Nghiên cứu hoạt tính sinh học polysaccharide từ nấm Cordyceps militaris

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KHOA SINH – MÔI TRƯỜNG KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA CÁC PHÂN ĐOẠN POLYSACCHARIDE CHIẾT XUẤT TỪ SỢI NẤM ĐÔNG TRÙNG HẠ THẢO (Cordyceps militaris) TRƯƠNG CÔNG PHÁT Đà Nẵng, 04/2024 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KHOA SINH – MÔI TRƯỜNG KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA CÁC PHÂN ĐOẠN POLYSACCHARIDE CHIẾT XUẤT TỪ SỢI NẤM ĐÔNG TRÙNG HẠ THẢO (Cordyceps militaris) Chuyên ngành : Công nghệ sinh học Sinh viên thực hiện : Trương Công Phát Lớp : 20 CNSH Giáo viên hướng dẫn: ThS. Nguyễn Thị Bích Hằng Đà Nẵng, 04/2024 MỤC LỤC MỤC LỤC. i LỜI CAM ĐOAN. iv LỜI CẢM ƠN.

v DANH MỤC VIẾT TẮT. vi DANH MỤC BẢNG. vii DANH MỤC HÌNH ẢNH. ix MỞ ĐẦU.

Tính cấp thiết. Ý nghĩa khoa học. Ý nghĩa thực tiễn. Nội dung nghiên cứu.

TỔNG QUAN TÀI LIỆU. Tổng quan về nấm Cordyceps militaris. Giới thiệu về nấm Cordyceps militaris. Tình hình nghiên cứu nấm Cordyceps militaris tại Việt Nam và trên thế giới.

Tổng quan về polysaccharide trong nấm Cordyceps militaris. Giới thiệu chung về prebiotic. Tiêu chí phân loại prebiotic. Tác dụng của prebiotic.

Cơ chế hoạt động của prebiotic. Tình hình nghiên cứu prebiotic. Tổng quan về kháng oxy hóa. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu. Phạm vi nghiên cứu. Phương pháp nghiên cứu. Phương pháp nuôi hệ sợi nấm Cordyceps militaris.

Phương pháp tách chiết và định lượng polysaccharide. Phương pháp kháng oxy hóa. Phương pháp đánh giá hoạt tính prebiotic. Phương pháp định lượng SCFAs.

Phương pháp thu thập và xử lý số liệu. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN. Khảo sát hàm lượng các phân đoạn PS. Khả năng kháng oxi hóa của các phân đoạn Polysaccharide.

Bắt gốc tự do ABTS+. Năng lực khử (RP). Đánh giá hoạt tính prebiotic. Khả năng probiotic sử dụng phân đoạn PS làm nguồn dinh dưỡng .2 Chỉ số prebiotic.

Định lượng SCFAs trong môi trường nuôi cấy chủng L. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ. 35 TÀI LIỆU THAM KHẢO. a iii LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi.

Các số liệu sử dụng, phân tích trong khóa luận có nguồn gốc rõ ràng, đã công bố theo đúng quy định. Các kết quả nghiên cứu trong khóa luận do tôi tự thực hiện, phân tích một cách trung thực, khách quan. Các kết quả này chưa từng được công bố trong bất kỳ nghiên cứu nào khác. Các số liệu trích dẫn có ghi chú nguồn gốc rõ ràng.

Xác nhận của người hướng dẫn Sinh viên thực hiện (Ký và ghi rõ họ tên) (Ký và ghi rõ họ tên) Trương Công Phát iv 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 quý báu tới ThS. Nguyễn Thị Bích Hằng và anh Bùi Đức Thắng học viên cao học, 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 20 CNSH các bạn sinh viên NCKH tại phòng 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, tháng 04 năm 2024 v DANH MỤC VIẾT TẮT PS: Polysaccharide PI: Prebiotic index SCFAs: Short-Chain Fatty Acids Glc: D-Glucose vi DANH MỤC BẢNG Bảng Tên Bảng Trang Bảng 2.1 Thành phần môi trường PDB+ 20 Bảng 3.1 Khả năng trung hòa gốc tự do ABTS của 3 phân đoạn 27 Bảng 3.2 Giá trị IC50 (OD0.5) của của các phân đoạn PS và acid 28 ascorbic Bảng 3.3 Kết quả phân tích acid béo mạch ngắn (SCFAs) sau 24 33 giờ lên men vii DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình Tên Hình Trang Hình 1.1 Nấm Cordyceps militaris tại khoa Sinh – Môi trường – 3 ĐHSP Hình 1.2 Đường đi của prebiotic trong cơ thể người 11 Hình 1.3 Cơ chế hoạt động của prebiotic 13 Hình 2.1 Hệ sợi nấm C. militaris nuôi cấy tĩnh tại khoa Sinh – 19 Môi trường Hình 3.1 Hàm lượng phân đoạn Polysaccharide trong sợi nấm C.2 Khả năng sinh trưởng của các chủng probiotic trên môi 30 trường các phân đoạn PS Hình 3.3 Đặc tính kích thích chọn lọc của các của prebiotic 32 viii TÓM TẮT Đông trùng hạ thảo (Cordyceps mlitaris) là loại nấm dược liệu nổi tiếng, giàu hoạt chất và có giá trị cao.

Trong sợi nấm C. militaris còn chứa nhiều polysaccharide có hoạt tính sinh học có công dụng như hạ đường huyết, chống viêm, điều hòa hệ miễn dịch, chống oxi hóa, ức chế sự phát triển của tế bào ung thư…Ngoài ra, các polysaccharide hoạt động như là một chất nền cho sự phát triển của probiotic và tạo thành các acid béo mạch ngắn có một tác động tích cực trong sức khỏe đường ruột. Nghiên cứu đã tiến hành tách chiết và đánh giá một số hoạt tính của các phân đoạn polysaccharide từ sợi nấm C. Kết quả cho thấy khối lượng các phân đoạn PS tách chiết phân đoạn bằng các dung môi H2O, HCL và Na2CO3 lần lượt là 81,35±4,22 mg/g; 22,53±1,84 mg/g và 13,33±3,46 mg/g.

Tất cả các phân đoạn PS đều có khả năng kháng oxi hoá trung bình, khả năng bắt gốc ABTS cao nhất ở phân đoạn H2O giá trị IC50 bằng 2446,51±24,34 µg/mL; Các phân đoạn đều hỗ trợ tăng trưởng chọn lọc các chủng probiotic, cao nhất đối với chủng L. argentoraten NH13 nuôi trên phân đoạn PS(H2O) với PI đạt 1,012 và thấp nhất ở chủng L. casein – 01 trên phân đoạn Na2CO3 PI 0,06 Đánh giá hàm lượng SCFA thông qua lên men phân đoạn PS từ chủng L. plantarum WCFS1 cho hàm lượng acid acetic, propionic và butyric lần lượt đạt cao nhất ở các môi trường có bổ sung glucose, PS (HCl) và PS (H2O).

Kết quả nghiên cứu cho thấy tìm năng ứng dụng của các phân đoạn PS từ sợi nấm C. militaris cho sức khoẻ con người cũng như làm nguồn nguyên liệu sản xuất prebiotic bên cạnh các nguồn prebiotic phổ biến hiện nay từ thực vật. ix MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết Nấm Cordyceps militaris còn được gọi là nấm Trùng thảo đã sử dụng rộng rãi trong thực phẩm hoặc làm dược liệu ở các nước như Trung Quốc, Nhật Bản và một số nước Châu Á [1].

Nó được biết đến như là một loại nấm dược liệu có nhiều hoạt chất sinh học có giá trị cao: cordycepin, adenosine, ergosterol, và các chất khoáng v.v… có tác dụng hạ đường huyết, chống viêm, ức chế sự phát triển của tế bào ung thư, điều hòa hệ miễn dịch, chống oxi hóa [2]. Mặt khác, với hàm lượng polysaccharide cao, đặc biệt là các Polysaccharide từ sợi nấm có thể làm giảm cân, giảm nồng độ glucose trong huyết tương, cải thiện dung nạp glucose, bảo vệ các cơ quan miễn dịch và sửa chữa rối loạn lipid máu để làm giảm bệnh tiểu đường ở chuột mắc bệnh tiểu đường [3]. Bên cạnh đó, polysaccharide chiết xuất từ nấm đã được đề xuất sử dụng trong các chế phẩm prebiotic để thúc đẩy sự phát triển của các vi sinh vật có lợi như Bifidobacteria và Lactobacillus [4]. Các polysaccharide hoạt động như là một chất nền cho sự phát triển của probiotic.

Khi có sự lên men của hệ vi sinh đường ruột, polysaccharide tạo thành các acid béo mạch ngắn có một tác động tích cực trong sức khỏe đường ruột, bao gồm tác dụng làm tăng sinh các tế bào biểu mô và làm giảm pH đại tràng. Những tác động này có thể làm giảm tỷ lệ mắc ung thư ruột già, chứng xơ vữa động mạch và các biến chứng liên quan đến béo phì ở người [5]. Các nghiên cứu hiện nay tập trung vào đánh giá hoạt tính sinh học của polysaccharide sợi nấm thu được bằng quá trình lên men lỏng, kết quả cho thấy hiệu quả chống khối u cao hơn polysaccharide thu được từ quả thể bằng cách trồng rắn. Do đó, người ta cho rằng các polysaccharide từ sợi nấm có thể được sử dụng như một chất thay thế tiềm năng cho các polysaccharide có nguồn gốc từ quả thể của C.

Điều này cho thấy sợi nấm nói chung và của C. militaris nói riêng có tiềm năng lớn trong sản xuất các hợp chất sinh học. Tuy các hoạt động dược lý của polysaccharide chiết xuất từ C. militaris đã được công bố và đã có những kết quả đáng chú ý, nhưng hầu hết các nghiên cứu này tập trung vào polysaccharide hòa tan trong nước.

Mà bỏ qua các polysaccharide còn lại trong bã 1 nhưng không tan trong dung môi chiết này. Điều này dẫn đến cơ sở dữ liệu không đầy đủ về các polysacharide có nguồn gốc từ C. militaris và hoạt tính sinh học của chúng. Xuất phát từ những lý do trên tôi thực hiện đề tài: “Nghiên cứu hoạt tính sinh học của các phân đoạn polysaccharide chiết xuất từ sợi nấm Đông trùng hạ thảo (Cordyceps militaris)”.

Trong nghiên cứu này, chúng tôi thực hiện đánh giá khả năng kháng oxi hóa và hoạt tính prebiotic từ các phân đoạn polysaccharide chiết xuất từ sợi nấm C. Mục tiêu Đánh giá được hoạt tính kháng oxi hóa và hoạt tính prebiotic của các phân đoạn PS chiết xuất từ sợi nấm C. Ý nghĩa khoa học Kết quả nghiên cứu từ đề tài sẽ là dẫn liệu khoa học về các hoạt tính sinh của các phân đoạn PS từ hệ sợi nấm C. Cung cấp dữ liệu khoa học cho các nghiên cứu hoạt tính polysaccharide trong sợi nấm.

Ý nghĩa thực tiễn Kết quả nghiên cứu chứng minh tiềm năng ứng dụng của các phân đoạn PS tách chiết từ sợi nấm C. Nội dung nghiên cứu - Tách chiết phân đoạn PS từ hệ sợi nấm C. militaris - Đánh giá hàm lượng PS tách chiết ở các phân đoạn - Đánh giá hoạt tính kháng oxi hoá của các phân đoạn PS - Đánh giá hoạt tính prebiotic của các phân đoạn PS - Đánh giá hàm lượng SCFA thông qua lên men phân đoạn PS từ chủng L. plantarum WCFS1 2 CHƯƠNG 1.

TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Tổng quan về nấm Cordyceps militaris 1. Giới thiệu về nấm Cordyceps militaris Hình 1. Nấm Cordyceps militaris tại khoa Sinh – Môi trường – ĐHSP.

Tên khoa học: Cordyceps militaris (Berk) Sacc.