Nghiên cứu khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng tới quá trình tách chiết beta glucan từ lentinula edodes

Luận văn thạc sĩ

Lê Vân Thủy

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

LÊ VÂN THỦY

NGHIÊN CỨU KHẢO SÁT MỘT SỐ YẾU TỐ ẢNH
HƯỞNG TỚI QUÁ TRÌNH TÁCH CHIẾT BETA-GLUCAN
TỪ Lentinula edodes

LUẬN VĂN THẠC SĨ KĨ THUẬT
CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ SINH HỌC
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : PGS.TS.Quản Lê Hà

Hà Nội – Năm 2015

Viện CNSH & CNTP


Luận văn thạc sĩ

Lê Vân Thủy

LỜI CAM ĐOAN
Tôi là Lê Vân Thủy, tôi xin cam đoan nội dung trong luận văn này với đề tài
“Nghiên cứu khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng tới quá trình tách chiết
beta- glucan từ Lentinula edodes.” 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.

Học viên

Lê Vân Thủy

Viện CNSH & CNTP


Luận văn thạc sĩ

Lê Vân Thủy

LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành luận văn này, trước tiên tôi xin gửi lời trân 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 làm 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

Lê Vân Thủy

Viện CNSH & CNTP


Luận văn thạc sĩ

Lê Vân Thủy

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ...........................................................................................2
LỜI CẢM ƠN .................................................................................................3
MỤC LỤC .......................................................................................................4
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT ........................................7
DANH MỤC HÌNH ........................................................................................8
DANH MỤC BẢNG .....................................................................................10
MỞ ĐẦU .........................................................................................................1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN ..........................................................................3
11.Tổng quan v n m hư ng..................................................................................3
1.1.1.Giới thiệu chung v n m hư ng. ..................................................................3
1.1.1.1.Đặc điểm hình thái và đặc tính sinh học của nấm hương ..........................3
1.1.1.2.Giá trị dinh dưỡng của nấm hương ............................................................4
1.1.1.3.Tính chất dược học của nấm hương ..........................................................5
1.1.1.4. Tình hình sản xuất và tiêu thụ nấm hương trên thế giới và Việt Nam .....8
1.2.Polysaccharide trong n m ................................................................................9
1.2.1.Polysaccharide ................................................................................................9
1.2.2.Beta- glucan ..................................................................................................11
1.2.2.1.Giới thiệu chung về β-glucan .................................................................11
1.2.2.2.Nguồn nguyên liệu thu được β-glucan ....................................................14
1.2.2.3.Các ứng dụng của β- glucan ....................................................................15
1.2.3.Lentinan ........................................................................................................20

Viện CNSH & CNTP


Luận văn thạc sĩ

Lê Vân Thủy

1.3.Tổng quan các phư ng pháp tách chiết β-glucan từ n m ...........................22
1.3.1. Các phư ng pháp tách chiết β- glucan......................................................22
1.3.1.1.Tách chiết bằng nước nóng ......................................................................22
1.3.1.2.Tách chiết bằng phương pháp trích ly trong môi trường kiềm nóng .......22
1.3.1.3.Tách chiết bằng phương pháp áp lực .......................................................23
1.3.1.4.Tách chiết bằng phương pháp sóng siêu âm ............................................23
1.3.1.5.Tách chiết bằng dung dich ion (liqid ion)................................................23
1.3.2.Các phư ng pháp tách chiết β-glucan từ n m hư ng ..............................23
1.4.Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trích ly. ..............................................27
CHƯƠNG 2.VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .............30
2.1.Vật liệu nghiên cứu. ........................................................................................30
2.1.1.Đối tượng nghiên cứu ..................................................................................30
2.1.2.Thiết bị sử dụng trong nghiên cứu. ............................................................30
2.1.3.Hóa ch t được sử dụng trong nghiên cứu. ................................................30
2.2.Phư ng pháp nghiên cứu ...............................................................................30
2.2.1.Các đi u kiện cần nghiên cứu khảo sát trong quá trình tách chiết βglucan từ n m hư ng ..............................................................................................30
2.2.1.1.Khảo sát dung môi trích ly. .....................................................................32
2.2.1.2.Khảo sát thời gian trích ly. ......................................................................32
2.2.1.3.Khảo sát nhiệt độ trích ly. ........................................................................32
2.2.1.4.Khảo sát điều kiện trích ly .......................................................................32
2.2.1.5.Khảo sát số lần trích ly ............................................................................33
2.2.2.Xác định độ ẩm của n m hư ng .................................................................33
2.2.3.Phư ng pháp xác định hàm lượng đường tổng số bằng phư ng pháp

định lượng ................................................................................................................34

Viện CNSH & CNTP


Luận văn thạc sĩ

Lê Vân Thủy

2.2.4.Phư ng pháp xác định hàm lượng Protein thô bằng cách xác định hàm
lượng nito tổng (Phư ng pháp Kjeldahl) ..............................................................35
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ..............................................36
3.1.Khảo sát thời gian trích ly trong nước. .........................................................36
3.2.Khảo sát nhiệt độ trích ly trong nước. ..........................................................37
3.3.Khảo sát số lần trích ly trong nước. ..............................................................38
3.4.Khảo sát nồng độ dung môi ki m (dung dịch NaOH) .................................38
3.5.Khảo sát thời gian trích ly trong dung môi NaOH 3%. ..............................40
3.6.Khảo sát nhiệt độ trích ly của dung môi ki m (dung dịch NaOH 3%). .....41
3.7.Khảo sát số lần trích ly trong dung môi NaOH 3% ....................................42
3.8.Khảo sát thời gian trích ly trong dung môi NaOH 3%. ..............................44
3.9.Khảo sát quá trình trích ly có sử dụng sóng siêu âm...................................46
3.10.Khảo sát đi u kiện trích ly kết hợp hai dung môi với nhau. .....................48
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .....................................................................50
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...........................................................................51
PHỤ LỤC ......................................................................................................55

Viện CNSH & CNTP


Luận văn thạc sĩ

Lê Vân Thủy

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT
STT

Ký hiệu

Tên đầy đủ

1

AZT

azido- Thymidine

2

CBB G-250

Coomasie Brilliant Blue G-250

3

DNS

3,5-dinitrosalicylic acid

4

HĐP

Hoạt độ protease

5

L. edodes

Lentinula edodes

6

LEM

Lentinula edodes Mycelium

7

LeP

Lentinula edodes polysaccharide

8

PO

Hệ polyphenoloxidaza

9

v/p

Vòng/ phút

Viện CNSH & CNTP


Luận văn thạc sĩ

Lê Vân Thủy

DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Nấm hương (Lentinula edodes, Shiitake). ..........................................5
Hình 1.2. Cấu tạo phân tử ß-D-glucan của nấm................................................13
Hình 1.3. Mô hình antitumouractive-beta-D-glucan xoắn 3 sợi, cong bên phải
.................................................................................................................................14
Hình 1.4.Cấu trúc các tầng vật chất cấu tạo nên thành tế bào nấm ..................28
Hình2.1. Sơ đồ khảo sát các điều kiện trích ly β-glucan từ nấm hương ...........31
Hình2.3. Phương trình phản ứng giữa đường khử với DNS acid. ....................34
Hình 3.1. Khảo sát thời gian trích ly trong nước ảnh hưởng đến hàm lượng
đường khử. ..............................................................................................................36
Hình 3.2. Biểu đồ khảo sát nhiệt độ trích ly trong nước ảnh hưởng đến hàm
lượng đường. ...........................................................................................................37
Hình 3.3.Biểu đồ so sánh hàm lượng đường qua các lần trích ly trong nước...38
Hình 3.4. Khảo sát nồng độ dung môi NaOH ảnh hưởng đến hàm lượng đường
được tách chiết. .......................................................................................................39
Hình 3.5. Biểu đồ khảo sát thời gian trích ly trong dung môi NaOH 3% ảnh
hưởng đến hàm lượng đường được tách chiết. .......................................................40
Hình 3.6. Biểu đồ kết quả khảo sát nhiệt độ trích ly trong dung môi NaOH 3%
ảnh hưởng đến hàm lượng đường. ..........................................................................41

Hình 3.7. Biểu đồ hàm lượng đường thu được qua các lần trích ly của dung
môi NaOH 3% ảnh hưởng đến hàm lượng đường được tách chiết.........................43
Hình 3.8.Biểu đồ so sánh hàm lượng đường các lần trích ly ở nước và NaOH
3% ảnh hưởng đến hàm lượng đường. ....................................................................44
Hình 3.9. Biểu đồ hàm lượng đường thu được theo thời gian trong dịch trích ly
đã được trung hòa....................................................................................................45

Viện CNSH & CNTP


Luận văn thạc sĩ

Lê Vân Thủy

Hình 3.10. Biểu đồ so sánh hàm lượng đường giữa dịch trung hòa và dịch
không trung hòa trong dung môi NaOH 3%. ..........................................................46
Hình 3.11. Biểu đồ so sánh hàm lượng đường ở 2 dung môi khi không có và có
thêm điều kiện sóng siêu âm trong quá trình trích ly. .............................................47
Hình 3.12. Biểu đồ so sánh quá trình tách chiết kết hợp và không kết hợp của 2
dung môi ảnh hưởng đến hàm lượng đường. ..........................................................49

Viện CNSH & CNTP


Luận văn thạc sĩ

Lê Vân Thủy

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Thành phần hóa học của nấm hương (trong 100g nấm hương)..................4

Bảng 1.2. Các polysaccharide có hoạt tính chống ung thư được phân lập từ nấm
dược liệu Basidiomycete ...........................................................................................11
Bảng 1.3. Cấu trúc của β-glucan được tách từ một số nguồn khác nhau. .................14
Bảng 1.4. Một số ứng dụng điển hình của β-glucan trong thực phẩm ......................19
Bảng1.5. So sánh 2 phương pháp tách chiết β-D-glucan từ Lentinula edodes .........24

Viện CNSH & CNTP


Luận văn thạc sĩ

Lê Vân Thủy

MỞ ĐẦU
Như chúng ta đã biết, ung thư (cancer) là tên dùng chung để mô tả một nhóm
các bệnh phản ảnh những sự thay đổi về sinh sản, tăng trưởng và chức năng của tế
bào. Các tế bào bình thường trở nên bất thường (đột biến) và tăng sinh một cách
không kiểm soát, xâm lấn các mô ở gần hoặc xa thông qua hệ thống máu. Ung thư
không chỉ là một bệnh mà là nhiều bệnh, trên thế giới đã phát hiện ra hơn 100 loại
ung thư khác nhau.
Bệnh ung thư là một trong những nguyên nhân gây tử vong hàng đầu trên thế
giới. Theo thống kê cho thấy, năm 2005 trong tổng số 56 triệu người tử vong trên
thế giới, bệnh ung thư là nguyên nhân gây tử vong cho 7,6 triệu người (chiếm 13%
tổng số người) trên toàn thế giới. Hơn 70% ca tử vong mà nguyên nhân chính do
ung thư gây ra năm 2005 xuất hiện ở các quốc gia có thu nhập bình quân trung bình
và thấp. Những ca tử vong do ung thư sẽ tiếp tục tăng lên, với mức ước tính là sẽ có
khoảng 9 triệu người chết do ung thư vào năm 2015 và 11,4 triệu người chết do ung
thư vào năm 2030. 40% ca ung thư có thể bị ngăn chặn bằng các biện pháp ăn uống
khỏe mạnh, tham gia các hoạt động thể chất…
Theo thông tin được đưa ra tại hội thảo khoa học Ung bướu quốc gia lần thứ

VII vào năm 2013, mỗi năm Việt Nam có khoảng 150.000 người mới mắc ung thư
và 75.000 người tử vong do căn bệnh này, tức là 205 người/ngày và con số này dự
báo sẽ còn tăng cao. Giới chuyên môn cho rằng, nguyên nhân chính khiến người
Việt chết vì ung thư tăng cao có liên quan đến lối sống và thói quen ăn uống hang
ngày. Một thống kê đã chỉ ra rằng, 90% - 95% trường hợp bệnh ung thư là do di
truyền, chỉ 5% - 10% là do di truyền. Ngoài ra, các nghiên cứu còn cho thấy độ tuổi
mắc bệnh ung thư ở nước ta so với thế giới trẻ hơn.
Với sự gia tăng số bệnh nhân mắc bệnh và tỉ lệ tử vong do ung thư gây ra
ngày càng tăng cao, thì việc phòng và chữa trị bệnh ung thư được coi như một vấn
đề cấp thiết hiện nay. Y học trên thế giới nói chung và ở Việt Nam nói riêng đã và
đang có rất nhiều phương pháp điều trị, hiện có 3 phương pháp điều trị ung thư chủ
yếu là phẫu thuật, hóa trị và xạ trị ngoài ra còn có một số phương pháp điều trị mới
Viện CNSH & CNTP

1


Luận văn thạc sĩ

Lê Vân Thủy

đang bắt đầu được ứng dụng vào điều trị cho bệnh nhân ung thư như sinh hóa, nội
tiết, liệu pháp gen… Ngoài ra, để ngăn chặn và phòng chống ung thư, thói quen ăn
uống sinh hoạt hàng ngày của con người cũng được thay đổi tích cực, việc bổ sung
các loại thực phẩm chức năng hay các loại thuốc có chứa các chất kháng u đang
ngày càng được ưa chuộng.
Do đó, việc nghiên cứu các tác nhân có tác dụng phòng ngừa và chống u rồi
từ đó nghiên cứu, phát triển ra các loại thực phẩm chức năng chứa các tác nhân đó
đang là hướng đi được tập trung nghiên cứu trên thế giới và Việt Nam. Hiện nay,
trên thị trường thực phẩm chức năng ở nước ta, các sản phẩm có chứa β-glucan

đang được ngày càng ưa chuộng. Ngoài ra, các nghiên cứu về việc tách chiết βglucan để phòng và chống u đã đạt được những thành quả nhất định trong một vài
năm trở lại đây. Các nghiên cứu của các nhà khoa học Nhật Bản, Đức, Mỹ… đã cho
kết quả khẳng định β-glucan được tách chiết từ nấm hương có tác dụng đến việc
điều trị phòng và chống u.
Trong nghiên cứu này, đề tài được thực hiện nghiên cứu: “Khảo sát một số
yếu tố ảnh hưởng tới quá trình tách chiết β-glucan từ Lentinula edodes”. Đối
tượng nghiên cứu là nấm hương khô của Việt Nam.
Nội dung chính của để tài bao gồm:
-

Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tách chiết β-glucan từ
Lentinula edodes.

-

Các yếu tố cần khảo sát:
 Dung môi trích ly.
 Nồng độ dung môi trích ly.
 Số lần trích ly.
 Thời gian trích ly.
 Nhiệt độ trích ly.
 Điều kiện sóng siêu âm trong quá trình trích ly.

Viện CNSH & CNTP

2


Luận văn thạc sĩ

Lê Vân Thủy

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
11.Tổng quan v n m hư ng.
1.1.1.Giới thiệu chung v n m hư ng.
1.1.1.1.Đặc điểm hình thái và đặc tính sinh học của nấm hương.
Nấm hương (tên thường gọi ở Việt Nam) còn có những tên gọi khác như:
nấm đông cô, hương cô, Shiitake (Nhật Bản). Tên gọi khoa học của nấm hương là
Lentinula edodes. Nấm hương thuộc họ Tricholomataceae, bộ Agaricaless, lớp phụ
Hymenomycetidae, lớp Holobasidiomycetes (hoặc Homobasidio-mycetes hay
Eubasidiomycetes), ngành phụ Basidiomycotina, ngành nấm thật Eumycota, giới
nấm Mycota hay Fungi [2].
Nấm hương thuộc nhóm nấm hoại sinh, nhóm nấm mọc trên gỗ. Nấm hương
có hình dáng giống cái ô, mũ nấm có đường kính từ 4 - 10cm, màu nâu nhạt, khi
chín chuyển sang màu nâu sậm. Ban đầu, mũ nấm có dạng nón nhọn ở giữa, sau trải
rộng ra và bằng phẳng, viền mũ thường cuộn vào trong; mặt ngoài mũ nấm có màu
nâu đến đen, rải rác những vảy trắng. Phiến nấm có màu trắng, nhưng nếu bị dập
hay bị già thì bị biến thành màu nâu; bề ngang của phiến nấm tương đối rộng, có xu
thế bám vào cuống nấm. Mặt trên tai nấm màu nâu, mặt dưới có nhiều bản mỏng
xếp lại. Trên mặt nấm cũng có những vảy nhỏ màu trắng, thịt nấm màu trắng, cuống
hình trụ [2].
Nấm hương mọc tự nhiên ở nhiều quốc gia và lãnh thổ như: Nhật Bản, Trung
Quốc, Hàn Quốc, Đài Loan, Việt Nam… Nấm hương sống trên nhiều loại gỗ như:
gố si, gỗ sồi, gỗ hạt dẻ, gỗ thích [45].
Các thông số quan trọng cho sự phát triển của nấm hương: [22, 23]
-

Nhiệt độ sợi nấm phát triển tốt nhất: 24 - 26°C.

-

Độ ẩm cơ chất: 65 - 70%.

-

Độ ẩm không khí: ≥ 80°C.

-

Độ pH trung tính.

Viện CNSH & CNTP

3


Luận văn thạc sĩ

-

Lê Vân Thủy

Ánh sáng không cần thiết trong giai đoạn sợi nấm phát triển. Trong
giai đoạn hình thành quả thể cần ánh sáng khuếch tán.

-

Độ thông thoáng trung bình.

Bảng 1.1. Thành phần hóa học của nấm hương (trong 100g nấm hương)

(Bisen.P.S,2010) [44]
Thành phần

Khối lượng

Độ ẩm

4,7g

Protein

22,8g

Chất béo

2,1g

Tro

6g

Carbohydrate

64,4g

Năng lượng

411

Photpho

439mg

Magie

200mg

Canxi

127mg

Sắt

20,1mg

Kẽm

4,3mg

Mangan

5,1mg

Đồng

0,9mg

Crom

140µg

1.1.1.2.Giá trị dinh dưỡng của nấm hương:
Nấm hương có giá trị dinh dưỡng cao, sử dụng nấm hương làm rau như một
thực phẩm cung cấp vitamin (vitamin B1, B2; vitamin PP; vitamin D2…), chất
khoáng (Fe, Mn, K, Ca, Mg, Cd, Cu, P và Zn) cho cơ thể. Đặc biệt trong hệ sợi nấm
cũng có đầy đủ đủ vitamin và khoáng chất như quả thể, bổ sung chất dinh dưỡng
cho sinh vật.

Viện CNSH & CNTP

4


Luận văn thạc sĩ

Lê Vân Thủy

Các chất tạo nên hương thơm: xeton, sunfit, ankan, acid béo… Theo Mizuno
yếu tố tạo nên hương thơm, vị ngon của nấm là monosodium glutamate, nucleotit,
amino acid tự do, chuỗi peptid, acid hữu cơ (acid malic, acid fumalic, acid glutaric,
acid oxalic, acid lactic…) và các loại đường [3, 45].
Hơn nữa trong nấm hương có hơn 40 loại enzyme, đáng chú ý nhất là
enzyme ß(1-3) glucozidaza, kitinaza, esteraza, lipoidaza, ligindaza, almondaza,
pepsin, loxintinaza, tannaza, pectinaza, saccaraza, transferaza, maltaza, xenlulaza,
lactaza, preoxydaza,… [45]

Hình 1.1. Nấm hương (Lentinula edodes, Shiitake).
1.1.1.3.Tính chất dược học của nấm hương.
Các hoạt chất được tách chiết từ hệ sợi của nấm hương:
 .Chế phẩm LEM (Lentinula edodes Mycelium) :

Đây là một thành công lớn của Nhật Bản và Trung Quốc khi chiết xuất thành
công từ hệ sợi của nấm hương lên men trên bã mía. LEM rất giàu Lentinula - một
hoạt chất quan trọng nhất của nấm hương, nó có thể được chiết xuất từ quả thể hay
sinh khối sợi nấm, là chất chính tạo nên tính dược lý của nấm hương.

Viện CNSH & CNTP

5


Luận văn thạc sĩ

Lê Vân Thủy

LEM được tách chiết từ hệ sợi nấm hương ở dạng bột, 1kg bột nấm hương
cho khoảng 6-7g LEM.
 Chế phẩm LAP :
LAP là chế phẩm được tách chiết từ hệ sợi nấm hương, dung dịch hệ sợi nấm
hương + 4 lần thể tích ethanol được gọi là LAP (LAP = 0,3g LEM). Hệ sợi nấm
Lentinula edodes và LAP là glycoprotein bao gồm đường glucose, galactose,
xylose, arabinose, manoza, fructozo. LEM và LAP cũng chứa các dẫn xuất của acid
nucleic và vitamin B (như B1, B2) và ergosterol, tạo nên giá trị dinh dưỡng và tính
dược lý của sợi nấm…
Năm 1990, từ LEM các nhà nghiên cứu đã thu được EP3, đây là một cơ chất
hoạt hóa miễn dịch bao gồm nhiều nhóm cacboxyl. Chính vì vậy, LEM và LAP
kích thích hoạt hóa hệ thống miễn dịch chống lại bệnh tật.
 Hệ sợi nấm hương ở dạng bột :
Sinh khối sợi nấm hương chế biến và bổ sung thành thực phẩm bổ dưỡng ở
dạng bột. Dạng bột ăn liền này có thể sử dụng tiện lợi như dạng bột canh hoặc có
thể pha với nước sôi trước khi sử dụng. Chúng ta có thể dễ dàng tìm thấy các sản

phẩm dạng này ở các siêu thị ở Nhật Bản [45].
 Tính chất dược học.
Hệ sợi nấm hương chứa một loại polysaccarit tên là Lentinan - hoạt chất
quan trọng nhất của hệ sợi nấm hương cũng như quả thể nấm, hoạt chất Lentinan
tạo nên tính dược lý cho nấm hương.
Lentinan được chiết xuất từ sinh khối sợi nấm hương và là thành phần chính
của hệ sợi. Năm 1969 các nhà khoa học của Nhật Bản đã chứng minh rằng Lentinan
là một loại polysaccharide - công thức nguyên tử là (C6H10O)n như các loại tinh bột
khác nhưng có trọng lượng phân tử 5x1015.
Ngoài ra còn có mannose peptit KS-Z với trọng lượng phân tử khoảng 69,5x104, glycoprotein (hiệu quả chống HIV còn mạnh hơn cả so với thuốc AZT),
chất eritadenine (làm giảm colesterin trong máu) [45].

Viện CNSH & CNTP

6


Luận văn thạc sĩ

Lê Vân Thủy

 Sử dụng nấm hương giúp con người phòng và chữa bệnh :
Hoạt tính chống ung thư: Lentinan trong nấm hương đã được chấp nhận
như một liệu pháp phụ trợ trong tiến trình dùng hóa trị liệu. Nó có khả năng kích
thích tế bào của hệ miễn dịch làm tăng sức đề kháng. Nó cũng kích thích các tế bào
"sát thủ tự nhiên" trong cơ thể để chúng tấn công các tế bào ung thư. Nó còn có tác
dụng chống virus viêm gan B. Các thử nghiệm cũng cho thấy chất Lentinan đơn độc
không có tác dụng gì đối với HIV, nhưng nếu kết hợp với AZT thì tác dụng diệt
virus tăng lên 24 lần so với dùng AZT đơn độc. Lentinan còn có khả năng giúp
những người bị lao phổi chống lại độc tố của vi khuẩn lao. Đặc biệt, khi bệnh nhân

được trị liệu bằng lentinan thì thời gian sống sót cho bệnh nhân được tăng lên.
Hoạt tính kháng sinh: Chihara [32] đã chứng minh khả năng của Lentinan
trong kháng khuẩn, kháng virus, kháng nấm bệnh và ký sinh trùng. Đặc biệt,
Lentinan làm giảm mạnh sự suy sụp khi trị liệu bằng hóa chất cho chuột gây lao
phổi thực nghiệp, chống lại sự xâm chiếm của virus viêm não, virus Abelson,
Schistosoma mansoni và Schistosoma japonicum, chống bội nhiễm khuẩn ở các
bệnh nhân AIDS. Do Lentinan có khả năng làm tăng đề kháng của vật chủ khỏi sự
tấn công của virus ung thư và virus lạ.
Hoạt động ngoại trừ chlosterol: Nấm hương có thể làm giảm chlosterol
trong máu do có chứa chất Eritidenin. Chất Eritidenin (Lentysin Lentinacin) được
Mizuno xác định trong quả thể nấm hương nuôi trồng [51, 52].Chất này về sau lại
được Lelik và cộng sự xác định trong sinh khối sợi lên men công nghiệp và đã được
chứng minh là có khả năng làm giảm mức chlosterol và các lipid trung tính trong
máu [38]. Chính vì vậy nấm hương có hiệu quả đối với các bệnh nhân tim mạch có
hàm lượng chlosterol trong máu cao.
Hoạt tính chống virus, vi khuẩn và ký sinh: Lentinan và dẫn xuất của nó
có tác dụng chống lại vi khuẩn, virus (kể cả virus AIDS) và nhiễm kí sinh trùng.
Trong nghiên cứu in vitro cho thấy Lentinan khi được sử dụng cùng thuốc AZT
(azido - Thymidine) có thể ngăn chặn virus làm giảm miễn dịch ở người (virus
HIV) trên tế bào T hơn là chỉ sử dụng AZT đơn độc [53].

Viện CNSH & CNTP

7


Luận văn thạc sĩ

Lê Vân Thủy

1.1.1.4. Tình hình sản xuất và tiêu thụ nấm hương trên thế giới và Việt Nam.
Tình hình trên Thế giới
Đầu thế kỉ 20, nấm hương đã được nuôi trồng nhân tạo ở quy mô công
nghiệp tại Nhật, Pháp, Mỹ. Nấm hương đang được trồng theo phương pháp đơn
giản ở quy mô lớn ở nhiều tỉnh của Trung Quốc (Phúc Kiến, Chiết Giang, Giang
Tây, Giang Tô,…). Năm 1994, tỉnh Phúc Kiến trồng được 190.000 tấn nấm hương
với 15.000 tấn nấm hương xuất khẩu. Năm 1993, tỉnh Chiết Giang trồng được
185.000 tấn nấm với 8.500 tấn xuất khẩu [2]. Gần đây, Nhật Bản, Trung Quốc,
Triều Tiên là những nước trồng nhiều nấm hương nhất thế giới, tổng sản lượng
hàng năm đạt trên 1 triệu tấn. Sản phẩm nấm được sử dụng chủ yếu ở dạng tươi và
dạng sấy khô. Các nước này còn đang phát triền sản xuất sinh khối sợi nấm hương
và đang cung cấp cho các thị trường trong và ngoài nước một số sản phẩm dạng bột
và dạng lỏng rất có giá trị về dinh dưỡng và phòng trị bệnh.
Chế phẩm LEM (Lentinula edodes Mycelium) chiết xuất từ hệ sợi nấm
hương lên men trên giá thể bã mía được coi là một thành công lớn của Nhật Bản và
Trung Quốc.
Trên toàn thế giới, đặc biệt là Châu Âu đều ưa chuộng nấm hương, nấm
hương có giá thành khá cao do nó có giá trị về dinh dưỡng và là "thực phẩm chức
năng", ngoài ra một yếu tố tác động lên giá thành do điều kiện ươm trồng nấm
hương tương đối khó, thời gian phát triển dài, năng suất thấp. Một số nghiên cứu
trong và ngoài nước đã sử dụng chất thải nông nghiệp và công nghiệp chế biến để
cung cấp nguồn carbon cho nuôi trồng rắn và lỏng [22]. Trong các siêu thị Nhật
Bản, có bán bột nấm hương thu được từ sinh khối sợi nấm.
Từ nhu cầu về dinh dưỡng, tác dụng phòng và chữa bệnh của nấm hương,
các nước trên thế giới đã không ngừng nghiên cứu các quá trình tách chiết các hoạt
tính sinh học từ nấm hương, nhằm mục đích thu được hàm lượng hoạt tính cao nhất
với quá trình hiệu quả nhất, chi phí tiết kiệm nhất.

Viện CNSH & CNTP

8


Luận văn thạc sĩ

Lê Vân Thủy

Tình hình ở Việt Nam
Từ ngày xưa, nấm hương đã trở thành một thực phẩm quen thuộc với người
Việt Nam, rất nhiều món ăn được chế biến với nấm hương luôn xuất hiện trên mâm
cơm người Việt. Nhưng dù sao, việc ươm trồng loại nấm này ở nước ta vẫn chưa
được phát triển mạnh mẽ, nấm hương được tiêu thụ ở nước ta dưới dạng quả thể
nấm sấy khô - được nhập từ Trung Quốc, loại nấm khô này được bày bán rộng rãi ở
thị trường trong nước.
Hiện nay, có một số tỉnh đã tiến hành trồng nấm hương ở quy mô nhỏ vì còn
phụ thuộc vào điều kiện thời tiết, nấm hương chỉ thích hợp trồng vào mùa đông ở
miền Bắc nước ta. Một số tỉnh đã triển khai trồng nấm như: Cao Bằng, Hà Giang,
Lào Cai, Lạng Sơn…
1.2. Polysaccharide trong n m
1.2.1.Polysaccharide
Polysaccharide là một tổ hợp các đại phân tử sinh học đa dạng về cấu trúc và
xuất hiện rộng rãi trong tự nhiên. Chúng chứa các đặc điểm cấu trúc lặp đi lặp lại,
đó là các polyme của saccharide đơn dư thừa kết nối với nhau bằng liên kết
glycosidic. Do đó, chúng khác biệt so với protein và acid nucleic về mặt cấu trúc.
Polysaccharide có sức chứa thông tin sinh học lớn nhất bởi vì chúng có khả năng
cao nhất trong việc thay đổi cấu trúc linh hoạt. Các acid amin trong protein và các
acid nucleic chỉ có thể kết nối với nhau bằng một cách duy nhất, trong khi các đơn
vị saccharide đơn trong oligosaccharide và polysaccharide có thể kết nối với nhau
tại nhiều điểm để tạo thành cấu trúc phân nhánh hoặc tuyến tính rộng lớn [50]. Do
đó, khả năng thay đổi dễ dàng cấu trúc polysaccharide tạo ra sự linh hoạt cần thiết

trong cơ chế quản lý chính xác của tương tác tế bào - tế bào trong các sinh vật bậc
cao như con người.
Có thể không phải tất cả nhưng hầu hết các loại nấm Basidiomycete đã được
chứng minh là có chứa các polysaccharide miễn dịch và chống u hiệu quả. Trong
một nghiên cứu gần đây, Reshetnikov et al (2001) [47] đã liệt kê ra 650 loại nấm và
7 loại trong số 182 chi của Herero- và Homo-basidimycete bậc cao có chứa hoạt

Viện CNSH & CNTP

9


Luận văn thạc sĩ

Lê Vân Thủy

tính polysaccharide, có thể được lấy từ thân nấm, sợi nấm nuôi cấy hoặc canh lỏng
nuôi cấy. Tóm lại, thông thường thì số lượng và mức độ các polysaccharide được
tách chiết từ thân nấm sẽ nhiều hơn từ các nguồn nuôi cấy khác.
Mãi đến cuối những năm 1960, những nghiên cứu về các chất chống ung thư
mới được thực hiện, tiêu biểu là các báo cáo kết luận của Ikekawa et al. (1968,
1969) [11,47] và Chihara et al., (1969, 1970) [7, 9]. Họ đã chỉ ra rằng việc tách
chiết các loại nấm khác nhau thể hiện khả năng chống u đáng kể trên đối tượng chủ.
Những quan sát này ngay lập tức thu hút sự quan tâm của công chúng. Theo cả hai
cách nghiên cứu, các hợp chất đều được dễ dàng tách chiết trong nước nóng và cho
thấy có hàng loạt các loại polysaccharide. Các polysaccharide đều không độc hại và
đều có tác động đến các khối u ngay sau khi được sử dụng. Việc cấy ghép ở các loài
có liều lượng chuẩn và có kế hoạch phù hợp đóng vai trò cần thiết để đạt được hiệu
quả chống u [33, 34].
Các polysaccharide chống u được cô lập khỏi nấm (gồm thân nấm, sinh khối

sợi nấm nuôi và canh lỏng nuôi cấy). Chúng được xác định như các ß-D-glucan hòa
tan với những chuỗi carbonhydrate dị loại gồm đường pentose, manoza, galactoze,
acid uronic hoặc tổng hợp ß-D-glucan-protein hay còn gọi là các proteoglycan
(Bảng 1.2). Theo một quy luật chung, các glucan được kết nối bởi protein có khả
năng kháng thể cao hơn các glucan tương ứng. Các agent chống u polysaccharide
được phát triển thương mại hóa ở Nhật bản, xem bảng 1.2.

Viện CNSH & CNTP

10


Luận văn thạc sĩ

Lê Vân Thủy

Bảng 1.2. Các polysaccharide có hoạt tính chống ung thư được phân lập từ nấm
dược liệu Basidiomycete (Wasser and Weis, 199b).
Đơn vị phân loại
Phragmobasidiomycetes
Auriculariales
Auriculariacea
Auricularia auriculajudae

Quả thể

Sinh khối sợi nấm nuôi
cấy

Nuôi cấy

canh lỏng

1-3)- β-glucan

-

-

(Bull.) Wettst.
Tremellales
Tremellaceae
Tremella fuciformisBerk. Glucuronoxylomannan, Glucuronoxylomannan
T-7, T-19
(exopolysaccharides),
mannose, xylose,
glucuronic
acid
Xylose, glucuronic acid,

Xylose,
glucuronic
acid,

1.2.2.Beta- glucan
1.2.2.1.Giới thiệu chung về β-glucan
ß-glucan cơ bản là một cấu trúc lặp lại với các đơn vị D-glucose kết nối với
nhau theo chuỗi tuyến tính nhờ sợi beta (ß). Chúng có thể mở rộng từ cacbon 1 của
1 vòng saccharide cho đến carbon 3 của vòng tiếp theo (ß 1-3), từ carbon 1 đến
carbon 4 (ß 1-4), hoặc từ carbon 1 đến carbon 6 (ß 1-6). Hầu hết sẽ có một chuỗi
chính, có thể là ß 1-3, ß 1-4 hoặc chuỗi hỗn hợp ß 1-3, ß 1-4 với chuỗi bên ß 1-6.

Mức độ hoạt tính chống ung thư có liên quan đến khối lượng phân tử, sự phân
nhánh và hòa tan trong nước. Việc nghiên cứu các cấu trúc không gian của phân tử
bằng phân tích NMR và nhiễu xạ tia X quang đã cho thấy rõ ß-D-glucan có cấu trúc
xoắn 3 sợi, cong bên phải [28]. Không phải tất cả các ß-D-glucan trong nấm đều có
khả năng chống u. Sự xuất hiện rộng rãi của khả năng này phụ thuộc vào tính hòa

Viện CNSH & CNTP

11


Luận văn thạc sĩ

Lê Vân Thủy

tan, kích cỡ của phân tử và hệ thống liên kết ß-(1-6) trong chuỗi chính ß-(1-3). Một
vài ß-glucan không tan có thể tan trong kiềm loãng và sau đó có khả năng kháng u
[30].
Lentinan từ Lentinula edodes và Schizophylla từ S. commune là hai loại ß-Dglucan tốt nhất từng được nghiên cứu và bán trên thị trường. Cả hai đã thể hiện khả
năng chống u và miễn dịch cao. Chúng bao gồm một chuỗi chính gồm các đơn vị
glucopyrasonyl ß-D-(1-3) với các đơn vị nhánh glucopyrasonyl ß-D-(1-6) ở quãng
trung bình khoảng 3 đơn vị chuỗi chính, mức độ phân nhánh (DB 0,33) và khối
lượng phân tử đạt lần lượt 500.000 và 450.000 [19]. Trong mỗi một lô ß-D-glucan
như vậy đều có sự thay đổi đáng kể trong khối lượng phân tử. Người ta cho rằng
khả năng miễn dịch của ß-D-glucan có thể một phần nào đó không cụ thể và được
xác định bởi kích thước hơn là cấu trúc hóa học [29].
Các ß-D-glucan có nguồn gốc từ loài riêng lẻ có các cấu trúc phân tử độc
đáo[43]. Người ta cho rằng các cấu trúc ở tầng cao hơn (xoắn ba) của các ß-Dglucan với khối lượng phân tử cao có thể là nguyên nhân của khả năng miễn dịch
đáng kể này [16]. Chỉ những phân tử có khối lượng lớn hơn mới hình thành cấu trúc
xoắn ba rõ ràng. Các đơn vị nhánh glucopyranosyl ß-D làm cho cấu trúc này ổn

định hơn. Chúng ta hoàn toàn có đủ bằng chứng để chứng minh cả Lentinan và
Schizophylla đều chỉ hoạt động khi chúng tồn tại trong một cấu trúc xoắn đơn giản
[49].
Từ những quan điểm về cấu trúc, người ta đưa ra giả thuyết khả năng chống
u của (1->3) ß-glucan nằm ở cấu trúc xoắn ốc của xương sống glucan, có thể ba sợi,
nhưng có lẽ quan trọng hơn cả là sự có mặt của các nhóm hydrophyllic nằm trên bề
mặt ngoài của xoắn ốc. Hơn nữa, việc tăng khả năng hòa tan cũng làm tăng khả
năng miễn dịch và vị trí của nhóm thay thế phù hợp cũng đóng vai trò rất quan
trọng [30].
Những nghiên cứu gần đây đã chỉ ra rằng sự tập trung polysaccharide trong
một số loại nấm dược liệu có thể bị tác động bởi các giai đoạn phát triển của thân
nấm và cả thời gian sau thu hoạch và điều kiện bảo quản nấm [18, 36]. Hoạt tính

Viện CNSH & CNTP

12


Luận văn thạc sĩ

Lê Vân Thủy

miễn dịch của các tách chiết từ L.edodes giảm đáng kể khi nấm được cất giữ ở nhiệt
độ 20°C trong 7 ngày. Trong khi đó, khả năng miễn dịch không thay đổi ở nhiệt độ
bảo quản thấp (1°C và 5°C). Sự giảm khả năng miễn dịch này có liên quan đến việc
giảm nồng độ Lentinan, mà việc này có thể do giảm hoạt động của các ß-glucan bên
trong [36]. Một loạt các thí nghiệm tương tự ung được thực hiện để kiểm tra khả
năng miến dịch của tách chiết từ L.edodes đã chỉ ra rằng khả năng miễn dịch tăng
trong quá trình phát triển của thân nấm sẽ khiến cho sự trưởng thành của nó chậm đi
ở giai đoạn cuối. Những hoạt động này được thực hiện đồng thời cùng với những

thay đổi tương tự về nồng độ lentinan, ß-glucan tương ứng [41].
Những quan sát trên có vai trò rất quan trọng cả về mặt dược học và thực
phẩm chức năng. Nấm dược liệu bắt buộc phải được thu hoạch ở nồng độ ß-glucan
tối ưu trong thân nấm và thân nấm sau khi thu hoạch cần phải được bảo quản ở
nhiệt độ chuẩn trước khi chết biến và tiêu thụ. Điều đó có nghĩa chắc chắn việc sử
dụng nám dược liệu ở những vùng xa xôi sẽ giảm hiệu quả do điều kiện môi trường
không thích hợp và do sự hao hụt ß-D-glucan.

Hình 1.2. Cấu tạo phân tử ß-D-glucan của nấm.

Viện CNSH & CNTP

13


Luận văn thạc sĩ

Lê Vân Thủy

Hình 1.3.Mô hình antitumouractive-beta-D-glucan xoắn 3 sợi, cong bên phải.
1.2.2.2.Nguồn nguyên liệu thu được β-glucan.
β-glucan thu được từ các nguồn khác nhau như: nấm men, tảo, nấm đông
cô… Cấu trúc β-glucan thu được từ các nguồn khác nhau thì khác nhau, thông
thường chúng thường có những cấu trúc đặc trưng và được liên kết bởi các glucose
theo các cách khác nhau [57]. Cấu trúc β-glucan thu được từ các nguồn khác nhau
được miêu tả ở bảng 1.3:
Bảng 1.3. Cấu trúc của β-glucan được tách từ một số nguồn khác nhau.
Cấu trúc β-glucan

(1,3)-β-glucans

(1,3),(1,6)-β-glucans

Viện CNSH & CNTP

Nguồn chứa β-glucan
- Vi khuẩn Alcaligenes faecalis curdlan
- Tảo Euglena gracilis – paramylon
- Poria cocos – pachyman
- Vitis vinifera – callose
- Thông (Larix laricina) – laricinan
- Tảo Laminaria sp. – laminarin
- Claviceps purpurea – glucan thành tế

14


Luận văn thạc sĩ

(1,3),(1,6)-β-glucans
(liên kết với (1,6)-β-glucosyl
hay β-gentobiosyl mạch nhánh)

(1,3),(1,6)-β-glucans
(Có nhiều mạch nhánh xen kẽ)
(1,3),(1,4)-glucans (liên kết với
(1,4) -glucosyl mạch nhánh)

Lê Vân Thủy

bào
- Sclerotinia sclerotiorum – glucan thành
tế bào
- Tảo nâu Eisenia bicyclis – laminarin
- Nấm Lentinula edodes – glucan thành tế
bào
- Nấm men Saccharomyces cerevisiae –
glucan thành tế bào
- Ngũ cốc
- Địa y Cetraria islandica lichenin
- Nấm ăn (Pleurotus ostreatus) glucan
thành tế bào

1.2.2.3.Các ứng dụng của β- glucan:
1.2.2.3.1.Tăng cường khả năng miễn dịch:
Cơ thể chúng ta có các tế bào bạch cầu lớn hay còn gọi là "đại thực bào" –
macrophages như thực bào - Phagocytes, bạch cầu trung tính (neutrophils) và các tế
bào khác được tìm thấy trong tất cả các mô của cơ thể chúng ta. Các tế bào này giúp
tiêu diệt vi khuẩn, tế bào lạ xâm nhập cơ thể, các tế bào đã và đang chết, các tế bào
đột biến và các chất độc khác trong máu. Bạch cầu là những tế bào quan trọng nhất
trong hệ thống miễn dịch của cơ thể chúng ta. Ví dụ, các tế bào “sát thủ tự nhiên”
(NK) giúp tiêu diệt các tế bào ung thư và các tế bào nhiễm bệnh đi kèm. Những tế
bào quan trọng trong hệ thống miễn dịch này bằng cách nào đó được kích hoạt và
tăng cường bởi β-glucan [39].
Tại Đại học Tulane tại New Orleans vào năm 1987 các nhà nghiên cứu cho
thấy β-glucan tăng cường sản xuất interleukin-1 (IL-1) và interleukin-2 (IL-2) ở
chuột.Mức độ huyết tương của IL-1 và IL-2 của chúng được đo sau khi chuột được
cung cấp β- glucan. Họ kết luận: "1,3 β- glucan tăng cường tạo ra IL-1 và IL-2 và
việc tăng cường sản xuất lymphokine có thể được duy trì đến 12 ngày" (Mức
lymphokine cao sẽ kích thích hệ miễn dịch).

Viện CNSH & CNTP

15