Đặt vấn đề Trong những năm gần đây, các loa ̣i thảo dƣ ợc ngày càng đƣợc quan tâm đến nhƣ một loại thực phẩm chức năng chăm sóc sức khỏe con ngƣời. Bên cạnh đó, chúng còn đƣợc các nhà nghiên cứu y dƣợc hết sức chú ý vì sự đa dạng về các hoạt chất sinh học. Tiêu biể u t rong số đó phải kể đế n nhƣ nấ m Đông trùng ha ̣ thảo, nấm Linh Chi hay sâm Ngọc Linh…. Đông trùng hạ thảo là một trong những loại thảo dƣơ ̣c giúp bồi bổ cơ thể phù hợp với mọi lứa tuổi: từ trẻ con, phụ nữ mang thai, thanh thiếu niên cho đến ngƣời già.
Theo các tài liệu ghi chép về đông dƣợc cổ, Đông trùng hạ thảo là một vị thuốc bổ hết sức quý giá, có tác dụng tốt đối với trẻ em còi xƣơng, chậm lớn. Các nghiên cứu hiện đại cũng chứng minh Đông trùng hạ thảo có tác dụng tích cực đối với các bệnh về thận, tăng cƣờng miễn dịch và hỗ trợ điều trị ung thƣ. Trong thành phần nấm Đông trùng hạ thảo có nhiều hoạt chất quý nhƣ: Cordycepin (3’-deoxyadenosine) có khả năng kháng khuẩn, kháng nấm, kháng u, hoạt động kháng virus; Adenosine đƣợc cho là có tác dụng điều hòa miễn dịch, bảo vệ tim mạch; Mannitol cũng có chức năng hoạt tính sinh học, giúp lợi tiểu , chống các chứng ho ra máu .và nhiều loại vitamin khác[3],[30]. Theo thố ng kê của công ty nghiên cƣ́u và đầ u tƣ phát triể n thi ̣trƣờng trung Quố c - Huidian cho thấ y nhu cầ u thi ̣trƣờng cho Đông trùng ha ̣ thảo năm 2013 đa ̣t 8000 tấ n, sản lƣợng ƣớc tính mỗi năm tăng 20%, dƣ̣ kiế n đa ̣t mƣ́c 19000 tấ n vào năm 2017[10].
Trong khi, sản lƣợng trong tự nhiên ch ỉ đáp ƣ́ng đƣơ ̣c khoảng 1%. Trƣớc tình hình đó , các nhà khoa học trên thế giới tâ ̣p trung nghiên cứu nuôi Đông trùng ha ̣ thảo trên môi trƣờng nhân tạo có các thành phần dinh dƣỡng và các hoạt chất sinh học tƣơng tƣ̣ nhƣ Đông trùng hạ 2 thảo tự nhiên nhƣng lại có giá thành rẻ hơn đáng kể. Tại Việt Nam, việc nghiên cứu nuôi cấy Đông trùng hạ thảo trên môi trƣờng nhân tạo cũng đạt đƣơ ̣c mô ṭ số thành tƣ̣u đáng kể. Tuy vậy, các công bố về loài nấm dƣợc liệu quý này mới chỉ dừng lại ở việc phát hiện một số chủng có trong tự nhiên và nhân giố ng trên môi trƣờng cấ p I , chƣa có công bố nào về nghiên cứu Đông trùng hạ thảo trên môi trƣờng giá thể nhân ta ̣o.
Thực trạng hiện nay trong việc nuôi trồng nấm Đông trùng hạ đều gặp phải đó là mật độ quả thể nấm thƣa, quả thể nấm bị sùi, đầu quả thể bị phân nhánh, tính hƣớng sáng kém. Với mong muố n góp phầ n cải thiê ̣n hiê ̣u suấ t nuôi trồ ng nấ m Đông trùng ha ̣ thảo trên giá thể nhân ta ̣o , tôi tiế n hành thƣ̣c hiê ̣n đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của các thành phần dinh dưỡng đến sự phát triển của nấm Đông trùng hạ thảo Cordyceps militaris trên giá thể nhân tạo”. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài 1. Mục tiêu tổng quát Đánh giá đƣợc ảnh hƣởng của điều kiện dinh dƣỡng tới khả năng phát triển của nấm, sự hình thành và phát triển của quả thể nấm ĐTHT cordyceps militaris trên môi trƣờng nhân tạo.
Mục tiêu cụ thể Xác định ảnh hƣởng của nguồn cacbon đến khả năng sinh trƣởng và phát triển của quả thể nấm Đông trùng hạ thảo Cordyceps militaris, năng suất sinh học. Xác định ảnh hƣởng của nguồn nito đến khả năng sinh trƣởng và phát triển của quả thể nấm Đông trùng hạ thảo Cordyceps militaris, năng suất sinh học. Xác định ảnh hƣởng của muối khoáng đến sự hình thành và phát triển của quả thể nấm Đông trùng hạ thảo Cordyceps militaris, năng suất sinh học. Xác định đƣợc môi trƣờng dinh dƣỡng thích hợp cho sự sinh trƣởng và phát triển của nấm Đông trùng hạ thảo Cordyceps militaris, năng suất sinh học.
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn. 3 Kết quả nghiên cứu sự ảnh hƣởng của một số yếu tố dinh dƣỡng cơ bản tới sự sinh trƣởng và phát triển, hình thành thể quả nấm Cordyceps militaris trên môi trƣờng nhân tạo sẽ là căn cứ khoa học cho việc hoàn thiện và đƣa ra quy trình sản xuất nấm Đông trùng hạ thảo Cordyceps militaris vào thực tiễn phục vụ đời sống con ngƣời. Ngoài ra kết quả của đề tài cũng cung cấp thông tin khoa học cho các nhà khoa học nghiên cứu chuyên sâu loài nấm quý hiếm Cordyceps militaris. Tạo ra sản phẩm nấm Đông trùng hạ thảo có chất lƣợng đảm bảo với chi phí hợp lí.
Ý nghĩa khoa học của đề tài. Quá trình nghiên cứu sẽ đƣa ra đƣợc sự ảnh hƣởng của thành phần dinh dƣỡng đến sự sinh trƣởng và phát triển của nấm Đông trùng hạ thảo Cordyceps militaris trên môi trƣờng nhân tạo. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài. Kết quả nghiên cứu sự ảnh hƣởng của một số yếu tố dinh dƣỡng cơ bản tới sự sinh trƣởng và phát triển, hình thành thể quả nấm Cordyceps militaris trên môi trƣờng nhân tạo sẽ là căn cứ khoa học cho việc hoàn thiện và đƣa ra quy trình sản xuất nấm Đông trùng hạ thảo Cordyceps militaris vào thực tiễn phục vụ đời sống con ngƣời.
Ngoài ra kết quả của đề tài cũng cung cấp thông tin khoa học cho các nhà khoa học nghiên cứu chuyên sâu loài nấm quý hiếm Cordyceps militaris. Tạo ra sản phẩm nấm Đông trùng hạ thảo có chất lƣợng đảm bảo với chi phí hợp lí. 4 Phần 2 TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU 2. Tổng quan về Đông trùng Hạ Thảo 2.
Tên gọi Đông Trùng Hạ Thảo Đông trùng Hạ thảo (ĐTHT) tên khoa học là Cordyceps, chỉ hiện tƣợng những loài nấm thuộc lớp Ascomycetes kí sinh trên ấu trùng các loài bọ cánh phấn thuộc chi Thitarodes [6]. Tên gọi chúng xuất phát từ quan sát thực tế: vào mùa Đông bào tƣ̉ nấm xâm nhiễm, ký sinh trong cơ thể ấu trùng (Đông trùng), đến mùa hè quả thể n ấm mọc chồi từ đầu con sâu nhô lên khỏi mặt đất trông giố ng mô ̣t loa ̣i thƣ̣c vâ ̣t (Hạ thảo) vì vậy nó có tên là Đông trùng hạ thảo.1: Đông trùng hạ thảo trong tự nhiên. Nguồn gốc và phân loại ĐTHT trong tự nhiên đƣợc phát hiện chủ yếu ở một số cao nguyên của Nepal, Ấn Độ, Trung Quốc và Bhutan…, trung bình các cao nguyên này có độ cao từ 3500m đến 5000m so với mặt nƣớc biển. Dựa trên đặc điểm hình thái cũng nhƣ đặc điểm cấu trúc phân tử, Đông trùng hạ thảo đƣợc xếp vào phân giới nấm (Fungi), ngành nấm túi (Ascomycota), lớp Sordariomycetes, bộ 5 Hypocreales, họ Cordycipitaceae, chi Cordyceps (Kobayasi et al, 1982), bao gồm 400 loài đã đƣợc phát hiện, tuy nhiên cho đến nay ngƣời ta mới chỉ tập trung nghiên cứu 2 loài nấm Cordyceps sinensis và Cordyceps militaris có giá trị dƣợc liệu tốt với con ngƣời .2: Phân loại nấm Cordyceps 2.
Cơ chế xâm nhiễm Trong tự nhiên, nấm Đông trùng hạ thảo đƣợc coi là nấm gây bệnh cho côn trùng do chúng ký sinh trên cơ thể ấu trùng hoặc côn trùng đã trƣởng thành. Các loài thuộc chi Cordyceps khác nhau lây nhiễm ở giai đoạn nhộng và các ký chủ khác nhau, rồi nhân lên trong cơ thể ký chủ. Vào cuối thu hoặc đầu mùa đông , bào tử nấm nh ờ gió phát tán ra bên ngoài và tìm ki ếm cơ thể ký chủ phù hợp. Khi tiếp xúc với ký chủ, bào tử nấm bắt đầu hiǹ h thành các ống nảy mầm có các thể bám.
Các ống n ày tiế t ra các enzyme nhƣ lipase , chitinase, protease… làm tan vỏ ngoài của ký chủ và xâm nh ập vào bên trong cơ thể. Một vài loài Cordyceps còn có khả năng tác động tới hành vi vật chủ, khiến chúng phải leo lên cây và gắn mình vào đó trƣớc khi chết để đảm bảo sự phát tán bào tử một cách tối đa. Sau đó các bào t ử bắt đầu hình thành hệ sợi, hê ̣sợi nấm hút dinh dƣỡng và sinh trƣởng m ạnh mẽ gây chế t ký chủ. Khi 6 thời tiết ấm áp hơn, hệ sợi nấm bắt đầu phát triển một cách mạnh mẽ hình thành quả thể và chồi lên khỏi mặt đất và tiếp tục vòng sinh sản mới nhờ phát tán bào tử.3: Vòng đời sinh trưởng của nấm Đông trùng hạ thảo 2.
Cordyceps militaris Nấm Đông trùng hạ thảo Cordyceps militaris là một loài trong chi Codyceps, chúng thƣờng ký sinh trên ấu trùng bọ cánh phấn côn trùng. Quả thể có hình thon dài, có màu vàng cam, chiều dài quả thể từ 2-8cm, chiều ngang khoảng 0,5 cm[4]. Quả thể nấm nhô lên từ xác ấu trùng hoặc nhộng, mặt cắt ngang quả thể có màu nhạt, rỗng ở giữa (Hình 2. Các nang bào tử dài từ 300-510 µm, bề rộng 4 µm.
Bên trong các nang bào tử là tập hợp các bào tử nang không màu và phân đoạn, kích thƣớc 3. Các bào tử nang này trong điều kiện nghèo dinh dƣỡng sẽ đứt ra và nảy chồi tạo các bào tử thứ cấp. Nấm Cordyceps militaris có dải phân bố rộng, ở Bắc Mỹ, châu Âu và châu Á[18].4: Nấm Cordyceps militaris và mặt cắt dọc quả thể chứa các bào tử (Christian et al, 1837). So với Cordyceps sinensis, Cordyceps militaris nuôi dễ hơn trong cả hai loại môi trƣờng nền rắn và chất lỏng với nguồn dinh dƣỡng nhiều carbon và nguồn nitơ.
Cordyceps militaris cũng đã đƣợc sử dụng trong y học cổ truyền của Trung Quốc rất lâu về trƣớc. Gần đây, Cordyceps militaris ngày càng đƣợc xem nhƣ là một nguồn thay thế cho Cordyceps sinensis vì các chất có hoạt tính sinh học và tính chất dƣợc liệu tƣơng tự nhau [7],[9],[27]. Hơn nữa, nghiên cứu gần đây cũng đã chứng minh rằng Cordyceps militaris chứa nhiều loại thành phần có hoạt tính sinh học nhƣ cordycepin, ergosterol, mannitol và polysaccharides. Gía trị của Đông trùng Hạ thảo 2.
Gía trị dược liệu Giá trị dƣợc liệu theo y học cổ truyền Nấm Đông trùng hạ thảo đƣợc coi là một dƣợc liệu truyền thống của Trung Quốc và chữa trị đƣợc nhiều bệnh nan y. Theo y học cổ truyền của Trung Quốc, nấm Đông trùng hạ thảo đƣợc dùng để điều trị thành công các chứng rối loạn lipit máu, viêm phế quản mạn, hen phế quản, viêm thận mạn 8 tính, suy thận, rối loạn nhịp tim, cao huyết áp, viêm mũi dị ứng, viêm gan B mạn tính, ung thƣ phổi và thiểu năng sinh dục.