Nghiên cứu khả năng phát triển hệ sợi và hình thành thể quả của nấm Pleurotus citrinopileatus Simg trên các nguồn cơ chất sẵn có tại trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

MA THIÊN NGA
Tên đề tài:
NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG PHÁT TRIỂN HỆ SỢI VÀ HÌNH THÀNH
THỂ QUẢ CỦA NẤM Pleurotus citrinopileatus sing TRÊN CÁC
NGUỒN CƠ CHẤT SẴN CÓ TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC
NÔNG LÂM THÁI NGUYÊN

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Hệ đào tạo:

Chính quy

Ngành:

Công nghệ sinh học

Khoa:
Khóa học:

CNSH-CNTP
2014-2018

Thái Nguyên – 2018


ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

MA THIÊN NGA
Tên đề tài:
NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG PHÁT TRIỂN HỆ SỢI VÀ HÌNH THÀNH
THỂ QUẢ CỦA NẤM PLEUROTUS Pleurotus citrinopileatus sing TRÊN
CÁC NGUỒN CƠ CHẤT SẴN CÓ TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC
NÔNG LÂM THÁI NGUYÊN

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Hệ đào tạo:

Chính quy

Ngành:

Công nghệ sinh học

Lớp:

K 46 CNSH

Khoa:

CNSH-CNTP

Khóa học:
2014-2018
Người hướng dẫn: ThS.Vi Đại Lâm

Thái Nguyên – 2018


3

i

LỜI CẢM ƠN
Với lòng biết ơn sâu sắc nhất, em xin gửi đến quý Thầy Cô ở Khoa
CNSH-CNTP đã truyền đạt vốn kiến thức và kinh nghiệm quý báu cho em và
tập thể K46 CNSH trong suốt thời gian học tập tại trường. Xin chân thành
cám ơn thầy Vi Đại Lâm đã nhiệt tình hướng dẫn em hoàn thành khóa thực
tập tốt nghiệp.
Đợt thực tập tốt nghiệp 6 tháng là những bước đi đầu tiên của chúng em
trong quá trình sử dụng kiến thức và kỹ năng thực hành đã được học để tạo ra
những giá trị cụ thể, có ích cho bản thân và xã hội. Tuy nhiên do còn hạn chế
và nhiều bỡ ngỡ do vậy không tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong nhận
được những ý kiến đóng góp quý báu của quý thầy cô và các bạn để được
hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!

Thái Nguyên, ngày……. Năm 2018
Sinh viên

Ma Thiên Nga


4

i

DANH MỤC TỪ VÀ THUẬT NGỮ VIẾT TẮT

ATP

: Adenosine triphosphate

CNSH-CNTP

: Công nghệ sinh học-Công nghệ thực phẩm

N

: Ni-tơ

ADN

: deoxyribonucleic acid

TCA

: Tricarboxylic acid

C:N

: Carbon:Ni-tơ


3

3

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 3.1. Tên các loại hóa chất sử dụng trong thí nghiệm............................ 23
Bảng 3.2. Các thiết bị sử dụng trong thí nghiệm .......................................... 23
Bảng 4.1. Các hình thức làm meo nấm ......................................................... 32
Bảng 4.2. Một số cơ chất phù hợp cho quá trình tạo thể quả nấm ngô .......... 35


4

4

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 2.1. Nấm ngô (Pleurotus citrinopileatus) ............................................... 5
Hình 4.1. Giống nấm phân lập trên môi trường PDA ................................... 30
Hình 4.2. Giống nấm phân lập trên tăm bông ............................................... 31
Hình 4.3. Meo giống trên thóc...................................................................... 33
Hình 4.4. Meo giống trên cành keo .............................................................. 34
Hình 4.5. Cơ chất sản xuất phôi nấm............................................................ 36
Hình 4.6. Thể quả nấm ngô trên các loại nguyên liệu sẵn có ........................ 37


5

MỤC LỤC
Phần 1. MỞ ĐẦU ......................................................................................... 1
1.1.Đặt vấn đề ................................................................................................ 1

1.2.Mục tiêu của đề tài ................................................................................... 2
1.2.1.Mục tiêu tổng quát................................................................................. 2
1.2.2.Mục tiêu cụ thể ...................................................................................... 2
1.3.Ý nghĩa khoa học và thực tiễn .................................................................. 3
1.3.1.Ý nghĩa khoa học của đề tài ................................................................... 3
1.3.2.Ý nghĩa thực tiễn của đề tài ................................................................... 3
Phần 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ............................................................... 4
2.1. Mở đầu .................................................................................................... 4
2.1.1 Giới thiệu chung về nấm Pleurotus citrinopileatus................................. 5
2.1.2. Những yếu tố cần thiết cho sự phát triển của nấm................................. 7
2.1.3. Các yếu tố vật lý ................................................................................. 11
2.1.4. Một số phương pháp chuẩn bị nguyên liệu trồng nấm......................... 14
2.1.5 Sự chuyển hóa nguyên liệu trong quá trình xử lý ................................. 16
2.1.6. Các vi sinh vật trong quá trình xử lý nguyên liệu............................... 17
2.1.7. Khả năng phân giải cơ chất bằng enzyme ngoại bào của sợi nấm ....... 19
2.2. Tổng quan tình hình trong nước và trên thế giới .................................... 20
2.2.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới ...................................................... 20
2.2.2. Tình hình nghiên cứu trong nước........................................................ 21
Phần 3. ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
.....23
3.1. Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu ....................................... 23
3.2. Hóa chất và thiết bị nghiên cứu ............................................................. 23
3.2.1. Hóa chất ............................................................................................. 23
3.2.2. Thiết bị nghiên cứu............................................................................. 23
3.2. Nội dung nghiên cứu ............................................................................. 24


6

3.3. Phương pháp nghiên cứu ....................................................................... 24

3.3.1. Phân lập giống nấm ngô Pleurotus citrinopileatus Sing ...................... 24
3.3.2. Phương pháp sản xuất meo nấm ......................................................... 25
3.3.3. Xác định được các loại cơ chất giàu cellulose khác nhau thích hợp cho
sự phát triển của bịch phôi nấm và hình thành thể quả ................................. 26
Phần 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ............................ 30
4.1. Phân lập giống nấm ngô Pleurotus citrinopileatus Sing ......................... 30
4.2. Sản xuất meo giống trên thóc ............................................................... 32
4.3. Xác định được các loại cơ chất giàu cellulose khác nhau thích hợp cho sự
phát triển của bịch phôi nấm và hình thành thể quả ...................................... 34
Phần 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ...................................................... 39
5.1. Kết luận................................................................................................. 39
5.2. Kiến nghị............................................................................................... 39
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................... 40


1

1

Phần 1
MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề
Ngành nuôi trồng nấm hiện nay đang dần chiếm một vai trò quan trọng
trong ngành sản xuất nông nghiệp ở Việt Nam. Không chỉ cung cấp lương
thực, thực phẩm mà còn giúp giải quyết vấn đề việc làm, tăng thu nhập, cải
thiện đời sống cho người dân.
Nấm có giá trị dinh dưỡng cao, cụ thể: Hàm lượng protein chỉ sau thịt,
cá, chứa đầy đủ các thành phần glucid, các amino acid, chất khoáng, vitamin,
nấm còn có các hoạt chất sinh học như: Các chất đa lượng, các nucleic acid,
cellulose. Vì vậy nấm được xem như là một loại “rau sạch”, “thịt sạch”, ngoài

ra nhiều loại nấm còn có ý nghĩa trong nghiên cứu dược liệu. Nguyên liệu để
sản xuất nấm nhìn chung dễ tìm kiếm, giá thành rẻ thường tận dụng những
nguồn nguyên liệu sẵn có ở địa phương như mùn cưa, rơm rạ, bã mía. Việc
sản xuất nấm đã mang lại hiệu quả kinh tế cao, còn góp phần xử lý những sản
phẩm phế thải công nghiệp, nông nghiệp, góp phần bảo vệ môi trường nâng
cao chất lượng cuộc sống [12]. Hiện nay có rất nhiều lọai nấm có giá trị dinh
dưỡng, giá trị kinh tế cao trên thị trường như linh chi, đùi gà, mộc nhĩ, nấm
hương, nấm rơm. Trong đó nấm Pleurotus citrinopileatus Sing (còn gọi là
nấm ngô) tỏ ra có nhiều ưu điểm thích hợp để phát triển tại các vùng nông
thôn, miền núi. Trong khi hầu hết việc nuôi trồng các loại nấm ăn thông
thường cần nhiệt độ mát để tạo thể quả, nấm Pleurotus citrinopileatus lại có
khả năng ra thể quả trên nền nhiệt độ cao của mùa hè ở miền Bắc Việt
Nam[7]. Đây là một lợi thế của nấm ngô và có thể khắc phục việc gián đoạn
trong quá trình nuôi trồng nấm ăn của người dân trước những ảnh hưởng của
thời tiết.


2

2

Mặc dù nguyên liệu nuôi trồng nấm là các chất thải nông, lâm nghiệp,
nghèo chất dinh dưỡng, thành phần dinh dưỡng của nấm Pleurotus
citrinopileatus Sing có tính đa dạng cao. Nấm giàu các chất khoáng và các
amino acid tan trong nước, amino acid không thể thay thế như: Lyzin,
tryptophan, các amino acid chứa nhóm lưu huỳnh, đồng thời chứa một lượng
lớn các vitamin quan trọng. Về mặt dược học, nấm được cho là có thể ngăn
ngừa một số bệnh như: Giảm cholesterol trong máu, tiểu đường, béo phì, tim
mạch, kháng ung thư, đặc biệt nấm có tác dụng bổ thận, tráng dương nên rất
tốt cho nam giới, nhất là nam giới bị nhược dương. Trên thực tế rất khó có thể

thường xuyên mua được nấm ngô trên địa bàn thành phố Thái Nguyên vì
lượng nấm sản xuất còn ít. Quá trình sản xuất nấm về cơ bản là không khó
trên lý thuyết, nhưng khi đi vào hoạt động sản xuất thực tế sẽ phát sinh nhiều
trở ngại như số lượng giống lớn, chi phí vận chuyển cao, thời gian bảo quản
lâu, phương pháp khử trùng kém do thiết bị lạc hậu và hơn hết là nguồn
nguyên liệu không chủ động. Nguyên liệu sản xuất nấm hiện nay chủ yếu là
rơm rạ, mùn cưa nhưng vì lý do mùa vụ, hoạt động khai thác gỗ hợp pháp
không diễn ra thường xuyên làm nguồn nguyên liệu bị hạn chế và không ổn
định vì vậy cần tìm hiểu thêm các nguồn nguyên liệu đa dạng sẵn có.
Xuất phát từ giá trị của nấm, nhu cầu của người dân cũng như tình
hình sản xuất thực tiễn hiện nay, chúng tôi tiến hành đề tài “Nghiên cứu
khả năng phát triển hệ sợi và hình thành thể quả của nấm Pleurotus
citrinopileatus Simg trên các nguồn cơ chất sẵn có tại trường Đại học
Nông Lâm Thái Nguyên”.
1.2. Mục tiêu của đề tài
1.2.1. Mục tiêu tổng quát
Nghiên cứu, tìm ra những loại nguyên liệu trồng nấm Pleurotus
citrinopileatus Sing có sẵn, dễ kiếm phục vụ cho quá trình sản xuất thực tiễn.
1.2.2. Mục tiêu cụ thể


3

3

- Phân lập được giống nấm ngô
- Sản xuất thành công giống nấm ngô
- Xác định được các loại cơ chất giàu cellulose khác nhau thích hợp cho
sự phát triển của bịch phôi nấm
- Sản xuất thử nghiệm thể quả nấm ngô tại trường Đại học Nông Lâm

Thái Nguyên
1.3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
1.3.1. Ý nghĩa khoa học của đề tài
Đề tài bổ sung những thông tin khoa học về quá trình phân lập giống
nấm ngô trong điều kiện thực tiễn bao gồm những rủi ro, trở ngại và những
giải pháp khắc phục. Bên cạnh đó, các quá trình thử nghiệm ứng dụng các lý
thuyết khoa học kế thừa từ nhiều nghiên cứu trước vào thực tiễn sản xuất, rút
ngắn khoảng cách giữa lý thuyết và thực hành. Trong quá trình tiến tới các
mục tiêu đặt ra, quá trình thí nghiệm có thể kiến tạo những phương pháp hoặc
kỹ thuật mới, nâng cao ý nghĩa thực tiễn của các nghiên cứu khoa học.
1.3.2. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài
Đề tài được bắt đầu từ những vấn đề thực tiễn sản xuất và nhu cầu xã
hội. Kết quả nghiên cứu của đề tài là cơ sở để góp phần phát triển và phổ biến
công nghệ nuôi trồng nấm sâu rộng tới người dân. Hạ giá thành nấm ăn và các
sản phẩm từ nấm, đưa nấm trở thành mặt hàng dễ tiếp cận với người dân. Sử
dụng có hiệu quả những phế liệu nông, lâm nghiệp có nguy cơ gây ô nhiễm
môi trường, góp phần giải quyết công ăn việc làm cho lao động ở các vùng
nông thôn.


4

4

Phần 2
TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1. Mở đầu
Trong lịch sử nấm được phân loại vào nhóm thực vật bậc thấp. Cơ sở
phân loại là cấu trúc đơn giản về mặt hình thái và giải phẫu. Nấm không có rễ

thực, thân thực, lá thực, hoa thực và hạt thực, thành tế bào của nấm có nhiều
nét tương đồng của thành tế bào thực vật. Ngày nay, những nghiên cứu hiện
đại đã cho thấy nấm có những đặc điểm riêng, đặc trưng tách thành một giới
riêng gọi là giới “Myceteae”. Trên thực tế nấm khác biệt so với động vật và
thực vật thành tế bào của nấm có thành phần khác với thành tế bào thực vật.
Nấm sống dị dưỡng nhưng không giống động vật. Chúng hấp thụ dinh dưỡng
từ bên ngoài chứ không phải từ hệ thống tiêu hóa.
Ở nhiều quốc gia, thuật ngữ nấm -“mushroom” được sử dụng theo những
cách khác nhau. Thông thường chúng đề cập tới những loài nấm lớn hay tất cả
những loài nấm có thân và mũ hoặc những nấm có nhiều cùi (nấm thịt). Việc
sử dụng thuật ngữ này bao gồm những loại nấm ăn được và những loại nấm
dược liệu. Hiện nay, ở Việt Nam cũng như trên thế giới, từ “nấm” có thể được
hiểu là từ dùng để chỉ các nấm lớn có thể quả rõ ràng có thể mọc trên mặt đất
hoặc nằm ở dưới mặt đất đủ lớn để có thể nhìn thấy bằng mắt thường và có
thể hái bằng tay.
Hình dạng chung của nấm thường là dạng ô gồm mũ và thân nấm. Nhiều
loài có vòng hoặc đốt hoặc có bao. Nhiều loài nấm có hình dạng như chiếc
cốc mềm và nhiều loại có dạng hình tròn như quả bóng. Nhiều loài có thể
mọc thành cụm cũng có thể có dạng san hô, có thể có màu vàng hoặc màu
cam cũng có thể có hình dạng giống như tai người. Trên thực tế rất khó có thể
đánh giá được toàn vẹn sự đa dạng của nấm. Cấu trúc mà người dân thường
gọi là nấm thường dùng để chỉ cấu trúc thể quả mà không đề cập tới hệ sợi.


5

5

Phần dinh dưỡng của nấm là hệ sợi. Hệ sợi bao gồm một hệ thống các
sợi, nhánh đan xen lan khắp cơ chất hoặc các thân gỗ hoặc có thể trong đất

hoặc trong nguyên liệu giàu lignocellulosic. Sau giai đoạn sinh trưởng với
những điều kiện thích hợp hệ sợi nấm sẽ tạo ra cấu trúc thể quả thực hiện
chức năng sinh sản.
Nấm có thể được phân chia thành 4 nhóm: (1) Nấm dầy thịt và có thể ăn
được; (2) Nấm dược liệu; (3) Nấm độc; (4) Những loại nấm chưa được biết
đến. Ở Việt Nam những loại nấm thường gặp như nấm sò, nấm rơm, nấm
hương, nấm kim châm, nấm linh chi, nấm đông trùng hạ thảo đều thuộc 2
nhóm đầu tiên. Hầu hết đã được khai thác ở quy mô hộ gia đình hoặc quy mô
công nghiệp.
2.1.1 Giới thiệu chung về nấm Pleurotus citrinopileatus
Nấm Pleurotus citrinopileatus, còn gọi là nấm ngô hay nấm sò vàng tên
khoa học là thuộc ngành nấm đảm Basidiomycota, lớp: Agaricomycetes, họ
nấm sò Pleurotaceae (Hình 1).

Hình 2.1. Nấm ngô (Pleurotus citrinopileatus)


6

6

Nấm được biết đến bởi những đặc tính về dược học trên bệnh nhân đái
tháo đường, có khả năng chống ô xy hóa, đồng thời có nhiều đặc điểm cảm
quan tích cực trong lĩnh vực thực phẩm như màu sắc đẹp, mùi vị ngon, giàu
dinh dưỡng. Trong nuôi trồng, nấm ngô có khả năng sinh trưởng mạnh mẽ và
các điều kiện nuôi trồng đơn giản. Điều này thu hút sự quan tâm của các nhà
sản xuất và người tiêu dùng. Theo mô tả của Fredrick Musieba và cộng sự,
nấm ngô trong tự nhiên được tìm thấy trong các khu rừng ẩm ướt, trên các
thân, cành cây gỗ mục của cây bản xứ như cây Antiaris toxicaria(Pers.)Lesch,
tạo thành các cụm nấm màu vàng. Mũ nấm tươi có thể có đường kính 1015cm bề ngang rộng 15-19 cm, bề mặt lồi hoặc dẹt, hình quạt, trơn nhẵn khi

nhỏ, khi già có thể xoăn lại. Các đảm của nấm lớn, nhiều thịt, xếp trồng lên
nhau hình quạt chia đôi, khi già sẽ có vảy nhỏ, gốc ngắn, cứng, độ dày khoảng
1,5 cm, bề rộng khoảng 1,5 cm, phiến nấm có màu sáng mép lá mỏng, gầy.
Bào tử nấm ngô có thành mỏng, trơn, có hình trụ hoặc bán hình trụ, kích
thước từ 7.5-9.0 x 3.0-3.5µ m. Sợi nấm có liên kết dạng móc, hệ sợi
kiểu “monomitic” (trong cấu trúc hệ sợi chỉ có 1 loại sợi nấm thực hiện vai trò
sinh bào tử). Các mẫu nấm cho thấy sự đồng nhất cao về hình thái. Điều này
được quan sát thấy không chỉ với các mẫu được thu thập từ tự nhiên mà còn
với cả những thể quả thu nhận được trong quá trình nuôi trồng [7].
Họ Pleurotaceae (nấm sò) có khả năng thích nghi rộng với nhiều loại
nguyên liệu rơm, rạ, cỏ khô, thân ngô, dây lạc, lõi ngô, mùn cưa, gỗ vụn, gỗ
cành, bông phế thải, khô dầu... cũng tùy vào từng địa phương có thể chọn loại
nấm và các loại nguyên liệu phù hợp. Nguyên liệu trồng nấm là những nguồn
cơ chất giàu lignocellulosic, có vai trò hỗ trợ cho sự sinh trưởng, phát triển và
tạo thể quả của sợi nấm. Quá trình chuẩn bị cơ chất thường gọi là
“composting”, sản phẩm cuối cùng gọi là “compost”.


7

7

2.1.2. Những yếu tố cần thiết cho sự phát triển của nấm
2.1.2.1. Carbon
Các nguồn carbon cung cấp cả năng lượng và những thành phần cấu trúc
cho các tế bào nấm. Thông thường các loại nấm rất linh hoạt trong việc sử
dụng các nguồn carbon. Có nhiều loại nấm sử dụng các polysaccharides,
monosaccharides, acid hữu cơ, amino acids, các hợp chất polycyclic, một số
hợp chất cồn nhất định, những sản phẩm tự nhiên như lignin và cellulose làm
nguồn các bon. Các cơ chất cơ bản cho các loại nấm trong môi trường tự

nhiên là các nguyên liệu thực vật. Trong đó, thành tế bào thực vật bao gồm
các polysaccharides, cellulose, lignin, và hemicellulose, là những nguồn cung
cấp carbon cho nấm. Đây là những polysaccharides không tan và do vậy để
nấm có thể hấp thụ và sử dụng, chúng phải được phân giải thành các đơn vị
có thể hòa tan. Quá trình này được thực hiện nhờ các enzyme ngoại bào có
khả năng phân giải các polysaccharides thành monosaccharides. Trong phòng
thí nghiệm nguồn carbon phổ biến glucose, được hầu hết các loại nấm sử
dụng tốt mặc dù một số loại nấm phát triển tốt hơn trên những nguồn carbon
khác và một số phát triển mạnh trong những hỗn hợp nhiều nguồn carbon.
Nồng độ của nguồn carbon là yếu tố cần được kiểm soát tốt, thông thường
không nên vượt quá 2% so với mức tối ưu. Trên thực tế cũng tồn tại những
ngoại lệ. Một số loài nấm men có nhu cầu nguồn carbon cao gấp hàng chục
lần để đạt được mức độ tăng trưởng cao nhất. Trong quá tŕnh phát triển, vai tṛ
của carbon là “khung xương” của tất cả các hợp chất hữu cơ, đồng thời chúng
cũng cung cấp năng lượng cho các hoạt động sống của nấm [10].
2.1.2.2. Ni tơ
Ni tơ có vai trò quan trọng trong việc tổng hợp các proteins, purines,
pyrimidines và chitin. Trong đó chitin là một polysaccharide chứa ni tơ
thường gặp trong thành tế bào của nhiều loại nấm. Nấm sử dụng nhiều nguồn
ni tơ để tổng hợp nên những phân tử quan trọng này. Chưa có những thông


8

8

tin rõ ràng về khả năng các loại nấm bao gồm các vi nấm sử dụng các ni tơ
trong khí quyển. Những nguồn ni tơ được nấm sử dụng bao gồm nitrate,
ammonium ion, và ni tơ hữu cơ. Những nghiên cứu về sự trao đổi chất của ni
tơ trên các vi sinh vật bao gồm những vi sinh vật mang đột biến của nhóm

nấm nang Neurospora, đã dẫn tới nhận định khái quát sau: Những loài có thể
sử dụng nitrate cũng có thể sử dụng ammonium và ni tơ hữu cơ và những loài
sử dụng ammonium cũng có thể sử dụng các ni tơ hữu cơ. Không có loại nấm
nào đã biết có khả năng sử dụng tất cả các nguồn ni tơ. Tuy nhiên các nguồn
ni tơ hữu cơ có thể được sử dụng bởi tất cả các loại nấm đã biết [10].
2.1.2.3. Khoáng
Bên cạnh những nhu cầu thiết yếu về carbon và ni tơ, những yếu tố khác,
mặc dù ở những nồng độ thấp hơn, cũng có những vai trò rất quan trọng cho
sự phát triển của nấm. Hầu hết các loài nấm sử dụng sulfur trong các hợp chất
sulfate như một số loại nấm đặc biệt như Blastocladiella và Allomyces ( các
thành viên của lớp Chytridiomycetes) đòi hỏi dạng khử của sulfur như
cysteine hoặc methionine. Thông thường sử dụng nguồn sulfur là magnesium
sulfate, hàm lượng khoảng 10-4 M. Sulfur có vai trò quan trọng trong quá trình
tổng hợp các amino acid cysteine và methionine, vitamin thiamine, biotin,
penicillin và mercaptan.
Trong các môi trường nuôi trồng nấm, nguồn cung cấp phosphorus
thường là các hợp chất như potassium (kali) phosphate, nồng độ khoảng 10-3
M. Vai trò nền tảng của nguyên tố phoshorus (phốt pho) trong các tế bào nấm
thể hiện trong thành phần cấu trúc của adenosine triphosphate (ATP), nucleic
acids, và phospholipid. Nguyên tố kim loại có mặt nhiều nhất trong cơ thể
nấm là potassium, với nồng độ khoảng 10-3 M. Trong quá trình trao đổi chất
potassium có vai trò quan trong như các cofactor của hệ thống enzyme.
Potassium cũng có vai trò quan trọng trong quá trình duy trì sự cân bằng ion.
Khi tế bào mất một lượng nhất định potassium sẽ gây ra sự tổn hại cho quá


9

9

trình phát triển của cơ thể. Trên thực tế một số loại kháng sinh kháng nấm
thuộc nhóm polyene antibiotic hoạt động theo cơ chế làm dò rỉ các potassium
khỏi các tế bào.
Magnesium cũng cần thiết cho các loại nấm. Nhiều enzyme quan trọng
trong quá trình trao đổi ATP được kích hoạt bởi magnesium, nồng độ
magnesium thường sử dụng khoảng 10-3 M, ở dạng muối sulfate.
Ngoài những yếu tố thường gặp còn có nhiều yếu tố quan trọng khác thường
xuất hiện với nồng độ thấp như sắt, kẽm. Nồng độ của sắt khoảng 10-6, là
thành phần của enzyme catalase và cytochrome. Nồng độ của kẽm khoảng
10-8 M, là thành phần hoặc chất kích hoạt của nhiều loại enzyme như alcohol
dehydrogenase chứa. Mỗi phân tử chứa bốn nguyên tử kẽm. Một số loại nấm
cũng đòi hỏi manganese với nồng độ khoảng 10-7 M. Manganese co vai trò
trong việc kích hoạt nhiều loại enzyme bao gồm những enzyme liên quan tới
chu trình TCA ( tricarboxylic acid ) và có liên quan tới quá trình tổng hợp
nucleic acid. Đồng là một yếu tố vi lượng có vai trò quan trọng trong việc
phát triển bình thường của hầu hết các loại nấm với nồng độ sử dụng khoảng
10-6 đến 10-7 M, ở nồng độ cao hơn đồng có thể gây độc (nhiều hợp chất có
chứa đồng có khả năng hoạt động như một chất chống nấm). Ở Aspergillus
niger đồng còn có vai trò quyết định tới màu sắc của các bào tử, đồng thời là
thành phần của enzyme tryosinase. Nấm Aspergillus niger còn cần một hàm
lượng rất nhỏ molybdenum (10-9 M). Khi sử dụng nitrate làm nguồn ni tơ hàm
lượng molybdenum cần thiết có thể lớn hơn. Trong tế bào molybdenum của
enzyme flavoprotein nitrate reductase, có chức năng khử nitrate thành
ammonium.
Việc xác định các nhu cầu về nguyên tố vi lượng cho sự phát triển của
nấm là một vấn đề công nghệ phức tạp bởi vì các nguyên tố vi lượng có thể
được kiểm tra với hàm lượng rất nhỏ và tinh sạch. Do đó có một sự tương đối
về các nhu cầu của các nguyên tố. Một số loại nấm Ascomycetes cần có canxi
để hình thành thể quả [10].

10

10

2.1.2.4. Vitamin
Vitamin là một phân tử hữu cơ thường được sử dụng với hàm lượng
nhỏ và không được sử dụng như một nguồn năng lượng hoặc nguyên liệu để
xây dựng cấu trúc cho chất nguyên sinh. Vitamin có ảnh hưởng và hoạt động
xúc tác như một coenzyme. Tùy theo các điều kiện nhiệt độ, pH nhu cầu về
vitamin với chức năng coenzyme có thể thay đổi. Hầu hết các loại nấm có nhu
cầu dinh dưỡng đơn giản nhưng một số loại nấm cần bổ sung một hoặc nhiều
vitamin. Điều này cho thấy nấm dường như không có khả năng tự tổng hợp
vitamin hoặc chỉ tổng hợp được một lượng nhỏ không đủ cung cấp cho quá
trình sinh trưởng tối ưu. Loại vitamin được sử dụng phổ biến cho nấm nhất là
thiamine (vitamin B1), với hàm lượng khoảng 100mg/l. Thiamine trong tự
nhiên luôn cần thiết cho nhiều đối tượng thuộc nhóm Basidiomycetes, có vai
trò là một cocarboxylase (là một coenzyme của carboxylase). Vai trò của co
carboxylase có liên quan tới quá trình trao đổi carbohydrate với khả năng
chuyển hóa pyruvic acid thành acetaldehyde và carbon dioxide. Thiamine
gồm có hai thành phần một thiazole và một primidine. Nhiều loài nấm sử
dụng một nửa nhưng không sử dụng nửa còn lại và nhu cầu về thiamine có thể
được đáp ứng bằng việc bổ sung chỉ thiazole hoặc pyrimidene. Ví dụ, loài
Schizophyllum commune chỉ cần pyrimihdine. Những loài khác cũng có thể
cần cung cấp phân tử thiamine nguyên vẹn. Điều đó cho thấy nhu cầu của các
loài nấm về thiamine có thể không giống nhau trong quá trình sinh trưởng vô
tính, hình thành thể quả còn non hoặc thể quả trưởng thành.
Loại vitamin phổ biến thứ hai là biotin (vitamin B7, vitamin H), thường
được sử dụng với nồng độ 5 mg/l. Biotin có vai trò là một coenzyme trong
quá trình carboxylations. Ví dụ như pyruvate carboxylase, biotin là một chất

cho hoặc nhân CO2. Biotin cũng là một cofactor trong các phản ứng
carboxylation trong quá trình tổng hợp các acid béo như aspartic acid.


11

11

Các vitamin khác, với những loại nấm nhất định thường có những nhu
cầu riêng biệt bao gồm vitamin B3 (nicotinic acid), B5 (pantothenic acid ), và
para-amino-benzoic acid. Những nghiên cứu thực nghiệm về các nhu cầu
vitmin của nấm thường được quan tâm vì các vitamin thường chỉ cần một
lượng rất nhỏ và có thể không tinh sạch về mặt hóa học, đặc biệt là những
vitamin có nguồn gốc tự nhiên, hoặc trong quá trình nuôi cấy [10].
2.1.3. Các yếu tố vật lý
Cùng với các yêu cầu hay là nhu cầu về dinh dưỡng cho quá trình phát
triển của nấm. Các nhân tố hay là các tác nhân về vật lý cũng có vai trò rất
quan trọng và những tác nhân thường gặp gồm có nhiệt độ, ánh sáng, độ ẩm,
mức độ chiếu sáng và trọng lượng riêng trọng lượng cần phải nghiên cứu thêm.
Ngoài những yếu tố trên còn một số yếu tố vật lý khác mà có thể ảnh
hưởng đến quá trình phát triển của nấm gồm có áp suất, độ nhớt. Khi đề cập
tới các thông số vật lý người ta thường sử dụng đến 3 mức độ đển mô tả , mức
độ thứ nhất minimum tức là giá trị thấp nhất, mức độ thứ hai là tối ưu tức là
optimum, mức độ thứ 3 maximum nó là giá trị tối đa tức là giá trị cao nhất mà
quá trình phát triển của nấm nó có thể diễn ra, ba mức độ này chịu tác động
của các yếu tố khác như là dinh dưỡng, như là vấn đề di truyền, tuổi của sợi
nấm hoặc là những điều kiện của quá trình nuôi cấy.
2.1.3.1. Trọng lực
Ảnh hưởng của trọng lực về quá trình phát triển của nấm được chỉ ra khá
rõ ràng trong quá trình phát triển của thể quả của nhóm nấm đảm

Basidiomycetes. Vai trò của thể quả được thể hiện trong quá trình sinh sản và
để làm được điều đó thì các bào tử đảm của nấm nó phải được phát tán, việc
phát tán tốt hay không thì phụ thuộc vào trọng lực hay trọng lượng của các
bào tử.
Các bào tử thì được phát tán ra từ đảm, đảm được cố định trên lớp mang
bào tử, lớp mang bào tử thì có vị trí ở trên bề mặt trên của các phiến nấm hay


12

12

là các lỗ nấm hay là các bề mặt có dạng hình răng của thể quả nấm. Sau khi
mà rời khỏi đảm các bào tử sẽ rơi dưới tác dụng của trọng lực cho đến khi nó
nổi lên khỏi bề mặt nấm hay là các lỗ ở trên thể quả sau đó gió sẽ thổi các
bào tử đi khắp nơi.
2.1.3.2. Nhiệt độ
Trong các yếu tố vật lý ảnh hưởng tới sự phát triển của nấm, nhiệt độ là
một trong những yếu tố quan trọng nhất được nghiên cứu nhiều nhất. Các giới
hạn về nhiệt độ (cao nhất và thấp nhất). Có vai trò quan trọng quyết định sự
sống xót và phân bố của nấm trong tự nhiên. Các nhà nghiên cứu thực nghiệm
quan tâm nhiều tới các nhiệt độ tối ưu cho sự phát triển, sự sản xuất của các
sản phẩm trao đổi chất và quá trình sinh bào tử.
Thông thường sự tăng về nhiệt độ sẽ tăng hoạt động của enzyme. Trên
đường cong sinh trưởng có dạng biến tính của nấm, quá trình phát triển của
nấm có tỷ lệ cao gấp đôi mỗi một chu kì nhiệt độ tăng lên 100C. Khi nhiệt độ
tăng cao thì các enzyme bị bất hoạt và do vậy nó làm ảnh hưởng đến quá trình
trao đổi chất và cuối cùng sẽ làm ảnh hưởng đến quá trình phát triển. Có giả
thiết cho rằng việc nấm không thể phát triển ở nhiệt độ cao thi có thể có
nguyên nhân là do nấm không tổng hợp được các vitamin cần thiết.

Nấm được phân loại dựa trên những khoảng nhiệt độ thiết yếu cụ thể :
- Nhóm ưa lạnh: Với mức nhiệt độ thấp nhất là 00C và nhiệt độ tối ưu là
170C và trên 200C nhóm nấm này không phát triển hoặc phát triển rất yếu
- Nhóm ưa ấm: Nhiệt độ thấp nhất là 00C, nhiệt độ cao nhất dưới 500C
và nhiệt độ tối ưu là khoảng từ 150C đến 400C (đây là nhóm lớn nhất).
- Nhóm ưa nhiệt: Với mức nhiệt độ thấp nhất là trên 200C, nhiệt độ cao
nhất 500C hoặc cao hơn 500C và giá trị tối ưu là 350C hoặc cao hơn.
Qúa trình xử lý nguyên liệu trong nuôi trồng nấm, sẽ sử dụng các vi sinh
vật như là các xạ khuẩn Actinomycetes để phân hủy các nguyên liệu và trong
những vi sinh vật đó gồm cả những vi sinh vật thuộc nhóm ưa nhiệt những vi


13

13

sinh vật này sẽ phân giải các hợp chất phức tạp trong nguyên liệu thành
những hợp chất đơn giản hơn như glucose mà có thể sẽ được hấp thu bởi các
sợi nấm.
2.1.3.3. Ánh sáng
Hầu hết các nấm tiếp xúc với các chu kì thay đổi của ánh sáng ban ngày
và ánh sáng ban đêm. Tuy nhiên có nhiều loại nấm sống trong môi trường ít
ánh sáng như là trong đất hay là trong các mô của vật chủ ví dụ như trong vỏ
cây. Quá trình phát triển của hầu hết các loại nấm thì không mẫn cảm với ánh
sáng mặc dù ánh sáng mạnh thì có thể ức chế hoặc có thể làm chết sợi nấm
(có lẽ có liên quan đến tác động của nhiệt độ). Có ý kiến cho rằng sự ức chế
do tác động của ánh sáng mạnh có thể vượt qua bằng việc bổ sung những
nguyên vật liệu tự nhiên vào trong môi trường, ví dụ như cao nấm men.
Nguyên nhân của hiện tượng này là do ánh sáng có thể đã phân giải những
vitamin nhất định mà những vitamin này có thể thay thế bằng những thành

phần ở trong các nguyên vật liệu tự nhiên ví dụ trong cao nấm men.
Vai trò quan trọng nhất của ánh sáng đối với nấm đó là sự phản ứng với
ánh sáng và quá trình hoàn thiện của cấu trúc sinh sản. Qúa trình hình thành
thể quả giai đoạn sớm của nhiều loại nấm đảm được kích hoạt bởi ánh sáng.
Ánh sáng cũng cần thiết cho nhiều giai đoạn phát triển của thể quả. Sự định vị
của mũ nấm và thân nấm có vai trò quan trọng đối với các bào tử đảm khi
chúng rơi tự do từ các màng tạo bào tử trên phiến của các tán nấm hoặc các
ống sinh bào tử chịu ảnh hưởng của những phản ứng với ánh sáng của nấm.
Ánh sáng là chất ức chế sự phát triển của các mầm và ảnh hưởng tới việc kéo
dài của cuống cũng như sự mở rộng của phiến một số loại nấm (ví dụ nấm
mỡ), những loại nấm này phát triển trong các khoang, ngăn hoặc các nhà nuôi
trồng nấm không có ánh sáng.
Ánh sáng tử ngoại trong vùng bước sóng từ 200-300nm ảnh hưởng tới sự
sinh trưởng sinh dưỡng của nấm. Trong vùng ánh sáng này nấm có thể bị chết


14

14

hoặc đột biến do các bước sóng này được hấp thụ bở ADN (deoxyribonucleic
acid). Tuy nhiên tác dụng của tia tử ngoại có thể bị đảo ngược khi nấm tiếp
xúc với các ánh sáng nhì thấy được trong khoảng từ 360-420nm và quá trình
này được gọi là “photoreactivation”
2.1.3.4. Độ ẩm
Hầu hết các loại nấm đều cần có độ ẩm cao độ ẩm tương đối khoảng
95 - 100% và trong cơ chất độ ẩm từ khoảng 50 - 75%. Tuy nhiên cũng có
loại nấm thích nghi với điều kiện độ ẩm thấp, ví dụ nấm “powdery mildew”
(bệnh phấn trắng) có bào tử có thể nảy mầm ở độ ẩm 0%. Một ngoại lệ khác
là các nấm rễ nấm thối khô-Serpula lacrymans có các sợi nấm có thể sinh

trưởng trên các cơ chất thiếu độ ẩm nhờ quá trình trao đổi chất dinh dưỡng
với những vùng sợi nấm khác và bằng cách tạo ra các giọt nước đặc biệt hình
thành ra quá trình trao đổi chất gọi là “metabolic water”.
2.1.3.5. Độ thoáng khí
Các thành phần như O2 và CO2 rất quan trọng với hầu hết các loại
nấm. Hầu hết các loại nấm là hiếu khí bắt buộc nhưng nhiều loại nấm cũng có
thể sinh trưởng trong các điều kiện thiếu O2. Nhiều báo cáo đã cho thấy CO2
có ảnh hưởng đến sự phát triển của nhiều loại nấm. Nồng độ CO2 ảnh hưởng
tới sự phát triển của nang bào tử (ví dụ Blastocladiella), có thể phát triển
thành nang bào tử thành mỏng không màu hoặc phát triển thành nang bào tử
thành dầy sẩm màu có độ bền cao. Các nấm đảm có thể có hình dạng biến dị
khi có quá nhiều khí CO2 điều này cho thấy tầm quan trọng của việc thiết kế
nhà nuôi trồng nấm với hệ thống thông gió phù hợp. Nồng độ CO2 có thể làm
kéo dài thân nấm biến dạng mũ nấm và ngan cản quá trình hình thành các
mầm. Nồng độ CO2 phù hợp trong quá trình trồng nấm từ 0,1- 0,5% [10].
2.1.4. Một số phương pháp chuẩn bị nguyên liệu trồng nấm
Phương pháp phổ biến để xử lý nguyên liệu trồng nấm là phương pháp ủ
đống, là quá trình chế biến cơ chất trong những khoảng thời gian nhất định


15

15

và tạo ra những biến đổi nhờ hoạt động của các vi sinh vật, tạo ra compost có
điều kiện vật lý, hóa học thích hợp với nấm. Qúa trình này thường đề cập tới
việc ủ đống để phân hủy các chất thải hữu cơ và sau đó sử dụng sản phẩm
phân hủy này cho nhiều mục đích, ví dụ như cải tạo đất. Mục đích của việc
này nhằm làm giảm và xử lý ô nhiễm từ các chất thải hữu cơ thông qua việc
làm giảm thể tích và cân bằng tỷ lệ C:N trong chất thải, nhờ vậy làm tăng độ

màu mỡ của đất thúc đẩy sự phát triển của cây trồng. Nếu thải trực tiếp chất
thải hữu cơ vào đất mà không qua xử lý, các chất thải hữu cơ với tỷ lệ C:N
cao (rơm rạ), sẽ làm giảm hàm lượng N ảnh hưởng xấu tới năng xuất cây
trồng. Một hình thức khác để xử lý nguyên liệu là quá trình lên men vi sinh
vật, các cơ chất trong trường hợp này dành riêng cho việc nuôi trồng các loại
nấm ăn. Qua đó một hỗn hợp giàu nguyên liệu hữu cơ được chuyển hóa thành
một môi trường ổn định, có khả năng chọn lọc với những loại nấm nhất định
và không thích hợp cho sự phát triển của những loại nấm khác. Các đối tượng
cạnh tranh thường có trong các nguyên liệu thô thường kém hoạt động trong
các nguyên liệu đã được xử lý kỹ. Ví dụ điển hình của hình thức xử lý nguyên
liệu này như trong quá trình trồng nấm mỡ, nguyên liệu trồng nấm được ủ
cùng với phân ngựa và chỉ nấm mỡ thích hợp với loại nguyên liệu này.Tùy
từng loại nguyên liệu và loại nấm nuôi trồng mà có thể chọn lựa hình thức xử
lý hay thời gian khác nhau dẫn đến loại sản phẩm của quá trình xử lý cũng
khác nhau. Trong quá trình xử lý nguyên liệu, các điều kiện vật lý , hóa học
cần được điều chỉnh sao cho tạo điều kiện tốt nhất cho sự phát triển của các vi
sinh vật. Nếu xử lý nguyên liệu không tốt, N sẽ chuyển hóa thành nitrate thay
vì chuyển hóa thành protein và nấm ăn không sử dụng được loại nguyên liệu
này. Mặt khác, quá trình xử lý nguyên liệu không được sinh ra các chất độc có
khả năng ức chế sự phát triển của meo nấm. Các cơ chất cũng phải có trạng
thái vật lý phù hợp nhằm cung cấp đầy đủ các yếu tố cần thiết cho nấm, vi dụ
như: độ thoáng khí, độ ẩm, khả năng thoát nước, giữ ổn định pH. Về mặt sinh


16

16

học, trong nguyên liệu cũng cần có mặt những quần thể vi sinh vật thích hợp,
thông thường có hàng triệu vi khuẩn và nấm hoạt động đồng thời. Do vậy

nhiều ý kiến cho rằng nguyên liệu để nuôi trồng nấm không nên khử trùng.
Một số loại nguyên liệu trong ngành công nghiệp nuôi trồng nấm thường gặp
như: Phân ngựa và rơm thích hợp cho nuôi trồng nấm mỡ, cành cây, khúc gỗ
thích hợp cho nuôi trồng nấm hương, rơm rạ trong nuôi trồng nấm rơm. Như
vậy, các cơ chất bao gồm chất thải nông nghiệp, công nghiệp được phối trộn
với các hợp chất hữu cơ có thể được gọi là “synthetic compost”. Có rất nhiều
các loại nguyên liệu được sử dụng để tổng hợp “synthetic compost” và việc
chuẩn bị các nguyên liệu này phụ thuộc rất nhiều vào kĩ năng, kinh nghiệm
của người thao tác. Quá trình xử lý nguyên liệu nói chung thường có các
hướng dẫn cụ thể và được phổ biến rộng rãi tuy nhiên cần phải linh hoạt điều
chỉnh trong những tình huống cụ thể hoặc với những loại nguyên liệu nhất
định. Không có một công nghệ hoàn hảo áp dụng cho tất cả các loại nấm,
trong tất cả các tinh huống. Như

nấm rơm do thiếu hợp chất

polyphenoloxidases, không thể chung hòa các hợp chất phenol gây độc được
giả phóng từ quá trình phân giải lignin [10].
2.1.5 Sự chuyển hóa nguyên liệu trong quá trình xử lý
Trong quá trình xử lý, nguyên liệu cần phải được làm ướt và trộn đều để
tạo điều kiện cho các vi sinh vật hoạt động. Nguyên liệu hay các thành phần
thực vật khác có thành phần chủ yếu là cellulose, hemicellulose, và lignin.
Hemicellulose là hợp chất thường liên kết cùng với cenllulose trong các sợi
thực vật. Cellulose và hemicellulose là những carbohydrates có hàm lượng
đường tương đương. Chúng thường được các vi khuẩn và nấm phân hủy. Mặt
khác, lignin lại không bị các vi khuẩn tác động. Sau khi xử lý, các hợp chất
carbohydrates sẽ chở thành những nguồn thực phẩm lý tưởng cho nấm mốc và
có xu hướng không thuận lợi cho những đối tượng cạnh tranh tiềm năng. Hàm
lượng các protein tăng lên nhờ sự chuyển hóa các nguyên liệu chứa N đơn

17

17

giản như ammonia và nitrates thành các hợp chất protein phức tạp. Nhiệt độ là
yếu tố quan trọng của đống ủ, thông thường có 4 phạm vi phân bố liên quan
tới các mức nhiệt độ trong đống ủ, lượng không khí bên trong và các hoạt
động của các vi sinh vật. Các hoạt động của các vi sinh vật trong 4 vùng kị
khí và vùng ở phía ngoài có nhiệt độ thấp là không cân bằng. Do vậy, cần có
một thiết bị đảo trộn tốt và một phương pháp trộn hợp lý để chuyển các
nguyên liệu từ vùng kị khí sang các vùng hiếu khí. Trong những khoảng thời
gian nhất định. Các đống ủ có thể ở dạng mở với một lớp che phủ phía trên.
Trong các trường hợp sản xuất thương mại hóa kết của quá trình phân hủy là
không đủ để đảm bảo năng xuất cho quá trình nuôi trồng do bản thân nguyên
liệu chứa nhiều yếu tố gây hại và có thể mang nhiều mầm bệnh.
Giai đoạn tiếp theo về các nguyên liệu cần được khử trùng ở nhiệt độ cao
hay khử trùng pasteurization. Mục tiêu của việc này là loại bỏ côn trùng loại
bỏ côn trùng và sâu bệnh mang theo chất phân ủ pha I và tiêu diệt bào tử vi
sinh vật gây ô nhiễm và đưa chất nền đến nhiệt độ đồng đều khoảng 50 đến
550C, trong đó thúc đẩy sự phân hủy của các chất nền bằng vi sinh vật ưa
nhiệt. Thông qua sự điều chỉnh này, môi trường chọn lọc có lợi hơn cho sự
phát trưởng của nấm được tạo ra. Có thể sử dụng phương pháp thanh trùng
bằng hơi nước. Toàn bộ quá trình này phải được điều chỉnh để đáp ứng các
trường hợp cụ thể trong các nhà trồng nấm. Nhiệt độ không khí trong quá
trình thanh trùng thường từ 60-620C, thời gian duy trì tối thiểu 2h. Tùy loại
nấm có thể điều chỉnh thời gian xử lý khác nhau ví dụ: 7 ngày với Volvariella
volvacea, và trong vài ngày cho Agaricus bisporus [10].
2.1.6. Các vi sinh vật trong quá trình xử lý nguyên liệu
Một loạt các vi sinh vật khác nhau đã được phân lập ở các giai đoạn khác

nhau của nguyên liệu compost. Với sự phức tạp của các vật liệu ủ và các biến
thể gặp phải ngay cả trong cùng một đống ủ, một số lượng đáng kể các vi sinh
vật đã được phát hiện. Nhiệt độ là một trong những nhân tố chủ yếu quyết