Nghiên Cứu Sulfate Hóa Exopolysaccharide Từ Dịch Nuôi Cấy Nấm Cordyceps Sinensis

Nghiên cứu sulfate hóa exopolysaccharide từ nấm cordyceps sinensis và khảo sát hoạt tính sinh học, mở ra tiềm năng ứng dụng trong y học.

• Tác giả: Trần Minh Trang
• Người hướng dẫn: Đoàn Kim Thành
• Trường học: Trung tâm Phát triển Khoa học và Công nghệ Trẻ
• Chuyên ngành: Khoa học và Công nghệ
• Đề tài: Nghiên Cứu Sulfate Hóa Exopolysaccharide Từ Nấm Cordyceps Sinensis
• Loại tài liệu: báo cáo
• Năm xuất bản: 2017
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• MỤC LỤC
• TRANG PHỤ BÌA BÁO CÁO THỐNG KÊ
• DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT
• DANH MỤC BẢNG
• DANH MỤC HÌNH VẼ
• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 1.1. Tổng quan về nấm Đông trùng hạ thảo Cordyceps sinensis
• 1.2. Đặc tính sinh hóa và hoạt tính sinh học của exopolysaccharide từ nấm Ophiocordyceps sinensis
• 1.3. Cải thiện hoạt tính sinh học của polysaccharide tự nhiên
• 1.4. Các dẫn xuất polysaccharide sulfate tự nhiên và hoạt tính sinh học của nó
• 1.5. Các nghiên cứu liên quan ở trong nước
• 2. CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU - PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Chủng nấm và nuôi cấy
• 2.2. Hóa chất – Thiết bị và dụng cụ
• 2.2.1. Thiết bị, dụng cụ
• 2.3. Chuẩn bị exopolysaccharide
• 2.3.1. Phương pháp thu nhận exopolysaccharide bằng tủa với ethanol
• 2.3.2. Xác định phương pháp loại bỏ protein từ exopolysaccharide
• 2.3.2.1. Phương pháp sử dụng dung môi Sevage
• 2.3.2.2. Phương pháp sử dụng acid chlorhydric (HCl)
• 2.3.2.3. Phương pháp sử dụng acid trichloroacetic (TCA)
• 2.3.2.4. Phân tích lựa chọn phương pháp loại protein
• 2.4. Tạo dẫn xuất sulfate exopolysaccharide
• 2.4.1. Phương pháp acid chlorosulfuric (CSA) – Pyridine (Pyr)
• 2.4.2. Phương pháp xác định độ thay thế (DS)
• 2.4.3. Phân tích lựa chọn điều kiện phản ứng sulfate hóa thích hợp
• 2.5. Xác định các đặc tính lý hóa của mẫu
• 2.5.1. Định lượng đường bằng phương pháp acid sulfuric-phenol
• 2.5.2. Định lượng protein bằng phương pháp Brafford
• 2.5.3. Phân tách phân đoạn và xác định trọng lượng phân tử của EPS/S-EPS bằng sắc ký lọc gel
• 2.5.4. Xác định các dao động dãn đặc trưng bằng phổ hồng ngoại FT-IR
• 2.6. Đánh giá hoạt tính kháng oxy hóa in vitro
• 2.6.1. Hoạt tính bắt gốc tự do ABTS•
• 2.6.2. Hoạt tính bắt gốc tự do OH•
• 2.7. Phân tích số liệu
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ - BIỆN LUẬN
• 3.1. Chuẩn bị nguồn nguyên liệu EPS
• 3.1.1. Kết quả thu nhận EPS
• 3.1.2. Các đặc điểm lý hóa chính của EPS
• 3.2. Kết quả sulfate hóa EPS
• 3.2.1. Lựa chọn các thông số thích hợp trong phản ứng sulfate hóa
• 3.2.2. Phân tích các đặc điểm lý hóa của dẫn xuất S-EPS
• 3.2.3. Hoạt tính kháng oxy hóa in vitro của dẫn xuất S-EPS11
• 3.2.4. Sản phẩm khoa học và công nghệ của đề tài
• 3.2.4.1. Sản phẩm dạng I
• 3.2.4.2. Sản phẩm dạng II
• 3.2.4.3. Sản phẩm dạng III
• 3.2.4.4. Sản phẩm dạng IV
• 4. KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Nghiên Cứu Sulfate Hóa Exopolysaccharide

Nghiên cứu về sulfate hóa exopolysaccharide từ nấm Cordyceps sinensis mở ra tiềm năng lớn trong lĩnh vực dược phẩm và thực phẩm chức năng. Cordyceps sinensis, hay còn gọi là Đông trùng hạ thảo, từ lâu đã được biết đến với nhiều hoạt tính sinh học quý giá. Exopolysaccharide (EPS), một hợp chất được chiết xuất từ nấm cordyceps, thể hiện nhiều đặc tính hứa hẹn như kháng oxy hóa, điều hòa miễn dịch, và khả năng chống ung thư. Tuy nhiên, hoạt tính của exopolysaccharide phụ thuộc nhiều vào cấu trúc hóa học. Do đó, việc sulfate hóa – quá trình gắn nhóm sulfate vào phân tử exopolysaccharide – được xem là một phương pháp hiệu quả để cải thiện các đặc tính sinh học này. Quá trình này không chỉ tăng độ tan trong nước mà còn thay đổi cấu trúc, từ đó tác động đến hoạt tính sinh học của EPS. Nghiên cứu này tập trung vào việc chuẩn hóa quy trình và đánh giá tác động của sulfate hóa exopolysaccharide từ nấm Cordyceps sinensis.

1.1. Giới thiệu về nấm Cordyceps Sinensis và Exopolysaccharide

Nấm Cordyceps sinensis, một loại dược liệu quý hiếm, từ lâu đã được sử dụng trong y học cổ truyền. Exopolysaccharide, một thành phần quan trọng của nấm Cordyceps, mang lại nhiều lợi ích sức khỏe. Nghiên cứu này tập trung vào việc khai thác tiềm năng của exopolysaccharide thông qua quá trình sulfate hóa để nâng cao hoạt tính sinh học. Tài liệu gốc nhấn mạnh tầm quan trọng của exopolysaccharide trong việc hỗ trợ điều trị các bệnh liên quan đến thận, tim, phổi và chống oxy hóa.

1.2. Vai trò của sulfate hóa trong cải thiện tính chất Exopolysaccharide

Sulfate hóa là một phương pháp hiệu quả để biến đổi cấu trúc của exopolysaccharide, từ đó cải thiện khả năng hòa tan và hoạt tính sinh học. Quá trình này bao gồm việc gắn nhóm sulfate vào phân tử exopolysaccharide, làm thay đổi các đặc tính hóa học và sinh học của nó. Mục tiêu chính là nâng cao hoạt tính sinh học của exopolysaccharide từ dịch nuôi cấy nấm Cordyceps sinensis thông qua biến đổi sulfate hóa. Các dẫn xuất sulfate được sử dụng trong thuốc hay thực phẩm chức năng như fucoidan, heparin.

II. Thách Thức Trong Phân Lập Exopolysaccharide Cordyceps

Việc phân lập exopolysaccharide từ nấm Cordyceps sinensis đặt ra nhiều thách thức. Quá trình này đòi hỏi sự tối ưu hóa các điều kiện nuôi cấy để đảm bảo sản lượng exopolysaccharide cao nhất. Bên cạnh đó, việc tách chiết và tinh chế exopolysaccharide cần được thực hiện một cách cẩn thận để bảo toàn cấu trúc và hoạt tính sinh học. Một trong những khó khăn lớn là loại bỏ các tạp chất như protein và các polysaccharide khác. Các phương pháp truyền thống thường không hiệu quả hoặc có thể gây ảnh hưởng đến tính chất exopolysaccharide. Do đó, cần phải tìm kiếm các phương pháp phân lập exopolysaccharide tiên tiến và hiệu quả hơn để đáp ứng nhu cầu nghiên cứu và ứng dụng.

2.1. Tối Ưu Hóa Quá Trình Nuôi Cấy Cordyceps Sinensis

Để thu được lượng exopolysaccharide cao nhất, cần tối ưu hóa các điều kiện nuôi cấy nấm Cordyceps sinensis. Các yếu tố như nhiệt độ, độ pH, nguồn dinh dưỡng, và thời gian nuôi cấy đều ảnh hưởng đến sản lượng exopolysaccharide. Nghiên cứu cần tập trung vào việc xác định các điều kiện nuôi cấy tối ưu để tăng cường sản xuất exopolysaccharide. Tài liệu gốc đề cập đến việc nuôi cấy nhân tạo Cordyceps sinensis trên môi trường lỏng, nhưng cần tối ưu hóa quy trình để tận dụng triệt để nguồn dịch môi trường sau nuôi cấy.

2.2. Vấn Đề Loại Bỏ Protein Trong Quá Trình Chiết Xuất Polysaccharide

Một trong những thách thức lớn trong quá trình chiết xuất polysaccharide là loại bỏ protein. Các phương pháp loại protein truyền thống thường không hiệu quả hoặc có thể làm biến đổi cấu trúc của exopolysaccharide. Cần phải tìm kiếm các phương pháp loại protein hiệu quả hơn để đảm bảo độ tinh khiết và hoạt tính sinh học của exopolysaccharide. Các phương pháp Sevage, acid chlohydric (HCl), acid trichloroacetic (TCA) đã được sử dụng trong quá trình nghiên cứu.

III. Phương Pháp Sulfate Hóa Exopolysaccharide Từ Cordyceps

Phương pháp sulfate hóa đóng vai trò quan trọng trong việc cải thiện hoạt tính sinh học exopolysaccharide từ Cordyceps sinensis. Quá trình này thường sử dụng các tác nhân sulfate hóa như acid chlorosulfonic (CSA) và pyridine (Pyr). Các thông số như tỷ lệ CSA/Pyr, nhiệt độ và thời gian phản ứng cần được tối ưu hóa để đạt được hiệu quả sulfate hóa cao nhất. Mục tiêu là thay thế nhóm hydroxyl (-OH) bằng nhóm sulfate (=SO4), từ đó làm thay đổi cấu trúc và tính chất exopolysaccharide. Việc kiểm soát quá trình sulfate hóa là rất quan trọng để đảm bảo sản phẩm cuối cùng có hoạt tính sinh học mong muốn và không gây độc hại.

3.1. Tối ưu Hóa Tỷ Lệ CSA Pyr Trong Quá Trình Sulfate Hóa

Tỷ lệ giữa acid chlorosulfonic (CSA) và pyridine (Pyr) ảnh hưởng lớn đến hiệu quả sulfate hóa. Việc tối ưu hóa tỷ lệ này là rất quan trọng để đảm bảo quá trình sulfate hóa diễn ra hiệu quả và không gây ra các phản ứng phụ không mong muốn. Nghiên cứu cần xác định tỷ lệ CSA/Pyr tối ưu để đạt được độ thay thế (DS) cao nhất. Theo tài liệu gốc, tỷ lệ CSA/Pyr (1:3, 1:1, 3:1, v/v) đã được khảo sát để tìm ra điều kiện phù hợp.

3.2. Ảnh Hưởng Của Nhiệt Độ và Thời Gian Đến Quá Trình Sulfate Hóa

Nhiệt độ và thời gian phản ứng là hai yếu tố quan trọng khác ảnh hưởng đến quá trình sulfate hóa. Việc kiểm soát nhiệt độ và thời gian phản ứng giúp đảm bảo quá trình sulfate hóa diễn ra hiệu quả và không gây ra sự phân hủy của exopolysaccharide. Nghiên cứu cần xác định nhiệt độ và thời gian phản ứng tối ưu để đạt được độ thay thế (DS) cao nhất. Nhiệt độ (45oC, 65oC, 85oC) và thời gian (2 h, 4 h, 6 h) đã được khảo sát trong nghiên cứu gốc.

IV. Đánh Giá Hoạt Tính Sinh Học Exopolysaccharide Sulfate Hóa

Sau khi sulfate hóa, cần đánh giá hoạt tính sinh học của exopolysaccharide để xác định hiệu quả của quá trình biến đổi. Các hoạt tính sinh học thường được đánh giá bao gồm hoạt tính chống oxy hóa, hoạt tính kháng vi khuẩn, hoạt tính kháng viêm và hoạt tính miễn dịch. Các phương pháp đánh giá in vitro và in vivo được sử dụng để xác định các tính chất exopolysaccharide. Mục tiêu là chứng minh rằng quá trình sulfate hóa có thể cải thiện đáng kể hoạt tính sinh học của exopolysaccharide, từ đó mở ra tiềm năng ứng dụng trong lĩnh vực dược phẩm và thực phẩm chức năng.

4.1. Phương Pháp Đánh Giá Hoạt Tính Chống Oxy Hóa Exopolysaccharide

Hoạt tính chống oxy hóa là một trong những tính chất exopolysaccharide quan trọng cần được đánh giá sau khi sulfate hóa. Các phương pháp đánh giá hoạt tính chống oxy hóa thường bao gồm xác định khả năng bắt gốc tự do ABTS và gốc tự do Hydroxyl. Kết quả đánh giá hoạt tính chống oxy hóa giúp xác định liệu quá trình sulfate hóa có cải thiện khả năng bảo vệ tế bào khỏi tổn thương do oxy hóa hay không. Theo tài liệu gốc, khả năng bắt gốc tự do OH• và ABTS• của S-EPS11 tăng lên đáng kể so với EPS tự nhiên.

4.2. Tiềm Năng Kháng Viêm và Miễn Dịch Của Exopolysaccharide Sulfate Hóa

Exopolysaccharide sulfate hóa có tiềm năng lớn trong việc kháng viêm và tăng cường hệ miễn dịch. Các nghiên cứu cần tập trung vào việc đánh giá hoạt tính kháng viêm và hoạt tính miễn dịch exopolysaccharide sulfate hóa. Các phương pháp đánh giá bao gồm xác định khả năng ức chế sản xuất các cytokine gây viêm và kích thích tế bào miễn dịch. Kết quả đánh giá giúp xác định liệu exopolysaccharide sulfate hóa có thể được sử dụng để điều trị các bệnh viêm nhiễm và tăng cường sức khỏe miễn dịch hay không.

V. Ứng Dụng Tiềm Năng Của Exopolysaccharide Sulfate Hóa

Exopolysaccharide sulfate hóa có nhiều ứng dụng tiềm năng trong lĩnh vực dược phẩm và mỹ phẩm. Do hoạt tính sinh học cao, exopolysaccharide sulfate hóa có thể được sử dụng làm thành phần trong các sản phẩm chăm sóc sức khỏe và làm đẹp. Các ứng dụng tiềm năng bao gồm điều trị các bệnh viêm nhiễm, bảo vệ tế bào khỏi tổn thương do oxy hóa, và tăng cường hệ miễn dịch. Ngoài ra, exopolysaccharide sulfate hóa có thể được sử dụng trong các sản phẩm mỹ phẩm để cải thiện độ ẩm, giảm nếp nhăn, và bảo vệ da khỏi tác hại của môi trường.

5.1. Ứng Dụng Dược Phẩm Exopolysaccharide Trong Hỗ Trợ Điều Trị Bệnh

Exopolysaccharide sulfate hóa có tiềm năng lớn trong việc hỗ trợ điều trị các bệnh viêm nhiễm, ung thư, và các bệnh liên quan đến hệ miễn dịch. Các nghiên cứu cần tập trung vào việc xác định cơ chế tác động của exopolysaccharide sulfate hóa và đánh giá hiệu quả điều trị trên các mô hình bệnh tật. Kết quả nghiên cứu sẽ mở ra cơ hội phát triển các loại thuốc mới dựa trên exopolysaccharide sulfate hóa.

5.2. Ứng Dụng Mỹ Phẩm Exopolysaccharide Trong Chăm Sóc Da

Exopolysaccharide sulfate hóa có thể được sử dụng trong các sản phẩm mỹ phẩm để cải thiện độ ẩm, giảm nếp nhăn, và bảo vệ da khỏi tác hại của môi trường. Các nghiên cứu cần tập trung vào việc đánh giá hiệu quả của exopolysaccharide sulfate hóa trên da và đảm bảo tính an toàn khi sử dụng. Kết quả nghiên cứu sẽ mở ra cơ hội phát triển các sản phẩm chăm sóc da tự nhiên và hiệu quả.

VI. Kết Luận và Hướng Phát Triển Nghiên Cứu Exopolysaccharide

Nghiên cứu về sulfate hóa exopolysaccharide từ nấm Cordyceps sinensis đã chứng minh tiềm năng lớn của quá trình biến đổi này trong việc cải thiện hoạt tính sinh học của exopolysaccharide. Kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học cho việc phát triển các sản phẩm dược phẩm và mỹ phẩm mới dựa trên exopolysaccharide sulfate hóa. Hướng phát triển trong tương lai bao gồm tối ưu hóa quy trình sulfate hóa, đánh giá hoạt tính sinh học trên các mô hình in vivo, và nghiên cứu ứng dụng lâm sàng.

6.1. Tổng Kết Các Kết Quả Nghiên Cứu Về Exopolysaccharide Cordyceps

Nghiên cứu đã tổng kết các kết quả về việc chuẩn hóa nguồn nguyên liệu EPS, xây dựng quy trình tạo dẫn xuất exopolysaccharide-sulfat và đánh giá hoạt tính kháng oxy hóa in vitro của các dẫn xuất sulfate. Nghiên cứu đã tổng hợp thành công dẫn xuất sulfate exopolysaccharide từ nấm C. sinensis có hoạt tính kháng oxy hóa in vitro được cải thiện rõ rệt so với EPS ban đầu.

6.2. Hướng Nghiên Cứu Tiếp Theo Về Ứng Dụng Exopolysaccharide

Hướng nghiên cứu tiếp theo cần tập trung vào đánh giá hoạt tính sinh học của exopolysaccharide sulfate hóa trên các mô hình in vivo và nghiên cứu ứng dụng lâm sàng. Ngoài ra, cần tối ưu hóa quy trình sulfate hóa để đạt được hiệu quả cao nhất và giảm thiểu chi phí sản xuất. Nghiên cứu cũng cần tập trung vào việc xác định cơ chế tác động của exopolysaccharide sulfate hóa để phát triển các sản phẩm điều trị bệnh hiệu quả hơn.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU Nấm Cordyceps sinensis hay c n được gọi là Đông trùng hạ thảo là một trong những loại thảo mộc nổi tiếng của Trung Quốc. Chúng được biết đến không chỉ vì cách sinh trưởng độc đáo mà c n những lợi ích tuyệt vời mà chúng mang lại cho sức khỏe con người. Các hoạt chất chứa trong nấm có tác dụng mạnh mẽ trong việc hỗ trợ điều trị ung thư, các bệnh liên quan đến thận, tim, phổi và chống oxy hóa. Trong đó, hoạt chất exopolysaccharid được tiết ra bởi C.

sinensis đã được chứng minh sở hữu nhiều hoạt tính sinh học đáng quý như kháng oxy hóa, điều hòa hệ thống miễn dịch, giảm đường huyết, kháng ung thư và chống di căn. Tuy nhiên, hoạt tính sinh học của exopolysaccharid được quyết định bởi cấu trúc hóa học, sự hiện diện của các nhóm chức, độ dài chuỗi polymer, trọng lượng phân tử hay kích thước phân tử của chúng. Do đó, các chiến lược nâng cao hoạt tính sinh học của exopolysaccharid bằng cách biến đổi cấu trúc hóa học của chúng đang được giới khoa học nghiên cứu và thực hiện. Có rất nhiều phương pháp biến đổi cấu trúc hóa học của exopolysaccharid như phosphoryl hóa, sulfat hóa, ester hóa, amin hóa, glycosyl hóa hay thủy phân nhằm bổ sung các nhóm chức cụ thể.

Trong đó, phương pháp sulfat hóa bằng cách thay thế nhóm hydroxyl (–OH) của exopolysaccharid bằng nhóm sulfat (=SO4) đang được giới khoa học trong và ngoài nước quan tâm. Vì quá trình sulfat hóa exopolysaccharid không chỉ làm tăng khả năng h a tan của exopolysacharid trong nước mà c n làm thay đổi cấu trúc hóa học dẫn đến thay đổi hoạt tính sinh học của exopolysaccharid. Bên cạnh đó, tại Việt Nam, C. sinensis được nuôi cấy nhân tạo thành công trên môi trường lỏng nhưng chủ yếu sử dụng nguồn sinh khối mà chưa được tận dụng được nguồn dịch môi trường sau nuôi cấy có chứa một lượng lớn exopolysaccharid có hoạt tính sinh học cao.

Chính vì vậy, để tận dụng triệt để nguồn exopolysaccharid và nâng cao hoạt tính sinh học của chúng nhằm tạo ra những sản phẩm mang giá trị sức khỏe cao, chúng tôi đã thực hiện đề tài Nghiên cứu su fate h a e opo saccharid từ dịch 1 nuôi cấ nấm Cordyceps sinensis và khảo sát hoạt tính sinh học của chúng” với mục tiêu nghiên cứu: + Chuẩn hóa nguồn nguyên liệu EPS + Xây dựng quy trình tạo dẫn xuất exopolysaccharid-sulfat + Đánh giá hoạt tính kháng oxy hóa in vitro của các dẫn xuất sulfate Ý nghĩa khoa học: Kết quả nghiên cứu cung cấp thêm những thông tin khoa học về exopolysaccharide tách chiết từ dịch nuôi cấy nấm Đông trùng hạ thảo (C. sinensis) tại Việt Nam. Đồng thời, kết quả tạo một số tiền đề kỹ thuật, từ đó có thể mở rộng quy mô trong phòng thí nghiệm ra quy mô sản xuất công nghiệp, định hướng công nghệ tách chiết các phân đoạn exopolysaccharid, cũng như tạo các dẫn xuất exopolysaccharid- sulfat có hoạt tính sinh học cao. Ý nghĩa thực tiễn: Kết quả nghiên cứu này là cơ sở để tận dụng tốt nguồn dịch môi trường sau khi nuôi cấy nấm Đông trùng hạ thảo (C.

sinensis) ở Việt Nam, góp phần tối ưu hóa quy trình sản xuất nấm Đông trùng hạ thảo, nâng cao hiệu quả kinh tế và đồng thời giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Từ đó, hướng đến tạo ra những sản phẩm dược và thực phẩm chức năng có dược tính cao phục vụ sức khỏe cộng động. 2 CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3 1.1 Tổng quan về nấm Đông trùng hạ thảo Cordyceps sinensis Cordyceps sinensis được phát hiện vào khoảng 2000 năm trước, là một loài nấm thần dược trong y học cổ truyền Trung Hoa và Tây Tạng. Tuy nhiên, lần đầu tiên nó được mô tả với tên Sphaeria sinensis bởi nhà nấm học người Anh Miles Joseph Berkeley (1803 – 1889).

Đến 1878, nhà nấm học người Ý Pier Andrea Saccardo (1845-1920) đổi tên thành Cordyceps sinensis (Berk) [27]. Sau đó, năm 2007, dựa vào nghiên cứu phát sinh loài sinh học phân tử, nó được đổi tên thành Ophiocordyceps sinensis (Berk) bởi Sung và cộng sự [47]. Phân loại học của nó như sau [27, 39, 47]: Giới (Kingdom): Fungi Phân giới (Subkingdom): Dikarya Ngành (Phylum): Ascomycota Phân ngành (Subkingdom): Pezizomycotina Lớp (Class): Sordariomycetes Phân lớp (Subclass): Hypocreomycetidae Bộ (Order): Hypocreales Họ (Family): Ophiocordycipitaceae Loài (Genus): Cordyceps (Ophicordyceps) Loài nấm này có tính đặc thù ký chủ rất cao và chỉ ký sinh trên các sâu bướm đêm thuộc bộ Lepidoptera với 2 loài chính Thitarodes spp. hoặc Hepialus spp., tạo thành một phức hợp ký sinh bao gồm phần còn lại của sâu bướm và stroma sinh dưỡng của nấm (fungal sexual stroma) [18, 45] (Hình 1.

Đặc biệt, chúng chỉ sống ở vùng núi non khắc nghiệt của cao nguyên Thanh Hải – Tây Tạng (Quinghai-Tibetan) với độ cao trung bình trên mực nước biển trên 4000m. sinensis có nhiệt độ phát triển tối ưu là 18oC, nhưng nó có thể chịu được nhiệt độ -40oC vào mùa đông như một sinh vật ưa lạnh (Psychrophile) [45, 61].1 Cordyceps sinensis trong tự nhiên. (A) Sâu non chưa bị nhiễm; (B) Sâu bị nhiễm với sự phát triển hoàn toàn của C. (Ảnh chụp bởi Shalik R.

sinensis đã được sử dụng từ lâu trong y học cổ truyền Trung Hoa để phục hồi năng lượng, nâng cao chức năng thận, làm giảm đau phổi, điều trị tính liệt dương, ngưng chảy máu, loại bỏ đờm, giảm ho mãn tính, nâng cao tuổi thọ và chất lượng cuộc sống [18, 30, 41, 56]. Nghiên cứu hiện đại đã chứng minh nấm này có những hoạt tính đáng quý như chống lão hóa, điều hòa miễn dịch, kháng oxy hóa, kháng ung thư, kháng viêm, giảm đường huyết trong máu; bảo vệ phổi, gan và thận; cũng như tăng cường sức khỏe sinh lý [18, 30, 39, 41, 60]. Do vậy, nhu cầu và cường độ thu hoạch loài nấm này gia tăng chóng mặt trong những năm qua. Tháng 8/2012, giá C.

sinensis tự nhiên từ nhà thuốc Tong Ren Tang Bắc Kinh lên đến $111 560/kg [18, 39]. Trong tự nhiên, C. sinensis có giới hạn vì tính đặt thù ký chủ cũng như phân bố ở vùng địa lý khắc nghiệt. Nó có nguy cơ tuyệt chủng do sự khai thác quá mức của con người [16, 18].

Do đó, nuôi cấy nhân tạo là phương pháp hiệu quả để giảm tải áp lực cho nguồn tự nhiên và đáp ứng nhu cầu cao của thị trường hiện nay. Sinh khối nấm Hirsutella sinensis (dạng anamorph hay dạng sợi của C. sinensis tự nhiên) được sản xuất và nghiên cứu bằng cách nuôi cấy trên môi trường lỏng đã tăng cao [15, 20, 30, 60, 67, 70]. Đáng chú ý, năm 2015, Cao và cộng sự lần đầu tiên công bố đã nuôi cấy thành công quả thể nấm C.

sinensis trên môi trường bán rắn nhân tạo ở vùng thấp của cao nguyên Tây Tạng [7] (Hình 1. Gần đây, trung tâm Ligno Biotech Sdn. Như vậy, sự thành công trong nuôi cấy nhân tạo quả thể nấm này đã cung cấp nhiều sự lựa chọn cho người tiêu dùng và nhà nghiên cứu hiện nay.2 Quả thể nấm Ophiocordyceps sinensis được nuôi trên môi trường bán rắn gạo bởi Cao và cộng sự Tuy nhiên, nuôi cấy sản xuất sinh khối nấm C. sinensis vẫn mang lại nhiều tiềm năng ứng dụng và ưu thế hơn so với nuôi trồng quả thể vì chi phí sản xuất thấp hơn và thời gian thực hiện ngắn hơn rất nhiều.

Bên cạnh đó, các nghiên cứu chứng minh rằng thành phần các hoạt chất sinh học trong sinh khối sợi nấm nấm C. sinensis thể anamorph của C. sinensis) tương tự như quả thể nấm ngoài tự nhiên [30, 41] (Bảng 1. Hơn nữa, nuôi cấy sợi nấm không chứa chất bẩn, thuốc trừ sâu, kim loại nặng và các đặc tính không bị suy giảm, vì vậy nó có lợi thế cao so với quả thể nấm tự nhiên trên thị trường [30].1 Thành phần dinh dưỡng, hoạt chất và năng lượng của sợi nấm Hirsutella sinensis [30] Sợi nấm H.

sinensis CGB Quả thể C. sinensis tự Thành phần 999335 (/100g) nhiên (/100g) Năng lượng 373,0 kcal 348,5 kcal Proteins 42,8 g 30,1 g Polysaccharides 3,8 g 4,0 g Lipids 8,2 g 5,0 g Acid béo no 0,6 g Không phát hiện Carbohydrates 31,9 g 45,8 g Đường 2,8 g Không phát hiện Nước <5 g <12 g Superoxide dismutase 2,3 x 105 U 1,5 x 105 U Uracil 1 933 190 ng 1 192 030 ng Guanine 1 373 310 ng 720 160 ng Uridine 3 014 090 ng 3 743 940 ng Guanosine 5 369 850 ng 3 873 900 ng Adenosine 7 001 920 ng 4 686 090 ng H. sinensis là thể anamorph hay dạng sợi nấm của C. sinensis Hơn 20 thành phần hoạt chất được chiết xuất từ sợi nấm, dịch môi trường nuôi cấy nấm C.

sinensis đã được công bố với một số thành phần chính như polysaccharide, protein, nucleotide (adenosine và cordycepin), mannitol và ergosterol… (Bảng 1.2 Thành phần hoạt chất của Ophiocordyceps sinensis và hoạt tính sinh học của chúng [39] Thành phần Nguồn chiết STT Hoạt t nh hoạt chất uất Polysaccharide Kháng oxy hóa, tăng cường miễn 1 Dịch nuôi cấy ngoại bào dịch và kháng khối u Kháng oxy hóa, tăng cường miễn Polysaccharide dịch, kháng khối u, bảo vệ thận, ức 2 Sinh khối nội bào chế hoạt động của cholesterol esterase và giảm đường huyết. Steroidogenesis, kháng khối u và 3 Cordycepin Dịch nuôi cấy chống di căn, tăng cường miễn dịch 4 Adenosine Tăng cường miễn dịch Sinh khối 5 Guaosine Tăng cường miễn dịch Sinh khối 6 Cordymin Kháng oxy hóa, kháng viêm - 7 Lovastanin Hypolipidemic Sinh khối γ-aminobutyric 8 Neurotransmitter Sinh khối acid (GABA) 9 Sitosterol Cytotoxic (Gây độc tế bào) Sinh khối Ergosterol và 10 các dẫn xuất Cytotoxic (Gây độc tế bào) Sinh khối của chúng 11 5α,8α-epidioxy- Kháng khối u Sinh khối 8 24R- methylcholesta- 6,22-dien-3β-D- glucopyranoside 5,6-epoxy-24R- 12 methylcholesta- Kháng khối u Sinh khối 7,22-dien-3β-ol 13 Myriocin Ức chế miễn dịch - 14 Serine protease Tan huyết khối Dịch nuôi cấy 15 Melanin Kháng oxy hóa Sinh khối Cordysinin A, 16 Kháng viêm Sinh khối B, C, D, E Cordyceamide 17 Cytotoxic (Gây độc tế bào) Dịch nuôi cấy A, B Vì vậy, bên cạnh nâng cao hiệu quả và năng suất sản xuất sinh khối nấm C. sinensis, các nghiên cứu còn tập trung vào tối ưu hóa môi trường nhằm kích thích sản xuất hoạt chất exopolysaccharide (EPS) (Bảng 1. Mặc khác, quá trình tách chiết EPS từ dịch nuôi cấy vô cùng đơn giản bằng cách tủa với ethanol.

Sau đó, tủa EPS được tinh sạch bằng cách loại protein, loại màu và tinh sạch hơn qua cột sắc ký như trao đổi ion, lọc gel và sắc ký ái lực. Quá trình tách rửa được thực hiện với một dung dịch đệm rửa giải thích hợp, cuối cùng là thu nhận, cô đặc dung dịch, thẩm tách và đông khô [11, 23, 29, 34, 43, 57].3 Sản xuất sinh khối và EPS nấm Ophiocordyceps sinensis [67] Nhiệt Thời Sinh EPS Chủng nấm Môi trƣờng độ pH gian khối (g/L) (oC) (ngày) (g/L) C.