2.3. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước
2.3.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới
Hiện nay, trên thế giới, việc nghiên cứu nấm Cordyceps militaris đƣợc các nhà nghiên cứu khá quan tâm và đạt đƣợc rất nhiều thành tựu. Những công trình nghiên cứu về nấm Cordyceps militaris đƣợc công bố ngày càng nhiều.
Ngoài việc nghiên cứu về các thành phần hoạt chất có trong nấm thì việc nghiên cứu môi trường nuôi cấy nấm nhân tạo rất được quan tâm. Ngày nay, khi lƣợng Cordyceps militaris ngoài thiên nhiên là rất khan hiếm và bị ngăn cấm thu hoạch thì việc trồng nhân tạo nấm Cordyceps militaris để thu sinh khối đƣợc thức hiện nhƣ là một giải pháp thay thế. Tuy nhiên, các chủng nấm Cordyceps militaris phân lập từ các nơi khác nhau sẽ phát triển trên các môi trường có thành phần tỉ lệ dưỡng chất cũng như sản sinh các hoạt chất khác nhau. Ví dụ nhƣ thể quả của nấm Cordyceps militaris có hình dạng, kích thước và màu sắc khá khác nhau khi được nuôi bởi các chủng khác nhau. Đã có nhiều nghiên cứu tối ưu các môi trường cũng như sử dụng các chủng đột biến để sản xuất ra các hoạt chất mong muốn. Sau đây là một số lĩnh vực đã đƣợc các nhà nghiên cứu trên thế giới thực hiện.
Một số nghiên cứu về quá trình nuôi cấy nấm Cordyceps militaris + Nuôi trên môi trường rắn:
Như chúng ta đã biết, phương pháp sử dụng môi trường rắn đã được biết đến từ lâu về trước. So với những phương pháp khác thì nó có rất nhiều ưu điểm như : chi phí thấp, hiệu quả, sử dụng lượng nước ít, giảm được chi phí sử lí nước thải và tiêu thụ năng lượng thấp. Trong tự nhiên, nấm Cordyceps
militaris phát triển trên cơ thể ấu trùng dưới điều kiện thông thoáng. Do đó, khi nuôi trên môi trường rắn thì điều kiện khá thích hợp, sợi nấm có thể lan rộng trên bề mặt của môi trường rắn, trong đó không khí có thể lưu thông giữa quả thể của nấm. Hơn nữa các báo cáo trước đây đã chứng minh rằng trên quả thể của nấm có chứa nhiều các hoạt tính sinh học hơn trong các sợi nấm [12]. Do đó, môi trường rắn đã được tập trung nghiên cứu và được coi nhƣ một công nghệ đầy hứa hẹn cho việc nuôi trồng để sản xuất quả thể nấm Cordyceps militaris. Trong 20 năm qua, các nhà nghiên cứu đã tìm cách trồng nấm trên môi trường rắn. Trong ống nghiệm, quả thể nấm đã được trồng thành công trên môi trường có giá thể là gạo lứt (Choi et al, 1999; Sung et al., 2002) [12]. Tuy nhiên, việc sản xuất quả thể nấm không đƣợc ổn định đã trở thành một vấn đề quan trọng đối với việc khai thác quy mô lớn các hợp chất sinh học có hoạt tính từ trong nấm Cordyceps militaris. Để khắc phục vấn đề này, bào tử hữu tính đã đƣợc tìm thấy bằng cách cấy các chủng đơn bào tử vào trong môi trường nhộng gạo. Mặc dù công nghệ này đã cải thiện đáng kể chất lượng quả thể nhưng lại không phù hợp với người nông dân, vì công nghệ này đòi hỏi phải có một số kiến thức cơ bản về di truyền nấm cũng nhƣ cần phải có một phòng thí nghiệm cơ bản. Hiện nay, đã có một số nước nghiên cứu thành công quá trình nuôi cấy nấm và tối ƣu hóa các điều kiện để có thể tạo ra nồng độ các hoạt chất cao nhƣ:
- Năm 2012, tại Malaysia, các nhà khoa học gồm LekTeng Lim, ChiaYen Lee, & EngThuan Chang đã tiến hành nghiên cứu: Tối ƣu hóa các điều kiện nuôi cấy nấm trên môi trường rắn để sản xuất Adenosine, Cordycepin, và D-mannitol trong quả thể của nấm dƣợc liệu Cordyceps militaris (L.:Fr.) Link (Ascomycetes) [22].
- Năm 2013 Tang Jiapeng, Liu Yiting, and Zhu Li [40] ba nhà khoa học Trung Quốc đã thực hiện đề tài tối ƣu hóa quá trình lên men và tinh chế
codycepin từ Cordyceps militaris. Kết quả thu được là chọn được môi trường nuôi cấy tối ƣu với thành phần là: glucose, 60 g/L; KH2PO4, 0,7 g/L; MgSO4
7H2O, 0,7 g/L; cao nấm men, 9.00 g/L; và tryptone, 17.10 g/L. Điều kiện nuôi cấy tối ưu là: nhiệt độ trung bình, 27.1oC; tuổi giống, 3 ngày; và kích thước giống , 10%, làm tăng 2,5 lần (7,35 g/L) so với việc sử dụng các môi trường và điều kiện sản xuất cordycepin ban đầu. Ngoài ra, kết quả còn cho thấy cordycepin tinh khiết có thể gây ra sự chết tế bào của các tế bào ung thƣ tuyến tiền liệt RM-1 ở chuột.
+ Nuôi trên môi trường lỏng:
- Không chỉ nghiên cứu các môi trường trên giá thể, các nhà khoa học gồm Chao Kang, Ting-Chi Wen, Ji-Chuan Kang, Ze-Bing Meng, Guang- Rong Li, and Kevin D. Hyde đã nghiên cứu để tối ƣu hóa các điều kiện để sản xuất codycepin trong môi trường lỏng ở qui mô công nghiệp năm 2014 [18].
Một số nghiên cứu về hoạt tính nấm
- Năm 2005 Hoạt động kháng viêm và chống oxy hóa của nấm đã đƣợc nghiên cứu [35]. Chiết xuất của nấm Cordyceps militaris đã đƣợc sử dụng để nghiên cứu hoạt tính. Kết quả, chiết xuất có khả năng ngăn chặn các gốc tự do cho thấy khả năng chống oxy hóa. Ngoài ra, nó còn đƣợc đánh giá khả năng kháng viêm.
- Năm 2013 K.J. Patel , R.S Ingalhalli tại Ấn Độ đã nghiên cứu đƣợc một số giá trị của nấm Cordyceps militaris nhƣ: kháng khuẩn, ngăn ngừa ung thƣ, hoạt động chống oxy hóa, cải thiện sản xuất tinh trùng, ngăn chặn hoạt động của virus cúm, kháng nấm, kháng Clostridium (trực khuẩn), ngăn chặn biểu hiện của bệnh tiểu đường và điều hòa gen [27].
- Năm 2010, Jiang và cộng sự đã có nghiên cứu về một số hoạt chất trong nấm nhƣ adenosine, iso-sinensetin và dimethyl guanosine với chất chống oxy hóa và đăc biệt là khả năng úc chế hoạt động của HIV-1 protease .
- Ngoài ra, nó cũng rất quan trọng để nghiên cứu sự biến đổi gen giữa các dòng Cordyceps militaris. Trong 12 năm qua, các nhà nghiên cứu đang quan tâm đến việc điều tra các đặc tính di truyền của nấm Cordyceps militaris. Biến dị di truyền của Cordyceps militaris từ 11 địa điểm ở Hàn Quốc đã được phân tích bởi phương pháp đa hình khuếch đại đoạn ngẫu nhiên DNA và không tìm thấy bất kỳ mối liên hệ giữa sự biến đổi gen và các khu vực địa lý. Hơn nữa, các đoạn gen vùng ITS đã đƣợc sử dụng thành công nhƣ một gen chỉ thị để nghiên cứu phát sinh loài và đa dạng di truyền giữa các loài Cordyceps [14]. Ngoài ra, sự biến dị di truyền của Cordyceps militaris từ các khu vực khác nhau, bao gồm các chủng Cordyceps militaris tự nhiên, chủng sử dụng cho sản xuất công nghiệp, chủng nuôi cấy nhân tạo cũng đƣợc phân tích trình tự vùng ITS. Kết quả cho thấy sự biến đổi gen của Cordyceps militaris từ Anh, Trung Quốc, Nhật Bản, Hàn Quốc và Na Uy là cực nhỏ và không tương quan với nguồn gốc địa lý. Sản xuất công nghiệp không ảnh hưởng đến sự ổn định di truyền của Cordyceps militaris [34]. Là một trong những loại nấm dƣợc liệu quý giá nhất, Cordyceps militaris có nhiều ứng dụng trong y tế. Đây vẫn sẽ là vấn đề quan trọng và sẽ đƣợc nghiên cứu trong nhiều năm tới.