Tổng quan luận án
Luận án tiến sĩ chuyên ngành Công nghệ Sinh học (mã số: 62420201) của nghiên cứu sinh Nguyễn Thị Ngọc Nhi, thực hiện dưới sự hướng dẫn của PGS. Trần Nhân Dũng tại Trường Đại học Cần Thơ năm 2022, mang tên: "Nghiên cứu quy trình công nghệ sản xuất sinh khối hệ sợi nấm mối (Termitomyces sp.)".
Tính cấp thiết và khoảng trống nghiên cứu
Nấm mối (Termitomyces) là loại nấm ăn và nấm dược liệu quý, sở hữu giá trị dinh dưỡng cao với hàm lượng protein phong phú, đầy đủ các acid amin thiết yếu, các khoáng chất cùng nhiều hoạt chất sinh học có hoạt tính chống oxy hóa, kháng khuẩn, điều hòa miễn dịch và ức chế tế bào khối u. Tuy nhiên, trong tự nhiên, nấm mối tồn tại mối quan hệ cộng sinh bắt buộc với loài mối thuộc phân họ Macrotermitinae (họ Termitidae), và quả thể chỉ hình thành từ tổ mối. Do các đặc điểm sinh lý và biến dưỡng đặc thù này, con người đến nay vẫn chưa thể thuần dưỡng để trồng ra quả thể nấm mối bằng các phương pháp canh tác truyền thống. Bên cạnh đó, các yếu tố biến đổi khí hậu và ô nhiễm môi trường từ hoạt động sản xuất nông nghiệp khiến sản lượng nấm mối ngoài tự nhiên ngày càng suy giảm nghiêm trọng.
Trước thực tế hàm lượng các thành phần dinh dưỡng và hoạt chất cơ bản của hệ sợi nấm (mycelia) tương đương với quả thể nấm (Ulziijargal & Mau, 2011), phương pháp nuôi cấy chìm (nuôi cấy dịch thể) trong hệ thống phản ứng sinh học (bioreactor) được xác định là giải pháp kỹ thuật phù hợp nhằm thu nhận sinh khối hệ sợi nấm mối có chất lượng đồng nhất, ổn định và chủ động về sản lượng.
Mục tiêu và các nội dung nghiên cứu
- Mục tiêu: Tối ưu hóa điều kiện nuôi cấy nấm mối được phân lập từ tự nhiên bằng hệ thống lên men sinh học (bioreactor 60L); đánh giá thành phần dinh dưỡng và các hoạt tính sinh học, độ an toàn của dịch và cao sinh khối nấm mối.
- Các nội dung nghiên cứu cụ thể:
- Phân lập, định danh và giữ giống nấm mối từ nguồn tự nhiên.
- Khảo sát môi trường nhân giống nấm mối cấp 1 và cấp 2 dạng dịch thể.
- Nghiên cứu quy trình công nghệ sản xuất sinh khối hệ sợi nấm mối Termitomyces clypeatus trong hệ thống Bioreactor dung tích 60 lít.
- Phân tích thành phần dinh dưỡng và khảo sát hoạt tính sinh học (chống oxy hóa, kháng khuẩn) của sinh khối hệ sợi nấm mối.
- Sản xuất thử nghiệm và đánh giá độc tính tế bào (in vitro), độc tính cấp và độc tính bán trường diễn (in vivo) của chế phẩm cao sinh khối.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu: Các chủng giống nấm mối thuần khiết được phân lập từ các mẫu nấm mối mọc tự nhiên ở Việt Nam; các điều kiện nuôi cấy dịch thể hệ sợi nấm mối.
- Phạm vi nghiên cứu:
- Địa bàn thu mẫu nấm mối hoang dại tại khu vực phía Nam (trong đó có xã Long Hòa, huyện Dầu Tiếng, tỉnh Bình Dương).
- Quy mô thiết bị nuôi cấy: Hệ thống nuôi cấy sinh học (Bioreactor) dung tích 60 lít.
Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án
Luận án đã hệ thống hóa các công trình nghiên cứu trong nước và quốc tế liên quan đến phân loại học, chu trình sống, mối quan hệ cộng sinh, giá trị sinh học và kỹ thuật nuôi cấy chìm chi nấm mối (Termitomyces):
- Phân loại và chu trình sinh học: Căn cứ các hệ thống phân loại của Linnaeus (1753), Whittaker (1969), Woese (1977), Chang & Miles (2004), Trịnh Tam Kiệt (2011, 2012, 2013, 2014) và Lê Xuân Thám (2013), chi Termitomyces thuộc họ Lyophyllaceae, bộ Agaricales, lớp Basidiomycetes. Hình thái và đặc điểm của 25 loài nấm mối được tổng hợp từ các nghiên cứu kinh điển như Heim (1941, 1942, 1951, 1958, 1977), Otieno (1968), Reid (1975), Pegler & Piearce (1980), Buyck (1994), Pegler & Vanhaecke (1994), Wei et al. (2006), Tibuhwa et al. (2010), Karun & Sridhar (2013).
- Mối quan hệ cộng sinh giữa nấm mối và mối: Các công trình của Grassé & Noirot (1958), Martin & Martin (1978), Rouland-Lefèvre et al. (1991, 2002), Aanen & Eggleton (2005), Aanen (2006), Nobre & Aanen (2012), Yang et al. (2012) và Zeleke et al. (2013) phân tích vai trò phân giải sinh học, cung cấp enzyme xylanase, cellulase và nguồn protein từ nốt nấm trong tổ mối.
- Giá trị dinh dưỡng và hoạt tính dược lý:
- Dinh dưỡng: Ogundana & Fagade (1982), Alofe et al. (1996), Mondal et al. (2002), Gbolagade et al. (2006), Zhao et al. (1997), Nakalembe & Kabasa (2013) phân tích hàm lượng protein, khoáng chất (K, P, Ca, Mg) và acid amin thiết yếu.
- Chống oxy hóa: Mau et al. (2004), Sánchez (2017), Pattanayak et al. (2015).
- Kháng khuẩn, kháng viêm, chống loét dạ dày và ức chế tế bào ung thư: Giri et al. (2012), Lu et al. (2008), Chatterjee et al. (2013), Majumder et al. (2016) chứng minh hoạt tính của alkaline serine protease (AkP), polysaccharide (TEps) và saponin từ T. clypeatus, T. albuminosus và T. eurrhizus.
- Công nghệ nuôi cấy chìm trong Bioreactor: Các công trình của Kim et al. (2002, 2005), Maziero et al. (1999), Lin & Sung (2006), Porras-Arboleda et al. (2009), Elisashvili et al. (2009, 2012), Lung & Hsieh (2011), Shu & Lung (2004), Cui et al. (2006), Hu et al. (2001), Zhang et al. (2002), Lu et al. (2008), Ramrakhiani et al. (2011).
Khoảng trống nghiên cứu luận án giải quyết: Mặc dù đã có các nghiên cứu quốc tế khảo sát nuôi cấy nấm mối quy mô phòng thí nghiệm ở bình tam giác, nhưng tại Việt Nam chưa có quy trình công nghệ hoàn chỉnh từ khâu phân lập, tối ưu hóa môi trường nhân giống cấp 1, cấp 2 dạng lỏng cho đến vận hành sản xuất sinh khối nấm mối T. clypeatus trên hệ thống Bioreactor 60 lít, kèm theo kiểm nghiệm toàn diện độc tính in vitro và in vivo của chế phẩm cao chiết thu nhận.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu
Khung lý thuyết và phân tích
- Sinh lý học nấm: Cơ chế dị dưỡng hoại sinh/cộng sinh, quá trình hấp thu dinh dưỡng khoáng, nguồn carbon, nguồn nitơ hữu cơ qua vách tế bào cấu tạo từ kitin-glucan; chu trình sống của nấm đảm (Basidiomycota).
- Nguyên lý nuôi cấy chìm (Submerged Fermentation): Phân tán hệ sợi nấm trong môi trường dinh dưỡng lỏng, tối ưu hóa truyền khối, hòa tan oxy ($DO$), cung cấp chất dinh dưỡng và kiểm soát ứng suất trượt do cánh khuấy.
- Phương pháp bề mặt đáp ứng (Response Surface Methodology - RSM): Thiết kế ma trận thí nghiệm, phân tích phương sai (ANOVA) và phương trình hồi quy đa biến nhằm tối ưu hóa đồng thời các yếu tố dinh dưỡng và thông số vật lý.
Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm
- Phân lập và định danh phân tử:
- Thu thập quả thể nấm mối ngoài tự nhiên, phân lập mô nấm trên môi trường thạch chuyên dụng (PDA, YESS).
- Tách chiết DNA tổng số bằng phương pháp CTAB; khuếch đại phân đoạn gen ITS (gồm ITS1, 5.8S rRNA, ITS2) bằng kỹ thuật PCR; giải trình tự Sanger.
- So sánh độ tương đồng trình tự với cơ sở dữ liệu NCBI GenBank bằng công cụ BLAST; xây dựng cây phát sinh chủng loại bằng phương pháp Maximum Likelihood trên phần mềm MEGA X.
- Tối ưu hóa môi trường nhân giống cấp 1 và cấp 2:
- Khảo sát các nguồn dinh dưỡng: glucose, peptone, cao nấm men (yeast extract), $KH_2PO_4$, $MgSO_4$.
- Tối ưu hóa các thông số vật lý: pH ban đầu, tốc độ lắc (vòng/phút), nhiệt độ (°C), thời gian nuôi cấy, tỷ lệ cấy giống (% v/v) và lưu lượng sục khí (v/v/m).
- Vận hành hệ thống Bioreactor 60L:
- Thiết lập chế độ tiệt trùng, kiểm soát nhiệt độ, tốc độ khuấy cơ học, lưu lượng sục khí vô trùng, tỷ lệ tiếp giống, giám sát đường cong sinh trưởng và thu nhận sinh khối khô ($g/L$).
- Phân tích hóa lý và hoạt tính sinh học:
- Xác định ẩm độ, protein tổng số, carbohydrate, thành phần và hàm lượng acid amin bằng sắc ký.
- Chiết xuất cao sinh khối hệ sợi bằng dung môi methanol; xác định khả năng quét gốc tự do DPPH (tính giá trị $IC_{50}$); thử hoạt tính kháng khuẩn bằng phương pháp đục lỗ thạch và xác định nồng độ ức chế tối thiểu (MIC) trên các chủng kiểm định: Bacillus cereus ATCC 11778, Candida albicans ATCC 10231, Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853, Staphylococcus aureus ATCC 6538.
- Đánh giá an toàn sinh học và độc tính:
- Thử độc tính tế bào in vitro trên dòng tế bào gan người bình thường LO-2 bằng phản ứng khử màu MTT.
- Thử nghiệm độc tính cấp in vivo trên chuột nhắt trắng (xác định liều gây chết $LD_{50}$, theo dõi tử vong ở liều 10.000 mg/kg thể trọng).
- Thử nghiệm độc tính bán trường diễn in vivo trên chuột (uống liều 1.000 mg/kg thể trọng kéo dài); đánh giá khối lượng cơ thể, các chỉ số huyết học (RBC, WBC, PLT, HGB, HCT, MCV, MCH, MCHC) và chỉ số sinh hóa máu (BUN, AST, ALT, AkP); giải phẫu bệnh vi thể mô gan, thận.
Nội dung chính theo từng chương
Chương 1: Giới thiệu
Chương này trình bày tính cấp thiết của đề tài, các mục tiêu tổng quát, 5 nội dung nghiên cứu cụ thể, đối tượng và phạm vi nghiên cứu, cùng với ý nghĩa khoa học và thực tiễn của việc sản xuất sinh khối hệ sợi nấm mối bằng công nghệ nuôi cấy chìm.
Chương 2: Tổng quan tài liệu
Tổng hợp toàn diện các cơ sở lý luận và tài liệu nghiên cứu:
- Đặc điểm sinh học, chu trình sống, hình thái quả thể của chi Termitomyces và 25 loài tiêu biểu.
- Cơ chế quan hệ cộng sinh giữa mối (Macrotermitinae) và nấm mối.
- Thành phần hóa học, dinh dưỡng (protein 26,5–35,5%, lipid 4,6–9,4%, khoáng chất) và dược tính (kháng khuẩn, chống oxy hóa, kháng viêm, trị loét dạ dày, ức chế tế bào ung thư gan HepG2 của protease AkP).
- Tổng quan công nghệ nuôi cấy chìm và các thông số vận hành Bioreactor từ các nghiên cứu nấm dược liệu trên thế giới.
| Thông số thành phần dinh dưỡng quả thể nấm mối |
T. microcarpus (Kadiri, 1990; Aletor, 1995) |
T. robustus (Gbolagade et al., 2006) |
T. striatus (Gbolagade et al., 2006) |
| Độ ẩm (%) |
86,0 |
90,5 |
88,2 |
| Chất khô (%) |
14,0 |
9,5 |
11,8 |
| Đường hòa tan (%) |
7,9 |
13,9 |
13,6 |
| Lipid tổng (%) |
4,6 |
6,3 |
9,4 |
| Glycogen (%) |
6,1 |
18,4 |
16,2 |
| Protein (%) |
26,5 |
35,5 |
27,3 |
| Chất xơ (%) |
7,1 |
11,1 |
13,7 |
| Tro (%) |
9,7 |
14,3 |
14,1 |
Chương 3: Phương pháp nghiên cứu
Trình bày chi tiết vật liệu, thiết bị (Bioreactor 60L, hệ thống PCR, máy cô quay chân không, kính hiển vi, máy đo quang phổ), hóa chất và quy trình thực nghiệm tương ứng với 5 nội dung nghiên cứu. Mô tả công thức các môi trường nuôi cấy (YESS, PDB cải tiến), phương pháp quy hoạch thực nghiệm RSM, kỹ thuật đo hoạt tính DPPH, MIC, thử nghiệm MTT và phác đồ kiểm tra độc tính trên động vật thực nghiệm.
Chương 4: Kết quả và thảo luận
Chương 4 cung cấp toàn bộ dữ liệu thực nghiệm thu được:
+-------------------------------------------------------------------------+
| TỔNG HỢP CÁC KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM CHÍNH |
+------------------------------------+------------------------------------+
| 1. Phân lập & Định danh | 07 chủng phân lập thuộc chi |
| | Termitomyces (02 chủng định danh |
| | loài: T. clypeatus & T. microcarpus)|
+------------------------------------+------------------------------------+
| 2. Môi trường nhân giống cấp 1 | Glucose 4%, Peptone 0,2%, |
| | KH2PO4 0,1%, Cao nấm men 0,1%, |
| | MgSO4 0,015%; Thời gian: 20 ngày |
+------------------------------------+------------------------------------+
| 3. Môi trường nhân giống cấp 2 | Tỷ lệ cấp giống 10% (v/v), |
| | Chế độ sục khí 0,4 v/v/m |
+------------------------------------+------------------------------------+
| 4. Thông số Bioreactor 60L | Tỷ lệ giống: 5% (v/v); pH: 5,0; |
| | Sục khí: 0,4 v/v/m; Khuấy: 180 rpm;|
| | Nhiệt độ: 28°C |
+------------------------------------+------------------------------------+
| 5. Năng suất sinh khối khô | 6,633 ± 0,041 g/L |
+------------------------------------+------------------------------------+
| 6. Hoạt tính chống oxy hóa (DPPH) | IC50 = 2,26 mg/mL; Khả năng ức chế |
| | 71,65 - 83,52% ở mức 5 mg/mL |
+------------------------------------+------------------------------------+
| 7. Hoạt tính kháng khuẩn (MIC) | MIC = 10,98 mg/mL trên cả 4 chủng |
| | B. cereus, C. albicans, |
| | P. aeruginosa, S. aureus |
+------------------------------------+------------------------------------+
| 8. Độc tính tế bào LO-2 & Động vật | LO-2 sống 90% ở 2500 µg/mL; |
| | Độc tính cấp: 0% tử vong ở liều |
| | 10.000 mg/kg; Bán trường diễn: |
| | 0% tử vong ở liều 1.000 mg/kg |
+------------------------------------+------------------------------------+
- Phân lập và phân loại học phân tử: Phân lập thành công 7 chủng nấm mối ký hiệu khác nhau (trong đó có chủng nấm mối Bình Dương BD3, BD5, BD6). Trình tự vùng ITS khẳng định cả 7 chủng đều thuộc chi Termitomyces; xác định chính xác 2 loài là Termitomyces clypeatus và Termitomyces microcarpus.
- Tối ưu hóa môi trường nhân giống:
- Môi trường cấp 1: $KH_2PO_4$ (0,1%), peptone (0,2%), glucose (4%), yeast extract (0,1%), $MgSO_4$ (0,015%), nuôi lắc ở nhiệt độ 28°C, pH 5,0, thời gian đạt đỉnh sinh khối là 20 ngày.
- Môi trường cấp 2: Tỷ lệ cấy giống 10% (v/v), chế độ sục khí 0,4 v/v/m.
- Sản xuất sinh khối trong Bioreactor 60L:
- Xác lập các thông số công nghệ tối ưu: tỷ lệ cấy giống vào bình nuôi 5% (v/v), pH ban đầu 5,0, lưu lượng sục khí 0,4 v/v/m, tốc độ khuấy cơ học 180 vòng/phút, nhiệt độ ổn định ở 28°C.
- Năng suất sinh khối hệ sợi khô thu nhận đạt 6,633 ± 0,041 g/L.
- Giá trị dinh dưỡng của sinh khối hệ sợi T. clypeatus: Sinh khối tươi (ẩm độ 93,9%) chứa:
- Protein: 3,75%
- Carbohydrate: 1,76%
- Acid amin tổng số: 2,16% (gồm đầy đủ các acid amin thiết yếu: valine, leucine, isoleucine, threonine, phenylalanine, lysine, arginine, histidine).
- Hoạt tính sinh học:
- Hoạt tính chống oxy hóa: Cao chiết methanol sinh khối khô trung hòa gốc tự do DPPH với giá trị $IC_{50}$ trung bình là 2,26 mg/mL; tại nồng độ 5 mg/mL, hiệu suất ức chế gốc tự do đạt từ 71,65% đến 83,52%.
- Hoạt tính kháng khuẩn: Kháng tốt 4 chủng vi sinh vật kiểm định gồm Bacillus cereus ATCC 11778, Candida albicans ATCC 10231, Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853 và Staphylococcus aureus ATCC 6538 với cùng giá trị MIC là 10,98 mg/mL.
- Đánh giá an toàn và độc tính:
- Độc tính tế bào: Tỷ lệ sống sót của tế bào gan người LO-2 đạt 90% ở nồng độ cao chiết lên tới 2.500 µg/mL.
- Độc tính cấp: Không ghi nhận trường hợp chuột tử vong ở mức liều uống tối đa 10.000 mg/kg thể trọng.
- Độc tính bán trường diễn: Chuột uống cao chiết liều 1.000 mg/kg thể trọng liên tục không bị tử vong; các chỉ số huyết học, sinh hóa máu và cấu trúc vi thể mô gan, thận không có sai khác mang tính bệnh lý so với lô đối chứng.
Chương 5: Kết luận và đề xuất
Tổng kết các kết quả đạt được về mặt công nghệ, phân loại, hoạt tính dược học và đề xuất các nghiên cứu tiếp theo nhằm hoàn thiện quy trình ở quy mô lớn hơn.
Kết quả và những đóng góp mới
Đóng góp mới về mặt lý luận và khoa học
- Đã phân lập, định danh phân tử và xác định vị trí phân loại học của 07 chủng nấm mối bản địa thu thập tại miền Nam Việt Nam thuộc chi Termitomyces, trong đó định danh chính xác 2 loài tới cấp độ loài là Termitomyces clypeatus và Termitomyces microcarpus.
- Làm sáng tỏ các đặc tính sinh trưởng, động thái tích lũy sinh khối và thiết lập đường cong sinh trưởng hoàn chỉnh của hệ sợi nấm mối Termitomyces clypeatus trong điều kiện nuôi cấy chìm.
- Cung cấp dữ liệu khoa học định lượng về thành phần dinh dưỡng, thành phần acid amin thiết yếu, hoạt tính chống oxy hóa (DPPH), hoạt tính kháng khuẩn (MIC), độc tính tế bào (LO-2) và độc tính in vivo (cấp tính và bán trường diễn) của sinh khối hệ sợi nấm mối T. clypeatus.
Đóng góp mới về mặt thực tiễn
- Thiết lập thành công quy trình công nghệ nhân giống 2 cấp dạng dịch thể và quy trình nuôi cấy sản xuất thử nghiệm sinh khối hệ sợi nấm mối T. clypeatus trên hệ thống Bioreactor 60 lít đạt năng suất 6,633 g sinh khối khô/L.
- Chứng minh sinh khối hệ sợi nấm mối thu nhận từ hệ thống Bioreactor an toàn sinh học (không gây độc tính cấp ở liều 10.000 mg/kg và bán trường diễn ở liều 1.000 mg/kg trên mô hình động vật), mở ra tiềm năng ứng dụng làm nguyên liệu cho ngành thực phẩm chức năng, dược phẩm và đồ uống dinh dưỡng.
- Tạo tiền đề công nghệ cho việc nhân giống dịch thể và sản xuất sinh khối các loài nấm dược liệu quý hiếm khó hoặc chưa thể trồng ra quả thể nhân tạo.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
Hạn chế của luận án
- Luận án mới dừng lại ở quy mô sản xuất thử nghiệm trong hệ thống Bioreactor thể tích 60 lít (quy mô pilot nhỏ phòng thí nghiệm), chưa triển khai ở quy mô công nghiệp (hàng trăm đến hàng ngàn lít).
- Đối tượng nghiên cứu tập trung sâu vào loài Termitomyces clypeatus; 5 chủng nấm mối còn lại mới được định danh chi và phân tích quan hệ di truyền, chưa được nghiên cứu sâu về quy trình nuôi cấy bioreactor tương ứng.
Hướng nghiên cứu tiếp theo
- Nghiên cứu nâng quy mô nuôi cấy sinh khối hệ sợi nấm mối T. clypeatus trên các hệ thống Bioreactor dung tích lớn hơn (100L – 500L – 1000L) và tối ưu hóa hệ thống kiểm soát bọt, nồng độ oxy hòa tan tự động.
- Tách chiết, tinh sạch và định lượng sâu các hợp chất thứ cấp có hoạt tính sinh học cao (như polysaccharide ngoại bào EPS, polysaccharide nội bào IPS, enzyme alkaline serine protease AkP, saponin, triterpenoid).
- Nghiên cứu ứng dụng sinh khối hệ sợi nấm mối vào sản xuất các dạng sản phẩm thương mại cụ thể như viên nang thực phẩm bảo vệ sức khỏe hoặc đồ uống chức năng.
Giá trị tham khảo
Luận án là tài liệu tham khảo chuyên khảo hữu ích cho các nhóm đối tượng:
- Nghiên cứu sinh, học viên cao học và sinh viên ngành Công nghệ Sinh học, Sinh học ứng dụng, Công nghệ Thực phẩm: Tham khảo chi tiết về phương pháp phân lập mô nấm hoang dại, kỹ thuật sinh học phân tử định danh nấm bằng chỉ thị ITS, phương pháp quy hoạch thực nghiệm RSM tối ưu hóa môi trường nuôi cấy, và quy trình vận hành hệ thống Bioreactor.
- Giảng viên và cán bộ nghiên cứu tại các viện/trường: Cung cấp tài liệu giảng dạy chuyên đề về Công nghệ vi sinh vật, Kỹ thuật lên men chìm, Công nghệ nấm ăn và nấm dược liệu.
- Các doanh nghiệp công nghệ sinh học và sản xuất thực phẩm chức năng: Tham khảo thông số kỹ thuật cụ thể (thành phần môi trường cấp 1, cấp 2, pH 5,0, tốc độ khuấy 180 rpm, sục khí 0,4 v/v/m) để phát triển công nghệ sản xuất sinh khối nấm mối ở quy mô pilot và công nghiệp.
Câu hỏi thường gặp
1. Luận án đã định danh được chính xác những loài nấm mối nào?
Bằng phương pháp khảo sát hình thái kết hợp giải trình tự vùng gen ITS (ITS1, 5.8S, ITS2) và so sánh NCBI GenBank, trong 7 chủng nấm mối phân lập được, luận án đã định danh chính xác 2 loài là Termitomyces clypeatus và Termitomyces microcarpus, cùng 5 chủng thuộc chi Termitomyces sp.
2. Các thông số vận hành tối ưu khi nuôi cấy nấm mối T. clypeatus trong Bioreactor 60L là gì?
Các thông số tối ưu gồm: tỷ lệ tiếp giống 5% (v/v), pH môi trường ban đầu 5,0, lưu lượng sục khí 0,4 v/v/m, tốc độ khuấy 180 vòng/phút, nhiệt độ nuôi cấy duy trì ở 28°C. Năng suất sinh khối khô thu được đạt 6,633 ± 0,041 g/L.
3. Thành phần dinh dưỡng chính trong sinh khối tươi hệ sợi nấm mối T. clypeatus gồm những gì?
Sinh khối tươi (độ ẩm 93,9%) chứa 3,75% protein, 1,76% carbohydrate và 2,16% acid amin tổng số, bao gồm đầy đủ các acid amin thiết yếu: valine, leucine, isoleucine, threonine, phenylalanine, lysine, arginine, histidine.
4. Hoạt tính chống oxy hóa và kháng khuẩn của cao chiết sinh khối nấm mối đạt mức độ nào?
Cao chiết methanol sinh khối nấm mối có khả năng trung hòa gốc tự do DPPH với giá trị $IC_{50}$ trung bình là 2,26 mg/mL (ở nồng độ 5 mg/mL ức chế 71,65–83,52% gốc tự do). Đồng thời, cao chiết có hoạt tính kháng khuẩn với nồng độ ức chế tối thiểu (MIC) là 10,98 mg/mL đối với cả 4 chủng vi sinh vật: B. cereus, C. albicans, P. aeruginosa và S. aureus.
5. Kết quả kiểm tra an toàn sinh học và độc tính của cao chiết sinh khối nấm mối ra sao?
Thử nghiệm trên dòng tế bào gan người LO-2 cho tỷ lệ sống sót 90% ở nồng độ cao chiết 2.500 µg/mL. Thử nghiệm trên chuột không ghi nhận trường hợp tử vong ở mức liều độc tính cấp 10.000 mg/kg thể trọng và liều bán trường diễn 1.000 mg/kg thể trọng, đồng thời không làm thay đổi bất thường các chỉ số huyết học, sinh hóa hay mô bệnh học gan, thận.
Kết luận
Luận án tiến sĩ của tác giả Nguyễn Thị Ngọc Nhi đã xây dựng thành công quy trình công nghệ hoàn chỉnh để sản xuất sinh khối hệ sợi nấm mối Termitomyces clypeatus bằng phương pháp nuôi cấy chìm trong hệ thống Bioreactor dung tích 60 lít. Công trình đã xác định chính xác các thông số môi trường dinh dưỡng, điều kiện lý - hóa tối ưu, thu nhận sinh khối giàu protein và các acid amin thiết yếu với năng suất 6,633 g/L chất khô. Đồng thời, luận án chứng minh sinh khối thu nhận sở hữu hoạt tính chống oxy hóa, kháng khuẩn và đạt độ an toàn sinh học cao trên cả mô hình tế bào và động vật thực nghiệm, tạo cơ sở khoa học và công nghệ vững chắc cho việc khai thác nguồn tài nguyên nấm mối phục vụ ngành công nghệ sinh học và thực phẩm chức năng.
