Kết quả nhân giống và sản xuất Đông trùng hạ thảo (Cordyceps militaris) tại tỉnh Gia Lai

KHOA HOÏC KYÕ THUAÄT 31 S Ố 0 6 N Ă M 2 0 18 1. Đặt vấn đề Đông trùng hạ thảo được biết đến là một loại nấm có giá trị dược liệu quý, loài nấm này có tên khoa học là Ophiocordyceps sinensis, thuộc nhóm nấm Ascomycetes trên cơ thể ấu trùng của các loài bướm trong Chi Thitarodes. Nấm Đông trùng hạ thảo được sử dụng từ lâu trong y học cổ truyền Trung Hoa và y học cổ truyền Tây Tạng (Sung và cộng tác viên, 2007). Trong tự nhiên, Đông trùng hạ thảo được biết đến nhiều nhất có xuất xứ từ Tây Tạng, Trung Quốc. Đông trùng hạ thảo Cordyceps có nhiều loài, đặc biệt loài Cordyceps sinensis ở dạng sinh sản hữu tính được chú trọng hơn cả, đã được sử dụng làm thuốc bổ và chữa bệnh hàng trăm năm nay (Đái Duy Ban, 2018). Kết quả phân tích các hợp chất trong sinh khối Đông trùng hạ thảo cho thấy, Đông trùng hạ thảo có chứa nhiều hoạt chất có giá trị dược tính như: Cordycepin, Adenosine, các Axit amin, các Vitamin và các khoáng chất. Các nghiên cứu y học và dược học đã chứng minh rằng, Đông trùng hạ thảo có tác dụng rất tốt trong bồi bổ sức khỏe và phòng một số bệnh Kết quả nhân giống và sản xuất Đông trùng hạ thảo (cordyceps militaris) ThS. TRƯƠNG XUÂN PHÚ Trung tâm Ứng dụng tiến bộ KH&CN tỉnh Gia Lai tại tỉnh Gia Lai Hình 1: Ống nghiệm giống gốc nấm Đông trùng hạ thảo (Cordyceps militaris) KHOA HOÏC KYÕ THUAÄT32 T Ạ P C H Í K H O A H Ọ C C Ô N G N G H Ệ V À M Ô I T R Ư Ờ N G như: hạ đường huyết, chống viêm, điều hòa hệ miễn dịch, chống oxi hóa, tăng cường sinh lực (Halpern và Miller, 2002; Đái Duy Ban, 2018). Tên gọi “Đông trùng hạ thảo” đã thể hiện chu kỳ sống rất đặc trưng của loài nấm dược liệu này, quan sát thực tế chu kỳ sinh trưởng loài nấm này cho thấy, vào mùa đông nhìn cá thể này giống con sâu (côn trùng), vào mùa hạ loài nấm này phát triển thành chồi và nhô lên khỏi mặt đất trông giống như một loài thực vật. Với những đặc tính sinh học và chu kỳ sinh trưởng, phát triển rất đặc trưng nên số lượng Đông trùng hạ thảo trong tự nhiên thường không nhiều. Bên cạnh đó, với giá trị dược liệu và giá trị kinh tế rất cao nên việc săn lùng, khai thác quá mức đã làm cho số lượng Đông trùng hạ thảo tự nhiên ngày một khan hiếm và đang có nguy cơ tuyệt diệt. Chi nấm Cordyceps có hơn 200 loài khác nhau, trong đó có khoảng 78 loài đã được chọn lọc và định danh theo loại ký chủ và hình dạng quả thể. Tuy nhiên, hiện nay hai loài đã được đưa vào nuôi trồng nhân tạo phổ biến do có phổ thích nghi khá rộng là: Cordyceps sinensis (Berk) Sacc. và Cordyceps militaris (L. ex Fr) Link (Sung, 1996). Hiện nay, việc nuôi trồng Đông trùng hạ thảo (Cordyceps militaris) trong môi trường nhân tạo là hoàn toàn khả thi nhờ sự phát triển của công nghệ sinh học và các tiến bộ kỹ thuật trong chăm sóc. Nhằm góp phần phát triển sản phẩm Đông trùng hạ thảo trên địa bàn tỉnh Gia Lai đáp ứng nhu cầu sử dụng của người dân, Trung tâm Ứng dụng Tiến bộ Khoa học và Công nghệ, Sở Khoa học và Công nghệ tỉnh Gia Lai đã triển khai nhiệm vụ: “Ứng dụng tiến bộ kỹ thuật trong sản xuất nhân giống, nuôi trồng và hoàn thiện quy trình kỹ thuật cho sản phẩm Đông trùng hạ thảo (Cordyceps militaris) trong điều kiện phòng thí nghiệm tại tỉnh Gia Lai”. 2. Kết quả thực hiện 2.1. Nhân giống cấp I và giống sản xuất nấm Đông trùng hạ thảo (Cordyceps militaris) - Nhân giống cấp I: Mục đích của việc nhân giống cấp I là để tăng nhanh sinh khối hệ sợi nấm đáp ứng yêu cầu cho giai đoạn nhân giống sản xuất. Hình 2: Nuôi trồng nấm Đông trùng hạ thảo (Cordyceps militaris) trong bình thuỷ tinh, thể tích 750 ml KHOA HOÏC KYÕ THUAÄT 33 S Ố 0 6 N Ă M 2 0 18Sử dụng môi trường thạch nghiêng PDA (Potato Dextrose Agar) để nhân giống cấp I từ giống gốc, tiến hành cấy chuyền trong tủ cấy vô trùng (hệ số nhân giai đoạn này là 25) và nuôi sợi trong điều kiện tối hoàn toàn ở nhiệt độ 210C, độ ẩm 60%; Sau mỗi ba ngày kiểm tra để loại bỏ ống nghiệm bị nhiễm; Sau khoảng 10 ngày, khi hệ sợi ăn kín ống nghiệm thì chuyển sang bảo quản trong tủ bảo ôn ở nhiệt độ 50C để sử dụng dần. - Nhân giống sản xuất: Giống sản xuất được nhân lên sau khi cấy chuyền từ giống cấp I đã được tuyển chọn. Giống sản xuất có thể đuợc sử dụng ở hai dạng, dạng dịch thể hoặc dạng ống nghiệm thạch nghiêng. Đối với dạng môi trường thạch nghiêng, sử dụng môi trường PDA cải tiến, thành phần môi trường bao gồm: 20g Agar, 20g Glucose, 200g Khoai tây, 100ml nước dừa và bổ sung thêm nước cất vừa đủ 1 lít. Đối với dạng dịch thể, sử dụng môi trường SDAY (Sabouraud Dextrose Agar Yeast), thành phần môi trường bao gồm: 20g Agar, 40g Glucose, 10g Pepton, 2g Yeast extract, 1g KH2PO4, 0,5g MgSO4.7H2O và bổ sung thêm nước cất vừa đủ 1 lít. Hoặc sử dụng môi trường YMK (Yeast Magnesium Potassium), thành phần môi trường bao gồm: 20g Agar, 20g Glucose, 5g Yeast extract, 2g KH2PO4, 1g MgSO4.7H2O và thêm nước cất vừa đủ 1 lít. Nhân giống sản xuất ở dạng dịch thể yêu cầu độ pH = 6,0; nhiệt độ 210C; tốc độ lắc 150 vòng/phút; thời gian nhân giống 120 giờ. Hệ số nhân đối với nhân giống sản xuất trong môi trường dịch thể khoảng 8 lần. 2.2. Sản xuất nấm Đông trùng hạ thảo (Cordyceps militaris) Quá trình sản xuất nấm Đông trùng hạ thảo (Cordyceps militaris), ngoài yếu tố giống thì thành phần môi trường cơ chất đóng vai trò rất quan trọng, vì môi trường cơ chất là nguồn dinh dưỡng chủ yếu để nấm hấp thu và phát triển. Tùy từng loài nấm khác nhau sẽ có nhu cầu bổ sung nguồn C/N trong môi trường khác nhau để giúp quá trình hình thành hệ sợi nấm phát triển, hệ sợi nấm phát triển tốt thì sẽ giúp khả năng cho ra quả thể tốt; đồng thời môi trường cơ chất nuôi cấy cũng có tác động đến sự sinh tổng hợp và hình thành các hoạt chất sinh học đặc trưng của nấm Đông trùng hạ thảo như: Cordycepin, Adenosine,... Để sản xuất nấm Đông trùng hạ thảo (Cordyceps militaris) sử dụng môi trường cơ chất nuôi trồng, gồm: 40% gạo lứt, 40% bắp, 10% nhộng tằm tươi, 9,9% nước dừa, 1g/l pepton, 1g/l cao nấm men, 2g/l KH2PO4, 1g/l MgSO4.7H2O. Môi trường cơ chất sau khi phối trộn theo tỷ lệ xác định cho vào bình thủy tinh Hình 3: Sản phẩm Đông trùng hạ thảo (Cordyceps militaris) sấy khô bằng phương pháp sấy thăng hoa KHOA HOÏC KYÕ THUAÄT34 T Ạ P C H Í K H O A H Ọ C C Ô N G N G H Ệ V À M Ô I T R Ư Ờ N G Hình 4: Sản phẩm Đông trùng hạ thảo (Cordyceps militaris) sấy khô được bảo quản trong bình thủy tinh có thể tích 750 ml, độ dày môi trường cơ chất khoảng 2 - 3cm, sau đó tiến hành hấp khử trùng ở nhiệt độ 1210C, áp suất 1,2 atm trong thời gian 01 giờ đồng hồ. Sau khi hấp khử trùng xong để nguội tự nhiên, bắt đầu cấy giống trong tủ cấy vô trùng và tiến hành chăm sóc qua ba giai đoạn: giai đoạn ươm tơ; giai đoạn hình thành và phát triển quả thể; giai đoạn thu hoạch, sơ chế, bảo quản. - Giai đoạn ươm tơ nấm: Đây là giai đoạn đóng vai trò quan trọng trong quá trình nuôi trồng nấm Đông trùng hạ thảo. Trong giai đoạn này hệ sợi tơ phát triển lan kín môi trường, phân hủy cơ chất để hấp thụ, tích lũy chất dinh dưỡng để tạo quả thể sau này. Yêu cầu về điều kiện môi trường ở giai đoạn này là các bình phôi được đặt trong môi trường tối hoàn toàn, nhiệt độ 21oC, độ ẩm 70%. Trong giai đoạn này, cứ mỗi ba ngày cần tiến hành kiểm tra theo dõi quá trình phát triển hệ sợi và tiến hành loại bỏ các bình phôi bị nhiễm để tránh lây lan mầm bệnh. Sau khoảng 7 - 14 ngày thì hệ sợ nấm đã phát triển đều bao phủ bề mặt cơ chất, quan sát thấy hệ sợi nấm có màu trắng, đồng nhất, không bị nhiễm tạp là đảm bảo để chuyển sang giai đoạn hình thành và phát triển quả thể. - Giai đoạn hình thành và phát triển quả thể: Sau giai đoạn ươm tơ, tiến hành loại bỏ các bình phôi bị nhiễm và chuyển sang giai đoạn hình thành và phát triển quả thể nấm Đông trùng hạ thảo (Cordyceps militaris). Giai đoạn này yêu cầu phải đảm bảo đủ ánh sáng, KHOA HOÏC KYÕ THUAÄT 35 S Ố 0 6 N Ă M 2 0 18 cường độ ánh sáng khoảng từ 700 - 1.000 lux, thời gian chiếu sáng 12h/ngày, nhiệt độ giữ ổn định khoảng 21 - 220C, độ ẩm 80%. Sau khoảng một tuần đã bắt đầu xuất hiện mầm quả thể, số lượng mầm quả thể trung bình đạt 28 mầm/bình thủy tinh 750ml, số lượng mầm quả thể tuỳ thuộc vào độ đồng đều và chất lượng của giống khi cấy. Sau khoảng 50 ngày chăm sóc, chiều dài quả thể đạt trung bình 4,2 cm, chiều dài quả thể phụ thuộc rất lớn vào đặc tính của giống và điều kiện chăm sóc, trong đó yếu tố nhiệt độ và độ ẩm có tác động rất lớn đến khả năng phát triển chiều dài quả thể. Trong giai đoạn hình thành và phát triển quả thể, nếu điều kiện nhiệt độ >230C, độ ẩm <60% trong khoảng thời gian >24h đồng hồ sẽ làm cho quả thể nấm ngừng phát triển và xuất hiện hiện tượng cong ngọn quả thể lại. Điều này sẽ làm giảm đáng kể về năng suất và chất lượng quả thể nấm Đông trùng hạ thảo (Cordyceps militaris). - Giai đoạn thu hoạch, sơ chế, bảo quản: Thời gian hình thành và phát triển quả thể nấm Đông trùng hạ thảo (Cordyceps militaris) khoảng 6 - 8 tuần, khi trên ngọn quả thể nấm Đông trùng hạ thảo chuyển từ hình nhọn sang dạng hình chùy là quả thể đã đạt đến độ già và có thể thu hoạch, không nên thu hoạch quá sớm hoặc quá muộn sẽ làm ảnh hưởng đến năng suất và chất lượng sản phẩm quả thể. Kết quả theo dõi về khối lượng quả thể, năng suất sinh học nấm Đông trùng hạ thảo (Cordyceps militaris) cho thấy, khối lượng quả thể nấm Đông trùng hạ thảo trung bình đạt 20g/bình 750ml và năng suất sinh học trung bình đạt 33%. Nhằm đánh giá chất lượng quả thể nấm Đông trùng hạ thảo thông qua việc phân tích hoạt chất sinh học đặc trưng của nấm Đông trùng hạ thảo là Cordycepin và Adenosine cho thấy, đối với hàm lượng Cordycepin đạt 2,60 mg/g và hàm lượng Adenosine đạt 7,64 mg/100g (Kết quả phân tích của Viện Kiểm nghiệm An toàn Vệ sinh Thực phẩm Quốc gia, Bộ Y tế). Trong nấm Đông trùng hạ thảo (Cordyceps militaris) có chứa nhiều hoạt chất có giá trị dược liệu quý, một số hoạt chất rất dễ bị phân hủy trong điều kiện môi trường tự nhiên, nên sau khi thu hoạch cần phải được bảo quản tốt nhất để vẫn giữ được các hoạt chất có giá trị trong đó. Vì vậy, sau khi thu hoạch có thể sử dụng ngay Đông trùng hạ thảo ở dạng tươi hoặc dạng sấy khô để bảo quản lâu dài. Nếu sấy khô, tốt nhất nên sấy bằng phương pháp sấy thăng hoa ở nhiệt độ -370C, áp suất 0,37 mmHg trong thời gian 24h đồng hồ để đảm bảo màu sắc và chất lượng quả thể, sau đó bảo quản trong túi nilon được hút chân không hoặc đựng trong bình thủy tinh kín khí./. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Đái Duy Ban và Lưu Tham Mưu (2018). “Đông trùng hạ thảo: Một dược liệu quý hỗ trợ điều trị các bệnh virus, ung thư, HIV/AIDS, đái tháo đường, suy giảm tình dục... và nghiên cứu phát hiện loài Đông trùng hạ thảo mới ở Việt Nam”. NXB Y học Hà Nội, năm 2018; 2. Halpern, Miller (2002).  “Medicinal Mushrooms”. New York, New York: M. Evans and Company, Inc. tr.  64- 65. ISBN 0-87131-981-0. 3. Sung GH, Hywel-Jones NL, Sung JM, Luangsa-Ard JJ, Shrestha B, Spatafora JW. (2007).  “Phylogenetic classification of  Cordyceps  and the clavicipitaceous fungi”.  Studies in Mycology 57: 5-59. PMC 2104736.PMID 18490993. doi:10.3114/ sim.2007.57.01. 4. Sung, J.M. 1996. “The Insects-born fungus of Korea in color”. Seoul: Kysohak Publishing Co Ltd.; p. 62-72.