Ảnh hưởng của các yếu tố vật lý đến hiệu suất tách chiết polysaccharide từ nấm linh chi

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
---------------------------------------

NGUYỄN HOÀNG NGỌC MINH

ẢNH HƢỞNG CỦA CÁC YẾU TỐ VẬT LÝ ĐẾN
HIỆU SUẤT TÁCH CHIẾT POLYSACCHARIDE
TỪ NẤM LINH CHI

CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ SINH HỌC

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
CÔNG NGHỆ SINH HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
PGS.TS. QUẢN LÊ HÀ

Hà Nội – Năm 2015


LỜI CAM ĐOAN
Tôi là Nguyễn Hoàng Ngọc Minh, tôi xin cam đoan nội dung trong luận văn
này với đề tài ―Ản
Pol s

ƣởn

ủ

u tố vật l

n

iệu suất t

i t

ride từ nấm Linh chi‖ là công trình nghiên cứu do chính tôi thực hiện

dưới sự hướng dẫn của PGS.TS. Quản Lê Hà. Các số liệu, kết quả trình bày trong
luận văn là hoàn toàn trung thực và chưa được công bố trong bất cứ công trình khoa
học nào khác.


LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành luận văn này, trước tiên tôi xin gửi lời chân thành cảm ơn tới
các thầy cô giáo trong Viện Công nghệ Sinh học và Công nghệ Thực phẩm –
Trường Đại học Bách khoa Hà Nội đã tận tình giảng dạy, hướng dẫn tôi trong suốt
thời gian học tập và nghiên cứu vừa qua.
Đặc biệt, tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến PGS.TS Quản Lê Hà đã tận tình
giúp đỡ, trực tiếp chỉ bảo, hướng dẫn tôi trong thời gian thực hiện luận văn.
Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến gia đình, bạn bè đã tạo điều kiện,
quan tâm, giúp đỡ, động viên và góp ý cho tôi trong suốt quá trình học tập, nghiên
cứu và hoàn thành luận văn.
Xin chân thành cảm ơn!
Học viên

N u ễn Hoàn N ọ Min

MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT
DANH MỤC BẢNG
DANH MỤC HÌNH
1.
MỞ ĐẦU ....................................................................................................................1
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU..................................................................3
1.1. Tổn qu n về nấm Lin

i ............................................................................3

1.1.1. Tên khoa học và phân loại ............................................................................3
1.1.2. Đặc điểm hình thái ........................................................................................4
1.1.3. Đặc điểm sinh trưởng....................................................................................5
1.1.4. Thành phần hóa học và dược tính sinh học ..................................................6
1.1.5. Tác dụng của Linh chi ..................................................................................8
1.2. Pol s

ride tron nấm Lin

i ...............................................................9

1.2.1. Thành phần Polysaccharide ........................................................................10
1.2.2. Vai trò dược học của Polysaccharide .........................................................10
1.3. Beta – glucan (β-glucan) ................................................................................11
1.3.1. Giới thiệu về β-glucan ................................................................................11
1.3.2. Tính chất của β-glucan................................................................................11
1.4. C

u tố ản

ƣởn

n qu trìn t

i t ..........................................12

1.4.1. Nguyên liệu .................................................................................................12
1.4.2. Dung môi ....................................................................................................13
1.4.3. Yếu tố kỹ thuật ............................................................................................13
1.5. C

t

n ân vật l .........................................................................................14


1.5.1. Ứng dụng phương pháp siêu âm trong tách chiết .......................................14
1.5.2. Sử dụng vi sóng ..........................................................................................17
1.6. Tìn

ìn nuôi trồn và n

iên ứu nấm Lin

i .....................................18

1.6.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới .............................................................19
1.6.2. Tình hình nghiên cứu trong nước ...............................................................22
CHƢƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .......................24

2.1. Đối tƣợn n
2.2. Hó

iên ứu ....................................................................................24

ất và t i t bị t í n

iệm.....................................................................24

2.2.1. Hóa chất ......................................................................................................24
2.2.2. Thiết bị thí nghiệm......................................................................................25
2.3. P ƣơn p

pn

iên ứu ..............................................................................25

2.3.1. Quy trình thí nghiệm tổng quan ..................................................................25
2.3.2. Xác định độ ẩm nguyên liệu .......................................................................27
2.3.3. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tách chiết ............................28
2.4. P ƣơn p

p p ân tí

.................................................................................30

2.4.1. Phương pháp phân tích polysaccharide tổng số .........................................30
2.4.2. Phương pháp xác định hàm lượng β-glucan ...............................................31
2.4.3. Phương pháp sắc ký bản mỏng TLC .........................................................33
CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN ...........................................................34

3.1. K ảo s t iều kiện t

i t tron dun môi nƣớ ...................................34

3.1.1. Ảnh hưởng của trạng thái nguyên liệu........................................................34
3.1.2. Ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu và nước ..................................................35
3.1.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian đến quá trình tách chiết ...................36


3.2. K ảo s t ản

ƣởn

ủ t

n ân vật l

n qu trìn t

i t tron

dun môi nƣớ .........................................................................................................39
3.2.1. Ảnh hưởng của chế độ siêu âm đến quá trình tách chiết ............................39
3.2.2. Khảo sát nhiệt độ siêu âm thích hợp ...........................................................40
3.2.3. Khảo sát thời gian siêu âm thích hợp .........................................................41
3.2.4. Khảo sát ảnh hưởng của vi sóng đến quá trình tách chiết ..........................43
3.2.5. Sử dụng vi sóng và siêu âm hỗ trợ quá trình tách chiết ..............................45
3.2.6. Khảo sát thời gian siêu âm kết hợp vi sóng ................................................46
3.3. K ảo s t iều kiện t

i t tron dun môi kiềm ...................................49

3.3.1. Xác định nồng độ dung môi thích hợp .......................................................49
3.3.2. Xác định thời gian tách chiết thích hợp ......................................................50
3.3.3. Xác định nhiệt độ tách chiết thích hợp .......................................................51
3.4. Điều kiện t í

ợp t

i t pol s

ride từ nấm Lin

i ...............52

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................56
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................57
PHỤ LỤC .................................................................................................................62


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT
KÝ HIỆU

TÊN ĐẦY ĐỦ

UHF

Ultra High Frequency wave

UAE

Ultrasonic-assisted extraction

RSM

Response Surface Methodology

DNS

3,5-dinitrosalicylic acid

TLC

Thin Layer Chromatography

UV

Ultra-violet

IR

Infra-red

GC – MS

Gas Chromatography Mass Spectometry

HPLC

High-performance liquid chromatography

ICP

Inductively-Coupled Plasma

NK

Natural killer cells

HIV

Human immunodeficiency virus

HPAEC – PAD

High

performance

anion

exchange

chromatography - pulsed amperometric
detection


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1: Thành phần hóa học của nấm Linh chi ..................................................... 6
Bảng 1.2: Các hoạt chất sinh học và dẫn xuất trong nấm Linh chi .......................... 7

Bảng 1.3: Một số ứng dụng của sóng siêu âm trong công nghệ thực phẩm ............ 15
Bảng 3.1: Lượng polysaccharide thu được .............................................................. 55


DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1: Các loại nấm Linh chi ................................................................................ 4
Hình 1.2: Cấu tạo cắt ngang của Nấm Linh chi ........................................................ 5
Hình 1.3: Công thức hóa học của β-glucan trong nấm Linh chi ............................. 11
Hình 1.4: Phân loại các loại sóng theo tần số ......................................................... 15
Hình 1.5: Phân tử phân cực sắp xếp lại vị trí trong trường điện từ ........................ 18
Hình 3.1: Nấm nghiền nhỏ dạng bột ........................................................................ 34
Hình 3.2 : Nấm dạng mảnh 2x10mm ....................................................................... 34
Hình 3.3: Ảnh hưởng của trạng thái nguyên liệu đến quá trình tách chiết ............. 34
Hình 3.4: Ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu/nước đến quá trình tách chiết ............. 35
Hình 3.5: Ảnh hưởng của thời gian đến quá trình tách chiết .................................. 37
Hình 3.6: Ảnh hưởng của nhiệt độ siêu âm đến quá trình tách chiết. ..................... 40
Hình 3.7: Ảnh hưởng của thời gian siêu âm đến quá trình tách chiết. .................... 41
Hình 3.8: Dịch tách chiết bằng vi sóng lần lượt từ 1 phút ÷ 5 phút ........................ 43
Hình 3.9: Ảnh hưởng của thời gian vi sóng đến quá trình tách chiết. .................... 44
Hình 3.10: Kết hợp vi sóng và siêu âm .................................................................... 46
Hình 3.11: Mẫu tách chiết hỗ trợ vi sóng từ 30 giây ÷ 210 giây ............................. 47
Hình 3.12: Khảo sát thời gian tách chiết thích hợp sử dụng vi sóng ...................... 47
Hình 3.13: Ảnh hưởng của dung môi đến quá trình tách chiết ............................... 49
Hình 3.14: Thời gian tách chiết thích hợp bằng dung môi NaOH 5% .................... 50
Hình 3.15: Nhiệt độ tách chiết thích hợp bằng NaOH 5% ...................................... 51
Hình 3.16: Kết quả sắc ký từ dịch thủy phân của polysaccharide sản phẩm .......... 55


Luận văn thạc sĩ

Nguyễn Hoàng Ngọc Minh

MỞ ĐẦU
Nấm Linh chi (hay Lingzhi – tiếng Trung Quốc; Reishi – tiếng Nhật Bản) là
một loại nấm dược liệu đặc biệt được biết đến trong nền y học phương Đông. Tác
phẩm "Thần nông bản thảo kinh" của Trung Quốc xếp Linh chi vào loại ―thần dược‖
cao hơn cả nhân sâm. "Bản thảo cương mục" của Lý Thời Trân xem Linh chi là loại
thuốc quý, có tác dụng bảo vệ gan, giải độc, bổ tim, bổ óc, tiêu đờm, lợi niệu, bổ dạ
dày. Gần đây, rất nhiều các nghiên cứu đến từ Trung Quốc, Nhật Bản, Mỹ… với các
kỹ thuật của khoa học hiện đại đã phát hiện nấm Linh chi có tác dụng phòng và chữa
một số bệnh.
Nhiều công trình nghiên cứu trên thế giới đã xác định được các hoạt chất của
Linh chi và tác dụng dược lý của chúng. Quả thể, sợi nấm và bào tử nấm Linh chi có
chứa một số các chất có hoạt tính sinh học mạnh như: Acid ganoderic, acid oleic,
ganodosteron, ganoderans, beta-D-glucan… Các nhà khoa học Việt Nam tìm thấy
trong nấm Linh chi có chứa 21 nguyên tố vi lượng cần thiết cho sự vận tải và chuyển
hóa các chất của cơ thể như: Đồng, sắt, kali, mangan, natri, canxi… [5].
Ngày nay, polysaccharide tách chiết từ nấm Linh chi được chứng minh có hoạt
tính dược lý như: Chống ung thư, kháng u, chống oxi hóa, làm tăng khả năng miễn
dịch trong cơ thể, diệt tế bào ung thư... [32].
Việc chiết xuất polysaccharide là một quá trình quan trọng trong các nghiên cứu
và ứng dụng polysaccharide sau này. Về cơ bản, chiết bằng nước nóng là phương pháp
được sử dụng rộng rãi nhất trong việc chiết xuất polysaccharide. Tuy nhiên, phương
pháp này có năng suất thấp, tiêu tốn thời gian, cần duy trì nhiệt độ cao, bởi vậy cần
thiết phải tìm một phương pháp khác khắc phục được các nhược điểm trên [14],[60].
Phương pháp tách chiết với sự hỗ trợ của sóng siêu âm và vi sóng có thể thúc
đẩy quá trình chiết xuất bởi vậy hứa hẹn sẽ cải thiện và đảm bảo hiệu suất tách chiết.

Viện CNSH&CNTP

1

2013 - 2015


Luận văn thạc sĩ

Nguyễn Hoàng Ngọc Minh

Trên cơ sở đó, chúng tôi tiến hành đề tài nghiên cứu: ―Ản
tố vật l

n iệu suất t

i t Pol s

ride từ nấm Lin

ƣởn

ủ

u

i‖.

Mục đích của đề tài:
Cải thiện năng suất chiết và nâng cao nồng độ polysaccharide sản phẩm bằng hỗ
trợ của phương pháp vật lý: Sóng siêu âm và vi sóng.

Nội dung nghiên cứu chính:
-

Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tách chiết như: trạng thái nguyên
liệu, nhiệt độ, thời gian, loại dung môi để tách chiết polysaccharide từ nấm Linh
chi đạt hiệu suất tốt nhất.

-

Khảo sát khả năngtách chiết polysaccharide từ nấm Linh chi bằng phương pháp
tách chiết trong dung môi ở điều kiện thường và có hỗ trợ của tác nhân vật lý:
Sóng siêu âm, vi sóng.

Viện CNSH&CNTP

2

2013 - 2015


Luận văn thạc sĩ

Nguyễn Hoàng Ngọc Minh

CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Tổn qu n về nấm Lin

i

1.1.1. Tên khoa học và phân loại

Nấm Linh chi có tên khoa học là Ganoderma lucidum, thuộc họ Nấm lim
(Ganodermataceae). Nấm Linh cho còn có những tên khác như Tiên thảo, Nấm trường
thọ, Vạn niên nhung…[4]
Vị trí phân loại:
Nấm Linh chi có vị trí phân loại đuợc thừa nhận rộng rãi hiện nay:
-

Giới:

Mycetalia

-

Ngành:

Basidiomycota

-

Lớp:

Basidiomycetes

-

Bộ:

Ganodermatales

-

Họ:

Ganodermataceae

-

Chi:

Ganoderma

-

Loài:

Ganoderma lucidum

Phân loại [8]:
Cách đây 400 năm, nhà y dược nổi tiếng của Trung Quốc Lý Thời Trân (1595)
đã phân ra các nhóm Linh chi chính theo màu sắc và khái quát tác dụng trị liệu của
chúng:
1. Nấm Linh chi xanh: Còn gọi là Thanh chi hay Long chi có màu xanh, vị chua,
tính bình, không độc, có tác dụng sáng mắt, bổ gan, an thần, tăng trí nhớ (Hình 1.1.a).
2. Nấm Lin

i ỏ: Còn được gọi là Hồng chi, Xích chi hay Đơn chi có màu đỏ,

vị đắng, tính bình, không độc, giúp tăng trí nhớ, dưỡng tim, trị tức ngực (Hình 1.1.b).
3. Nấm Linh chi vàng: Còn được gọi là Hoàng chi hay Kim chi, màu vàng vị
ngọt, tính bình, không độc, chuyên trị an thần, ích khí (Hình 1.1.c).

Viện CNSH&CNTP

3

2013 - 2015


Luận văn thạc sĩ

Nguyễn Hoàng Ngọc Minh

4. Nấm Lin

i trắn : Còn gọi là Bạch chi hay Ngọc chi, màu trắng vị cay, tính

bình, không độc, bổ phổi, thông mũi, an thần, chữa ho, nghịch hơi (Hình 1.1.d).
5. Nấm Linh chi tím: Còn được gọi với tên Tử chi hay Mộc chi, màu tím vị ngọt,
tính ôn, không độc, đặc trị đau nhức khớp xương, gân cốt (Hình 1.1.e).
6. Nấm Lin

i en: Còn được gọi là Hắc chi hay Huyền chi, màu đen, vị mặn,

tính bình, không độc, trị chứng bí tiểu, bổ thận (Hình 1.1.f).

Hình 1.1: Các loại nấm Linh chi
(a). Linh chi xanh; (b). Linh chi đỏ; (c).Linh chi vàng; (d). Linh chi trắng;
(e). Linh chi tím; (f). Linh chi đen
Trong đó, Linh chi đỏ là loại nấm có dược tính mạnh nhất, được sử dụng phổ
biến nhất ở Bắc Mỹ, Nhật, Hàn Quốc, Đài Loan, Trung Quốc…

1.1.2. Đặc điểm hình thái
Quả thể nấm Linh chi bao gồm: Mũ nấm và cuống nấm:

Viện CNSH&CNTP

4

2013 - 2015


Luận văn thạc sĩ

Nguyễn Hoàng Ngọc Minh

Cuống nấm: Thường hình trụ, cong, ít phân nhánh, dài từ 5 đến 15cm, đường
kính khoảng 0,5 đến 1cm. Lớp vỏ cuống có thể màu đỏ, nâu đỏ hoặc nâu đen, không có
lông trên bề mặt.
Mũ nấm: Khi non có hình trứng, lớn dần có hình quạt, đuờng kính 2 - 15cm, dày
0,8 – 1,2cm. Trên mặt mũ có vân gạch đồng tâm màu sắc từ vàng chanh - vàng nghệ vàng nâu - vàng cam - đỏ nâu - nâu tím, nhẵn bóng như láng vecni. Mặt dưới phẳng,
màu trắng hoặc vàng, có nhiều lỗ li ti.

Hình 1.2: Cấu tạo cắt ngang của Nấm Linh chi
Phần thịt nấm dày từ 0,4 – 2,2cm, màu vàng kem – nâu nhạt – trắng kem, phân
chia kiểu lớp trên lớp dưới. Trên lát cắt trên giải phẫu hiển vi, chỉ thấy đầu trên các sợi
phình hình chùy, màng rất dày, đan khít vào nhau, tạo thành lớp vỏ láng (dày khoảng
0,2 – 0,5mm). Nhờ lớp láng bóng không tan trong nước đó mà nấm chịu được mưa
nắng [8],[9].
1.1.3. Đặc điểm sinh trưởng
Trong tự nhiên nấm Linh chi phân bố rất rộng, đặc biệt trong các khu rừng thưa
của các nước nhiệt đới và cận nhiệt đới. Chúng có thể mọc trên gốc, rễ của các cây gỗ.

Nấm Linh chi hợp với bóng râm, ánh sáng khuếch tán nhẹ, nhiệt độ thích hợp từ 22 –
280C, độ ẩm 80 – 90%, môi trường có pH = 5,5 – 7. Nấm Linh chi sử dụng nguồn dinh
dưỡng trực tiếp từ cellulose, phát triển tốt trong môi trường giàu cacbon, nitơ, và các
chất khoáng [8].

Viện CNSH&CNTP

5

2013 - 2015


Luận văn thạc sĩ

Nguyễn Hoàng Ngọc Minh

1.1.4. Thành phần hóa học và dược tính sinh học
Từ những năm 1980 đến nay, bằng các phương pháp hiện đại: phổ kế UV (tử
ngoại), IR (hồng ngoại), sắc ký khối phổ (GC – MS), phổ cộng hưởng từ hạt nhân và
đặc biệt là kỹ thuật sắc ký lỏng cao áp (HPLC) cùng phổ kế plasma (ICP), đã xác định
chính xác gần 100 hoạt chất và dẫn xuất trong nấm Linh chi, các thành phần hóa học
được tổng quát như sau:
Bảng 1.1: Thành phần hóa học của nấm Linh chi
T àn p ần

Tỷ lệ

ất (%)

TLTK

Nước

12 – 13

[7]

Cellulose

54 – 59

[7],[50]

Lignine

13 – 14

[7]

Polysaccharide

6,0 – 11

[1]

Triterpenoid

5,0 - 10

[1]

Lipid

1,9 – 2,0

[7]

Tro

1,8 – 5,93

[50]

Saponin

0,3 – 1,23

[7]

Sterol

0,14 – 0,16

[7]

Protein

0,08 – 0,12

[7]

Thành phần khác

K, Zn, Ca, Mn, Na, khoáng thiết yếu, nhiều [7]
vitamin, amino acid, enzyme và hợp chất
alcaloid.

Nấm Linh chi cung cấp một lượng đáng kể các hoạt chất sinh học như
polysaccharide

(giàu

ß–glucan),

triterpenoid,

steroid,

saponin…

Trong

đó,

polysaccharide đuợc xem là nhóm chất rất quan trọng vì chúng là hợp chất quyết định
chất lượng của nấm Linh chi [42].

Viện CNSH&CNTP

6

2013 - 2015


Luận văn thạc sĩ

Nguyễn Hoàng Ngọc Minh

Bảng 1.2: Các hoạt chất sinh học và dẫn xuất trong nấm Linh chi [7]
Thành phần hoạt
chất
ARN

N óm

ất

Nucleic acid

Hoạt tín dƣợ l
Kích thích hệ miễn dịch

Vị trí
Bào tử

Chống virus
Adenosine

Nucleotide

Tăng sự lưu thông máu

Quả thể

Thư giãn cơ, giảm đau
Adenosine

Nucleotide

Tăng sự lưu thông máu

Hệ sợi nấm

Thư giãn cơ, giảm đau
Uridine, Uracil

Nucleotide

Phục hồi sự dẻo dai

Hệ sợi nấm

Beta – D - Glucan

Polysaccharide

Chống khối u

Quả thể

Kích thích hệ miễn dịch
Giảm luợng đuờng huyết
Bổ tim
Beta – D -glucan

Polysaccharide

Chống khối u

Hệ sợi nấm

Kích thích hệ miễn dịch
Tăng sản suất kháng thể
Ganoderic Acids

Triterpenoid

Chống dị ứng

Quả thể

Bảo vệ gan
Ức chế tổng hợp
cholesterol
Ganoderic Acids

Triterpenoid

Ganodermic Acid Triterpenoid

Bảo vệ gan

Hệ sợi nấm

Ức chế tổng hợp cholesterol

Hệ sợi nấm

Giảm huyết áp

Quả thể

T– O
Ganodermadiol

Triterpenoid

Ức chế ACE

Viện CNSH&CNTP

7

2013 - 2015


Luận văn thạc sĩ

Ling Zhi – 8

Nguyễn Hoàng Ngọc Minh

Protein

Chống dị ứng

Hệ sợi nấm

Điều hòa huyết áp
Ganodosterone

Steroid

Bảo vệ gan

Hệ sợi nấm

Oleic Acid

Acid béo

Chống dị ứng

Hệ sợi nấm

Alkaloid

Bổ tim

Quả thể

Glycoprotein

Ức chết khối u

Quả thể

Chống dị ứng

Hệ sợi nấm

Cyclooctasulpher
1.1.5. Tác dụng của Linh chi
1.1.5.1. Tăng cường hệ miễn dịch

Nhiều thành phần trong nấm Linh chi đã được chứng minh có tác dụng tăng
cường sự sinh trưởng và phát triển của các tế bào lympho (các tế bào chuyên biệt của
hệ miễn dịch), các bạch cầu đơn nhân, các tế bào NK (tế bào diệt tự nhiên). Một số
nghiên cứu được tiến hành trên chuột BALB/c cho thấy dịch chiết nấm Linh chi chứa
nhiều polysaccharide có tác dụng tăng cường hệ miễn dịch nhờ sự phát triển của các tế
bào lá lách và hoạt tính của các đại thực bào, ngoài ra nó còn có tác dụng làm tăng khả
năng hoạt động của các tế bào lympho T ở người [50].
1.1.5.2. Chống ung thư
-

Bảo vệ những tế bào khỏe mạnh khỏi tế bào ung thư.

-

Tăng cường khả năng hoạt động của hệ thống miễn dịch để tìm và tiêu diệt

những tế bào ung thư.

-

Giúp kiểm soát lại quá trình phân chia và lão hóa tế bào.

-

Giúp ngăn cản sự di căn của tế bào ung thư.
Trong đó một số nghiên cứu trên động vật cho thấy rằng β-glucan chiết xuất từ

nấm Linh chi ngăn cản sự phát triển của ung thư ruột già, phổi, dạ dày, tuyến tiền liệt,
bàng quang và não cũng như bệnh bạch cầu…

Viện CNSH&CNTP

8

2013 - 2015


Luận văn thạc sĩ

Nguyễn Hoàng Ngọc Minh

1.1.5.3. Chống oxy hóa
Những hợp chất có trong nấm Linh chi chủ yếu là các polysaccharide và các
triterpene có tác dụng chống lại quá trình oxy hoá tế bào. Những hợp chất chống oxi
hoá trong nấm Linh chi có tác dụng ngăn ngừa ung thư cũng như những căn bệnh nan y
khác. Ngoài ra chúng còn bảo vệ các thành phần có trong màng tế bào chống lại những

tổn thương do quá trình oxy hoá gây nên, qua đó giúp làm giảm những nguy cơ gây ra
đột biến và ung thư cũng như góp phần bảo vệ các tế bào miễn dịch [50].
1.1.5.4. Điều trị bệnh đái tháo đường
Những thành phần của nấm Linh chi đã được chứng minh là có tác dụng hạ
đường huyết đối với động vật. Hàng loạt các nghiên cứu của Shufeng Zhou chứng
minh rằng polysaccharide và triterpene tác động hữu hiệu trong việc điều trị bệnh đái
đường type 2 [49]. Các ganoderan A và B là hai polysaccharide được chiết tách từ thân
nấm Linh chi, sau khi được tiêm cho chuột bị tiểu đường với liều lượng 100mg/kg, cho
thấy tác dụng làm tăng lượng insulin và tác dụng hạ đường huyết vẫn tiếp tục kéo dài
suốt 24 giờ. Trong một nghiên cứu khác cũng được tiến hành trên chuột, người ta đã
chứng minh được rằng một polysaccharide khác có trong nấm Linh chi được gọi là
ganoderan C cũng có tác dụng hạ đường huyết [50].
1.1.5.5. Khả năng kháng HIV
Để khảo sát khả năng kháng HIV của các hợp chất trong nấm Linh chi, Masao
Hattori (2001) đã sử dụng dịch chiết từ quả thể trong thử nghiệm kháng virus HIV – 1
trên các tế bào lympho T ở người. Kết quả cho thấy có sự ức chế mạnh mẽ hoạt động
sinh sản của loại virus này [38].
1.2. Polysaccharide tron nấm Linh chi
Polysaccharide trong nấm Linh chi là những hợp chất cao phân tử cấu tạo từ
nhiều monosaccharide kết hợp lại với nhau. Chúng không tan trong các dung môi kém

Viện CNSH&CNTP

9

2013 - 2015


Luận văn thạc sĩ

Nguyễn Hoàng Ngọc Minh

phân cực và phân cực trung bình như alcohol, acetone, n-hexane, benzen, ethyl acetate,
tetrachloromethane, chloroform…nhưng tan trong các dung môi phân cực như nước,
NaOH, formamide và dimethylsulfoxide.
1.2.1. Thành phần Polysaccharide
Thành phần Polysaccharide ở nấm Linh chi nay đã được xác định, phân ly thành
hơn 200 loại, các phân đoạn có trọng lượng phân tử khác nhau, trong đó có 2 loại
polysaccharide chính:
-

GL-A: Galactose: Glucose: Rham: Xyl (3,2: 2,7: 1,8: 1,0) M = 23.000 Da

-

GL-B: Glucose: Rham: Xyl (6,8: 2,0: 1,0) M = 25.000 Da
Ngoài polysaccharide từ quả thể, polysaccharide cũng được thu nhận từ quá

trình nuôi cấy trong môi trường dịch lỏng và rắn, chúng vẫn có hoạt tính sinh học.
1.2.2. Vai trò dược học của Polysaccharide
Polysaccharide là một trong những thành phần hữu hiệu nhất chứa trong nấm
Linh chi, rất được các nhà y dược học coi trọng. Qua những nghiên cứu gần đây,
polysaccharide có hoạt tính dược lý rộng, góp phần quan trọng trong việc phòng chống
và chữa bệnh.
Vai trò dược học:
-

Kích thích hệ miễn dịch cơ thể;

-

Gia tăng khả năng dung nạp oxygen;

-

Giảm gốc tự do hydroxyl;

-

Ức chế khối u phát triển;

-

Bảo vệ cơ thể chống lại tia bức xạ;

-

Tăng chức năng gan;

-

Duy trì khả năng tái sinh tủy và cơ;

-

Tham gia tổng hợp ADN, ARN và protein.

Viện CNSH&CNTP

10

2013 - 2015


Luận văn thạc sĩ

Nguyễn Hoàng Ngọc Minh

Năm 1994, Lin Zhibin và Lei Lin Sheng đã xác định được trọng lượng phân tử
của polysaccharide từ Ganoderma lucidum là khoảng 7.100 – 9.300 đvC. Những tổng
kết về vai trò sinh dược học của nhóm polysaccharide ở các loài nấm Linh chi đã được
giới thiệu tại Hội thảo Bắc Kinh với các báo cáo của các tác giả Đài Loan, Trung Quốc,
Hoa kỳ. Đặc biệt các phức hợp polysaccharide – protein có hoạt tính chống khối u và
tăng tính miễn dịch đã được chỉ ra từ lâu. Lei L.S và Lin L.B (1993) đã chứng minh tác
dụng tăng sinh tổng hợp IL – 2 (Interleukine-2) và hoạt tính ADN polymerase ở chuột
già tuổi bởi polysaccharide, càng soi sáng thêm khả năng trẻ hóa, tăng tuổi thọ của nấm
Linh chi [7].
1.3. Beta – glucan (β-glucan)
1.3.1. Giới thiệu về β-glucan

Hình 1.3: Công thức hóa học của β-glucan trong nấm Linh chi [28]
β-glucan (beta-glucan) là một trong những polysaccharide phong phú nhất trong
thành tế bào nấm, được tạo nên từ các đơn phân tử D-glucose gắn với nhau qua liên kết
β-glycoside. Hình thức phổ biến nhất của β-glucan là chứa các đơn nguyên D-glucose
với các liên kết 1,3 gắn vào vị trí 1,6 tạo thành β-glucan 1,3 / 1,6.
1.3.2. Tính chất của β-glucan
β-glucan không hòa tan trong ethanol, aceton nhưng lại tan trong NaOH
và (CH3)2SO4. Sự hòa tan này do sự giảm bậc trong cấu trúc hóa học dưới tác động của

Viện CNSH&CNTP

11

2013 - 2015


Luận văn thạc sĩ

Nguyễn Hoàng Ngọc Minh

chất oxy hóa mạnh. β-glucan có nguồn gốc sinh học, thường tác động đến sự tăng
cường đáp ứng miễn dịch tế bào từ các loại kháng nguyên, nhiễm trùng, ung bướu.
Đặc biệt, β-glucan trong nấm Linh chi có thể giúp cải thiện sức khỏe cho những
người bị suy giảm chức năng miễn dịch, giảm hàm lượng cholesterol trong máu, một
số bệnh dị ứng, bệnh nhiễm trùng, làm chậm quá trình lão hóa, đem lại lợi ích cho sức
khỏe đối với bệnh nhân mắc bệnh về động mạch vành ở tim hay cơ chế giải độc cho cơ
thể.
1.4. C

u tố ản

ƣởn

n qu trìn t

i t

Chiết rắn – lỏng là một quá trình phân tách dưới tác dụng của một dung môi
lỏng để chuyển chất tan từ pha rắn sang pha lỏng. Để tách các hợp chất ra khỏi nguyên
liệu rắn ban đầu, thông thường người ta sử dụng các dung môi để hòa tan chất cần tách

(tách chiết chất rắn), sau đó sẽ loại bỏ dung môi và thu hồi chất cần tách [19].
1.4.1. Nguyên liệu
Màng tế bào: Đối với thực vật non hoặc các bộ phận mỏng, mềm, thành phần
màng tế bào chủ yếu là cellulose không tan trong nước và các dung môi hữu cơ khác,
bền với nhiệt độ, có tính mềm dẻo và đàn hồi, với loại nguyên liệu này, không nên
nghiền mịn khi chiết để hạn chế tạp chất lẫn trong dịch chiết. Ngược lại, đối với thực
vật đã già hoặc các bộ phận rắn chắc như hạt, thân gỗ, vỏ, rễ thì màng tế bào thường bị
gỗ hóa, cutin hóa, khoáng hóa… do đó dung môi chiết rất khó thấm vào trong tế bào,
các loại nguyên liệu dạng này cần nghiền nhỏ để tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình
chuyển chất.
Màng nguyên sinh: Có tính đàn hồi, không tan trong nước, kém bền nhiệt, là
môi trường dị thể phức tạp tạo thành những hợp chất cao phân tử tan trong nước. Do
đó, để hạn chế ảnh hưởng đến quá trình chiết, cần xử lý làm biến tính màng nguyên
sinh chất bằng các biện pháp như dùng nhiệt.

Viện CNSH&CNTP

12

2013 - 2015


Luận văn thạc sĩ

Nguyễn Hoàng Ngọc Minh

Cấu tử cần chiết trong nguyên liệu: Bản chất các cấu tử chiết ảnh hưởng tới việc
lựa chọn dung môi chiết. Nếu là chất phân cực thì thường chọn các dung môi phân cực
như nước, NaOH… ngược lại nếu là chất không phân cực hoặc phân cực yếu thì lựa
chọn các dung môi hữu cơ khác như n-hexane, acetone, chloroform, ethyl acetate…

Tạp chất trong dược liệu: Pectin, tinh bột, chất béo, tinh dầu, nhựa, và enzym…
thường có trong các phần của thực vật và có ảnh hưởng nhất định tới quá trình chiết.
Nếu hàm lượng các chất này trong nguyên liệu chiết cao thì cần có biện pháp xử lý dể
hạn chế ảnh hưởng xấu.
1.4.2. Dung môi
Dung môi là yếu tố rất quan trọng trong quá trình chiết. Muốn chiết một chất ra
khỏi một hỗn hợp chất ta phải chọn dung môi chiết có độ hòa tan chất cần chiết nhiều
hơn các chất còn lại. Để đảm bảo chất lượng sản phẩm thu được bằng phương pháp
tách chiết, dung môi cần đảm bảo các yếu tố sau:
-

Nhiệt độ sôi thấp: Để dễ dàng tách sản phẩm ra khỏi dung môi bằng phương

pháp chưng cất, nhưng không được thấp quá vì sẽ gây tổn thất dung môi, dễ gây cháy
và khó thu hồi dung môi (khó ngưng tụ). Dung môi không tác dụng hóa học với sản
phẩm;
-

Sức căng bề mặt và độ nhớt: Dung môi cần có khả năng thấm ướt nguyên liệu

và có độ nhớt không cao tránh ảnh hưởng tới quá trình trao đổi chất;
-

Dung môi không ăn mòn thiết bị, không gây mùi lạ cho sản phẩm và đặc biệt

không gây độc hại;
-

Dung môi phải rẻ tiền và dễ mua.

1.4.3. Yếu tố kỹ thuật
Nhiệt độ: Từ định luật Fick, khi nhiệt độ chiết tăng thì lượng chất khuếch tán
cũng tăng. Tuy nhiên, nhiệt độ cao cũng có bất lợi do làm trương nở tinh bột, tăng độ

Viện CNSH&CNTP

13

2013 - 2015


Luận văn thạc sĩ

Nguyễn Hoàng Ngọc Minh

tan không chỉ của chất cần thiết mà cả các tạp chất. Bên cạnh đó, chiết ở nhiệt độ cao
cũng làm tăng lượng dung môi thất thoát.
Thời gian: Thời gian đầu của quá trình chiết, các chất có phân tử lượng thấp
khuếch tán trước tiếp đó mới đến các chất có phân tử lượng cao. Vì vậy, cần chọn thời
gian chiết phù hợp để giảm tạp chất vào dịch chiết.
Khuấy trộn: Có tác dụng tạo ra chênh lệch nồng độ ở màng tế bào, tăng cường
tốc độ khuếch tán. Bên cạnh đó còn tránh được hiện tượng nhiệt cục bộ có thể gây cháy
khét.
Ngoài ra, các yếu tố về áp suất, dùng sóng siêu âm, lò vi sóng… cũng có những
tác động lên quá trình chiết.
1.5. C

t

n ân vật l

1.5.1. Ứng dụng phương pháp siêu âm trong tách chiết
Siêu âm (ultrasound) là sóng cơ học hình thành do sự lan truyền dao động của
các phần tử trong không gian có tần số lớn hơn giới hạn trên ngưỡng nghe của con
người (16-20kHz). Ngoài ra, sóng siêu âm có bản chất là sóng dọc (longitudinal wave)
hay sóng nén (compression wave), nghĩa là trong trường siêu âm các phần tử dao động
theo phương cùng với phương truyền của sóng [47].

Viện CNSH&CNTP

14

2013 - 2015


Luận văn thạc sĩ

Nguyễn Hoàng Ngọc Minh

Hình 1.4: Phân loại các loại sóng theo tần số
Siêu âm là một lĩnh vực đang được nghiên cứu và có tiềm năng phát triển trong
ngành công nghệ thực phẩm. Sóng siêu âm có tần số từ 20kHz đến trên 40kHz thường
được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực:
Bảng 1.3: Một số ứng dụng của sóng siêu âm trong công nghệ thực phẩm
Ứn dụn

iệu ứn

ơ ọ

Ứn dụn

iệu ứn

ó

ọ và ó sin

Trích ly các chất hoạt tính sinh học

Diệt khuẩn

Quá trình kết tinh chất béo, đường…

Xử lý dỏng chảy (nước thải)

Bài khí, phá bọt, kết tụ…

Điều chỉnh sự sinh trưởng của tế bào sống

Hỗ trợ lọc và sấy tách ẩm

Biến đổi hoạt tính enzyme

Lạnh đông

Tiệt trùng thiết bị công nghiệp

Khuấy trộn và đồng hóa
Làm mềm thịt…

Sử dụng siêu âm hỗ trợ tách chiết mang lại kết quả cao, Wang, X. và cộng sự
(2007) đã thành công trong việc sử dụng máy siêu âm để hỗ trợ tách chiết
polysaccharide từ nấm Linh chi trong dung môi nước làm tăng hiệu suất tách chiết
polysaccharide thô lên khoảng 3% so với phương pháp tách chiết truyền thống thông
thường [56].

Viện CNSH&CNTP

15

2013 - 2015


Luận văn thạc sĩ

Nguyễn Hoàng Ngọc Minh

1.5.1.1. Ưu, nhược điểm của phương pháp tách chiết bằng sóng siêu âm
Ưu điểm:
-

Làm tăng tốc độ hòa tan chất phản ứng, làm tăng tốc độ phản ứng, do đó rút
ngắn thời gian tách chiết;

-

Thiết bị dễ sử dụng, giảm sự tiêu hao năng lượng. Lượng hóa chất độc hại sử
dụng ít hơn, bảo vệ môi trường;

-

Hiệu suất tách chiết cao hơn so với một số phương pháp tách chiết truyền thống.
Sản lượng thu được cao hơn, sản phẩm có chất lượng tốt.

Nhược điểm:
-

Nhiệt độ sôi của các dung môi đạt được rất nhanh;

-

Có thể gây nổ.

1.5.1.2. Sử dụng sóng siêu âm trong quá trình tách chiết (UAE)
Sóng siêu âm sử dụng trong tách chiết có ba tác động sinh học sau:
-

Rung: Chuyển động sóng siêu âm tạo ra là rất nhanh, tác động lên các mô, tất cả

các tác động khác của sóng (nhiệt và tạo bong bóng) đều dựa trên tác động rung này.
-

Nhiệt: Chuyển động do sóng siêu âm là nguyên nhân chính tạo ra tác dụng

nhiệt. Trong một vài trường hợp sóng siêu âm có thể làm tăng tốc độ phản ứng lên gần
một triệu lần.
-

Sự tạo và vỡ bọt: Khi sóng siêu âm được truyền vào môi trường chất lỏng, các

chu trình kéo và nén liên tiếp được tạo thành. Trong suốt chu trình kéo/nén, bọt khí kéo
giãn và kết hợp lại cho đến khi đạt được cân bằng hơi nước ở bên trong và bên ngoài
bọt khí. Diện tích bề mặt bọt khí trong chu trình kéo lớn hơn trong chu trình nén vì vậy
sự khuyếch tán khí trong chu trình kéo lớn hơn và kích cỡ bọt khí cũng tăng khiến các
bọt khí nổ tung dữ dội. Khi đó các phân tử va chạm với nhau mãnh liệt tạo nên sự sốc
sóng trong lòng chất lỏng, kết quả là hình thành những điểm có nhiệt độ và áp suất cao.

Viện CNSH&CNTP

16

2013 - 2015