc tìm thấy ở nhiều khu hệ sinh thái trên trái đất. Ký chủ phổ biến của loài C. militaris trong tự nhiên bao gồm ấu trùng và nhộng của các loài bƣớm, côn trùng cánh cứng (Coleoptera), cánh màng (Hymenoptera) và hai cánh (Diptera) (Nguyễn Thị Liên Thƣơng et al. Nấm Cordyceps militaris cho đến hiện nay vẫn là một thành phần quan trọng của nền văn hóa nhân loại.
militaris là một loại nấm dƣợc liệu truyền thống có tầm quan trọng trong y học cổ truyền Trung Quốc, đƣợc sử dụng rộng rãi nhƣ một loại thuốc thô và thực phẩm chức năng ở các nƣớc châu Á (Das et al. Một số hoạt động dƣợc lý của C. militaris đã đƣợc ghi nhận, bao gồm kiểm soát đƣờng huyết, kiểm soát rối loạn lipid máu, chống viêm, chống ung thƣ, kháng khuẩn, kháng 4 nấm, kháng virus, bảo vệ thần kinh, chống oxy hóa và các hoạt động bảo vệ miễn dịch (Olatunji et al., 2018; Zhang et al., 2012; Das et al. militaris Nhiều hợp chất quý có hoạt tính sinh học chẳng hạn nhƣ cordycepin, ergosterol, trehalose, mannitol và một số polysaccharid, nucleoside và axit amin đã đƣợc phát hiện có trong C.
militaris (Olatunji et al., 2018; Zhang et al.2 Đặc iểm hình thái nấm C. militaris 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 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 Âu và châu Á (Paul et al.1: Các dạng bào tử của nấm Cordyceps militaris Nguồn: (Zheng et al., 2013) Chú th ch: Conidia: bào tử tròn tạo ra trên môi trường nuôi cấy rắn, Blastospores: chồi bào tử tạo ra trên môi trường nuôi cấy lỏng, Fruiting-body: thể quả, Perithecia: thể quả hình chai, Asci: nang, Fragmented ascospores: các mảnh nang bào tử, icrocycle conidiation: vi chu kỳ tạo bào tử.
Một số hoạt chất thu nhận từ nấm C. Cordycepin Hợp chất cordycepin là một hợp chất quan trọng, quyết định phẩm chất, chất lƣợng của nấm đông trùng hạ thảo (Wen et al. Cấu trúc hóa học của cordycepin. Cordycepin là một dẫn xuất của nucleotide adenosine mà tại vị trí 3‟ không có O khác với thực thể ribose.
Trọng lƣợng phân tử của cordycepin C10H13N5O3 là 251, có nhiệt độ nóng chảy là 230 – 231°C, độ hấp thụ cao nhất ở 259nm. Cordycepin có thể tan trong saline, cồn ấm, hoặc methanol, nhƣng không tan trong benzene, ether hoặc chloroform, các nhà khoa học thƣờng sử dụng saline khử trùng và đệm phosphates để hòa tan cordycepin. Cordycepin có khả năng kháng nấm, kháng ung thƣ và kháng virus. Gần đây hơn, cordycepin cũng cho thấy khả năng điều hòa sản phẩm của interleukins trong tế bào lympho T.
Cordycepin phát huy tác dụng gây độc tế bào thông qua methyl hóa acid nucleic, ức chế sự phát triển của Clostridium paraputrificum và Clostridium perfringens, nhƣng không có tác động nào tới Bifidobacterium spp. và Lactobacillus spp. (Ahn et al. Adenosine Adenosine xuất hiện khá nhiều trong quả thể và đƣợc cho là phong phú ở hầu hết các loài Cordyceps với hàm lƣợng dao động từ 0,28 tới 14,15 mg/g.
Khi thu nhận nấm Cordyceps trong tự nhiên, nồng độ adenosine là 2,45±0,03mg/g trong quả thể. sinensis hàm lƣợng là 1,643±0,03 mg/g, trong khi đó, hàm lƣợng trong sợi nấm Cordyceps militaris lên men là 1,592±0,03 mg/g gần tƣơng tự C. sinensis trong tự nhiên. Adenosine đƣợc cho là có tác dụng điều hòa miễn dịch, bảo vệ tim mạch, bảo vệ gan thận rất tốt (Ahn et al.
Cấu tạo hóa học của adenosine 2. Polysaccharide Nấm Cordyceps spp. đƣợc đánh giá cao về giá trị dinh dƣỡng trong sản xuất thực phẩm chức năng và sản xuất thuốc trong phòng và chữa bệnh. Chúng chứa rất nhiều loại đƣờng, bao gồm mono-, di-, và các oligosaccharide, và nhiều polysaccharides phức tạp (gồm có cyclofurans (đƣờng 5C, mạch vòng, chƣa rõ chức năng), beta-glucans; beta-mannans; và phức hợp polysaccharides có cả đƣờng 5 và 6C cùng tham gia vào các chuỗi nhánh, dùng cả cầu nối alpha- và beta-) (Yan et al., 2008) Các polysaccharide CPS-1 và CPS-2 đƣợc tách chiết từ nấm Cordyceps militaris cho thấy chúng có thành phần từ các đơn phân là các đƣờng monosaccharide, mannose và galactose.
Kết quả nghiên cứu cho thấy hai loại polysaccharide này có khả năng phục hồi các tổn thƣơng gan do ethanol, và tác dụng này tăng lên khi tăng liều dùng chiết xuất. Yan và cộng sự cho rằng tác dụng này có thể do chức năng kháng oxy hóa của các polysaccharide từ nấm (Yan et al. Acid cordycepic Theo dƣợc điển của Trung Quốc, acid cordycepic hay D-manitol, một đồng phân của acid quinic với cấu trúc polyol chiếm khoảng 9% trong Cordyceps, đây là thành phần đƣợc sinh ra trong hoạt động sinh tổng hợp và đƣợc sử dụng nhƣ một dấu hiệu trong kiểm soát chất lƣợng nuôi cấy nấm C.