Tài liệu Đánh giá hoạt tính prebiotic của sinh khối hệ sợi nấm linh chi (ganoderma lucidum) nuôi cấy dịch thể

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KHOA SINH - MÔI TRƯỜNG KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐÁNH GIÁ HOẠT TÍNH PREBIOTIC CỦA SINH KHỐI HỆ SỢI NẤM LINH CHI (GANODERMA LUCIDUM) NUÔI CẤY DỊCH THỂ NGUYỄN THÙY LINH Đà Nẵng, năm 2022 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KHOA SINH - MÔI TRƯỜNG KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐÁNH GIÁ HOẠT TÍNH PREBIOTIC CỦA SINH KHỐI HỆ SỢI NẤM LINH CHI (GANODERMA LUCIDUM) NUÔI CẤY DỊCH THỂ Chuyên ngành: Công nghệ sinh học Lớp: 18CNSH Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thùy Linh Giáo viên hướng dẫn: ThS. Nguyễn Thị Bích Hằng Đà Nẵng, năm 2022 LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan các dữ liệu trình bày trong khóa luận này là trung thực. Đây là kết quả nghiên cứu của tác giả và chưa từng được công bố trong bất kỳ công trình nào khác trước đây. Tôi hoàn toàn chịu trách nhiệm nếu vi phạm bất kì quy định nào về đạo đức khoa học. Tác giả Nguyễn Thùy Linh i LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành tốt khóa luận tốt nghiệp này tôi đã nhận được rất nhiều sự quan tâm và giúp đỡ từ cá nhân và tập thể trong suốt thời gian thực hiện. Đầu tiên tôi xin chân thành bày tỏ lòng cảm ơn chân thành và sâu sắc tới ThS. Nguyễn Thị Bích Hằng đã tạo mọi điều kiện và luôn giúp đỡ tôi thực hiện và hoàn thành tốt khóa luận tốt nghiệp. Tôi xin chân thành cảm ơn BCN khoa cùng toàn thể quý thầy cô giáo khoa Sinh Môi trường, trường Đại học Sư phạm - Đại học Đà Nẵng đã giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu, xây dựng thành công khóa luận. Tôi xin cảm ơn tập thể lớp 18CNSH các bạn sinh viên NCKH tại phòng thí nghiệm công nghệ sinh học đã luôn động viên và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài. Cuối cùng tôi xin chân thành cảm ơn tới ba, mẹ và gia đình tôi đã luôn lo lắng, chăm sóc và tạo mọi điều kiện cho tôi trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành tốt khóa luận tốt nghiệp này. Đà Nẵng, ngày 20 tháng 05 năm 2022 ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ................................................................................................................. i LỜI CẢM ƠN ...................................................................................................................... ii MỤC LỤC .......................................................................................................................... iii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ........................................................................................... v DANH MỤC BẢNG BIỂU ................................................................................................ vi DANH MỤC HÌNH ẢNH ................................................................................................. vii TÓM TẮT......................................................................................................................... viii MỞ ĐẦU ............................................................................................................................. 1 1. Tính cấp thiết của đề tài................................................................................................... 1 2. Mục tiêu đề tài ................................................................................................................. 2 3. Ý nghĩa của đề tài ............................................................................................................ 2 3.1. Ý nghĩa khoa học .......................................................................................................... 2 3.2. Ý nghĩa thực tiễn .......................................................................................................... 2 4. Nội dung nghiên cứu ....................................................................................................... 3 Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU................................................................................. 4 1.1. Giới thiệu về nấm Linh chi (Ganoderma lucidum) ...................................................... 4 1.2. Giới thiệu về prebiotic .................................................................................................. 7 1.2.1. Khái niệm .................................................................................................................. 7 1.2.2. Các loại prebiotic ....................................................................................................... 8 1.2.3. Các tiêu chí phân loại prebiotic ................................................................................. 9 1.2.4. Tác dụng của prebiotic ............................................................................................ 10 1.3. Tổng quan về Acid béo mạch ngắn ............................................................................ 12 1.3.1. Khái niệm ................................................................................................................ 12 1.3.2. Chuyển hóa acid béo mạch ngắn ............................................................................. 12 1.3.3. Vai trò của SCFAs đối với sức khỏe ....................................................................... 14 1.4. Tình hình nghiên cứu .................................................................................................. 16 iii 1.4.1. Tình hình nghiên cứu tại Việt Nam ......................................................................... 16 1.4.2 Tình hình nghiên cứu trên thế giới ........................................................................... 18 Chương 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .................................... 21 2.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu .............................................................................. 21 2.1.1. Đối tượng nghiên cứu .............................................................................................. 21 2.1.2. Phạm vi nghiên cứu ................................................................................................. 21 2.2. Phương pháp nghiên cứu ............................................................................................ 22 2.2.1. Phương pháp tách chiết PS hệ sợi nấm Linh chi ..................................................... 22 2.2.2. Phương pháp đánh giá sự kích thích sinh trưởng của vi sinh vật có lợi.................. 23 2.2.3. Phương pháp đánh giá ức chế sinh trưởng của vi sinh vật có hại ........................... 23 2.2.4. Phương pháp đánh giá pH ....................................................................................... 24 2.2.4. Phương pháp định lượng SCFAs ............................................................................. 25 2.2.5. Phương pháp đánh giá khả năng không bị tiêu hóa của polysaccharide bởi enzyme amylase. ............................................................................................................................. 25 2.2.6. Phương pháp xử lý số liệu ....................................................................................... 27 Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN......................................................................... 28 3.1. Ảnh hưởng của polysaccharide đến sự phát triển của vi sinh vật có lợi .................... 28 3.2. Khả năng ức chế vi khuẩn gây bệnh ........................................................................... 31 3.3. Đánh giá sự thay đổi pH trong quá trình sinh trưởng của Lactobacillus plantarum.. 33 3.4. Khả năng sản xuất SCFAs trong quá trình lên men Lactobacillus plantarum ........... 34 3.5. Khả năng không bị tiêu hóa của polysaccharide bởi enzyme amylase. ..................... 36 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ........................................................................................... 38 1. Kết luận.......................................................................................................................... 38 2. Kiến nghị ....................................................................................................................... 38 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................. 39 PHỤ LỤC .......................................................................................................................... 48 iv DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT CT : Công thức SCFAs : acid béo mạch ngắn PS : Polysaccharide VSV : Vi sinh vật v DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1. Tên bảng Các hoạt chất sinh học và dẫn xuất trong nấm Linh chi Trang 5,6 (Ganoderma lucidum). 3.1. Sự tăng trưởng của Lactobacillus plantarum nuôi ở các nghiệm 28 thức nghiên cứu, ở 37ºC trong 24 giờ. 3.2. Giá trị pH ở các nghiệm thức nuôi cấy L. Plantarum, ở 37ºC 33 trong 12 giờ, 24 giờ, 36 giờ và 48 giờ. 3.3. Nồng độ SCFAs trong môi trường nuôi cấy L.plantarum ở các 35 nghiệm thức nghiên cứu trong 48 giờ 3.4. Khả năng phân giải của enzyme amylase với tinh bột và PS nấm Linh chi vi 37 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình Tên hình Trang 1.1. Sơ đồ phân loại prebiotic 8 1.2. Tiêu chí cho các hợp chất prebiotic 10 1.3. Sơ đồ con đường lên men carbohydrates sản xuất SCFAs 14 (acetate, propionate và butyrate). 1.4. Ảnh hưởng của SCFAs đến đường ruột 16 2.1. Hệ sợi nấm Linh chi nuôi cấy dịch thể tại khoa Sinh -Môi 21 trường 2.2. Sơ đồ quy trình chiết Polysaccharide 22 3.1. Số lượng khuẩn lạc L. plantarum trên các môi trường nghiên 30 cứu. 3.2. Đường kính vùng ức chế vi sinh vật gây bệnh S.aureus, E. coli 31 từ dịch nuôi cấy L. plantarum trong các nghiệm thức nghiên cứu. 3.3. Vòng vô khuẩn S. aureus, E. coli từ dịch nuôi cấy L. plantarum ở các nghiệm thức nghiên cứu khác nhau. vii 32 TÓM TẮT Polysaccharide là thành phần chính có hoạt tính sinh học cao trong nấm Linh chi. Nghiên cứu này thực hiện đánh giá hoạt tính prebiotics của sinh khối hệ sợi nấm Linh chi (Ganoderma lucidum) nuôi cấy dịch thể. Kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng, PS chiết xuất từ hệ sợi nấm Linh chi có khả năng thúc đẩy sự sinh trưởng của chủng vi sinh vật có lợi đường ruột Lactobacillus plantarum. Mặt khác, dịch chiết từ môi trường nuôi cấy L. plantarum có khả năng ức chế vi sinh vật gây hại đường ruột như: Escherichia coli, Staphylococcus aureus với vùng ức chế lần lượt là 25.667±0.577 mm, 25.667±1.443 mm. Bên cạnh đó, quá trình lên men L. plantarum bổ sung hệ sợi nấm Linh chi làm giảm môi trường pH và sản xuất ra các SCFAs với hàm lượng acid butyric thu được là cao nhất với 8096,06 mg/l, hàm lượng acid axetic và acid propionic lần lượt là 1374,45 mg/l và760,69 mg/l. Polysaccharide trong nấm Linh chi ít bị phân giải bởi enzyme amylase với thành phần không bị phân giải là 73±1.11%. Kết quả đề tài bước đầu cho thấy tiềm năng sử dụng sợi nấm Linh chi làm nguồn nguyên liệu sản xuất prebiotics bên cạnh các nguồn prebiotic thương mại khác trên thị trường. Từ chìa khóa: SCFAs, Linh chi, Lactobacillus plantarum, prebiotics… viii MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Ngày nay cùng với sự phát triển kinh tế xã hội, chất lượng cuộc sống ngày càng được cải thiện, nâng cao và vấn đề sức khỏe của con người cũng được quan tâm nhiều hơn. Tuy nhiên, trong cuộc sống hằng ngày con người đã vô tình đưa vào trong cơ thể một số chất độc hại từ những loại thức ăn có nguồn gốc không rõ ràng hoặc do thói quen sinh hoạt không điều độ làm sức khỏe ngày càng đi xuống. Vì thế, nhu cầu bổ sung các loại dưỡng chất cho cơ thể từ các sản phẩm có nguồn gốc rõ ràng và từ thiên nhiên là cần thiết. Hệ vi sinh vật đường ruột xác định và điều chỉnh cân bằng nội môi của vật chủ bằng cách xác định sự cân bằng dinh dưỡng, miễn dịch và thần kinh nội tiết. Các chất dinh dưỡng không được tiêu hóa bởi các enzym của con người, chẳng hạn như cacbohydrat không thể tiêu hóa sẽ đi đến ruột và có thể được lên men bởi hệ vi sinh vật đường ruột, thu được các sản phẩm cuối cùng như acid béo mạch ngắn (A et al., 2020). Các acid béo mạch ngắn (SCFAs) có nhiều tác dụng tích cực để duy trì sức khỏe của con người. Những chuyển hóa của SCFAs tác động tích cực đến sức khỏe như là yếu tố thiết yếu trong việc duy trì tính toàn vẹn đường ruột, giảm độ pH, ức chế hoạt tính gây bệnh của vi khuẩn, bảo vệ tính toàn vẹn của tế bào biểu mô ruột khỏi cơ học, tổn thương do hóa chất và vi sinh vật, tăng việc hấp thụ các khoáng chất, cung cấp năng lượng đến niêm mạc ruột, kích thích hệ thống miễn dịch của vật chủ, giảm nguy cơ mắc bệnh đường ruột truyền nhiễm và có khả năng chống viêm và vai trò quan trọng trong chống ung thư (Buse Usta-Gorgun, 2020). Polysaccharide (PS) nấm không tiêu hóa được là nguồn prebiotic tiềm năng vì chúng có thể ngăn ngừa nhiễm virus hoặc vi khuẩn bằng cách tăng cường sự phát triển của vi khuẩn probiotic trong ruột già (Russo et al., 2012). Nấm Linh chi từ lâu đã được biết đến như một thảo dược quý, một vị thuốc dân gian có tác dụng tăng cường sức khỏe và chữa trị nhiều loại bệnh. Theo sách "Thần nông bản 1 thảo”, cách đây 2000 năm, Linh chi được xếp vào loại "Thượng dược”, có tác dụng bồi dưỡng cơ thể và chữa bệnh xếp trên Nhân sâm. Cấu trúc độc đáo của Linh chi chính là thành phần khoáng tố vi lượng đủ loại (119 chất), trong đó một số khoáng tố như Germanium hữu cơ, vanadium, crôm… hay các hợp chất polysaccharide và triterpenoids... đã được khẳng định là nhân tố quan trọng cho nhiều loại phản ứng chống ung thư, dị ứng, lão hóa, xơ vữa, đông máu nội mạch, giúp điều chỉnh dẫn truyền thần kinh, bảo vệ cấu trúc của nhân tế bào (Ngô Xuân Mạnh và Lương Thị Hà, 2015). Cùng với việc nghiên cứu phát triển công nghệ nuôi trồng nấm ăn và nấm dược liệu thì việc lên men dịch thể thu sinh khối sợi nấm mở ra triển vọng phát triển với ưu điểm rút ngắn chu kỳ nuôi trồng, dễ dàng kiểm soát các điều kiện nuôi cấy trên quy mô công nghiệp thu được lượng lớn sinh khối hữu cơ đáp ứng nhu cầu thực phẩm và dược phẩm ngày càng tăng, đặc biệt tận dụng sinh khối sợi nấm giàu polysaccharides để sản xuất prebiotic là vấn đề cần được quan tâm hiện nay nhằm đa dạng nguồn cơ chất sản xuất prebiotic. Xuất phát từ những lý do trên tôi thực hiện đề tài: “Đánh giá hoạt tính prebiotic của sinh khối hệ sợi nấm Linh chi (Ganoderma lucidum) nuôi cấy dịch thể”. 2. Mục tiêu đề tài Đánh giá được hoạt tính prebiotic của sinh khối hệ sợi nấm Linh chi (Ganoderma lucidum) nuôi cấy dịch thể. 3. Ý nghĩa của đề tài 3.1. Ý nghĩa khoa học Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ cung cấp một số dẫn liệu khoa học về các hoạt tính prebiotic chiết xuất từ sinh khối sợi nấm Linh chi (Ganoderma lucidum). 3.2. Ý nghĩa thực tiễn Kết quả nghiên cứu được sẽ chứng minh tiềm năng sinh học prebiotic được chiết xuất từ hệ sợi nấm Linh chi, cung cấp thêm các nguồn để ứng dụng và sản xuất prebiotic 2 thay vì từ thực vật. Mở ra hướng nghiên cứu và phát triển các sản phẩm mới từ nấm tốt cho sức khỏe của con người. 4. Nội dung nghiên cứu - Nghiên cứu sự ảnh hưởng của polysaccharide chiết xuất từ sợi nấm Linh chi đến sinh trưởng của Lactobacillus plantarum. - Nghiên cứu khả năng ức chế vi khuẩn có hại cho đường ruột từ dịch chiết môi trường nuôi Lactobacillus plantarum bổ sung PS nấm Linh chi. - Đánh giá sự thay đổi của pH trong môi trường lên men Lactobacillus plantarum bổ sung sinh khối sợi nấm Linh chi sấy khô ở các khoảng thời gian (12 giờ, 24 giờ, 36 giờ và 48 giờ). - Nghiên cứu khả năng tạo ra acid béo mạch ngắn (SCFAs) của Lactobacillus plantarum trong môi trường MRS bổ sung hệ sợi nấm Linh chi sấy khô. - Nghiên cứu khả năng không bị tiêu hóa của polysaccharide nấm Linh chi bởi enzyme amylase. 3 Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Giới thiệu về nấm Linh chi (Ganoderma lucidum) Các nhà khoa học đã xác định Linh chi là một loài nấm có tên khoa học là Ganoderma lucidum tên tiếng anh là Varnished Conk hay Linh chi, ở Việt Nam Linh chi được gọi là nấm Lim. Trong thư tịch cổ nấm Linh chi còn được gọi với tên khác như Tiên thảo, nấm Trường thọ, Vạn niên nhung (Nguyễn Lân Dũng, 2003). Vị trí phân loại nấm Linh chi Giới (regnum) : Fungi Ngành (phylum) : Basidiomycota Lớp (class) : Agaricomycetes Bộ (ordo) : Polyporales Họ (familia) : Ganodermataceae Chi (genus) : Ganoderma Loài (species) : G.lucidum Đặc điểm hình thái, cấu trúc nấm Linh chi Quả thể có cuống dài hoặc ngắn, thường đính bên, đôi khi trở thành đính tâm do quá liền tán. Cuống nấm hình trụ, hoặc mảnh (đường kính cỡ 0,3 - 0,8 cm), hoặc lớn hơn (tới 2 - 3,5 cm), ít khi phân nhánh, từ 2,7 – 22 cm, đôi khi uốn khúc cong. Lớp vỏ cuống láng đỏ - nâu đỏ - nâu đen, bóng, không có lông, phủ suốt lên mặt tán nấm. Mũ nấm dạng thận - gần tròn, đôi khi xòe hình quạt hoặc ít nhiều dị dạng. Trên mặt mũ nấm có vân gợn đồng tâm, màu sắc từ vàng chanh - vàng nghệ - vàng nâu - vàng cam - đỏ nâu - nâu tím - nâu đen, nhẵn bóng, láng như verni. Nấm thường sẫm màu dần khi già, lớp vỏ láng phủ tràn kín mặt trên mũ, đôi khi có lớp phấn. Kích thước mũ nấm có thay đổi, phần đính cuống nhô lên hoặc lõm xuống. 4 Phần thịt nấm có màu vàng kem, nâu lợt hoặc trắng kem, phân chia kiểu lớp trên và dưới. Ở lớp trên, các tia sợi hướng lên được thấy rõ, đầu các sợi phình hình chùy, màng rất dày, đan khít vào nhau, tạo thành lớp vỏ láng chứa laclate không tan trong nước nên nấm chịu mưa, nắng. Ở lớp dưới, hệ sợi tia xuống đều đặn, tiếp giáp vào tầng sinh bào tử. Tầng sinh sản (thụ tầng - hymenium) là một lớp ống dày từ 0,2 - 1,8 cm, màu kem - nâu nhạt gồm các ống nhỏ thẳng, miệng gần tròn, màu trắng - vàng chanh nhạt, khoảng 3 - 5 ống/mm. Đảm đơn bào (holobasidie) hình trứng -hình chùy, không màu. Dài 16 - 22 µm, mang bốn đảm bào tử (basidiospores). Đảm bào tử dạng trứng cụt (truncate), cấu trúc lớp vỏ kép (bitunicate), màu vàng mật ong sáng, chính giữa khối nội chất tụ lại một giọt hình cầu, dạng giọt dầu. Kích thước dao động (8- 11,5) x (6 - 7,7) µm. Giá trị dược liệu Hiện nay hàng trăm loại hoạt chất sinh học khác nhau đã được xác định, chủ yếu bao gồm polysaccharide, triterpenoide, nucleotide, steroide, acid béo, peptid và các nguyên tố vi lượng cũng được tìm thấy trong nấm. Bảng 1.1. Các hoạt chất sinh học và dẫn xuất trong nấm Linh chi (Ganoderma lucidum). Hoạt chất Hoạt chất dược liệu Nhóm Ức chế giải phóng histamine Cyclooctasulfur Ức chế kết dính tiểu cầu, thư giãn Adenosine và dẫn xuất Nucleotide Lingzhi -8 Proteine Ganodosterone Steroide Giải độc gan Steroide Ức chế sinh tổng hợp cholesterol Polysaccharide Hạ đường huyết cơ, giảm đau Chống dị ứng phổ rộng, điều hòa, miễn dịch Lanosporeric acid A, Lanosterol 1,3,4,5 Ganodermans A, B, C 5 Beta –D-Glucan Polysaccharide BN-3B: 1, 2, 3. D -6 Polysaccharide Ganoderic acid R, S Triterpenoid Chống ung thư, tăng cường miễn dịch Tăng tổng hợp protein, tăng chuyển hóa acid nucleic Ức chế giải phóng histamine Ganodermadiol Hạ huyết áp Ganoderic acid B, D, F, H, Triterpenoid K, Y. Ganodermic acid M, F Triterpenoid Ức chế sinh tổng hợp Cholesterol Lucidone A Triterpenoid Bảo vệ gan Ganosporelacton A,B Triterpenoid Chống khối u Oleic acid dẫn xuất Acid béo Ức chế giải phóng histamine Ganoderic acid Về thành phần hóa học và các hoạt chất đến nay, các nghiên cứu đã xác định được trong nấm Linh chi có khoảng 119 loại triterpens và nhiều loại polysaccharide có giá trị như 1,3- ꞵ glucan. Các nghiên cứu cho thấy hoạt chất triterpens, polysaccharide và protein có nguồn gốc từ quả thể nấm Linh chi đều có mối tương quan dương tính với các đáp ứng miễn dịch cơ thể (Chengyuan Liang et al., 2019). Linh Chi chủ yếu được dùng như thuốc bổ, đặc biệt là như chất điều hòa miễn dịch. Linh chi được dùng để tăng cường chức năng miễn dịch và đề phòng nhiễm trùng cơ hội trong các phác đồ điều trị cho bệnh nhân nhiễm HIV (Ahmad et al., 2021). Nhờ khả năng điều hòa miễn dịch và ức chế sự sản sinh histamine, nấm Linh Chi cũng có thể được dùng như tác nhân chống viêm trong điều trị hen suyễn và dị ứng. Linh chi cũng được dùng trong điều trị viêm khớp, viêm phế quản dị ứng (Ahmad, 2018). 6 Vì Germanium trong Linh chi có thể tăng cường khả năng cung cấp oxy cho tế bào; Linh chi được dùng để giải tỏa sự căng thẳng, chữa đau đầu, chóng mặt, buồn nôn, mất ngủ, giảm tình trạng thiếu oxy do động mạch vành bị tắc nghẽn, giúp cơ thể chịu được tình trạng huyết áp thấp. Các nghiên cứu chứng minh Linh chi còn có các tác động tích cực đến hệ tuần hoàn và chức năng tim mạch: giảm cholesterol thừa trong máu, chống tình trạng mỡ máu cao, làm giãn mạch vành và tăng cường sự lưu thông máu, chống xơ vữa động mạch, tăng tần số và biên độ co tim, có tác dụng nhất định trong điều trị bệnh tim, điều hòa huyết áp, giảm lượng đường trong máu, chống sự kết tụ của tiểu cầu (Lei Wang et al., 2022). Thành phần dược tính quan trọng (polysaccharide và triterpenoid) trong Linh Chi có khả năng ức chế sự nhân bản của HIV, virus viêm gan siêu vi B, virus Herpes... (Ahmad et al., 2021). Polysaccharide và triterpenoid trong Linh chi đỏ thể hiện khả năng chống oxy hóa in vitro. Các hoạt chất trong Linh chi giúp cơ thể tiêu diệt các gốc tự do, chống oxy hóa, từ đó ngăn ngừa ung thư và các bệnh mãn tính khác (Man Hyung Koo et al., 2019). Ngoài ra, Linh Chi còn tăng cường trí nhớ và chức năng hô hấp, chống lão hóa, làm tăng tuổi thọ, an thần, giảm đau, chống xơ hóa, bảo vệ gan, chữa trị viêm gan mãn tính; giải độc, ngăn tác hại của chất phóng xạ; hạ đường huyết, cải thiện chuyển hóa dinh dưỡng; hỗ trợ chữa trị tiểu đường type II, điều trị ho do cảm cúm, ho có đờm, chứng giảm bạch cầu, cơn đau thắt ngực; có tác dụng nhất định đến suy nhược thần kinh, suy nhược tim, đau lá lách, đau dạ dày, đau thận, đau nửa đầu, đau mật... (Vo et al., 2021). Với giá trị dược liệu cao, nấm Linh chi được xem là đối tượng tiềm năng, thu hút sự quan tâm của các nhóm nghiên cứu sản xuất ra nhiều sản phẩm phục vụ sức khỏe con người. 1.2. Giới thiệu về prebiotic 1.2.1. Khái niệm Probiotic là những vi sinh vật có lợi, không gây bệnh sống trong hệ đường ruột của vật chủ, chịu được pH của acid dạ dày và mật, có khả năng kết dính với biểu mô hoặc chất nhầy, 7 ức chế các vi sinh vật có hại nhằm cải thiện sự cân bằng hệ vi sinh vật trong đường ruột (Burkholder, 2003). Các vi sinh vật này có chức năng như men vi sinh vì có khả năng ức chế vi sinh vật gây bệnh trong đường tiêu hóa. Prebiotic là carbohydrate không tiêu hóa có lợi ảnh hưởng đến vật chủ bằng cách kích thích có chọn lọc sự tăng trưởng hoặc hoạt động của một hoặc nhiều vi sinh vật trong đường tiêu hóa và do đó có tác dụng tăng cường sức khỏe (Petra Weber et al., 2007), (Roberfroid, 2018). Ngoài ra, các hợp chất prebiotic có khả năng chịu đựng qua đường tiêu hóa khi có sự hiện diện của dịch vị nước bọt amylase hoặc chiết xuất mật, duy trì các đặc tính để kích hoạt các vi khuẩn có lợi cho sức khỏe vật chủ. Nấm ăn có chứa polysaccharide hoạt tính sinh học cao, có thể xem như một loại thực phẩm chức năng cũng như một loại thực phẩm an toàn, đặc biệt chúng là một nguồn prebiotic vì có chứa đường mạch ngắn như glucose galactose fructose và Nacetylglucosamine (Patel & Goyal, 2011). 1.2.2. Các loại prebiotic Hình 1.1. Sơ đồ phân loại prebiotic (Hurtado-Romero et al., 2020). Prebiotic chủ yếu là Carbohydrate như Oligosaccharide, Disaccharide và Polysaccharide. Ngoài ra còn có Polyphenol và các hợp chất khác. Trong đó, oligosaccharide là prebiotic với các tiêu chí đáp ứng đầy đủ nhất. Chúng bao gồm FOS, 8 GOS, XOS, ixo-maltooligosaccharide (IMO) và một số hợp chất khác (Hurtado-Romero et al., 2020). Các prebiotic được nghiên cứu nhiều nhất là FOS (fructo-oligosaccharide/inulin) và GOS (galacto-oligosaccharide). FOS có sẵn trong một số loại trái cây và rau quả (ví dụ: chuối, rau diếp xoăn, atisô Jerusalem, hành tây, tỏi và tỏi tây lúa mì), và các oligosaccharide kháng khác như fructans loại inulin (Buttriss & Stokes, 2008). Ngoài ra, các chất khác được coi là prebiotic, trong số đó có polyphenol. Đây là các hợp chất hoạt tính sinh học có nhiều trong các nguồn thực phẩm khác nhau; bao gồm trà xanh, rượu vang đỏ, quả việt quất, hạt nho, nha đam, đào. Chúng được phân loại thành flavonoid và không phải flavonoid (axit phenolic, stil -benes và lignan); khi đến ruột kết chúng tiếp xúc với vi khuẩn đường ruột, dẫn đến một sự tương tác phức tạp và đa hướng, cho thấy các hoạt động tiền sinh học mạnh mẽ. Hơn nữa một số chất như yếu tố tăng trưởng, protein, các acid béo không bão hòa, các acid hữu cơ và các chất chuyển hóa của vi khuẩn đã được xem như là chất tiền sinh học vì chúng có thể được sử dụng để tăng cường tác dụng của các chế phẩm sinh học (Hurtado-Romero et al., 2020). 1.2.3. Các tiêu chí phân loại prebiotic Tiêu chí để giúp phân loại và đánh giá các Prebiotic bao gồm khả năng không bị tiêu hóa trong đường ruột, lên men bằng chính các vi sinh vật trong đường ruột, phải có lợi cho sức khỏe, chọn lọc sự kích thích của men vi sinh và cuối cùng đó là ổn định trong quá trình chế biến sản phẩm (Thatoi et al., 2018). 9 Hình 1.2. Tiêu chí cho các hợp chất prebiotic Các tiêu chí cho phép phân loại thành phần thực phẩm như một prebiotic cũng bao gồm quá trình lên men có chọn lọc của các vi khuẩn có lợi trong đường ruột. Các tác động của quá trình lên men này có thể dẫn đến sự gia tăng biểu hiện hoặc thay đổi thành phần của các acid béo chuỗi ngắn, tăng trọng lượng phân, giảm nhẹ độ pH của ruột kết, giảm các sản phẩm cuối cùng chứa nitơ và các enzyme khử, làm tăng sự biểu hiện của các protein liên kết hoặc chất mang hoạt tính liên quan đến sự hấp thu khoáng chất và điều hòa hệ thống miễn dịch, có lợi cho sức khỏe con người. Kích thích có chọn lọc sự phát triển của các vi khuẩn đường ruột có khả năng liên quan đến sức khỏe được coi là một trong những tiêu chí của prebiotic. Prebiotic được cho là có khả năng phù hợp với sự phát triển của probiotics, vi khuẩn sinh học, Lactobacillus và ngăn chặn sự phát triển của Clostridia và chất diệt khuẩn. Chỉ số prebiotic (PI) chính là dụng cụ để đo lường các tác dụng của prebiotic. Cuối cùng, các prebiotic phải có khả năng chịu được các điều kiện chế biến thực phẩm để chúng vẫn còn nguyên vẹn và không bị phân hủy hoặc thay đổi về mặt cấu trúc hóa học, phù hợp với sự trao đổi chất của vi khuẩn trong đường ruột (Aida et al., 2009). 1.2.4. Tác dụng của prebiotic - Giảm cholesterol trong máu: prebiotic có thể gián tiếp ảnh hưởng đến mức cholesterol trong máu bằng cách thúc đẩy sự phát triển của vi khuẩn acid lactic. Ngoài ra nghiên cứu trên chuột 10