Nghiên cứu ảnh hƣởng của một số yếu tố môi trƣờng đến sự sinh trƣởng và hàm lƣợng hợp chất có hoạt tính sinh học của hệ sợi nấm cordyceps militaris trong

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KHOA SINH MƠI TRƢỜNG  KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA MỘT SỐ YẾU TỐ MÔI TRƢỜNG ĐẾN SỰ SINH TRƢỞNG VÀ HÀM LƢỢNG HỢP CHẤT CÓ HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA HỆ SỢI NẤM Cordyceps militaris TRONG ĐIỀU KIỆN NUÔI CẤY LỎNG HỒ MINH NGUYÊN Đà Nẵng, năm 2020 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KHOA SINH MƠI TRƢỜNG  KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA MỘT SỐ YẾU TỐ MÔI TRƢỜNG ĐẾN SỰ SINH TRƢỞNG VÀ HÀM LƢỢNG HỢP CHẤT CĨ HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA HỆ SỢI NẤM Cordyceps militaris TRONG ĐIỀU KIỆN NI CẤY LỎNG Ngành: Cơng nghệ sinh học Khóa: 2016-2020 Sinh viên: Hồ Minh Nguyên Ngƣời hƣớng dẫn: TS Nguyễn Minh Lý Đà Nẵng, năm 2020 LỜI CAM ĐOAN Tơi cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu khóa luận trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Tác giả Hồ Minh Nguyên i LỜI CẢM ƠN Lời xin chân thành gửi lời cảm ơn tới TS Nguyễn Minh Lý – giáo viên hƣớng dẫn tận tình giúp đỡ tơi q trình hồn thiện khóa luận tốt nghiệp Và lịng biết ơn chân thành đến thầy Trịnh Đăng Mậu từ lúc bắt đầu xây dựng đề tài đến thực hoàn thành đề tài nghiên cứu cho khóa luận Đồng thời tơi xin cảm ơn thầy Vũ Đức Hồng Lê Thị Mai tạo điều kiện tốt để tơi hồn tất kết nghiên cứu Tiếp theo, xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến Khoa Sinh – Môi trƣờng Ban Giám hiệu trƣờng Đại học Sƣ phạm Đà Nẵng tạo điều kiện để tơi thuận lợi tiến hành hoàn thiện đề tài nghiên cứu Chân thành cảm ơn đến quý thầy cô giảng dạy Khoa Sinh - Môi trƣờng, Trƣờng Đại học Sƣ phạm - Đại học Đà Nẵng trang bị cho tảng kiến thức vững để phục vụ cho q trình thực đề tài khóa luận tốt nghiệp Cuối tơi xin chân thành cảm ơn đến anh Lê Văn Kiêm ngƣời bạn quý mến giúp đỡ vƣợt qua khó khăn thời gian thực khóa luận Đặc biệt gia đình cổ vũ tạo động lực cho tơi hồn thành khóa luận thành công Tôi xin chân thành cảm ơn! ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT v DANH MỤC BẢNG BIỂU vi DANH MỤC HÌNH ẢNH vii TĨM TẮT viii MỞ ĐẦU 1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI MỤC TIÊU ĐỀ TÀI Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI 3.1 Ý nghĩa khoa học 3.2 Ý nghĩa thực tiễn NỘI DUNG NGHIÊN CỨU CHƢƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ Cordyceps militaris 1.2 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG NƢỚC VÀ TRÊN THẾ GIỚI 1.2.1 Trên giới 1.2.2 Trong nƣớc 10 CHƢƠNG VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 12 2.1 VẬT LIỆU 12 2.2 PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 12 2.2.1 Khảo sát ảnh hƣởng pH lên sinh trƣởng hàm lƣợng cordycepin hệ sợi nấm Cordyceps militaris nuôi cấy dịch thể 12 2.2.2 Khảo sát ảnh hƣởng tỷ lệ C:N đến sinh trƣởng tích lũy cordycepin hệ sợi nấm Cordyceps militaris nuôi cấy dịch thể 13 2.3.3 Phƣơng pháp đánh giá cảm quan thể lạc 13 2.3.4 Phƣơng pháp định lƣợng polysaccharides 14 2.3.5 Phƣơng pháp xác định hàm lƣợng cordycepin 14 2.3.6 Phƣơng pháp xử lý số liệu 15 CHƢƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 16 3.1 ẢNH HƢỞNG CỦA PH MÔI TRƢỜNG NUÔI ĐẾN SỰ SINH TRƢỞNG CỦA HỆ SỢI TRONG MÔI TRƢỜNG DỊCH THỂ 16 iii 3.2 ẢNH HƢỞNG CỦA PH MÔI TRƢỜNG NUÔI TỚI HÀM LƢỢNG POLYSACCHARIDES VÀ CORDYCEPIN ĐƢỢC NUÔI TRONG MÔI TRƢỜNG DỊCH THỂ 19 3.3 ẢNH HƢỞNG CỦA TỶ LỆ C:N ĐẾN SINH TRƢỞNG CỦA HỆ SỢI NẤM Cordyceps militaris TRONG MÔI TRƢỜNG DỊCH THỂ 22 3.4 ẢNH HƢỞNG CỦA TỶ LỆ C:N ĐẾN HÀM LƢỢNG POLYSACCHARIDES VÀ CORDYCEPIN CỦA HỆ SỢI NẤM NUÔI TRONG MÔI TRƢỜNG DỊCH THỂ 24 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 27 1.KẾT LUẬN 27 2.KIẾN NGHỊ 27 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 28 PHỤ LỤC 33 iv DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT APS Acidic polysaccharide CMP Comprehensive metabolic panel cs cộng EPS Exopolysaccharides LPS Lipopolysaccharide HPLC High Performance Liquid Chromatography OD Optical density PDA Potato dextrose agar v DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng Tên bảng Trang 2.1 Thành phần hóa học mơi trƣờng với tỷ lệ C:N khác cho q trình ni cấy lắc Cordyceps militaris 13 3.1 Ảnh hƣởng pH môi trƣờng đến sinh trƣởng hệ sợi nấm Cordyceps militaris môi trƣờng dịch thể 19 3.2 Ảnh hƣởng tỷ lệ C:N đến sinh trƣởng hệ sợi nấm Cordyceps militaris môi trƣờng dịch thể 24 vi DANH MỤC HÌNH ẢNH Tên hình vẽ Hình 1.1 2.1 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 Sự khác biệt cấu trúc phân tử cordycepin adenosine Nấm Cordyceps militaris Trang 12 Trọng lƣợng khô hệ sợi nấm Cordyceps militaris ngƣỡng pH 5, 6, Đƣờng kính mật độ thể lạc cầu hệ sợi nấm Cordyceps militaris ngƣỡng pH 5, 6, Hàm lƣợng polysaccharides nội bào hệ sợi nấm Cordyceps militaris ngƣỡng pH 5, 6, Hàm lƣợng (a) suất (b) cordycepin hệ sợi nấm Cordyceps militaris ngƣỡng pH 5, 6, Trọng lƣợng khô hệ sợi nấm Cordyceps militaris đƣợc nuôi mơi trƣờng có tỷ lệ C:N khác 17 18 20 21 22 Đƣờng kính mật độ thể lạc hệ sợi nấm Cordyceps 3.6 militaris đƣợc nuôi mơi trƣờng dinh dƣỡng có tỷ lệ 23 C:N khác Hàm lƣợng polysaccharides nội bào hệ sợi nấm 3.7 Cordyceps militaris đƣợc nuôi môi trƣờng dinh 25 dƣỡng có tỷ lệ C:N khác Hàm lƣợng (a) suất (b) cordycepin có hệ sợi 3.8 nấm Cordyceps militaris đƣợc nuôi mơi trƣờng dinh dƣỡng có tỷ lệ C:N khác vii 26 TĨM TẮT  Trong q trình sinh trƣởng phát triển hệ sợi nấm Cordyceps militaris chịu ảnh hƣởng nhiều từ cá yếu tố môi trƣờng bên ngồi pH tỷ lệ C:N mơi trƣờng dinh dƣỡng mang tính định đến nhiều tiêu suất hệ sợi nấm C.militaris Nghiên cứu đƣợc thực để tìm đƣợc ngƣỡng pH tỉ lệ C:N tối ƣu cho sinh trƣởng hệ sợi nấm, hàm lƣợng cordycepin polysaccharides nấm Cordyceps militaris điều kiện nuôi cấy lỏng Tỷ lệ dinh dƣỡng C:N pH môi trƣờng nuôi cấy lỏng yếu tố có ảnh hƣởng mạnh mẽ đến tiêu đƣờng kính thể lạc, mật độ thể lạc, sinh khối hệ sợi đặc biệt sinh tổng hợp cordycepin polysaccharides nội bào hệ sợi nấm C militaris Với điều kiện môi trƣờng nuôi cấy lắc có tốc độ 150 vịng/phút 240C, pH đƣợc chứng minh tối ƣu cho sinh trƣởng hệ sợi với sinh khối đạt trọng lƣợng 10,719 ± 0,24 mg/mL Hệ sợi nấm nuôi môi trƣờng pH thu đƣợc thể lạc có đƣờng kính (3,1 ± 0,86 mm) mật độ (14,8 ± 8,44 tl/mL) thích hợp cho việc cấy chuyền ni trồng thể nấm Cordyceps militaris Môi trƣờng pH tối ƣu cho hệ sợi nấm sản sinh polysaccharides nội bào (9,1 ± 1,14 mg/g) Năng suất cordycepin hệ sợi nấm mơi trƣờng ni cấy có pH đạt cao với 15,866 ± 0,351 mg/L Tỷ lệ C:N giảm thu đƣợc trọng lƣợng khô hệ sợi cao (Tỷ lệ 12:1 đạt 10,776 ± 0,64 mg/mL) với hàm lƣợng suất cordycepin đạt tối đa (tỷ lệ 18:1 đạt hàm lƣợng 0,185 mg/g suất 14,997 ± 4,047 mg/L) Ngƣợc lại, nồng độ polysaccharides nội bào đƣợc sản sinh mạnh mẽ mơi trƣờng có tỷ lệ C:N cao (tỷ lệ 36:1 đạt 7,49 ± 0,23 mg/g) viii nấm sinh trƣởng phát triển phạm vi pH định hình thành chất chuyển hóa thƣờng bị ảnh hƣởng pH (Fang cs, 2002) 3.3 ẢNH HƢỞNG CỦA TỶ LỆ C:N ĐẾN SINH TRƢỞNG CỦA HỆ SỢI NẤM Cordyceps militaris TRONG MÔI TRƢỜNG DỊCH THỂ Trong nghiên cứu này, kết cho thấy tỷ lệ C:N mơi trƣờng dinh dƣỡng mang tính định đến sinh trƣởng hệ sợi nấm C militaris (p = 3,6e-13