1.5.1. Tình hình sản xuất và nghiên cứu nấm Đầu khỉ trên thế giới
Ngay từ đầu thế kỷ thứ 19 nấm Đầu khỉ đƣợc biết đến nhƣ một loại nấm ăn mang giá trị dinh dƣỡng cao, đồng thời còn là nguồn dƣợc liệu quý. Tới năm 1960 nấm Đầu khỉ đƣợc nuôi trồng thành công, nhƣng phải hơn 40 năm sau tức là gần 10 năm trở lại đây mới phát triển.
Tính đến năm 1991, tổng sản lƣợng nuôi trồng nấm Đầu khỉ trên thế giới là 66.000 tấn nấm tươi, chỉ chiếm 1,2% so với tổng lượng nấm trên toàn thế giới, và còn rất thấp đối với nhu cầu của thị trường. Nói chung, từ năm 1981 đến 1997 sản lƣợng trồng nấm Đầu khỉ tăng lên ít, trong những báo cáo về tình hình nuôi trồng nấm trên thế giới sản lƣợng vẫn bị xếp chung vào cùng các loài nấm khác.
Nhận thấy tiềm năng về mặt sinh học của nấm Đầu khỉ, là thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao, được chiết xuất thành các chế phẩm y dược. Một số nước châu Âu, châu Mỹ bắt đầu quan tâm đến việc nuôi trồng loài nấm này nhƣ Hoa Kỳ, Pháp… Sản lƣợng nấm Đầu khỉ trên trên thế giới tăng một cách đáng kể trong năm 2003, đứng đầu về sản lƣợng nuôi trồng là Trung Quốc với sản lƣợng 30.500 tấn, tiếp theo là Nhật Bản với sản lƣợng 1.821 tấn. Năm 2004, sản lƣợng nấm Đầu khỉ tăng mạnh ở Hoa Kì với sản lƣợng lên tơi 42.500 tấn [22].
HV: Nguyễn Thị Lan Anh_CB130691 26 Hiện nay công nghệ chiết xuất các hợp chất có hoạt chất sinh học (Polysaccharides và Diterpenoid) từ nấm Đầu khỉ đang được áp dụng ở các nước phát triển chủ yếu bằng công nghệ chiết xuất bằng nước và các dung môi khác nhau, có hỗ trợ sóng siêu âm và enzyme do nó nhiều tính ƣu việt: Cho hiệu suất trích ly hoạt chất cao, thời gian trích ly ngắn và trích ly ở nhiệt độ thấp, tiết kiệm năng lƣợng, giữ đƣợc các đặc tính hoạt chất sinh học của nấm cũng đã đƣợc chứng minh.
Năm 1995, nghiên cứu lựa chọn phương pháp chiết xuất Polysaccharides từ nấm Đầu khỉ bằng các dung môi khác nhau: nước, dung dịch ammonium oxalate 0,5% và NaOH 1N đã đƣợc thực hiện, kết quả cho thấy chiết bằng dung môi NaOH 1N thu năng suất Polysacchrides cao nhất là 30,8% và xác định đƣợc thành phần Polysacchrides bao gồm: D-mannose, D-galactose, U-glucose và D- xylose [27].
Năm 1994 – 1996, Kawagishia chiết xuất nấm Đầu khỉ bằng dung môi ethanol 85% thu dịch chiết, sau đó phân đoạn dịch chiết với ethyl acetate và nước, phân đoạn ethyl acetate sau đó được tiến hành chạy sắc ký silica gel và HPLC. Kết quả phân lập đƣợc các Diterpenoid bao gồm: Erinacines A, B, C, E, F và G đã đƣợc chứng minh có hoạt động sinh học kích thích sinh tổng hợp NGF [19][21].
Năm 2005 một nghiên cứu tại Đài Loan đã chứng minh hiệu quả giúp điều hòa hạ đường huyết của dịch chiết từ nấm Đầu khỉ. Xác định nấm có các tác động tốt và hiệu quả tới cơ thể người, bao gồm các tác dụng: chống oxy hóa, giảm mức lipid và giảm lượng đường trong máu. Các thành phần chính của dịch chiết xuất là D-threitol, D-arabinitol và palmitic acid đƣợc xác định từ sắc ký và quang phổ. Dịch chiết methanol của nấm Đầu khỉ sau khi loại bỏ dung môi thu đƣợc chế phẩm (gọi tắt là HEM) dùng bổ sung thêm vào chế độ ăn uống. Các tác dụng hạ đường huyết của HEM được nghiên cứu trên chuột. Những con chuột được bổ sung HEM (liều lượng 100mg/1 kg trọng lượng cơ thể) có lượng đường
HV: Nguyễn Thị Lan Anh_CB130691 27 trong máu và nồng độ cholesterol toàn phần thấp hơn những con đối chứng không bổ sung HEM [43].
Năm 2009, Lee và cộng sự đã đƣa ra quy trình chiết xuất nấm Đầu khỉ bằng nước nóng, thu hồi Polysaccharide bằng phương pháp tủa với ethanol 95%, nhóm Polysaccharide này có khối lƣợng phận tử thấp 13 kDa, có cấu trúc xoắn ba tạo thành bởi liên kết β-1,3-1,6-glucan có chức năng kích hoạt các đại thực bào và kháng u mạnh [25].
Năm 2009 một nghiên cứu tại Trung Quốc đã sử dụng phương pháp siêu âm trong chiết xuất Polysaccarides từ nấm Đầu khỉ trong điều kiện tỷ lệ nguyên liệu/dung môi nước là 1/15, 50ºC, 20 phút, chiết xuất 2 lần. Kết quả cho thấy khả năng chiết xuất vƣợt trội, thời gian chiết đƣợc rút ngắn 4-5 lần, tốc độ chiết cao hơn 40% so với phương pháp chiết xuất nước nóng thông thường [11].
Năm 2010, nghiên cứu chiết xuất Polysaccharides từ nấm Đầu khỉ, sử dụng hỗn hợp enzyme cellulase và pectinase (tỷ lệ khối lƣợng 1:2). Các điều kiện quá trình thủy phân đƣợc xác định bằng cách kiểm tra đơn yếu tố và sau đó tối ƣu hóa điều kiện quá trình, xác định đƣợc: pH 4,2, nhiệt độ 50ºC, thời gian phản ứng 90 phút và 2,0% enzyme, thu lƣợng Polysaccharidese là 4.38%. So với các phương pháp khác, phương pháp chiết xuất có hỗ trợ bằng enzyme là phương pháp chiết Polysaccharides đơn giản, nhanh chóng và cho tỷ lệ chiết xuất cao [38].
1.5.2. Tình hình sản xuất và nghiên cứu về nấm Đầu khỉ ở Việt Nam
Với một nước khí hậu nhiệt đới như Việt Nam thì việc nuôi trồng nấm Đầu khỉ có rất nhiều khó khăn. Nhƣng nhờ vào áp dụng khoa học kỹ thuật và nuôi trồng nấm trong một môi trường khắt khe lần đầu tiên vào năm 1998, viện nghiên cứu Đà Lạt đã thành công trong nuôi trồng loài nấm này, nhƣng sản lƣợng nấm ít chỉ đáp ứng cho các đề tài nghiên cứu.
Cuối năm 2000, chi nhánh công ty Đông Nam dƣợc Bảo Long tại Hà Tây cũng đã thử nghiệm nuôi trồng ở nhiệt độ 17 - 25ºC và thu đƣợc kết quả khả quan. Năm 2001, Lê Xuân Thám (viện hạt nhân Đà Lạt) kết hợp với trường Đại
HV: Nguyễn Thị Lan Anh_CB130691 28 học thành phố Hồ Chí Minh đã chọn lọc và nuôi trồng ra quả thể hoàn chỉnh tại thành phố Hồ Chí Minh .
Tổng sản lƣợng các loại nấm ăn và nấm dƣợc liệu của Việt Nam hiện nay đạt trên 100.000 tấn/năm, kim ngạch xuất khẩu khoảng 40 triệu USD/năm. Trong đó nấm Hương, Linh chi, Đầu khỉ được nuôi trồng phổ biến ở các địa phương:
Sơn La, Sapa, Hà Nội, Hƣng Yên, Vĩnh Phúc, Ninh Bình, Hồ Chí Minh, Đà Lạt… sản lƣợng khoảng 10.000 tấn khô /năm [3].
Ngành trồng nấm ở nước ta đã phát triển nhanh trong 10 năm qua, nhưng vẫn chưa trở thành một ngành công nghiệp như ở các nước khác, do đầu ra cho sản phẩm còn hạn chế. Cụ thể thiếu công nghệ chuyển nấm ăn và nấm dƣợc liệu ở dạng nguyên liệu thô trở thành nguyên liệu tinh để cung cấp cho các cơ sở chế biến thực phẩm, dƣợc phẩm và mỹ phẩm, chế phẩm nấm chiết xuất từ nấm Đầu khỉ dùng cho chế biến thực phẩm, dược phẩm và mỹ phẩm trong nước chủ yếu nhập khẩu. Hiện trong nước chưa thấy cơ sở nào sản xuất chế phẩm nấm chiết xuất nguyên liệu. Trong khi đó một số nước phát triển như Trung Quốc, Nhật, Đài Loan… đã nhập khẩu nấm nguyên liệu thô để chế biến thành các loại chế phẩm nấm chiết xuất làm nguyên liệu cho các cơ sở chế biến trong nước và xuất khẩu có giá trị cao. Vậy sản xuất chế phẩm nấm chiết xuất là hết sức cần thiết, đồng thời gia tăng giá trị của nấm.
Trong nước hiện chưa thấy có cơ sở sản xuất nào ứng dụng công nghệ chiết xuất bằng sóng siêu âm thu các hoạt chất sinh học từ nấm Đầu khỉ. Công nghệ sử dụng sóng siêu âm chiết xuất các hoạt chất sinh học của nấm hiện mới chỉ ứng dụng trong các phòng thí nghiệm.
Năm 2010, Nguyễn Đình Lục và cộng sự Viện Cơ điện nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch, đề tài cấp bộ ― Nghiên cứu thiết kế, chế tạo thiết bị siêu âm công suất 1,5KW và ứng dụng trong làm sạch, chiết xuất các hợp chất tự nhiên từ củ họ gừng‖ chủ yếu ở Lâm Đồng, Đà Lạt, Sapa, Sơn La và các địa phương khác trong nước, trong những bước đầu đã thiết kế mẫu thiết bị phát siêu âm (ultrasonic generator) có dải tần số 20 40 kHz, công suất đến 1,5kW và ứng
HV: Nguyễn Thị Lan Anh_CB130691 29 dụng trong chiết xuất hợp chất Curcumin từ củ nghệ vàng với cường độ 75 W/l, tần số 25kHz và làm tăng hiệu suất (10-20)% và giảm thời gian chiết 4-5 lần.
Năm 2011, Nguyễn Đức Tiến và cộng sự Viện Cơ điện nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch đã nghiên cứu chiết xuất hoạt chất sinh học của nấm Đầu khỉ, nấm Linh chi, Nấm Hương đã khảo sát chiết xuất bằng công nghệ sóng siêu âm và công nghệ chiết soxhlet thông thường, bước đầu cho thấy tiềm năng phát triển công nghệ chiết xuất sóng siêu âm có nhiều tính ƣu việt hơn, nhƣng do trong khuôn khổ của đề tài Cấp tỉnh, điều kiện nghiên cứu và thời gian có hạn và trang thiết bị hiện có của cơ sở sản xuất, nên hiện mới chỉ có công nghệ chiết xuất hoạt chất sinh học của nấm nghiên cứu bằng hệ thống chiết soxhlet đƣợc áp dụng vào sản xuất các sản phẩm cao nấm Linh chi, trà nấm Linh chi và Cao nấm Hương tại cơ sở sản xuất ―Hợp tác xã sản xuất nấm ăn, nấm dược liệu cựu chiến binh – xã Long Hƣng – Huyện Văn Giang - Tỉnh Hƣng Yên‖ hiện đang đƣợc sản xuất ở quy mô 10 kg/mẻ . Công nghệ chiết xuất hoạt chất sinh học từ nấm bằng sóng siêu âm cho thấy tiềm năng phát triển ứng dụng vào sản xuất hiện đang định hướng cho nghiên cứu về công nghệ và thiết bị để đáp ứng cho nhu cầu của sản xuất. Chính vì vậy chúng tôi tiến hành tiếp đề tài ―Nghiên cứu điều kiện thu nhận chế phẩm Beta Glucan và Diterpenoid từ nấm Đầu khỉ nhằm ứng dụng trong chế biến thực phẩm.‖ bằng phương pháp chiết xuất sử dụng sóng siêu âm.