Nghiên cứu hoàn thiện quy trình sử dụng bã sắn

  • Số trang: 81 |
  • Loại file: PDF |
  • Lượt xem: 16 |
  • Lượt tải: 0
thanhdoannguyen

Đã đăng 6184 tài liệu

Mô tả:

PHẦN MỞ ĐẦU Cây sắn (khoai mì) có tên khoa học Manihot esculenta Crantz, thuộc họ Đại kích (Euphorbiaceae) là cây lương thực được trồng phổ biến ở các nước nhiệt đới trên thế giới. Ở Việt Nam, cây sắn được trồng khắp các tỉnh trung du, miền núi phía Bắc và cao nguyên Nam Bộ. Sắn không những là nguồn lương thực, thực phẩm cho người và gia súc mà còn là nguồn nguyên liệu quan trọng có giá trị cho các ngành công nghiệp khác như: dệt, lương thực, dược, chế biến nước giải khát, cồn ... Với diện tích 277.500 ha và tổng sản lượng 2.211.500 tấn vào năm 1995 có thể nói tiềm năng sản xuất sắn ở nước ta rất lớn. Nước ta đó cú hàng chục dự án sản xuất tinh bột sắn với công nghệ hiện đại, công suất từ 200- 500 tấn củ/ ngày và hàng loạt các dự án sẽ được thực hiện trong tương lai [21]. Quá trình chế biến sắn thu tinh bột đã tạo ra một lượng lớn bã sắn phế thải. Theo báo cáo của nhiều nhà nghiên cứu [40] thành phần hoá học của bã sắn phơi khô có khoảng 61- 63% tinh bột; 13- 15% cellulose; 1,5- 2,0% protein thô; 0,009% HCN. Như vậy, trong bã sắn phế thải cũn một lượng khá lớn tinh bột và cellulose, song các chất dinh dưỡng lại khá nghèo nàn. Ở nước ta, một phần nhỏ bã sắn được tái sử dụng cho chăn nuôi lợn, phần lớn vứt bỏ thành phõn, rỏc gõy ô nhiễm môi trường. Một trong những biện pháp tích cực để giải quyết nạn ô nhiễm môi trường do bã sắn phế thải, là tận dụng nguồn chất thải giàu tinh bột và cellulose này làm cơ chất cho các quá trình chuyển hoá sinh học thành các sản phẩm có giỏ trị như thu protein, các acid amin, kháng sinh và enzyme bằng con đường vi sinh vật để làm thức ăn cho chăn nuôi. Tuy nhiên, các quá trình xử lý đó đều tạo ra một lượng bã thải lớn hơn ban đầu, gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng. Chính vì thế, trong những năm gần đây việc nghiên cứu xử lý bã sắn phế thải được nhiều người quan tâm. 1 Với mục đích xử lý triệt để và có hiệu quả hơn lượng bã sắn phế thải trước và sau lên men enzyme, giải quyết nạn ô nhiễm môi trường là sử dụng làm nguyên liệu trồng nấm ăn và nấm dược liệu. Hướng nghiên cứu này cũng đã và đang được thử nghiệm ở phòng Công nghệ sinh học – Vi sinh, của trường ĐHSP Hà Nội và đã thu được những kết quả bước đầu. Năm 2007, Nguyễn Văn Quyết đã nghiên cứu được một số điều kiện nuôi trồng nấm ăn và nấm dược liệu trên loại cơ chất này. Tuy nhiên, đề tài của Nguyễn Văn Quyết mới chỉ là những nghiên cứu bước đầu. Để tiếp nối và giải quyết một số vấn đề cũn lại của đề tài Nguyễn Văn Quyết nhằm ứng dụng trong thực tiễn, chúng tôi chọn đề tài: “Nghiên cứu hoàn thiện quy trình sử dụng bã sắn trước và sau lên men thu enzyme để nuôi trồng nấm ăn và nấm dược liệu” Đề tài nghiên cứu thuộc dự án : “Nghiên cứu sử dụng phế thải nông nghiệp để sản xuất enzyme vi sinh vật cho chăn nuôi gia súc, gia cầm ở Việt Nam” do SIDA/SAREC tài trợ. Nội dung nghiên cứu của đề tài :  Phõn tích thành phần các chất dinh dưỡng (đường tổng số, protein tổng số, tinh bột, cellulose), các chất khoáng, các enzyme (amylase, cellulase, protease, xylanase) có trong bã sắn trước khi lên men, sau khi lên men và sau khi trồng nấm.  Nghiên cứu hoàn thiện quy trình trồng nấm Sò và nấm linh Chi trên cơ chất là bã sắn trước và sau khi lên men thu enzyme ở quy mô 10 kg -100 kg/mẻ.  Nghiên cứu khả năng ứng dụng bã sinh khối sợi nấm sau khi thu hoạch quả thể làm thức ăn cho gà. Đề tài được tiến hành từ tháng 9 năm 2008 đến tháng 9 năm 2009 tại Phòng CNSH - Vi sinh và cơ sở trồng nấm của gia đình chú: Nguyễn Văn Ngoạn, Xã Khánh Phú - Huyện Yên Khánh - Tỉnh Ninh Bình. 2 PHẦN NỘI DUNG CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Tỡnh hình xử lý bã sắn phế thải Để sản xuất được 50 tấn tinh bột sắn phải cần tới 200 tấn củ sắn. Quá trình sản xuất tinh bột sắn thải ra một lượng lớn nước thải và hai loại bã thải: Loại thứ nhất là bã thải do quá trình rửa và bóc vỏ gỗ, chiếm tỉ trọng ít và thành phần chủ yếu là cellulose, hemicellulose và cát, sạn. Loại này thường được chôn lấp hợp vệ sinh hoặc ủ làm phân bón [21, 33 ] Loại thứ hai là phần bã cũn lại sau khi tách tinh bột sắn và được gọi là bã sắn. Bã sắn có độ ẩm khoảng 75-85% và lượng tinh bột trong bã sắn chiếm khoảng 50-60% theo khối lượng khô (bảng 1-1), phần nhỏ bã sắn được sử dụng làm thức ăn gia súc, còn phần lớn bị vứt bỏ, gõy ô nhiễm môi trường nghiêm trọng [21]. Thành phần các chất chứa trong bã sắn thải ra từ các cơ sở sản xuất nhỏ cao hơn trong các mẫu bã sắn lấy từ các cơ sở sản xuất lớn cho thấy phương pháp thu chiết tinh bột của các cơ sở sản xuất công nghiệp quy mô lớn hiệu quả hơn. Điều đáng lưu ý là thông thường bã sắn chứa 7,5-8,5 mg %HCN. 3 Bảng1-1. Thành phần hoá học của bã sắn phơi khô [40 ] (tính theo g/100g bã sắn phơi khô) Mẫu lấy từ cơ sở công nghiệp Thành phần Độ ẩm Quy mô nhỏ (g) 13,00 Quy mô lớn (g) 12,50 Tinh bột 63,00 61,80 Sợi thô 14,50 12,80 Protein thô 2,00 1,50 Tro 0,65 0,58 Đường khử tự do 0,43 0,37 HCN 0,0087 0,0075 Polysaccharid khác 4,0113 8,4925 Các phƣơng pháp xử lý bã sắn Phương án xử lý bã sắn có hiệu quả nhất là tận dụng bã sắn để sản xuất ra những sản phẩm có giá trị, vì như vậy có thể tiết kiệm được toàn bộ hoặc đáng kể chi phí xử lý bã sắn, mang lại hiệu quả kinh tế cao hơn cho các cơ sở sản xuất. Ghildal và Losane (1990) đã xem xét, phõn tích lợi ích, tớnh khả thi của các phương án xử lý bã sắn như sau: Làm thức ăn cho động vật: Bã sắn sau khi phơi nắng hoặc sấy khô thường được làm thức ăn cho gia súc, có thể cho ăn trực tiếp hoặc trộn lẫn với các chất dinh dưỡng khác. Phương án này ít có hiệu quả kinh tế vỡ giỏ bó sắn phơi khô trên thị trường rất thấp. Ngoài ra, phơi bã sắn cũn phụ thuộc vào điều kiện khí hậu, gõy mựi hôi và ở chừng mực nào đó có thể bị hư hỏng. Hơn nữa, phơi bã sắn không thể áp dụng cho các cơ sở sản xuất lớn vì lượng bã sắn thải ra hàng ngày quá lớn [3, 10 ] Làm phân bón: Ngoài tinh bột và cellulose, bã sắn cũn một ít nitơ, phospho, kali và các chất khoáng khác nên làm phõn bún rất tốt. Nhưng do 4 chi phí vận chuyển cao nên việc dùng bã sắn làm phõn bún chỉ giới hạn ở khu vực gần nhà máy chế biến. Hơn nữa, lượng acid trong bã sắn ảnh hưởng đến chất lượng phõn bún, những chất dễ bay hơi trong bã sắn ảnh hưởng xấu đến môi trương sinh thái, nên ít được quan tõm. Sản xuất xirụ glucose: Đó cú cỏc nghiên cứu sử dụng kỹ thuật acid – enzyme và enzyme – enzyme ở mức độ phù hợp để chuyển được 98-99% tinh bột có trong bã sắn thành sirụ chứa lượng glucose cao (70% lượng đường khử). Căn cứ vào ước tớnh chi phí thì quy trình trên không kinh tế vì chi phí cô đặc sản phẩm thuỷ phõn cao, phải dùng nhiều than hoạt tớnh để khử màu, khó khuấy trộn khối bã sắn dày trong nồi, nên truyền nhiệt không hiệu quả [13 ]. Sản xuất rượu Etylic: Sau khi thuỷ phõn tinh bột có trong bã sắn theo quy trình acid – enzyme, cô đặc để đạt lượng đường 15%, lên men rượu bằng cách sử dụng nấm men Saccharomyces cerevisiae FT-18. Quá trình thuỷ phõn tinh bột ở bã sắn chỉ đạt khoảng 7% đường khử. Nếu muốn có dịch đường đạt đến 15%, có thể sử dụng hai phương án: hoặc cho thêm mật mớa vào hoặc cô đặc sản phẩm thuỷ phõn. Tuy nhiên cả hai phương án đều kém khả thi. Thêm vào đó lượng nước thải ra từ các nhà máy sẽ nhiều hơn và làm phát sinh chi phí xử lý nước thải cao hơn [3 ] Làm cơ chất cho quá trình lên men ở trạng thái rắn: Đã có một số công trình nghiên cứu sử dụng bã sắn thay thế cho cám lúa mì trong quá trình lên men VSV ở trạng thái rắn nếu bã sắn được bổ sung thêm nguồn nitơ. Quy trình này có tớnh kinh tế vì chi phí phơi khô bã sắn chỉ bằng khoảng 1/3 chi phí cho cám lúa mì [23 ] Trong những năm gần đõy trên thế giới và ở Việt Nam đã có một số nghiên cứu về sử dụng bã sắn làm cơ chất lên men thu sinh khối và enzyme vi sinh vật: 5 Barbasova M.C.S và cộng sự năm 1996 đã dùng bã sắn để nuôi cấy nấm Sò Pleurotus sajorcaju thu được kết quả tốt. Nấm sẽ phát triển mạnh khi bổ sung thêm vào bã sắn 0,8g/kg cao nấm men. M.R Beux và cộng sự năm 1996 cũng thông báo họ đã sử dụng bã sắn và bã mớa để nuôi nấm linh Chi (Lentinula edodes). Balagopalan, Padmaja và George cấy Trichoderma pseudokoningiirifar trên bã sắn có sử dụng 0,15% (NH4)2SO4, sau 24 ngày hàm lượng protein thô đạt 6,18%. Nếu sử dụng Aspergillus niger lên men bã sắn ở 300C, độ ẩm 60%, sau 5 ngày lên men hàm lượng protein đạt 7,7%. M. Raimbault và C.Ramires Tora, 1997 đã dùng Rhizopus có khả năng phõn giải tinh bột sống cấy lên bã sắn đã được khử trùng bằng hơi nước. Kết quả, hàm lượng protein trong bã sắn được tăng lên 14%. Nếu dùng 50% bã sắn + 50% bột đậu tương thì hàm lượng protein thu được là 20%. Ở Việt Nam, bã sắn chủ yếu sử dụng để làm thức ăn gia súc trực tiếp, ủ chua hay phơi khô nhưng chất lượng không cao. Đã có nhiều nghiên cứu nhằm tận dụng và nõng cao chất lượng bã sắn từ quá trình sản xuất tinh bột thủ công hoặc bán công nghiệp bằng cách dùng men thuốc bắc, sau 12 ngày lên men có thể tăng tỷ lệ protein của bã sắn lên tới 8-9 lần, trung bình tăng 45 lần [25]. Nguyễn Thị Xuõn Sõm, 1995 dùng hỗn hợp hai giống Phanerochaete chrysosporium và Endomycopsis fibuligera để lên men trong môi trường 70% bã sắn, 30% chất dinh dưỡng đã thu được chế phẩm có hàm lượng protein 15-17%, không chứa độc tố và đã được thử nghiệm làm thức ăn cho gia súc có hiệu quả. Nguyễn Thạc Hoà, 1999 cũng sử dụng hai chủng trên để lên men trên môi trường gồm bã sắn 75-80%, cám gạo 15-20% và các muối vô cơ bổ sung làm thức ăn gia súc. 6 Đặng Văn Lợi, 2000 cũng đã sử dụng chủng A.niger phõn lập được từ bã sắn của nhà máy sản xuất tinh bột để lên men bã sắn làm thức ăn cho gia súc. Sau 21 giờ lên men hàm lượng protein thô đạt 10,1% chất khô, trong quá trình lên men bã sắn bởi A.niger, xianua bị thuỷ phõn hoàn toàn, sản phẩm không chứa độc tố aflatoxin. Bùi Thị Quỳnh Vân, 2000 đã nghiên cứu sử dụng tổ hợp các vi sinh vật Saccharomyces cerevisiae NM7, Aspergillus oryzae NM1 và Aspergillus niger BS2 để lên men bã sắn phế thải nhằm nâng cao chất lượng bã sắn phế thải. Sau khi xử lý bã sắn theo hai phương án trực tiếp và gián tiếp, trong bã sắn chứa 10,84% protein, 2,4IU/g amylase, 1,65IU/g cellulase (xử lý trực tiếp) và 12,96% protein, 2,54IU/g amylase, 1,8IU/g cellulase (xử lý gián tiếp). Đoàn Văn Thược, 2005, tuyển chọn được chủng B.subtilis V37 sinh amylase và protease trên cơ chất bã sắn. Ngô Thanh Xuõn, 2006, thu chế phẩm dạng thô enzym phytase từ lên men bã sắn ứng dụng thử nghiệm trên lợn thu được kết quả tốt. Nguyễn Văn Quyết, 2007, sử dụng cơ chất là bã sắn sau lên men chiết xuất enzyme đã nuôi trồng thành công nấm ăn (nấm sò) và nấm dược liệu (nấm linh chi) với năng suất tương ứng là 82,8% và 10,8%. Các nghiên cứu nhằm sử dụng bã sắn để sản xuất amylase, protease, cellulase, xylanase dùng cho chăn nuôi đang được Bộ môn CNSH-VS, ĐHSP Hà Nội tiếp tục triển khai. 1.2 Công nghệ trồng nấm ăn, nấm dƣợc liệu từ các phế phụ phẩm nông nghiệp 1.2.1 Khái quát về ngành sản xuất nấm ở Việt Nam Nấm được trồng ở hơn 100 quốc gia và việc sản xuất nấm hàng năm tăng 7%. Sản xuất nấm hàng năm trên thế giới đã vượt mốc 5 triệu tấn (theo tổ chức Nông Lương thế giới FAO- 2006) và dự kiến đạt khoảng 7 triệu tấn trong 10 năm tiếp theo. Các nước sản xuất nấm hàng đầu thế giới bao gồm 7 Trung Quốc, Hoa Kỳ, Hà Lan, Pháp, Ba Lan, Tõy Ban Nha và Canađa. Từ năm 2003, việc sản xuất nấm của Việt Nam ngày càng gia tăng đáng kể và Việt Nam trở thành nước xuất khẩu nấm rơm đứng thứ 3 trên thế giới. Kể từ năm 1990, ở Việt Nam sản xuất nấm được xem là ngành mang lại hiệu quả kinh tế cao thu hút sự tham gia của nhiều bà con nông dõn. Các loài nấm chớnh được sản xuất tại các trang trại nấm ở miền Nam là nấm sò và nấm rơm, cũn ở miền Bắc bao gồm các loài nấm như nấm hương, nấm tai mèo, nấm linh chi (Ganoderma lucidum)- một loài nấm được dùng làm thuốc và nấm hương (Lentinus edodes). Trong những năm qua, sản xuất nấm hàng năm đạt 15.000 tấn nấm tươi. Các vùng sản xuất nấm chớnh ở việt Nam là Nam Định, Ninh Bình, Thái Bình, Hưng Yên và Hà Nam (vùng đồng bằng sông Hồng có số lượng lớn nấm Hương), Đồng Tháp, Tõy Ninh, Sóc Trăng có qui mô lớn về sản xuất nấm Rơm. Vùng sản xuất nấm tai mèo chớnh là Long Khánh, tỉnh Đồng Nai. Khoảng 60% số lượng nấm được bán cho thị trường trong nước chủ yếu là sản phẩm nấm tươi, 40% cũn lại được xuất khẩu sang thị trường nước ngoài với giá trị hàng năm đạt 40 triệu USD. Các sản phẩm nấm xuất khẩu chủ yếu được đóng hộp và xuất khẩu bằng đường biển sang thị trường các nước Hoa Kỳ, Nhật Bản và Ý. Định hướng và chiến lược của Việt Nam đối với ngành hàng nấm đến năm 2010 là tận dụng 10% rơm rạ từ việc sản xuất lúa, mùn cưa từ chế biến gỗ và các bã mía (khoảng 4 triệu tấn nguyên liệu thô) để sản xuất nấm với chỉ tiêu đạt 1 triệu tấn nấm tươi (trong đó 50% cho tiêu thụ trong nước và 50% cho xuất khẩu). 1.2.2 Giá trị dinh dưỡng và làm thuốc của nấm 1.2.2.1 Giá trị dinh dưỡng của nấm ăn Việc trồng nấm ăn đã được phát triển trong thời gian trước đõy và ngày nay đã trở thành một hoạt động kinh tế có tầm quan trọng. Nấm được 8 trồng trên toàn thế giới nhất là các loài của chi Agaricus (nấm mỡ), Pleurotus (nấm sò), Lentinus (nấm hương), Auricula (mộc nhĩ), Volvariella (nấm rơm) ... [44 ]. Dinh dưỡng và chế độ ăn uống lành mạnh có vai trò rất quan trọng không chỉ trong cuộc sống hàng ngày của con người, mà cũn có vai trò trong điều trị các bệnh món tớnh. Nấm được các bác sĩ trên toàn thế giới công nhận là loại thực phẩm giàu chất dinh dưỡng có đặc tớnh chữa bệnh (bảng 12, 1-3, 1-4) [8 ]. Các tổ chức y tế đang tích cực kiểm tra hiệu quả sử dụng nấm cho hỗ trợ nghiên cứu lõm sàng hoặc cho phương pháp điều trị của bệnh nhõn bị bệnh HIV, ung thư, béo phì và các bệnh thần kinh. Rất ít nghiên cứu về tớnh chất dinh dưỡng của nấm. Bởi vì, hầu hết nấm tươi có tới 90% là nước, do đó phõn tích dinh dưỡng dựa vào trọng lượng khô của nó sẽ có hiệu quả hơn khi so sánh với các thực phẩm khác. Nấm rất giàu protein và các acid amin, trong đó có nhiều loại không thay thế được, không gõy xơ cứng động mạch và không làm tăng lượng cholesterol trong mỏu như nhiều loại thịt động vật. Carbohydrate đơn giản rất thấp, các chất chống oxy hoá cao và rất ít chất béo. Thành phần của nấm thiếu cholesterol, vitamin A, hoặc vitamin C, nhưng có nguồn vitamin B phức tạp như: Riboflavin (B2), niacin (B3)... , và khoáng chất như phospho (P), Kali (K), Natri (Na) ... không có các độc tố. Bởi vậy, nấm được xem như một loại “rau sạch” và “thịt sạch”, được sử dụng ngày càng rộng rói trong các bữa ăn [50 ] . Giá trị dinh dưỡng của một số nấm ăn phổ biến (so với trứng gà) [8 ]. Bảng 1-2. Thành phần dinh dưỡng của nấm (% chất khô) Trứng Nấm mỡ Nấm hương Nấm sò Nấm rơm Độ ẩm (%) 74 89 92 91 90 Protein % 13 24 13 30 21 Lipid % 11 8 5 2 10 9 Carbohy drate % 1 60 78 58 59 Tro % 0 8 7 9 11 Năng lượng (Calo) 156 381 392 345 369 Bảng 1-3. Hàm lượng vitamin và chất khoáng trong nấm (Đơn vị tính : mg/100g chất khô) Sắt Axit Riboflav Thiam Axit Canxi Phosp nicotinic in ine ascorbic Trứng 0,1 0,31 0,4 0 2,5 50 210 Nấm mỡ 42,5 3,7 8,9 26,5 8,8 71 912 Nấm hương 54,9 4,9 7,8 0 4,5 12 171 Nấm sò 108,7 4,7 4,8 0 15,2 33 1348 Nấm rơm 91,9 3,3 1,2 20,2 172, 71 677 ho Bảng 1-4. Thành phần acid amin không thay thế có trong nấm (Đơn vị tính: mg trong 100g chất khô) Lisyne Histidin Arginin Threonin Valine Methionin Isoleucine Leucine Trứng 913 295 790 616 859 406 703 1193 Nấm mỡ 527 179 446 366 420 126 366 580 Nấm hương 174 87 348 261 261 87 218 348 Nấm sò 321 87 306 264 390 90 266 390 Nấm rơm 384 187 366 375 607 80 491 312 Hàm lượng đạm (protein) của nấm thấp hơn thịt, cá nhưng lại cao hơn bất kì một loại rau quả nào khác. Đặc biệt có sự hiện diện gần như đủ mặt các loại acid amin không thay thế, trong đó có 9 loại acid amin cần thiết cho con người. Nấm giàu leucine và lysine là 2 loại acid amin ít có trong ngũ cốc [7 ]. Nấm ăn thơm, ngon và có hương vị hấp dẫn là do trong protein của nấm gồm nhiều acid amin tự do và những hợp chất thơm đặc thù của từng loại nấm. Như nấm hương có chất Guanosine 5’-monophosphat tạo ra hương vị thơm đặc trưng (Nakajima; Mouri và cộng sự 1969) [1 ]. Hàm lượng chất béo thô (lipid) trong nấm ăn dao động từ 1% tới 1520% theo trọng lượng khô, nhưng tất cả đều thuộc các axit béo không no như 10 mono, đi, tri-glycerid, steral, sterol este và phospholipid (Holtz và Schider 1971). Trong bào tử nấm linh chi, chất béo không no gồm acid oleic (55,2%), acid linoleic (16,5%), acid palmitic (19,8%) (Trần Thế Cường1997). Sử dụng nấm có các acid béo không no hoàn toàn có lợi cho sức khoẻ con người [1 ]. Trong nấm ăn có tới 30-93% là chất Glucid nó không chỉ là chất dinh dưỡng mà cũn là chất đa đường (polysaccharide) và hợp chất của đa đường có tác dụng chữa bệnh, nhất là chống khối u. Thành phần đa đường trong nấm ăn là các đường đơn như Glucose, semi-lactose, xylose, arabinose [1]. Thành phần cellulose trong nấm ăn bình quõn là 8%. Cellulose của nấm có tác dụng chống lại sự lắng kết của muối mật và làm giảm hàm lượng cholesterol trong mỏu, nhờ thế mà phũng được sỏi thận và huyết áp cao. Do đó thường xuyên ăn các loại nấm như nấm hương, nấm mỡ, nấm sò, nấm rơm ... rất có lợi cho sức khoẻ [1]. Vitamin là loại hợp chất hữu cơ không thể thiếu được trong cuộc sống của con người mà phần lớn vitamin phải do thức ăn cung cấp. Trong nấm ăn có nguồn vitamin phong phú, nhất là B1, B2, C, PP, B6, acid folic B12; caroten dưới các dạng hợp chất thiamine, riboflavin, niacin, biotin, axit ascorbic. Do đó, sử dụng nấm ăn ta có thể khắc phục được các chứng viêm thần kinh, viêm mép, viêm đầu lưỡi, bại huyết, nóng trong [1]. Tương tự như hầu hết các loại rau quả, nấm là nguồn khoáng rất tốt. Hàm lượng các chất khoáng trong nấm dao động từ 3-10% trung bình là 7%. Thành phần khoáng chủ yếu là phospho (P), Natri (Na), Kali (K). Nấm hương, nấm mỡ, nấm sò chứa nhiều K có lợi cho sức khoẻ người già. Nấm mỡ có chứa nhiều P; Na; K rất tốt cho quá trình trao đổi chất ở hệ thần kinh của con người [7 ]. Như vậy, ngoài việc cung cấp đạm và đường nấm cũn góp phần bồi dưỡng cơ thể nhờ vào sự dồi dào về khoáng và vitamin (bảng 1-3). 11 1.2.2.2 Giá trị làm thuốc của nấm dược liệu Từ ngàn năm nay, nấm linh chi đã được đánh giá là loại thuốc quí, hiếm và đắt tiền hàng đầu trong nền y học cổ truyền của nhiều nước phương Đông, trong đó có Việt Nam. Các thầy thuốc Trung Hoa gọi linh chi là thuốc thần tiên, nấm Trường thọ ... Từ khi phương pháp nuôi trồng nhõn tạo được áp dụng và những công trình nghiên cứu khoa học về thành phần và tác dụng dược lý, y học về nấm linh chi được công bố, loại nấm này ngày càng được sử dụng rộng rói làm phương thuốc phòng và chữa nhiều loại bệnh tật cũng như để tăng cường, bồi bổ sức khoẻ. Tác dụng phòng và chữa bệnh của linh chi liên quan đến nhiều hệ thống và cơ quan của cơ thể. Hầu hết các nghiên cứu khoa học đều đưa đến kết luận về vai trò của linh chi như là chất làm bình thường hoá các cơ quan và tổ chức của cơ thể thông qua khả năng tự điều chỉnh của nó [5,60]. Dưới đõy là một số công dụng chữa bệnh phổ biến của nấm linh chi 1) Chữa các bệnh về hệ tim mạch và đường huyết: Nấm linh chi làm giảm cholesterol, giảm lượng đường trong mỏu, điều hoà và ổn định huyết áp, chống xơ vữa động mạch, chống tụ mỏu, chữa bệnh giảm bạch cầu , tiểu đường ... [21, 2, 16, 43, 60]. 2) Điều trị u bướu, ung thư: Nguyên nhõn chớnh gõy ra sự phát triển của u bướu là sự rối loạn hay giảm chức năng miễn dịch của cơ thể, G.lucidum điều chỉnh, hoạt hoá hệ thống miễn dịch và ngăn chặn sự phát triển các u bướu. Thành phần chớnh kháng u là các polysaccharide, tritecpen, lectin ... [43, 60] 3) Điều trị HIV Nấm linh chi được sử dụng để hỗ trợ các loại thuốc điều trị HIV khác (ví dụ thuốc AVR) cho kết quả khả quan hơn khi chỉ dùng riêng các loại thuốc ấy [43, 60]. 4) Bảo vệ gan thận và chữa các tổn thương về gan 12 Nấm linh chi có tác dụng bảo vệ gan khỏi các tổn thương do nhiều nhân tố, hiệu quả thu được ngay cả trước và sau khi có tổn thương. Nó đẩy mạnh sự chuyển hoỏ cỏc chất độc và thuốc trong gan để hồi sinh các tế bào gan bị nhiễm độc. Do đó nó được dùng để chữa bệnh viêm gan mãn tính như viêm gan B, các chứng nhiễm độc và các bệnh về gan khác, loại trừ các triệu chứng như vàng da, giảm cân, chóng mặt, mệt mỏi, chán ăn ... Nấm linh chi cũng có tác dụng hỗ trợ thận thực hiện chức năng điều hoà của mình [43, 60]. 5) Chữa các bệnh về đường hô hấp như hen, viêm phế quản món tớnh và các bệnh dị ứng thông thường Bằng cách chặn đứng các chất gõy nên chứng viêm và tăng cường hệ thống miễn dịch, các triệu chứng hen và cảm cúm sẽ giảm, bệnh hen vì thế mà đỡ trầm trọng. Các sản phẩm của nấm linh chi được sử dụng làm chất chất chống ho và chất long đờm. Nấm linh chi cũng tăng cường sự tái tạo các tế bào khí quản và các biểu mô khí đạo, đặc biệt quan trọng với các bệnh nhõn nghiện thuốc lá (lào) và bị viêm phế quản món tớnh [28, 60]. 6) Chữa bệnh về đường tiêu hoá Nấm linh chi có tác dụng làm giảm lượng acid trong dạ dày. Lượng acid này khi quá dư sẽ dẫn đến sự viêm loét dạ dày và hệ thống tiêu hoá. Linh chi cũng có tác dụng điều chỉnh nhu động ruột, do đó chữa được các triệu chứng táo bún và tiêu chảy do hội chứng đường ruột bị kích thích [60] 7) Chữa các bệnh về suy nhược thần kinh, mệt mỏi G.lucidum được sử dụng để điều trị chứng suy nhược thần kinh và mất ngủ vì nó tác động lên hệ thần kinh trung ương, làm ổn định hoạt động của cơ thể [43, 63 ]]. 8) Hỗ trợ các quá trình hoá trị liệu và xạ trị liệu làm giảm các tác dụng phụ như sự mệt mỏi, sự chán ăn, sự chốn tuỷ xương, rụng tóc, buồn nôn, viêm miệng, mất ngủ ... [60]. 9) Chăm sóc sắc đẹp 13 G.lucidum được gọi là “thuốc trường sinh”, giúp bảo vệ da và ngăn ngừa sự lóo hoá. G.lucidum duy trì và điều chỉnh lượng nước trong da, giữ da mềm, mịn, sáng. Nó cũng ức chế sự hình thành và phá huỷ của sắc tố melamin. G.lucidum cũng có tác dụng chống rụng tóc [60]. Ngoài các tác dụng kể trên, nấm linh chi cũn được sử dụng để điều trị các triệu chứng viêm da, xơ cứng bì ... [28, 5] Những nghiên cứu cho thấy thành phần chớnh của G. lucidum bao gồm các polysaccharide, các acid béo chưa no, alcaloid, nucleotit, các aminoacid, cumarin, manitol, lacton, các nguyên tố vi lượng và các vitamin, các tripecpen. Trong đó thành phần có hoạt tớnh sinh học là các polysaccharide, các tritecpen, sterol, lectin và protein. Hoạt tớnh sinh học của một số hợp chất trong nấm linh chi được tổng kết như sau: 1) Hoạt tớnh kháng virut, kháng khuẩn Các nghiên cứu chỉ ra rằng G.lucidum có tác dụng kháng virut và kháng vi khuẩn (yếu hơn). Hoạt tớnh kháng vi khuẩn Gram (+) đã được tỡm thấy ở các dịch chiết của cuống G.lucidum [45]. Các dịch chiết trong methanol của thể sợi nấm G.lucidum ức chế B.subtilis và S. aureus [35]. Yoon và ctv., năm 1994 nghiên cứu tác dụng hỗ trợ của dịch triết trong nước của cuống bào tử G.lucidum với bốn loại kháng sinh đã biết (ampiciline, cephazolin, oxytetracylin, và chloramphenicol). Kết quả có ba trường hợp đều có tác dụng hiệp lực, riêng cephazolin cho tác dụng ngược nhau khi kháng vi khuẩn Bacillus subtilis và Klebsiella oxytoca [62]. Một số dịch chiết trong nước và methanol của bào tử G.lucidum thể hiện khả năng kháng lại năm dòng virut gõy bệnh như virut herpec loại 1 (HSV-1), loại 2 (HSV2), virut cúm A (Flu A) và virut gõy nhọt ở miệng (SVS) [37] 2) Hoạt tớnh kháng u, chống ung thư U bướu, đặc biệt ung thư là một trong những nguyên nhõn gõy tử vong hàng đầu trên thế giới. Giá trị phòng và chữa trị những loại bệnh này 14 của G.lucidum đã được chứng minh không những trong phòng thí nghiệm mà cả trên thử nghiệm lõm sàng. Ganopoly là một phõn đoạn polysaccharide chiết từ G.lucidum được bán trên thị trường ở nhiều nước Chõu Á để chữa nhiều bệnh món tớnh bao gồm cả ung thư và bệnh gan. Gao và cộng sự (2005) [38] đã nghiên cứu hoạt tớnh kháng u và cơ chế của nó trên các dòng tế bào u người và chuột. Điều trị chuột mang u sarcoma-180 trong 10 ngày làm giảm rừ rệt trọng lượng khối u với tỉ lệ 32,3; 48,2 và 84,9% và thời gian phát triển 1,5; 3,5; và 13,1% tương ứng với các liều dùng 20; 50; và 100mg/kg. Bột G.lucidum có tác dụng ức chế sự tăng sinh của các tế bào ung thư của các bệnh nhõn mắc bệnh bạch cầu, u bạch huyết, và u tuỷ [57]. Dịch chiết trong ethanol và DMSO của G.lucidum đẩy lựi sự phát triển của dòng tế bào ung thư trực tràng người SW 480 [61]. Minh Quyền và ctv., năm 2002 nhận thấy polysaccharide chiết từ thể quả và sinh khối sợi nấm linh chi làm tăng trọng lượng và thời gian sống của chuột nhắt trắng mang u báng sarcoma 180 [9]. Thử nghiệm lõm sàng trên bệnh nhõn ung thư vòm miệng của Kim Dung và cộng sự (2002) [17] cho thấy Linh chi có tác dụng hạn chế các tác dụng phụ do tia xạ và hạn chế tổn thương của tia xạ đối với các tế bào chịu trách nhiệm miễn dịch ở các bệnh nhõn ung thư vòm miệng. 3) Hoạt tớnh giảm đường huyết Thành phần có hoạt tớnh giảm đường huyết của G.lucidum là polysaccharide. Năm 2004, Zang và Lin nghiên cứu thấy polysaccharide phõn lập từ quả thể của G.lucidum có tác dụng làm giảm lượng đường huyết ở chuột do có hoạt tớnh giải phóng insulin bằng cách xúc tiến dòng Ca2+ tới các tế bào ò tuyến thượng thận [64]. He và cộng sự (2006) cho biết dịch chiết polysaccharide tổng của G.lucidum có tác dụng làm giảm lượng đường huyết và ngăn chặn quá trình biến chứng động mạch thận trên chuột bị gõy đái tháo đường thực nghiệm bởi streptoxin [41] 15 4) Hoạt tớnh giảm cholesterol Chế độ ăn uống dư thừa tinh bột, protein và acid béo có thể dẫn tới chứng đọng cholesterol. Chứng này làm tăng độ nhớt của mỏu. Do đó cơ tim phải làm việc vất vả hơn để tuần hoàn mỏu trong cơ thể. Đồng thời giảm độ bền vững của các mao mạch vận chuyển mỏu. Kết quả có thể gõy ra nhiều bệnh liên quan đến quá trình tuần hoàn mỏu như đau tim, xơ cứng động mạch, cao huyết áp ... Kết quả thử nghiệm trên chuột cao lỏng nấm linh chi có tác dụng làm giảm chỉ số lipid mỏu của chuột [19]. Thử nghiệm lõm sàng trên các bệnh nhõn rối loạn lipid mỏu bằng bài thuốc LP4 có G.lucidum của Văn Thành cho thấy bài thuốc này có tác dụng hạ các chỉ số cholesterol, triglycerid và tăng cõn nặng, giảm các triệu chứng của bệnh mà không thấy có tác dụng phụ nào [4]. 5) Ảnh hưởng lên sự ngưng kết các tiểu cầu Các cục nghẽn là nguyên nhõn trực tiếp gõy ra đột quị, phình mạch, suy cơ tim. Sự nghẽn mạch cản trở tuần hoàn mỏu có thể gián tiếp dẫn tới sự viêm gan, viêm thận, đái tháo đường cấp, ung thư ... Tác nhõn chớnh dẫn tới sự tụ mỏu là các tiểu cầu. Sự đông mỏu xảy ra khi các tiểu cầu tích tụ ở vết thương để ngăn cản mỏu chảy và giúp quá trình phục hồi các mô. Sau khi qua trình phục hồi kết thúc, các tiểu cầu được giải phóng và đi vào mỏu. Nhưng trong một số trường hợp sự giải phóng này không xảy ra dẫn tới sự tắc nghẽn mạch mỏu. Acid ganoderic S từ G.lucidum gõy ra sự ngưng kết các tiểu cầu bằng cách kích thích sự thuỷ phõn của phosphatidylinositol 4,5-bisphosphat [54]. Tao và Feng, năm chỉ ra rằng một phương thuốc thảo dược của Trung Quốc từ G.lucidum ức chế sự ngưng kết tiểu cầu khi sử dụng cho bệnh nhân xơ vữa động mạch. Ađenozin cũng có tác dụng ức chế sự ngưng kết tiểu cầu [55]. 16 6) Bảo vệ gan Polysaccharide liên kết với protein từ G.lucidum có tác dụng bảo vệ gan [45, 46]. Song và các cộng sự (1998) phân lập một polyme ngoại bào từ dịch nuôi cấy G.lucidum thể hiện tác dụng bảo vệ gan bằng cách giảm hoạt tính enzyme chuyển hoá glutamic pyruvic transaminaza (GPT) lên huyết tương của chuột. Shieh (2001) kết luận rằng cơ chế bảo vệ gan và thận của G.lucidum là do tác dụng loại trừ các supeoxit gây tổn thương cho gan và thận [52]. Đào Văn Phan, Trần Mạnh Hùng và các cộng sự, năm 2005 nghiên cứu tác dụng bảo vệ gan của G.lucidum Việt Nam trên chuột gây suy nhược gan thực nghiệm bằng paracetamol (PAR), đietylnitrozamin và CCl4. Kết quả cho thấy khi dùng cao lỏng G.lucidum trước và cả trong thời gian cho uống paracetamol thì cao lỏng G.lucidum có tác dụng ngăn cản đáng kể sự tăng các chỉ số về men gan do paracetamol gây ra. Với trường hợp gây suy gan bằng CCl4 thì men gan có giảm nhưng không nhiều. Các tổn thương tế bào gan của chuột suy gan khi dùng G.lucidum cũng giảm đi rõ rệt [18, 26, 27]. 7) Chống oxy hoá Các tiểu phần oxy hoá hoạt động (ROS) như các anion supeoxit và gốc tự do hyđroxi có thể gõy ra bệnh ung thư và các loại bệnh khác bằng các hoạt động như là một tác nhõn khơi mào hay kích thích. Do đó sự phản hoạt động hay loại bỏ các tác nhõn này có thể rất quan trọng trong việc phòng chống các bệnh tật. Các polysaccharide liên kết với protein từ dịch chiết ethanol từ G.lucidum thể hiện hoạt tớnh loại bỏ gốc tự do hyđroxi và supeoxit. Dịch chiết trong nước nóng của G.lucidum thể hiện tác dụng chống oxy hoá lên gan và thận chuột và các dịch chiết cũng làm giảm sự đứt góy trên DNA do sự quang phõn hyđropeoxit [42]. Liu và cộng sự cũng kết luận rằng tỉ lệ polysaccharide/protein trong polysaccharide liên kết với protein càng thấp thì hoạt tớnh càng lớn. 17 Quang Thường và cộng sự, năm 1996 thăm dò hoạt tớnh chống oxy hoá của nấm linh chi cho thấy linh chi có tác dụng ức chế quá trình oxy hoá ở dịch đồng thể nóo chuột với hiệu suất 38% [12]. 1.2.3 Đặc điểm sinh học của nấm Sò Nấm sò (Pleurotus spp.) là một nhóm nấm ăn quý không những có tác dụng về mặt dinh dưỡng mà còn có tác dụng chữa bệnh, hiện được nghiên cứu tập trung ở nhiều nước trên thế giới, đặc biệt là ở các nước Đông Á. Sản lượng nấm sò thời gian gần đây tăng tới 400%. Theo Shukla và Biswas (2000) việc nuôi trồng nấm sò đang phát triển rộng rãi và thu lợi cao nhờ công nghệ đơn giản, nguồn cơ chất phong phú [56]. Hơn nữa chúng có khả năng sinh trưởng và phát triển ở những điều kiện môi trường nhiệt độ khí hậu khác nhau và thời gian sinh trưởng khá ngắn [53, 63]. Ở Việt Nam, việc nuôi trồng nấm ăn nói chung và nấm sò nói riêng đang được đẩy mạnh trong cả nước và là nguồn thu nhập đáng kể trong quá trình chuyển đổi cơ cấu cây trồng và vật nuôi. Tuy nhiên, chất lượng của nấm phụ thuộc nhiều vào chủng loại, trong đó các đại diện thuộc phân chi Pleurotus sinh bào tử vô tính (Coremiopleurotus Hilber) có nhiều đặc tính quý báu, đặc biệt là hàm lượng đạm rất cao [32]. Chính vì thế việc nghiên cứu kỹ phân chi này có ý nghĩa khoa học và thực tiễn lớn. Nấm sò (nấm tai lệch, nấm xoè, nấm bào ngư, nấm bèo) có tên khoa học chung là Pleurotus spp, thuộc chi Pleurotus họ Pleurotaceae, bộ Agaricales, lớp Hymenomycetes, ngành phụ Basidiomycotina, ngành nấm thật – Eumycota, giới Nấm – Fungi. Trong đó có 39 loài khác nhau về màu sắc, hình dạng, khả năng thích nghi với các điều kiện nhiệt độ chúng là những loài nấm sò tớm (P. ostreatus), nấm sò trắng (P. pulmonarius), nấm sò nõu (P. sajo-caju) ... [1]. Nấm có dạng hình phễu lệch, mọc thành cụm tập chung, mỗi cánh nấm gồm 3 phần: mũ, phiến, cuống [7]. 18 Mũ nấm hình phễu nông, lệch, hình sò đến hình thỡa. Mặt mũ nấm nhẵn, phẳng, khi ẩm có thể hơi có lông mịn, màu trắng , hơi có sắc thái vàng bẩn, khi khô hơi vàng bẩn. Mép mũ đầu tiên cuộn vào trong, sau đó phát triển hơi cuộn lại hoàn chỉnh, lượn sóng và chia thuỳ ít hay nhiều, khi già có thể nứt ra . Kích thước 3 -8 (15) cm. Cuống nấm ngắn màu trắng có khi có sắc thái vàng bẩn, hơi phủ lông mịn ở gốc và mọc dớnh vào với cuống nấm khác thành cụm. Kích thước 0,2 -2 (5) ì 0,2 -1 cm. Phiến nấm màu trắng, xếp xít nhau, men dần xuống cuống. Khi già hay khô có sắc thái vàng. Giá dạng chuỳ, không màu, kích thước 13,5 -19 ì 6,5 -7,5 àm. Bào tử hình elip dài gần đến hình trụ, không màu, màng nhẵn, kích thước 3,5 -4 ì 8,5 -9,5 àm. Hệ thống sợi nấm đimitric gồm sợi nguyên thuỷ có vách ngăn ngang, có khoá và sợi cứng, không vách ngăn, màng dày; kích thước 2,5 -7,5 àm đường kớnh. Hệ sợi nấm trong môi trường nuôi cấy thuần khiết màu trắng, mọc khá nhanh với sợi không khí phát triển, phần lớn tạo thành sợi nguyên thuỷ, khi đưa ra ánh sáng có khả năng hình thành mầm nấm , nấm non. Nấm mọc trên gỗ mục của các cõy lá rộng, thường hình thành từng búi. Nấm mọc nhiều vào mùa nóng ấm. Đõy là loài nấm ăn, quý nhất khi chưa già. Đã được nuôi trồng chủ động ở nhiều nước và ở nước ta cũng đã nuôi trồng trên qui mô công nghiệp [29]. 1.2.4 Đặc điểm sinh học của nấm Linh Chi Nấm linh Chi (vạn niên nhung, chi linh, mộc linh chi, hổ nhũ linh chi, bất lão hảo, thần tiên thảo, đoạn thảo, nấm lim ...) có tên khoa học là Ganoderma lucidum (Leyss.Fr.) Kast thuộc giới Fungi, ngành Basidiomycota, lớp Homobasidiomycetes, bộ Polyporales, họ Ganodermataceae, chi Ganoderma. Ở Trung Quốc loài nấm này được gọi là Lingzhi, Ở Nhật Bản là Reishi, Munnertake, Sachitake, Ở hàn Quốc là Youngzhi [30, 52]. 19 Ganoderma là một trong những chi lớn nhất của bộ Polyrorales. Sự phõn loại và gọi tên các loài trong chi này có nhiều trường hợp lẫn lộn. Sau khi loại bỏ những tên gọi đồng nghĩa, khó hiểu, sai thì trong chi Ganoderma cũn 148 loài. Trong đó Ganoderma lucidum (G.lucidum) là loài có mặt thường xuyên nhất trong các nghiên cứu về nuôi trồng, phõn tích hoá học, công dụng dược học, y học ... Trên thế giới, G.lucidum có khoảng 45 loài, ở Việt Nam có 15 loài [5, 51]. Trong tự nhiên, nấm Linh Chi được tỡm thấy ở các rừng rậm vùng nhiệt đới hoặc cận nhiệt, nơi có nhiệt độ và độ ẩm cao. Chúng sống kí sinh trên cõy gỗ (thường là cõy thuộc bộ đậu Fabales) cũn sống hay đã mục nát. Thể quả gặp rộ vào mùa mưa (từ tháng 5-11), có thể ở trên thõn cõy (cuống thường ngắn, tai nấm nhỏ), quanh gốc cõy hoặc từ các rễ cõy (nổi hoặc ngầm gần mặt đất), khi ấy cuống nấm thường dài, có thể phõn nhánh và đôi khi tán nấm rất lớn (~30cm). Thể quả gồm 2 phần: cuống nấm và mũ nấm [5]. Cuống nấm dài hoặc ngắn, thường đớnh bờn, đôi khi trở thành đớnh tõm do quá trình liền tán mà thành. Cuống nấm thường hình trụ, ít khi phân nhánh, đôi khi uốn khúc cong quẹo, đường kính từ 0,3 - 3,5cm, chiều dài từ 2,7 – 22cm. Lớp vỏ cuống láng đỏ- nâu đen- nâu đỏ, bóng, không có lông [5]. Mũ nấm khi non có hình trứng, lớn lên thành hình rẻ quạt, hay hình bán nguyệt, hình thận, kích thước thay đổi: rộng 2- 25cm, dài 3- 30cm, dày 0,5- 2cm. Mặt trên bóng như đánh vecni, màu từ vàng chanh, vàng nghệ đến vàng nõu, vàng cam, đỏ nõu-nõu tớm, có đường võn đồng tõm, lượn sóng và võn tán xạ. Phần cuống đính hơi gồ lên hoặc lừm xuống. Mặt dưới màu nõu nhạt, mang các ống rất nhỏ, chứa bào tử. Bào tử khi chín màu nõu. Khi nấm trưởng thành thì phát tán bào tử [7]. Nấm linh chi mọc trong tự nhiên rất hiếm. Hơn thế nữa, nấm tỡm được không mấy khi nguyên vẹn mà hay bị sõu bọ cắn nát. Trong lịch sử không biết bao nhiêu người đã tỡm cách cấy giống và trồng loại nấm này 20
- Xem thêm -