Từ quy trình nghiên cứu trên, chúng tôi tiến hành thu mẫu trong vòng
15 ngày và đánh giá các thông số hàm lượng sinh khối tươi, hàm lượng sinh khối khô, pH môi trường, hàm lượng đường khử. Sau khi thu thập và phân tích, xây dựng mô hình động học của quá trình lên men theo mẻ của chủng nấm. Kết quả nhƣ sau:
3.3.1. Hàm lượng sinh khối tươi
Hàm lượng sinh khối tươi tăng thể hiện sự phát triển của sợi nấm trong môi trường dinh dưỡng đã được cung cấp. Hàm lượng sinh khối không tăng trong trường hợp sợi nấm không phát triển được hoặc đã bị nhiễm tạp của các
loại vi sinh khác. Hàm lượng sinh khối tươi được xác định bằng cách thu mẫu theo thời gian đã định (24h) và lọc loại bỏ môi trường, cân sinh khối thu được sau quá trình lọc này.
Hình 3. 7: Đồ thị tương quan giữa hàm lượng sinh khối tươi của sợi nấm theo
thời gian sinh trưởng
Từ hình trên, hàm lượng sinh khối tươi của nấm tăng dần theo thời gian nuôi cấy trong vòng 9 ngày sau đó đi vào trạng thái ổn định. Quan sát bằng mắt thường cho thấy, trong bình lên men sinh khối nấm tăng theo thời gian, màu sắc đậm đần. Quá trình khuấy đảo trộn đã làm sợi nấm bám lên thành và tiếp tục sinh trưởng, sợi nấm vàng ươm. Giai đoạn cuối của quá trình lên men, mật độ đậm đặc và sợi nấm bám vào thành bình lên men, che phần kính nên việc quan sát bằng mắt khó hơn. Tuy nhiên, lượng sinh khối tươi thể hiện rất
rõ quá trình phát triển trong giai đoạn 9 ngày đầu và cân bằng ở giai đoạn tiếp theo cho đến khi kết thúc quá trình lên men là 15 ngày.
3.3.2. Kết quả đo pH
Các giá trị đo pH của dịch lên men nấm Thƣợng hoàng đƣợc tổng hợp,
xử lí số liệu và dựng đồ thị hình 3.8.
0,00 20,00 40,00 60,00 80,00 100,00 120,00 140,00
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
Hàm lƣợng sinh khối (g/l)
Thời gian (Ngày)
Hàm lượng sinh khối tươi
Hình 3. 8: Đồ thị tương quan giữa độ pH môi trường theo thời gian sinh
trưởng của sợi nấm
pH trong bình lên men có sự thay đổi theo thời gian. pH ban đầu là 5,2
và trong khoảng 7 ngày đầu pH môi trường giảm dần xuống đến 4.2. Sau đó lại tăng dần đều cho đến lúc thu hoạch, đạt gần 6.0. Sợi nấm trong bình thay đổi màu sắc, trở nên tối màu hơn.
3.3.3. Hàm lƣợng sinh khối khô
Hàm lƣợng sinh khối khô có biến động theo thời gian. Ban đầu lƣợng sinh khối ít và đạt cực đại ở khoảng 8 đến 11 ngày. Lƣợng sinh khối đạt ở thời điểm này trung bình khoảng 30 gam/lít sinh khối khô. Sau đó sinh khối không tăng nữa và màu sắc trở nên sẫm hơn. Cụ thể các số liệu đã đo đƣợc sau khi xác định sinh khối khô thể hiện ở bảng sau:
0 1 2 3 4 5 6 7 8
0 2 4 6 8 10 12 14 16
Độ pH
Thời gian (ngày)
pH môi trường
Hình 3. 9: Đồ thị tương quan giữa lượng sinh khối nấm theo thời gian
sinh trưởng của sợi nấm
Lƣợng sinh khối khô tăng lên cao ở khoảng 8 - 11 ngày sau đó không tăng nữa. Nếu mục đích thu sinh khối cho hiệu suất cao thì đến giai đoạn 10 ngày ta có thể dừng lên men và thu sinh khối. Tuy nhiên, nếu nhƣ tiếp tục lên men mà hoạt chất trong sợi nấm trở lên tốt hơn thì lên men dài ngày sẽ cần
thiết cho việc hoàn thiện các hoạt chất trong nấm.
3.3.4. Hàm lượng đường khử
Các giá trị đo được của dịch môi trường trong quá trình lên men được tính toán dựa trên phương trình đường chuẩn glucose đã xây dựng ở phần phương pháp như sau:
0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00 30,00 35,00
0 2 4 6 8 10 12 14 16
Hàm lƣợng khô (g/lít)
Thời gian (ngày)
Lƣợng sinh khối khô
Dựa trên phương trình đường chuẩn đã xây dựng, hàm lượng đường khử đƣợc tính toán và vẽ thành đồ thị nhƣ sau:
Hình 3. 10: Đồ thị tương quan giữa hàm lượng đường khử của môi trường và
thời gian của quá trình lên men.
Như vậy trong 15 ngày ta thấy hàm lượng đường trong môi trường đã giảm từ 40 g/l xuống còn khoảng 10 g/l. Điều này cho thấy sinh khối nấm đã
sử dụng đường trong môi trường để nhân bản và làm giảm hàm lượng đường trong môi trường. Như vậy trong vòng 15 ngày, lượng đường đã giảm đáng kể
và quá trình lên men có thể dừng để tạo một chu trình lên men mới hoặc thu hồi sinh khối do lượng dinh dưỡng trong môi trường đã cạn kiệt.
3.3.5. Động thái sinh trưởng của nấm Thượng hoàng
Tổng hợp các kết quả trên ta thấy rằng, trong vòng 15 ngày lên men trên thiết bị lên men dung tích 100 L với 65L thể tích môi trường, tốc độ khuấy 150 vòng/phút, sục khí 1 vvm, nhiệt độ đƣợc điều chỉnh trong khoảng
27oC - 28oC, lƣợng sinh khối khô thu đƣợc cao nhất là khoảng hơn 30 g/L. Sự tạo thành sinh khối tăng trong suốt 10 ngày đầu và sau đó không tăng nữa mà
ở trạng thái cân bằng. Trong khi đó hàm lƣợng glucose vẫn tiếp tục giảm cho đến khi kết thúc quá trình lên men. Như vậy có mối tương quan khá chặt chẽ
0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00 60,00
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
Hàm lƣợng glucose (g/l)
Thời gian (Ngày)
Đường khử
trong việc sử dụng glucose từ môi trường để hình thành sản phẩm sinh khối.
Hình 3. 11: Đồ thị tổng hợp của quá trình sinh trưởng của sợi nấm với các
yếu tố liên quan đến sinh trưởng sợi nấm 3.3.6. Tiểu kết
Quá trình lên men chìm của Basidiomycota nhƣ Phellinus linteus không được thực hiện phổ biến vì sự phát triển của nấm trong môi trường lỏng chƣa đƣợc hiểu rõ. Tuy nhiên, thành công trong quá trình lên men theo
mẻ của Basidiomycota có thể mang lại nhiều lợi ích cho con người vì quá trình lên men có thể hoạt động nhƣ một nhà máy nhỏ để sản xuất càng nhiều sinh khối tế bào càng tốt cho nhu cầu của con người, không phụ thuộc vào sản xuất tự nhiên. Quá trình lên men chìm của Inonotus sanghuang để lấy sinh khối cũng nhƣ đánh giá hàm lƣợng mycochemical và các hoạt động chống oxy hóa đƣợc thực hiện bởi Tian et. al 2015 [37]. Việc tối ƣu hóa có thể làm tăng tổng hàm lƣợng flavonoid và tổng hàm lƣợng phenolic trong sợi nấm lên lần lƣợt là 37,92% và 77,27%. Các flavonoid và phenolic góp phần bảo vệ sức khỏe con người rất nhiều vì có các hoạt tính sinh học như chống oxy hóa, kháng khuẩn, kháng nấm… [38,39]. Việc sản xuất exo-polysaccharide trong quá trình lên men chìm nấm đông cô đã đƣợc nghiên cứu [40]. Các chất chuyển hóa có hoạt tính sinh học khác cũng đƣợc tạo ra bằng cách lên men
0,00 20,00 40,00 60,00 80,00 100,00 120,00 140,00
0,00
5,00
10,00
15,00
20,00
25,00
30,00
35,00
40,00
45,00
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
Lƣợng sinh khối khô (g/l)
Thời gian ( Ngày)
Đồ thị tổng hợp các yếu tố ảnh hưởng quá trình
sinh trưởng nấm Thượng hoàng
Sinh khối khô (g/L) Đường khử (g/L) Sinh khối tươi (g/L) pH
chìm của nấm ăn Pleurotus ostreatus [41]. Trong thí nghiệm của chúng tôi, các thông số đơn giản như hàm lượng sinh khối tươi, pH, hàm lượng sinh khối khô và lượng đường tiêu thụ được ghi lại trong 15 ngày để hiểu toàn bộ quá trình lên men chìm của nấm dƣợc liệu Phelinus linteus. Giá trị pH trong thí nghiệm nằm trong khoảng từ 4,2 đến 6,0 trong suốt thời gian lên men. Kết quả của chúng tôi thu đƣợc không khác nhiều so với kết quả của Kim và cộng
sự (2000) trong đó giá trị pH dao động trong khoảng 5,5 đến 6,5 [42]. Sự thay đổi giá trị pH có thể là kết quả của sự thay đổi các thành phần môi trường bởi
sự trao đổi chất của sợi nấm để phát triển sinh khối của chúng. Từ thí nghiệm, chúng tôi nhận thấy dù sợi nấm vẫn tiêu thụ đường để phát triển nhưng sinh khối của sợi nấm không tăng nhiều sau 11 ngày. Do đó với mục đích thu đƣợc sinh khối cao nhất theo thời gian, quá trình lên men có thể dừng lại sau 11 ngày. Tuy nhiên, nếu tiếp tục lên men sẽ làm tăng các hợp chất hoạt tính sinh học của sợi nấm nhƣ polysaccharid có hoạt tính chống ung thƣ mạnh [6], quá trình lên men có thể được tiếp tục thêm nhưng phương pháp đánh giá hợp chất đó phải đƣợc thực hiện cùng với quá trình lên men.
Nhƣ vậy, trong 15 ngày lên men ở nhiệt độ 27oC – 28oC, tốc độ khuấy
150 vòng/phút, sục khí 1vvm, lượng sinh khối tạo ra tương ứng tăng dần trong vòng 10 ngày đầu và tăng cao nhất lên đến khoảng 30 g sinh khối khô/L môi trường; hàm lượng sinh khối tươi và sinh khối khô có sự tương ứng với nhau; pH của môi trường dao động trong khoảng từ 5,2 đến 6,0. Hàm lượng glucose đƣợc sử dụng giảm dần đều cho đến khi kết thúc quá trình lên men.