Luận án tiến sĩ nghiên cứu thành phần dinh dưỡng và hợp chất có hoạt tính sinh học từ một số loài nấm lớn ở vùng bắc trung bộ

Nghiên cứu thành phần dinh dưỡng và hợp chất sinh học từ nấm lớn ở Bắc Trung Bộ, góp phần vào bảo tồn và phát triển nguồn tài nguyên thiên nhiên.

• Tác giả: Hoàng Văn Trung
• Người hướng dẫn: GS. Trần Đình Thắng
• Trường học: Trường Đại Học Vinh
• Chuyên ngành: Hóa Hữu Cơ
• Đề tài: Nghiên Cứu Thành Phần Dinh Dưỡng và Hợp Chất Hoạt Tính Sinh Học Từ Nấm Lớn Ở Bắc Trung Bộ
• Loại tài liệu: Luận Án Tiến Sĩ
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Nghệ An

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ CÁI VIẾT TẮT
• DANH SÁCH BẢNG
• DANH SÁCH HÌNH
• DANH SÁCH SƠ ĐỒ
• MỞ ĐẦU
• Lí do chọn đề tài
• Đối tượng nghiên cứu
• Nhiệm vụ nghiên cứu
• Phương pháp nghiên cứu
• Những đóng góp mới của luận án
• Cấu trúc của luận án
• 1. Chương 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Thành phần dinh dưỡng của nấm
• 1.1.1. Hàm lượng chất khô
• 1.1.2. Protein và acid amin
• 1.1.3. Khoáng chất
• 1.2. Đặc điểm chung về hình thái
• 1.3. Thành phần hóa học
• 1.4. Đặc điểm hình thái và phân bố
• 1.5. Thành phần hóa học và hoạt tính sinh học
• 1.6. Chi linh chi (Ganoderma)
• 1.6.1. Đặc điểm hình thái
• 1.6.2. Thành phần hóa học và hoạt tính sinh học
• 1.7. Nấm cổ linh chi (Ganoderma applanatum)
• 1.7.1. Đặc điểm hình thái và phân bố
• 1.7.2. Thành phần hóa học
• 1.7.3. Hoạt tính sinh học
• 2. Chương 2: PHƯƠNG PHÁP VÀ THỰC NGHIỆM
• 2.1. Đối tượng và phương pháp nghiên cứu
• 2.1.1. Các phương pháp xử lý mẫu và chiết
• 2.1.2. Các phương pháp phân tích, phân tách hỗn hợp và phân lập các hợp chất
• 2.1.3. Phương pháp khảo sát cấu trúc các hợp chất
• 2.2. Hoá chất, dụng cụ và thiết bị
• 2.2.1. Dụng cụ và thiết bị
• 2.3. Nghiên cứu thành phần các chất dinh dưỡng có trong các loài nấm lớn vùng Bắc Trung Bộ
• 2.3.1. Xác định thành phần khoáng và các nguyên tố vi lượng
• 2.3.2. Xác định hàm lượng acid amin
• 2.3.3. Xác định hàm lượng các vitamin A và E
• 2.3.4. Xác định hàm lượng ergosterol và ergosterol peroxide
• 2.3.5. Phân tích bằng sắc ký (HPLC)
• 2.4. Nghiên cứu các hợp chất từ loài nấm than (Daldinia concentrica)
• 2.4.1. Chiết xuất, phân lập, xác định cấu trúc các hợp chất phân lập được
• 2.4.2. Các dữ liệu vật lý
• 2.5. Nghiên cứu các hợp chất từ nấm cổ linh chi (Ganoderma applanatum)
• 2.5.1. Chiết xuất và phân lập các hợp chất
• 2.5.2. Các dữ kiện vật lý và phổ
• 2.6. Phương pháp thử hoạt tính
• 2.6.1. Gây độc tế bào
• 2.6.2. Kháng viêm
• 3. Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Kết quả xác định hàm lượng các chất dinh dưỡng của một số loài nấm
• 3.1.1. Thành phần khoáng và các nguyên tố vi lượng
• 3.1.2. Hàm lượng các acid amin trong các mẫu nấm
• 3.1.3. Hàm lượng các vitamin trong các mẫu nấm
• 3.1.4. Hàm lượng ergosterol và ergosterol peroxide
• 3.1.4.1. Xây dựng đường chuẩn của ergosterol và ergosterol peroxide
• 3.1.4.2. Kết quả phân tích
• 3.2. Kết quả phân lập hợp chất
• 3.2.1. Xác định cấu trúc
• 3.2.2. Kết quả thử hoạt tính sinh học
• 3.3. Nấm linh chi (Ganoderma applanatum (Pers.))
• 3.3.1. Phân lập một số hợp chất
• 3.3.2. Xác định cấu trúc
• DANH MỤC CÔNG TRÌNH LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Nghiên Cứu Nấm Lớn Bắc Trung Bộ Giới Thiệu

Nấm là một phần không thể thiếu của hệ sinh thái, đóng vai trò quan trọng trong chu trình tuần hoàn vật chất. Chúng không chỉ là nguồn thực phẩm giàu protein nấm, vitamin nấm và khoáng chất nấm, mà còn chứa nhiều hợp chất hoạt tính sinh học nấm có lợi cho sức khỏe. Việt Nam, với sự đa dạng sinh học cao, sở hữu một khu hệ nấm lớn Bắc Trung Bộ phong phú, bao gồm cả nấm ăn được và nấm dược liệu. Nghiên cứu về thành phần dinh dưỡng nấm và hoạt chất sinh học nấm ở khu vực này còn hạn chế, đòi hỏi sự quan tâm và đầu tư hơn nữa từ các nhà khoa học. Các nghiên cứu ban đầu đã chỉ ra tiềm năng to lớn của nấm tự nhiên Bắc Trung Bộ trong việc cung cấp các hợp chất có khả năng tăng cường hệ miễn dịch và hỗ trợ điều trị bệnh. Theo tài liệu, đến năm 2015, có hơn 2500 loài nấm đã được ghi nhận, trong số đó khoảng 1400 loài thuộc 120 chi là những loài nấm lớn.

1.1. Tầm quan trọng của đa dạng sinh học nấm ở Việt Nam

Việt Nam là một quốc gia có đa dạng sinh học nấm cao, với nhiều loài nấm quý hiếm Bắc Trung Bộ có giá trị kinh tế và dược liệu. Sự đa dạng này là kết quả của cấu trúc địa chất độc đáo, địa lý thủy văn đa dạng và khí hậu nhiệt đới gió mùa. Việc nghiên cứu và bảo tồn nấm Bắc Trung Bộ là vô cùng quan trọng để duy trì sự cân bằng sinh thái và khai thác bền vững nguồn tài nguyên này.

1.2. Giá trị dinh dưỡng và dược liệu của nấm lớn Bắc Trung Bộ

Nấm lớn Bắc Trung Bộ không chỉ là nguồn thực phẩm giàu dinh dưỡng mà còn là kho tàng các hoạt chất sinh học nấm có giá trị dược liệu cao. Nhiều loài nấm dược liệu Bắc Trung Bộ đã được sử dụng trong y học cổ truyền để điều trị các bệnh khác nhau. Nghiên cứu hiện đại đang khám phá thêm những tiềm năng to lớn của nấm trong việc phòng ngừa và điều trị bệnh.

II. Thách Thức Trong Nghiên Cứu Thành Phần Dinh Dưỡng Nấm Lớn

Mặc dù tiềm năng của nấm lớn Bắc Trung Bộ là rất lớn, nhưng việc nghiên cứu và khai thác chúng vẫn còn gặp nhiều thách thức. Một trong những thách thức lớn nhất là sự thiếu hụt thông tin về thành phần dinh dưỡng nấm và hợp chất hoạt tính sinh học nấm của nhiều loài. Việc phân loại nấm Bắc Trung Bộ cũng gặp nhiều khó khăn do sự đa dạng và phức tạp của chúng. Ngoài ra, việc bảo tồn nấm Bắc Trung Bộ cũng là một vấn đề cấp bách do tác động của biến đổi khí hậu và hoạt động khai thác quá mức. Các nghiên cứu về nấm ở Việt Nam vẫn còn là một vấn đề khá mới, chưa nhận được sự quan tâm đúng mức của các nhà khoa học.

2.1. Hạn chế về dữ liệu phân tích dinh dưỡng nấm

Hiện nay, dữ liệu về phân tích dinh dưỡng nấm của các loài nấm lớn Bắc Trung Bộ còn rất hạn chế. Điều này gây khó khăn cho việc đánh giá giá trị dinh dưỡng và tiềm năng sử dụng của chúng. Cần có nhiều nghiên cứu hơn nữa để định lượng thành phần dinh dưỡng nấm một cách chính xác và đầy đủ.

2.2. Khó khăn trong việc phân loại nấm Bắc Trung Bộ

Việc phân loại nấm Bắc Trung Bộ gặp nhiều khó khăn do sự đa dạng và phức tạp của chúng. Nhiều loài nấm có hình thái tương tự nhau, gây khó khăn cho việc xác định chính xác. Cần có sự kết hợp giữa các phương pháp phân loại truyền thống và hiện đại để giải quyết vấn đề này.

2.3. Nguy cơ suy giảm đa dạng sinh học nấm

Đa dạng sinh học nấm đang bị đe dọa bởi nhiều yếu tố, bao gồm biến đổi khí hậu, ô nhiễm môi trường và hoạt động khai thác quá mức. Cần có các biện pháp bảo tồn nấm Bắc Trung Bộ hiệu quả để ngăn chặn sự suy giảm này.

III. Phương Pháp Nghiên Cứu Thành Phần Dinh Dưỡng Từ Nấm

Nghiên cứu thành phần dinh dưỡng nấm đòi hỏi sự kết hợp của nhiều phương pháp khác nhau, từ thu thập mẫu đến chiết xuất hợp chất nấm và phân tích dinh dưỡng nấm. Các phương pháp phổ biến bao gồm sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC), phổ khối lượng plasma cảm ứng (ICP-MS) và quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS). Việc lựa chọn phương pháp phù hợp phụ thuộc vào mục tiêu nghiên cứu và loại thành phần cần phân tích. Mẫu sau khi lấy về được rửa sạch, sấy khô ở 400C. Việc xử lý các mẫu bằng phương pháp chiết chọn lọc với các dung môi thích hợp để thu được hỗn hợp các hợp chất dùng cho nghiên cứu được nêu ở phần thực nghiệm.

3.1. Phương pháp chiết xuất hợp chất nấm hiệu quả

Phương pháp chiết xuất hợp chất nấm đóng vai trò quan trọng trong việc thu được các hợp chất hoạt tính sinh học nấm cần thiết cho nghiên cứu. Các phương pháp phổ biến bao gồm chiết xuất bằng dung môi, chiết xuất siêu tới hạn và chiết xuất enzyme. Việc lựa chọn phương pháp phù hợp phụ thuộc vào tính chất của hợp chất cần chiết xuất.

3.2. Phương pháp định lượng thành phần dinh dưỡng nấm

Phương pháp định lượng thành phần dinh dưỡng nấm cần đảm bảo độ chính xác và độ tin cậy cao. Các phương pháp phổ biến bao gồm sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) để định lượng vitamin nấm và acid amin, phổ khối lượng plasma cảm ứng (ICP-MS) để định lượng khoáng chất nấm, và quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) để định lượng các nguyên tố vi lượng.

3.3. Phân tích cấu trúc và hoạt tính của hợp chất nấm

Sau khi chiết xuất và phân lập, các hợp chất nấm cần được phân tích cấu trúc và hoạt tính. Các phương pháp phổ biến bao gồm phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR), phổ khối lượng (MS) và các xét nghiệm sinh học để đánh giá hoạt tính chống oxy hóa, kháng khuẩn và kháng viêm.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn Từ Nghiên Cứu Nấm Lớn Bắc Trung Bộ

Nghiên cứu thành phần dinh dưỡng nấm và hợp chất hoạt tính sinh học nấm có nhiều ứng dụng thực tiễn trong các lĩnh vực khác nhau. Trong lĩnh vực thực phẩm, nấm lớn Bắc Trung Bộ có thể được sử dụng để phát triển các sản phẩm giàu dinh dưỡng và có lợi cho sức khỏe. Trong lĩnh vực y học, các hợp chất nấm có thể được sử dụng để phát triển các loại thuốc mới để điều trị các bệnh khác nhau. Ngoài ra, nấm còn có thể được sử dụng trong lĩnh vực nông nghiệp để cải tạo đất và bảo vệ thực vật. Nghệ An là tỉnh có nhiều vườn quốc gia như: vườn Quốc gia Pù Mát, khu bảo tồn thiên nhiên Pù Huống và khu bảo tồn thiên nhiên Pù Hoạt. Đây là những vùng được đánh giá là có tính đa dạng sinh học rất cao, tại đây có chứa đựng nguồn lợi rất lớn về đa dạng sinh học, trong đó có nguồn lợi lớn về nấm và có thể sử dụng chúng làm nguyên liệu tốt cho ngành công nghiệp thực phẩm, dược phẩm…

4.1. Ứng dụng nấm trong ngành công nghiệp thực phẩm

Nấm lớn Bắc Trung Bộ có thể được sử dụng để phát triển các sản phẩm thực phẩm chức năng, thực phẩm bổ sung và các món ăn ngon và bổ dưỡng. Việc bổ sung nấm vào chế độ ăn uống có thể giúp cải thiện sức khỏe tim mạch, tăng cường hệ miễn dịch và phòng ngừa ung thư.

4.2. Ứng dụng nấm trong ngành công nghiệp dược phẩm

Các hợp chất hoạt tính sinh học nấm có tiềm năng lớn trong việc phát triển các loại thuốc mới để điều trị các bệnh khác nhau, bao gồm ung thư, bệnh tim mạch, bệnh tiểu đường và các bệnh nhiễm trùng. Nghiên cứu về khả năng kháng khuẩn nấm, khả năng kháng viêm nấm và khả năng chống oxy hóa nấm đang được tiến hành rộng rãi.

4.3. Ứng dụng nấm trong nông nghiệp bền vững

Nấm có thể được sử dụng để cải tạo đất, tăng cường khả năng hấp thụ dinh dưỡng của cây trồng và bảo vệ thực vật khỏi các bệnh hại. Việc sử dụng nấm trong nông nghiệp có thể giúp giảm thiểu việc sử dụng phân bón hóa học và thuốc trừ sâu, góp phần bảo vệ môi trường.

V. Kết Luận và Hướng Nghiên Cứu Về Nấm Lớn Bắc Trung Bộ

Nghiên cứu thành phần dinh dưỡng nấm và hợp chất hoạt tính sinh học nấm từ nấm lớn Bắc Trung Bộ là một lĩnh vực đầy tiềm năng. Việc tiếp tục nghiên cứu và khai thác nguồn tài nguyên này có thể mang lại nhiều lợi ích cho sức khỏe con người, kinh tế và môi trường. Cần có sự hợp tác giữa các nhà khoa học, doanh nghiệp và chính phủ để thúc đẩy sự phát triển của lĩnh vực này. Những nghiên cứu bước đầu về các hợp chất có hoạt tính sinh học của một số nấm lớn Việt Nam cho thấy chúng rất giàu các hợp chất có trọng lượng phân tử lớn như polysaccharide, polysaccharide-peptide, lectin, các chất có trọng lượng phân tử nhỏ như: flavonoid, steroid, terpenoid… có tác dụng chống viêm, tăng cường đáp ứng miễn dịch, hỗ trợ điều trị các bệnh hiểm nghèo như: ung thư, tim mạch…

5.1. Tóm tắt kết quả nghiên cứu chính

Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng nấm lớn Bắc Trung Bộ là nguồn cung cấp protein nấm, vitamin nấm, khoáng chất nấm và hợp chất hoạt tính sinh học nấm phong phú. Nhiều loài nấm có tiềm năng lớn trong việc phát triển các sản phẩm thực phẩm chức năng và dược phẩm.

5.2. Hướng nghiên cứu tiếp theo về nấm lớn Bắc Trung Bộ

Các hướng nghiên cứu tiếp theo cần tập trung vào việc phân tích sâu hơn về thành phần dinh dưỡng nấm và hợp chất hoạt tính sinh học nấm của các loài nấm lớn Bắc Trung Bộ. Cần có các nghiên cứu lâm sàng để đánh giá hiệu quả của các hợp chất nấm trong việc phòng ngừa và điều trị bệnh.

5.3. Đề xuất các biện pháp bảo tồn nấm Bắc Trung Bộ

Cần có các biện pháp bảo tồn nấm Bắc Trung Bộ hiệu quả để bảo vệ đa dạng sinh học nấm và đảm bảo nguồn cung cấp nấm bền vững cho các thế hệ tương lai. Các biện pháp này bao gồm việc thành lập các khu bảo tồn, kiểm soát hoạt động khai thác và nâng cao nhận thức cộng đồng về giá trị của nấm.

Nội dung chính

Tổng quan về luận án

Nghiên cứu hóa học các hợp chất thiên nhiên từ nguồn tài nguyên sinh vật bản địa đóng vai trò then chốt trong việc khám phá các cấu trúc phân tử mới và phát triển nguồn dược liệu, thực phẩm chức năng giá trị cao. Luận án tiến sĩ hóa học của nghiên cứu sinh Hoàng Văn Trung (2019) với tiêu đề "Nghiên cứu thành phần dinh dưỡng và hợp chất có hoạt tính sinh học từ một số loài nấm lớn ở vùng Bắc Trung Bộ" thuộc chuyên ngành Hóa hữu cơ (mã số: 9.14), dưới sự hướng dẫn khoa học của GS. Trần Đình Thắng và PGS. Đinh Thị Trường Giang tại Trường Đại học Vinh, là công trình tiên phong thiết lập cơ sở dữ liệu toàn diện về hóa học và dinh dưỡng của khu hệ nấm lớn tại khu vực Bắc Trung Bộ Việt Nam.

Khoảng trống nghiên cứu (research gap) lớn nhất được xác định là sự thiếu hụt nghiêm trọng các công bố định lượng chuẩn hóa về thành phần vi lượng (đặc biệt là gecmani – Ge và selen – Se), triterpenoid khung lanostan, cytochalasin và dẫn xuất ergostane từ các loài nấm hoang dã thuộc chi Ganoderma, Daldinia, Fomitopsis và Trametes tại các vùng sinh thái đặc hữu như Vườn Quốc gia Pù Mát và Khu Bảo tồn Thiên nhiên Pù Huống (Nghệ An). Mặc dù các nghiên cứu quốc tế đã ghi nhận hơn 8.600 chất chuyển hóa bậc hai từ nấm lớn (Wasser, 2002; Lindequist et al., 2005), nấm lớn Việt Nam với hơn 1.400 loài thuộc 120 chi (Ngô Anh, 2015) vẫn chưa được đánh giá đầy đủ bằng các kỹ thuật phổ nghiệm đa chiều hiện đại.

Hệ thống câu hỏi nghiên cứu và giả thuyết khoa học được xác lập:

• RQ1: Thành phần dinh dưỡng định lượng (khoáng đa lượng, vi lượng Ge/Se, 17 acid amin, vitamin A/E, ergosterol và ergosterol peroxide) của 08 loài nấm lớn vùng Bắc Trung Bộ có đặc trưng hóa học ra sao?
• RQ2: Cấu trúc phân tử của các hợp chất chuyển hóa bậc hai thứ cấp phân lập từ quả thể nấm than Daldinia concentrica và nấm cổ linh chi Ganoderma applanatum có chứa những khung phân tử mới hoặc dẫn xuất lần đầu tiên phát hiện hay không?
• RQ3: Mối tương quan giữa cấu trúc hóa học phân lập được và hoạt tính ức chế dòng tế bào ung thư (SK-LU-1, HepG2, Hep3B, SW480) cùng hoạt tính kháng viêm (ức chế sản sinh nitric oxide - NOs) diễn ra theo cơ chế nào?
• H1: Tỷ lệ acid amin thiết yếu (EAA/TAA) và hàm lượng vi lượng Ge, Se trong các loài nấm lớn hoang dã Bắc Trung Bộ đáp ứng tiêu chuẩn protein chất lượng cao theo khuyến cáo của FAO/WHO.
• H2: Dịch chiết phân cực và bán phân cực của Daldinia concentrica chứa các dẫn xuất cytochalasin và polyketide có cấu trúc bất đối xứng mới với khả năng ức chế mạnh tế bào ác tính.
• H3: Ganoderma applanatum chứa các steroid khung ergostane và triterpenoid khung lanostane có khả năng gây độc chọn lọc trên các dòng tế bào ung thư gan và phổi.

Khung lý thuyết của luận án được xây dựng dựa trên thuyết sinh tổng hợp hợp chất tự nhiên (Natural Products Biogenesis), lý thuyết phân loại hóa học (Chemo-phenetics) và mô hình chuyển hóa bậc hai của vi nấm. Về phạm vi nghiên cứu, luận án thực hiện thu thập thực địa 08 loài nấm lớn chuẩn định danh tại Nghệ An vào tháng 08/2015 gồm: Ganoderma applanatum (Mush 01), Daldinia concentrica (Mush 02), Ganoderma lucidum (Mush 03), Ganoderma lobatum (Mush 04), Ganoderma philippii (Mush 05), Ganoderma multiplicatum (Mush 06), Fomitopsis dochmius (Mush 07) và Trametes gibbosa (Mush 08); xử lý phổ nghiệm và khảo sát sinh học từ năm 2015 đến 2018 tại Đại học Vinh, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam và Đại học Quốc gia Cheng Kung (Đài Loan).

Đóng góp đột phá của luận án bao gồm việc phân lập thành công 01 hợp chất mới thuộc khung cytochalasin đặt tên là DCM1 từ Daldinia concentrica, phát hiện 03 hợp chất lần đầu tiên được tìm thấy trong Ganoderma applanatum (GAM3, GAM4, GAM5), đồng thời cung cấp bộ số liệu phổ chuẩn hóa $^1\text{H-NMR}$, $^{13}\text{C-NMR}$, 2D-NMR, HR-ESI-MS và hoạt tính $IC_{50}$ trên 4 dòng tế bào ung thư người.

---

Literature Review và Positioning

Nghiên cứu về nấm lớn trên thế giới đã trải qua gần một thế kỷ kể từ cột mốc Alexander Fleming (1929) phân lập penicillin từ Penicillium notatum, mở đường cho kỷ nguyên kháng sinh và chất chuyển hóa thứ cấp. Trong lĩnh vực dinh dưỡng và hóa học nấm lớn, các dòng nghiên cứu lớn tập trung vào đánh giá nguồn protein chất lượng cao và các hợp chất điều hòa miễn dịch:

• Dòng nghiên cứu dinh dưỡng và khoáng chất: Báo cáo kinh điển của FAO (1991) chỉ ra protein từ nấm có giá trị sinh học vượt trội so với protein thực vật nhờ cân bằng acid amin thiết yếu. Liu et al. (2012) và Sun et al. (2012) khi phân tích 41 loài nấm tại Vân Nam (Trung Quốc) đã thiết lập tỷ lệ EAA/TAA dao động từ 0,27 đến 0,51, đồng thời nhấn mạnh hàm lượng acid glutamic và aspartic đóng góp vào vị umami đặc trưng. Nghiên cứu của Kalač (2009, 2013) tại Châu Âu khẳng định nấm hoang dã có khả năng tích lũy các nguyên tố vi lượng quý như Se (đạt 48,5 mg/kg chất khô ở Boletus aestivalis) và Ge vượt xa thực vật bậc cao.
• Dòng nghiên cứu hợp chất thứ cấp từ chi Ganoderma: Akihisa et al. (2005), Shiao et al. (1988), và Sato et al. (2009) đã phân lập hơn 450 hợp chất triterpenoid khung lanostane (như ganoderic acids, lucidenic acids, ganoderols) từ Ganoderma lucidum, chứng minh hoạt tính chống ung thư, bảo vệ gan và ức chế HIV-1 protease với giá trị $IC_{50}$ từ 20 đến 40 $\mu\text{M}$.
• Dòng nghiên cứu chi Daldinia: Nagasawa et al. (2000) cùng Hashimoto et al. (1994) đã phân lập các dẫn xuất cytochalasin từ Daldinia vernicosa có hoạt tính gây độc tế bào ung thư ruột kết HCT116, trong khi Stadler et al. (2001, 2014) chỉ ra các hợp chất polyketide, lactone và benzofuran từ Daldinia có hoạt tính kháng sinh và bảo vệ tế bào thần kinh trước tổn thương thoái hóa do thiếu sắt.

Trong y văn tồn tại hai cuộc tranh luận lý thuyết và thực nghiệm lớn:

1. Hệ số chuyển đổi protein từ tổng nitơ: Quan điểm truyền thống của Kjeldahl sử dụng hệ số chuẩn $N \times 6,25$, nhưng bị phản bác bởi các nhà nấm học hiện đại (Mattila et al., 2002; Bauer-Petrovska, 2001) vì nấm chứa tỷ lệ nitơ phi protein cao nằm trong khung chitin của thành tế bào. Luận án đã định vị phương pháp theo khuyến cáo nghiêm ngặt, áp dụng hệ số chuyển đổi 4,39 để tránh thổi phồng hàm lượng protein thực tế.
2. Cơ chế tác động sinh học của dịch chiết nấm: Một trường phái nhấn mạnh vào các đại phân tử polysaccharide ($\beta\text{-1,3-D-glucan}$ và $\beta\text{-1,6-monoglucosyl}$) có trọng lượng phân tử lớn điều hòa miễn dịch gián tiếp (Wasser, 2002), trong khi trường phái hóa hữu cơ thực nghiệm chứng minh các phân tử nhỏ (triterpenoid, steroid, cytochalasin) mới là tác nhân xâm nhập trực tiếp màng tế bào khối u và ức chế chu trình phân bào.

Luận án của Hoàng Văn Trung định vị trực tiếp vào giao điểm hóa học các hợp chất phân tử nhỏ có hoạt tính cao từ nấm hoang dã Bắc Trung Bộ, mở rộng biên giới hiểu biết bằng cách so sánh đối chứng với các nghiên cứu quốc tế từ Trung Quốc (Sun et al., 2012), Nhật Bản (Nagasawa et al., 2000) và Thái Lan (nghiên cứu hàm lượng Ge trong nấm Phellinus từ 0,32 - 1,70 mg/kg của Sohng et al.).

---

Đóng góp lý thuyết và khung phân tích

Đóng góp cho lý thuyết

Luận án tạo ra bước tiến quan trọng trong việc mở rộng lý thuyết sinh tổng hợp dẫn xuất cytochalasan và mạng lưới triterpenoid khung lanostan:

• Mở rộng lý thuyết lai hóa sinh tổng hợp polyketide - amino acid (PKS-NRPS hybrid pathway): Việc phát hiện hợp chất mới DCM1 ($[11]\text{-cytochalasa-18-acetoxy-6(12),13-diene-1,21-dione-7,18-dihydroxy-16,18-dimethyl-19-methoxy-10-phenyl-(7S*,13E,16S*,18S*,19R*)}$) cung cấp bằng chứng thực nghiệm về sự tồn tại của các biến thể oxy hóa bậc cao tại các vị trí C-7, C-18 và C-19 gắn với nhóm thế methoxy và acetoxy trên bộ khung vòng 11 cạnh gắn nhân isoindole.
• Bổ sung cấu trúc vào sơ đồ tiến hóa chuyển hóa steroid khung ergostane và triterpenoid khung lanostane của chi Ganoderma: Chứng minh sự hiện diện đồng thời của các dẫn xuất oxy hóa tại C-3, C-26 và hệ liên hợp trien liên kết $\Delta^{7,9(11),24}$ (GAM4, GAM5) cùng liên kết endoperoxide $5\alpha,8\alpha\text{-epidioxy}$ (GAM2) trong loài Ganoderma applanatum tự nhiên tại Việt Nam.

Hệ thống mệnh đề lý thuyết (Theoretical Propositions) được xác lập:

• P1: Mức độ oxy hóa của khung lanostane triterpenoid tỷ lệ thuận với tính bền phân cực và khả năng tương tác với màng lipid tế bào ung thư.
• P2: Sự hiện diện của nhóm thế acetoxy tại C-18 kết hợp nhóm methoxy tại C-19 trên khung [11]-cytochalasan quyết định ái lực ức chế sinh trưởng tế bào.
• P3: Hàm lượng ergosterol peroxide phản ánh năng lực thích nghi và cơ chế tự vệ chống oxy hóa của quả thể nấm gỗ lâu năm trước stress môi trường.
• P4: Tỷ lệ amino acid umami (Asp + Glu) tương quan thuận với sinh khối nitơ hòa tan và chỉ số chuyển hóa năng lượng nội tại của nấm lớn.

Khung phân tích độc đáo

Khung phân tích của luận án tích hợp liên hoàn 3 mô hình lý thuyết: Hóa thực vật phân tách (Separation Phytochemistry), Phổ học cấu trúc hiện đại (Modern Spectroscopic Elucidation) và Đánh giá hoạt tính sinh học tế bào (In vitro Cytotoxic Bioassay).

  [Thu nhận mẫu & Xử lý chuẩn hóa] (Sấy bơm nhiệt 40°C, Chiết siêu âm)
  [Phân tích Dinh dưỡng & Khoáng chất] (ICP-MS, F-AAS, HG-AAS, HPLC-FLD)
  [Phân tách Sắc ký & Phổ học Cấu trúc] (TLC, CC, FC, HPLC -> NMR, HR-MS)
  [Khảo sát Hoạt tính Sinh học] (Gây độc HepG2, Hep3B, SK-LU-1, SW480 & NOs)

Điều kiện biên (Boundary conditions): Khung phân tích áp dụng cho các chất chuyển hóa thứ cấp có độ bền nhiệt dưới 60°C, chiết xuất từ thể quả tự nhiên của nấm lớn thuộc lớp Agaricomycetes, không bao gồm các hợp chất bay hơi bậc cao hoặc polysaccharide tan trong nước.

---

Phương pháp nghiên cứu tiên tiến

Thiết kế nghiên cứu

Luận án tuân thủ chặt chẽ triết lý nghiên cứu thực chứng (Positivism) kết hợp phương pháp luận thực nghiệm định lượng cao cấp trong Hóa học hữu cơ và Hóa phân tích. Thiết kế nghiên cứu đa tầng (Multi-level experimental design) được chia làm 4 cấp độ:

Cấp độ 1: Phân tích nguyên tố & Vô cơ hóa vi sóng (ICP-MS, AAS)
Cấp độ 2: Định lượng Sắc ký dẫn xuất hóa (HPLC-FLD, HPLC-UV)
Cấp độ 3: Tách chiết & Giải mã cấu trúc phân tử (1D/2D-NMR, HR-ESI-MS)
Cấp độ 4: Đánh giá Hoạt tính sinh học tế bào khối u & Kháng viêm (In vitro IC50)

Tiêu chuẩn chọn mẫu (Sampling Criteria): Mẫu nấm được thu thập trực tiếp tại Vườn Quốc gia Pù Mát và Khu Bảo tồn Thiên nhiên Pù Huống (Nghệ An) vào tháng 08/2015 ở giai đoạn quả thể trưởng thành hoàn chỉnh, không bị hoại mục hay nhiễm nấm mốc ngoại lai. Mẫu được PGS. Ngô Anh (Đại học Khoa học Huế) định danh hình thái học và lưu trữ mẫu chuẩn tiêu bản mang ký hiệu Vinh-TSWu-20150815 tại Viện Công nghệ Hóa, Sinh và Môi trường, Đại học Vinh.

Quy trình nghiên cứu rigorous

Quy trình xử lý mẫu và phân tích phân tích áp dụng các tiêu chuẩn phân tích quốc tế AOAC:

1. Phân tích khoáng và kim loại vi lượng:

   • Vô cơ hóa mẫu: Cân chính xác 0,500 g bột nấm đồng nhất, phá mẫu bằng hệ vi sóng chuyên dụng Unilex Model Uni 8300 với hỗn hợp $5,\text{ml}\ \text{HNO}_3\ 65% + 2,\text{ml}\ \text{H}_2\text{O}_2\ 30%$ qua chương trình 6 bước áp suất/công suất từ 500 W đến 800 W, nhiệt độ từ 120°C đến 200°C trong tổng thời gian 46 phút.
   • Đo phổ Ge: Thiết bị ICP-MS Agilent 7500 (Mỹ), công suất cao tần 1390 W, matching RF 1,45 V, tốc độ bơm mẫu 0,1 rps, lưu lượng khí mang 1,19 l/phút.
   • Đo phổ Se: Thiết bị AAS-6800 Shimadzu với kỹ thuật hóa hơi hydrua (HG-AAS), vạch phổ 196 nm, sử dụng chất khử $\text{NaBH}_4\ 1%$ trong môi trường $\text{HCl}\ 6\text{N}$.
   • Đo Na, K, Ca, Mg, Fe, Cu, Zn: Kỹ thuật ngọn lửa không khí - axetilen (F-AAS) trên máy AAS-7000 với bước sóng đặc trưng tương ứng: Na (589,0 nm), K (766,5 nm), Ca (442,7 nm), Mg (285,2 nm), Fe (533 nm), Cu (324,76 nm), Zn (213,9 nm).

2. Quy trình phân tích 17 Acid amin:

   • Thủy phân 2,00 g nấm trong 11,5 ml dung dịch $\text{HCl}\ 6\text{M}$ sau khi siêu âm 10 phút, thổi khí $\text{N}_2$ đuổi oxy, hàn kín và gia nhiệt tại 125°C trong 23 giờ.
   • Dẫn xuất hóa tự động trước cột (Pre-column derivatization) bằng thuốc thử OPA (ortho-phthalaldehyde) cho acid amin bậc một và FMOC (9-fluorenylmethylchloroformate) cho acid amin bậc hai.
   • Chạy sắc ký HPLC trên cột pha đảo C18 ($150 \times 4,6,\text{mm}, 5,\mu\text{m}$), đầu dò huỳnh quang FLD ($\lambda_{Ex} = 340,\text{nm}, \lambda_{Em} = 455,\text{nm}$), hệ đệm gradient natri acetat ($\text{pH} = 7,2 \pm 0,05$) pha với THF, acetonitril và methanol ở tốc độ dòng 0,45 ml/phút.

3. Quy trình phân tích Vitamin A và E:

   • Xà phòng hóa 15,00 g mẫu nấm trong 40 ml ethanol, 3 g KOH và 1 g acid ascorbic tại 70°C trong 30 phút. Chiết phân bố 3 lần với diethyl ether ($3 \times 30,\text{ml}$), làm khan bằng $\text{Na}_2\text{SO}_4$, cô quay chân không và phân tích HPLC.

4. Kỹ thuật phân lập và giải mã cấu trúc:

   • Sắc ký cột nhanh (FC), sắc ký cột silica gel (cỡ hạt 70-230 và 230-400 mesh), Sephadex LH-20, RP-18 và HPLC điều chế.
   • Đo nhiệt độ nóng chảy (Yanaco MP-S3), độ quay cực $[\alpha]_D$ (Jasco DIP-370), UV (Hitachi UV-3210), IR viên nén KBr (Shimadzu FTIR-8501 / Bruker).
   • Phổ cộng hưởng từ hạt nhân đa chiều 1D và 2D NMR ($^1\text{H}$, $^{13}\text{C}$, DEPT, COSY, HSQC, HMBC, NOESY) trên thiết bị Bruker 500 MHz và Bruker AVANCE III-700 MHz (Đại học Quốc gia Cheng Kung, Đài Loan).
   • Phổ khối lượng phân giải cao HR-ESI-MS đo trên máy Bruker Daltonics APEX II 30eV và micro-TOF-QII 10187.

---

Phát hiện đột phá và implications

Những phát hiện then chốt

1. Khám phá phân tử mới DCM1 từ nấm than Daldinia concentrica: Từ phân đoạn dịch chiết dichloromethane, tác giả đã cô lập và xác định cấu trúc của hợp chất mới thuộc lớp [11]-cytochalasan: $[11]\text{-cytochalasa-18-acetoxy-6(12),13-diene-1,21-dione-7,18-dihydroxy-16,18-dimethyl-19-methoxy-10-phenyl-(7S*,13E,16S*,18S*,19R*)}$. Cấu trúc hóa học và cấu hình lập thể được giải mã hoàn chỉnh thông qua phân tích tương tác tầm xa trên phổ HMBC, tương tác không gian NOESY và khối phổ phân giải siêu cao HR-ESI-MS.
2. Bổ sung 03 hợp chất lần đầu tiên phát hiện trong nấm cổ linh chi Ganoderma applanatum: Phân lập và công bố cấu trúc của 05 hợp chất tinh khiết gồm GAM1 (ergosterol), GAM2 ($5\alpha,8\alpha\text{-epidioxy-22E-ergosta-6,22-dien-3}\beta\text{-ol}$), GAM3 ($\text{ergosta-7,22-dien-3}\beta\text{-ol}$), GAM4 ($\text{lanosta-7,9(11),24-triene-3,26-diol}$), và GAM5 ($3\beta\text{-hydroxy-5}\alpha\text{-lanosta-7,9,24(E)-trien-26-oic acid}$). Trong đó, GAM3, GAM4 và GAM5 là các hợp chất lần đầu tiên được định danh từ loài nấm này.
3. Thiết lập bản đồ dinh dưỡng và khoáng vi lượng của 08 loài nấm lớn Bắc Trung Bộ:
   • Hàm lượng protein thô (tính theo hệ số chuyển đổi 4,39) đạt giá trị cao, giàu các acid amin thiết yếu (Lys, Leu, Val, Ile, Thr, Phe, Met).
   • Tỷ lệ acid amin vị umami (Aspartic acid và Glutamic acid) chiếm ưu thế lớn trong tổng số acid amin, tạo nên giá trị cảm quan và hương vị đặc trưng.
   • Ghi nhận sự tích tụ vượt trội của nguyên tố vi lượng chống ung thư Gecmani (Ge) và Selen (Se) trong các loài thuộc chi Ganoderma.
4. Dữ liệu hoạt tính gây độc tế bào ung thư (In vitro Cytotoxicity):
   • Hợp chất DCM2 và DCM3 thể hiện độc tính tế bào trên toàn bộ các dòng tế bào khối u thử nghiệm với giá trị $IC_{50}$ dao động trong khoảng $23,0 \pm 1,1$ đến $58,2 \pm 2,3,\mu\text{M}$.
   • Hợp chất DCM4 và DCM5 thể hiện hoạt tính gây độc chọn lọc đối với hai dòng ung thư biểu mô tế bào gan HepG2 và Hep3B với giá trị $IC_{50}$ trong khoảng $21,5 \pm 5,1$ đến $46,9 \pm 3,7,\mu\text{M}$, đồng thời không gây độc tế bào đáng kể ở nồng độ thử nghiệm cao nhất đối với dòng ung thư phổi SK-LU-1 và ung thư đại tràng SW480.

Implications đa chiều

• Về mặt học thuật và phương pháp luận: Chuẩn hóa quy trình phân tích đồng thời khoáng vi lượng bằng ICP-MS/AAS và acid amin dẫn xuất hóa OPA/FMOC trên nền mẫu nấm gỗ phức tạp, mở ra tiêu chuẩn kỹ thuật có thể chuyển giao cho các nghiên cứu hóa thực vật khác.
• Về mặt ứng dụng thực tiễn: Khẳng định giá trị dinh dưỡng cao của nguồn nấm lớn Bắc Trung Bộ, mở đường cho việc xây dựng công thức thực phẩm chức năng bổ sung khoáng vi lượng hữu cơ (Ge, Se) và sterol tự nhiên phòng ngừa bệnh mãn tính.
• Về mặt chính sách và bảo tồn: Cung cấp cơ sở khoa học xác thực để các nhà quản lý Vườn Quốc gia Pù Mát và Pù Huống xây dựng chiến lược bảo tồn đa dạng sinh học gắn liền với quy hoạch khai thác bền vững nguồn gen nấm dược liệu quý.

---

Limitations và Future Research

Luận án thẳng thắn ghi nhận các giới hạn nghiên cứu:

1. Phạm vi mẫu: Việc thu thập mẫu thực hiện tại một thời điểm mùa mưa (tháng 08/2015), chưa khảo sát biến thiên hàm lượng hoạt chất theo các mùa sinh trưởng khác nhau trong năm và các độ cao sinh thái khác nhau.
2. Độ sâu cơ chế phân tử: Các thử nghiệm hoạt tính sinh học mới dừng lại ở mức độ sàng lọc độc tính tế bào in vitro ($IC_{50}$), chưa đi sâu vào cơ chế truyền tín hiệu phân tử (Western blot, RT-PCR) hoặc khảo sát chu trình chết theo chương trình (Apoptosis) và kiểm chứng trên mô hình động vật in vivo.
3. Tổng hợp hóa học: Chưa tiến hành tổng hợp toàn phần (Total synthesis) hoặc bán tổng hợp các dẫn xuất của hợp chất mới DCM1 để thiết lập mối quan hệ cấu trúc - hoạt tính (SAR).

Chương trình nghiên cứu tiếp nối (Future Research Agenda):

• FR1: Khảo sát động học tích lũy chuyển hóa thứ cấp theo chu kỳ sinh thái và độ tuổi sinh trưởng của quả thể Ganoderma applanatum và Daldinia concentrica.
• FR2: Đánh giá cơ chế ức chế chọn lọc enzym kinase và con đường truyền tín hiệu NF-$\kappa$B liên quan đến hoạt tính kháng viêm của các dẫn xuất lanostanoid GAM4 và GAM5.
• FR3: Tối ưu hóa công nghệ nuôi cấy sinh khối hệ sợi nấm (Mycelial submerged fermentation) của Daldinia concentrica trong bioreactor nhằm thu nhận hợp chất mới DCM1 ở quy mô công nghiệp mà không phụ thuộc vào thu hái tự nhiên.
• FR4: Nghiên cứu bán tổng hợp cấu trúc nhân [11]-cytochalasan nhằm cải thiện độ tan và nâng cao hoạt tính ức chế dòng tế bào ung thư gan kháng thuốc.

---

Tác động và ảnh hưởng

• Ảnh hưởng học thuật: Thiết lập dữ liệu tham chiếu phổ học và hóa học chuẩn cho các nhà nghiên cứu nấm dược liệu tại khu vực Đông Nam Á, dự báo thu hút trích dẫn khoa học cao trong các tạp chí chuyên ngành Hóa hợp chất thiên nhiên (Journal of Natural Products, Phytochemistry, Chemistry of Natural Compounds).
• Chuyển đổi công nghiệp Dược & Thực phẩm chức năng: Định hình hướng phát triển các dòng sản phẩm chiết xuất chuẩn hóa (Standardized Extracts) giàu triterpenoid và ergosterol peroxide từ Ganoderma applanatum thay thế nguồn nguyên liệu ngoại nhập.
• Bảo tồn tài nguyên và sinh kế: Tạo tiền đề khoa học cho việc nhân giống, thuần hóa và thương mại hóa các loài nấm lớn quý hiếm tại Nghệ An, góp phần phát triển kinh tế sinh thái rừng bền vững.

---

Đối tượng hưởng lợi

• Nghiên cứu sinh & Nhà khoa học Hóa hữu cơ/Dược học: Tiếp cận bộ dữ liệu phổ chi tiết ($^1\text{H}$, $^{13}\text{C}$, DEPT, HSQC, HMBC, HR-ESI-MS) của hợp chất mới DCM1 và các triterpene hiếm để đối sánh cấu trúc.
• Doanh nghiệp R&D Dược phẩm & Dinh dưỡng: Ứng dụng quy trình chiết xuất tối ưu và công thức dinh dưỡng giàu EAA, Ge, Se vào phát triển sản phẩm chăm sóc sức khỏe chất lượng cao.
• Cơ quan Quản lý Lâm nghiệp & Môi trường: Sở Khoa học và Công nghệ, Ban Quản lý Vườn Quốc gia có luận cứ khoa học chuẩn xác để đưa các loài nấm quý vào danh mục nguồn gen cần bảo tồn và phát triển nguồn lợi sinh học.

---

Câu hỏi chuyên sâu

1. Đóng góp lý thuyết độc đáo nhất của luận án là gì? Đó là việc khám phá và giải mã thành công cấu trúc phân tử bất đối xứng phức tạp của hợp chất mới $[11]\text{-cytochalasa-18-acetoxy-6(12),13-diene-1,21-dione-7,18-dihydroxy-16,18-dimethyl-19-methoxy-10-phenyl-(7S*,13E,16S*,18S*,19R*)}$ (DCM1) từ nấm Daldinia concentrica, mở rộng không gian cấu trúc hóa học của lớp chất cytochalasan tự nhiên trên thế giới.

2. Điểm đổi mới phương pháp luận so với các công trình trước đây là gì? Khác với các nghiên cứu trước đây tại Việt Nam vốn chỉ dừng lại ở khảo sát định tính hoặc chiết thô, luận án đã đồng bộ hóa phương pháp phân tích nguyên tố vi lượng vết (Ge bằng ICP-MS, Se bằng HG-AAS) với độ nhạy cỡ ppb, đồng thời tích hợp dẫn xuất hóa tự động OPA/FMOC trên HPLC-FLD để định lượng chính xác 17 acid amin với độ thu hồi đạt trên 95%, kết hợp hệ phổ 2D-NMR 700 MHz trường cao để giải mã cấu hình lập thể phân tử.

3. Phát hiện nào gây bất ngờ nhất về mặt số liệu thực nghiệm? Đó là sự hiện diện của nguyên tố Gecmani (Ge) và hoạt tính gây độc chọn lọc cao của DCM4, DCM5 trên hai dòng ung thư tế bào gan (HepG2, Hep3B) với $IC_{50} = 21,5 - 46,9,\mu\text{M}$ trong khi hoàn toàn không thể hiện độc tính trên dòng tế bào ung thư phổi SK-LU-1 và ung thư đại tràng SW480 ở cùng dải nồng độ thử nghiệm.

4. Luận án có cung cấp quy trình tái lặp thực nghiệm chi tiết không? Toàn bộ điều kiện thực nghiệm đều được mô tả chi tiết với đầy đủ thông số: chương trình gia nhiệt vô cơ hóa vi sóng 6 bước, thông số plasma máy ICP-MS (1390 W, 0,1 rps), chương trình gradient pha động sắc ký, hệ dung môi phân tách sắc ký cột và 70 đồ thị phổ nghiệm NMR/MS đính kèm trong phần phụ lục.

5. Chương trình nghiên cứu 10 năm tới được phác thảo như thế nào? Tập trung vào 3 mũi nhọn: (i) Nuôi cấy chìm hệ sợi nấm trong hệ thống lên men sinh học để sản xuất hoạt chất DCM1 và lanostanoid quy mô lớn; (ii) Bán tổng hợp hóa học các dẫn xuất cytochalasan hướng đích kháng ung thư gan; (iii) Thử nghiệm tiền lâm sàng các chế phẩm chuẩn hóa giàu Ge-Se từ nấm cổ linh chi Bắc Trung Bộ.

---

Kết luận

1. Thiết lập hoàn chỉnh cơ sở dữ liệu dinh dưỡng, acid amin, vitamin A/E và khoáng vi lượng (đặc biệt là Ge, Se) cho 08 loài nấm lớn tại khu hệ sinh thái Bắc Trung Bộ.
2. Ứng dụng thành công hệ số chuyển đổi nitơ phi protein $4,39$, chuẩn hóa phương pháp đánh giá dinh dưỡng nấm theo khuyến cáo FAO.
3. Phân lập và giải mã cấu trúc của 09 hợp chất từ Daldinia concentrica, trong đó có 01 hợp chất mới hoàn toàn thuộc khung cytochalasin (DCM1).
4. Phân lập 05 hợp chất steroid và triterpenoid từ Ganoderma applanatum, lần đầu tiên ghi nhận sự xuất hiện của GAM3, GAM4 và GAM5 trong loài nấm này.
5. Chứng minh hoạt tính gây độc tế bào ung thư chọn lọc của các phân đoạn cytochalasin trên các dòng HepG2 và Hep3B.
6. Mở ra 3 nhánh nghiên cứu mới: sinh tổng hợp nấm dược liệu trong bioreactor, hóa dược các dẫn xuất cytochalasan, và phát triển thực phẩm chức năng giàu khoáng vi lượng từ nguồn tài nguyên bản địa Việt Nam.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1 TỔNG QUAN 1. Nấm lớn Nấm là một loài sinh vật có giá trị to lớn đối với con người, cách đây 3000 năm, con người đã biết dùng nấm làm thức ăn. Mặc dù như vậy nhưng các hiểu biết về nấm là rất khác nhau, phụ thuộc vào sự khác nhau về loài, sự khác nhau về nguồn gốc, về đặc điểm địa lý của chúng. Đối với nấm lớn trong những năm cuối thế kỷ XX, các nhà nghiên cứu đã kết hợp phân loại truyền thống với phân loại dựa trên những tiêu chuẩn hiện đại như: các phản ứng hoá học, sự phân tính, hệ sợi nấm, kiểu gây mục, đặc điểm nuôi cấy, đặc biệt là cấu trúc phân tử ADN.

Trong lịch sử nghiên cứu về thành phần hoá học của nấm lớn, hợp chất chuyển hoá bậc hai được phân lập đầu tiên từ nấm lớn P.glaucoma là axit mycophenolic được công bố bởi Gosio. Đến năm 1929, nhà bác học Alexander Fleming công bố hợp chất penicillin được phân lập từ nấm mốc Penicillium notatum, có khả năng kháng khuẩn hiệu quả được sử dụng rộng rãi trong chiến tranh thế giới lần thứ II. Đây là sự phát hiện vĩ đại, quan trọng mở ra con đường mới cho việc tìm ra các loại thuốc trong y học hiện đại. Năm 1940, các chất chuyển hoá bậc hai từ nấm lớn mới thật sự được sự chú ý đặc biệt.

Từ đó đến nay, các nhà khoa học phân lập được khoảng hơn 8.600 hợp chất chuyển hoá bậc hai có hoạt tính sinh học có nguồn gốc từ các loài nấm lớn [33,93,97]. Thành phần dinh dưỡng của nấm 1. Hàm lượng chất khô Hàm lượng chất khô của nấm tươi tương đối thấp, thông thường khoảng 10%, chủ yếu bao gồm carbohydrate, protein, chất xơ và khoáng chất. Khi nghiên cứu thành phần hóa học của nấm, hàm lượng nước chỉ là thông số có ý nghĩa với nấm tươi, nó phụ thuộc vào điều kiện nuôi trồng, thời tiết, khí hậu, điều kiện thu hái, hàm lượng nước trong quả thể nấm tươi chiếm khoảng 90%.

Các dữ liệu được công bố về thành phần chất khô của nấm được trình bày trong bảng 1. Hàm lượng chất khô của một số loài nấm (%) Loài Carbohydrate Sợi thô Chất đạm thô Chất béo thô Tro B. aureus 61,5 5,2 14,1 4,0 9,2 Lactarius deliciosus 25,0 36,3 20,2 2,5 7,5 Lactarius hatsudake 38,2 31,8 15,3 1,0 7,3 Lactarius volemus 15,0 40,0 17,6 6,7 13,3 L. crocipodium 12,8 37,9 29,3 1,0 5,8 Lentinula edodes 30,2 39,4 17,1 1,9 4,3 R.

matsutake 36,7 29,1 14,3 5,0 8,9 Các loài được trình bày ở bảng 1.1 cho ta thấy hàm lượng carbohydrate, protein thô, chất xơ cao, tương đối giàu khoáng chất, và chất béo thô tương đối thấp [68]. Protein và acid amin Giá trị dinh dưỡng của nấm chủ yếu liên quan đến hàm lượng protein của chúng. Protein nấm được coi là có chất lượng dinh dưỡng cao hơn so với protein thực vật (FAO, 1991) [44]. Hàm lượng protein và acid amin trong nấm không chỉ phụ thuộc vào các yếu tố môi trường và giai đoạn sinh trưởng của quả thể, mà còn phụ thuộc vào các loài [32].

Do tỷ lệ cao của các hợp chất nitơ phi protein, đặc biệt là chitin khó tiêu hóa, chúng tôi đã sử dụng hệ số chuyển đổi 4,39 để tính hàm lượng protein. Nấm thường chứa protein 12,0–29,3% (bảng 1. Tuy nhiên, một số tác giả xác định hàm lượng protein cao hơn cho Cantharellus cibarius và Lepista nuda lần lượt là 54 và 59% dm [21]. Thành phần acid amin trong nấm gần hoặc tốt hơn so với protein đậu nành, thậm chí đối với một số loài nấm, chế phẩm có thể tương tự như trứng gà [123].

Các acid amin thiết yếu không thể được tổng hợp bởi con người nhưng có thể được cung cấp bởi nấm. Do đó, tỷ lệ các acid amin thiết yếu (EAA) với tổng acid amin (TAA) đưa ra một ý tưởng về chất lượng dinh dưỡng của protein trong thực phẩm. Dữ liệu về thiết yếu (Lys, Thr, Val, Ile, Leu, Met, Try, Phe) và không thiết yếu (Arg, Ala, Tyr, Gly, Ser, Pro, của anh, Asp, Glu, Cys) của các acid amin cho một số loài nấm được đưa ra trong bảng 1. 7 Một dữ liệu lớn về thành phần acid amin đã được công bố gần đây với 41 loài nấm từ Vân Nam.

Trong nghiên cứu đó thành phần acid amin, Dictyophora indusiata thấp với 8000 mg kg- 1 trọng lượng tươi và chỉ số củ cao hơn với 32.000 mg kg - 1 trọng lượng tươi trong acid amin, và tỷ lệ EAA / TAA là 0,27-0,51 [102]. crocipodium và Boletus specio- sus cho thấy tỷ lệ EAA / TAA tương tự với 0,31 và 0,43 tương ứng (bảng 1. Tỷ lệ các acid amin thiết yếu (EAA) và các acid amin không thiết yếu (TAA) là 0,53–0,70 đối với nấm Russula và 0,45–0,77 đối với nấm Boletus [123,129]. Những kết quả này đáp ứng tốt với giá trị tham chiếu là 0,6 được FAO / WHO (1973) đề xuất.

Tỷ lệ cao hơn được tìm thấy đối với nấm C. ventricosum, tương ứng là 0,82; 0,96; 1,52 và 1,86 (Liu và cộng sự, 2012) [68]. Cỏ linh lăng, do thành phần thuận lợi của các acid amin, được coi là một loại cây có giá trị dinh dưỡng cao nhất. Nấm Laccaria amethystina và C.

ventricosum cho thấy thành phần acid amin tương tự như của cỏ linh lăng. Acid aspartic và glutamic là các thành phần giống như bột ngọt (MSG), cung cấp hương vị nấm điển hình nhất, vị umami hoặc vị ngon miệng [106]. Tỷ lệ của các acid amin umami đối với tổng số acid amin là tương đối cao và giá trị trung bình là 0,22 được phát hiện bởi Sun và đồng nghiệp (2012) [102]. Thành phần acid amin thiết yếu trong một số loài nấm (mg/kg chất khô).

Loài Lys Thr Val Ile Leu Met Try Phe EAA B. speciosus 1200 2120 3730 4190 3500 690 830 1860 18120 Cortinarius rufo- 1040 16200 13900 36800 8300 10700 – 9200 105500 olivaceus 0 C. aureus 4441 9230 6794 5054 7014 2813 – 4240 39586 Lactarius 960 930 1300 1350 2240 360 330 880 8350 deliciosus Lactarius 750 890 1040 1620 2480 320 290 800 8190 hatsudake Lactarius 21348 10227 12284 9787 13563 6676 12328 4561 90774 hygrophroides Lactarius volemus 500 820 990 1490 2060 160 150 750 6920 L. aspratus 4602 8479 4787 4187 5780 1476 – 3913 33224 Collybia 13651 19889 12748 10231 19048 5900 – 10704 92170 albuminosa 8 Bảng 1.

Thành phần acid amin không thiết yếu trong một số loài nấm (mg /kg chất khô) EAA/ Loài Arg Ala Tyr Gly Ser Pro His Asp Glu Cys TAA B. speciosus 2050 3750 1060 2510 2300 740 510 3870 6850 – 43,4% Cortinarius 12900 17800 9100 10400 15600 13000 10800 23000 65000 16900 35,2% rufo-olivaceus C. aureus 2240 360 330 880 14525 6121 3674 11263 16401 485 31,5% Lactarius 1050 1830 860 1150 870 860 660 1630 3490 – 40,2% deliciosus Lactarius 1660 890 400 1440 930 510 320 1290 4440 – 42,1% hatsudake Lactarius 12798 14288 15576 11970 7998 16354 8052 19783 27462 584 40,2% hygrophroides Lactarius 880 1000 350 820 720 240 210 1410 3550 – 43,0% volemus L. aspratus 6035 6563 4567 5228 10859 5014 2745 9043 15436 175 33,4% Collybia 14060 18621 14390 13413 31064 11035 24213 25801 37235 3142 32,3% albuminosa 1.

Carbohydrate Carbohydrate trong thực phẩm cung cấp năng lượng, loại carbohydrate có thể tiêu hóa được tìm thấy trong nấm như: mannitol (0,3-5,5% dm) [108], glucose (0,5– 3,6% dm) [59] và glycogen (1,0–1,6% dm) [39]. Loại carbohydrate không tiêu hóa được tạo thành một phần lớn trong tổng lượng carbohydrate của nấm, các hợp chất chính loại này là oligosaccharides và polysaccharides không tinh bột như: chitin, β- glucan và mannan [31]. Hàm lượng carbohydrate của nấm thu được ở Trung Quốc khác nhau ở các loài và dao động từ 12,8% đến 64,6% dw (Bảng 1. Trong một nghiên cứu của Liu và đồng nghiệp (2012) [68], hàm lượng carbohydrate của C.

ventricosum, Stropharia rugoso-annulata, Craterellus cornucopioides và Laccaria amethystina từ 57% đến 65% dm. Hàm lượng carbohydrate lên đến 70% dm được tìm thấy ở Agaricus campestris và Armillaria mellea [112], trong khi tỷ lệ thấp gần 13% đã được quan sát thấy ở Leccinum crocipodium và Russula virescens (bảng 1. 9 Chất xơ thô là một nhóm carbohydrate khó tiêu hóa. Nó có thể cải thiện chức năng của đường tiêu hóa và cũng làm giảm nồng độ glucose và cholesterol trong máu.

Lượng hòa tan và không hòa tan của chất xơ trong nấm Boleztus nhất định là khoảng 4-9% và 22-30% dm, tương ứng [72]. Một số nấm được tìm thấy có ít chất xơ thô, ví dụ: cho Craterellus aureus và Sarcodon aspratus giá trị là 5% dm, trong khi đối với nhiều nghiên cứu khác, lên đến 40% dm đã được công bố. Trong các chất chiết xuất phân cực của G. lucidum có hơn 200 polysaccaride đã được báo cáo với hoạt tính kháng u và điều hòa miễn dịch.

Các polysaccharide hoạt tính sinh học chính được phân lập từ loại nấm này là D-glucan với β-1-3 và β-1-6 là những liên kết glycoside. Cấu trúc cơ bản của các carbohydrate đều thuộc loại β-1-3- D-glucopyran và chuỗi bên với 1-15 đơn vị β 1-6 monoglucosyl với một trọng lượng phân tử trung bình 1. Một số ứng dụng của ganoderma polysaccharide là kháng virus, kháng viêm, chống oxy hóa, hạ đường huyết, chống bức xạ và bảo vệ DNA [84]. Lipid Hàm lượng chất béo thô của nấm thường thấp từ 1,0% đến 6,7% (bảng 1.

Linoleic và acid linolenic là các acid béo cần thiết cho con người, được lấy từ thực phẩm. Acid linoleic thu được từ chất béo acid omega-6 và acid linolenic thu từ acid béo omega-3. Dữ liệu được công bố trên thành phần acid béo của nấm khá là rời rạc. Tỷ lệ acid béo bão hòa/không bão hòa (SFA / UFA) là một chỉ số quan trọng để đánh giá hàm lượng acid béo trong nấm [127].

Trong nghiên cứu của Liu và các đồng nghiệp (2012) [68], tỷ lệ SFA / UFA dao động từ 4,3 đến 12,7 cho năm các loài nấm tự nhiên, trong khi giá trị thấp hơn từ 0,7–4,5 đã được quan sát đối với nấm trồng [127]. Vitamin Nấm có chứa một số vitamin chính bao gồm: thiamine, riboflavin, niacin, tocopherol và vitamin D [31,55]. Đối với một số loài, hàm lượng thiamine, riboflavin, niacin và ascorbic là 0,02-1,6, 0,3-4,5, 1,2-6,6 và 1,3-2,7 mg 100g-1 dm, tương ứng [89, 105,117,123,129,130]. Tocopherol và vitamin D2 được tìm thấy ở một phạm vi 8,9-45 và 4,7-194 mg 100 g-1 dm đối với nấm như Boletus edulis, Boletus speciosus và T.

10 Nấu ăn và chế biến nấm công nghiệp đã được tìm thấy có tác dụng rõ rệt về lượng vitamin trong sản phẩm. Vitamin B1 và B2 bị mất trong quá trình chế biến công nghiệp (đóng hộp) Boletus với tỷ lệ tương ứng là 21-57% và 8-74% [129]. Trong một nghiên cứu khác, tỷ lệ mất vitamin B1 bằng cách xử lý và đóng hộp lên tới 76-82% [129], và 86-99% cho vitamine B2 [123]. Khoáng chất Hàm lượng tro của các quả thể thực tế ít được nghiên cứu nhất, nó được coi là thành phần không đáng kể để đánh giá chất lượng nấm.