TNU Journal of Science and Technology
230(05): 396 - 403
http://jst.tnu.edu.vn 396 Email: jst@tnu.edu.vn
EFFECTS OF MICRONUTRIENTS (Fe, Zn, Cu, Mn, Mo, Co, B) SUPPLEMENTED
MEDIA ON YIELD, MORPHOLOGY AND BIOACTIVE INGREDIENT CONTENT
OF Cordyceps militaris
Nguyen Duc Hieu1, Nguyen Truong Khoa2, Nguyen Thi Tra My1, Nguyen Thi Minh Anh1,
Le Thi Linh1, Tran Thi Phuong Thuy1, Ha Huy Cong1, Le Thi Tuoi1*
1Hanoi National University of Education, 2Agricultural Genetics Institute
ARTICLE INFO
ABSTRACT
Received:
22/10/2024
Cordyceps militatis is an entomopathogenic fungus that contains many active ingredients
beneficial to health and is commonly cultivated artificially to meet human consumption
needs. Nutritional factors can affect the yield and quality of C. militaris. In this study, rice-
pupa medium formulations supplemented with micronutrients ((iron (Fe), zinc (Zn), copper
(Cu), manganese (Mn), molybdenum (Mo), cobalt (Co), and boron (B)) on the yield,
morphology, and cordycepin and adenosine content of two fungal strains (K7 and BioG)
were evaluated. The basic rice-pupa medium (control) was supplemented with each
nutrient component (formulas from C2 to C5), including trace elements 2 mL.L-1, peptone
5 g.L-1, potato-bean sprout broth 100 g.L-1 each, and sucrose 40 g.L-1. The results showed
that each added nutrient had a positive effect on dry biomass in both studied strains with
the highest results reaching 5.76 g.jar-1 (K7) and 6.00 g.jar-1 (BioG); dry/fresh weight ratios
reached 17.4% and 16.6% respectively in the C5 formula, which was designed with the full
addition of the studied nutritional factors. C4, C5 increased fruiting body length and
diameter of BioG and K7 strains, respectively. The cordycepin and adenosine contents of
strain K7 increased significantly when micronutrients were added (formula C2), with
respective contents reaching 1.84 g.mL-1 and 0.55 g.mL-1. These findings suggested that
the supplementation of micronutrients to the culture medium may be a suitable approach
in improving the morphology, productivity and bioactive ingredient content of C. militaris.
Revised:
06/02/2025
Published:
07/02/2025
KEYWORDS
Adenosine
Cordycepin
Cordyceps militaris
Medium
Trace element
ẢNH HƯỞNG CỦA MÔI TRƯỜNG B SUNG VI LƯỢNG (Fe, Zn, Cu, Mn, Mo, Co,
B) ĐẾN NĂNG SUẤT, HÌNH THÁI HÀM LƯỢNG HOT CHT CA CHNG
NM Cordyceps militaris
Nguyễn Đức Hiếu1, Nguyễn Trường Khoa2, Nguyn Th Trà My1, Nguyn Th Minh Ánh1, Lê Th Linh1,
Trn Th Phương Thuý1, Hà Huy Công1, Lê Th Tươi1*
1Trường Đại học Sư phạm Hà Ni, 2Vin Di truyn Nông nghip Vit Nam
TÓM TT
Ngày nhn bài:
22/10/2024
Nm Cordyceps militatis là loi nm sinh côn trùng, cha nhiu hot cht có li cho sc
kho, đưc nuôi trng nhân to ph biến nhằm đápng nhu cu tiêu ng ca con người.
Yếu t dinh dưỡng có th nh ng đến năng sut cht ng ca nm C. militaris. Trong
nghn cu này, công thức môi trường go-nhng b sung vi lượng ((iron (Fe), zinc (Zn),
copper (Cu), manganese (Mn), molybdenum (Mo), cobalt (Co), và boron (B)) đến ng sut,
nh ti vàm lưng hot cht cordycepin adenosin ca hai chng nm (K7 và BioG)
đã được đánh giá. ng thc i trưng go-nhng cơ bản (đi chứng) được b sung ln
t tng tnh phn dinh dưỡng (công thc t C2 đến C5) gm vi lưng 2 mL/L, peptone
5 g/L,c luc khoaiy-giá đỗ 100 g/L mi loi, sucrose 40 g/L. Kết qu cho thy tng
thành phn dinh ng b sung đu có nh ng tích cc đến vic ch lu sinh khi k
c hai chng nm nghiên cu vi kết qu cao nht đt 5,76 g/bình (K7) 6,00 g/bình (BioG),
t l khi lượng khô/tươi ơng ứng đạt 17,4% 16,6% ng thc C5-công thc được
thiết kế vi vic b sung đy đủ các yếu t dinh dưỡng nghiên cu. Công thc C4 và C5 làm
ng chiu i đưng nh qu th ca chng BioG K7 ơng ng. m ng
cordycepin adenosine ca chủng K7 tăng khi bổ sung yếu t vi lượng vào môi trường cơ
bn, vimng tương ứng đạt 1,84 g/mL 0,55 g/mL (công thc C2). Nhng kết
qu nghiên cuy cho thy vic b sung vi lượngo môi tng ni cy có th cách
tiếp cn p hp trong vic ci thin nh ti, năng suất và hàm ng hot cht ca chng
nm C. militaris.
Ngày hoàn thin:
06/02/2025
Ngày đăng:
07/02/2025
DOI: https://doi.org/10.34238/tnu-jst.11373
* Corresponding author. Email: tuoilt@hnue.edu.vn
TNU Journal of Science and Technology
230(05): 396 - 403
http://jst.tnu.edu.vn 397 Email: jst@tnu.edu.vn
1. Gii thiu
Ngày nay, nhu cu s dng các sn phẩm dược liu ngun gốc thiên nhiên như nấm linh chi,
sâm ngọc linh, đông trùng h tho, v.v.đang ngày càng tăng cao, do các sn phẩn dược liu chiết
xut t thiên nhiên thân thin với người s dng và ít tác dng phụ. Đặc bit những năm trở đây,
nhu cu s dng nấm đông trùng hạ tho t nhiên Cordyceps sinensis tăng cao, khiến loài này nguy
cơ tận dit ngoài t nhiên. C. sinensis không có kh năng nuôi trồng thành qu th trong phòng thí
nghim ch th tìm thy môi trường t nhiên. Nhiu nghiên cu đã công b nm C. militaris
cũng các hoạt chất tương tự như C. sinensis như: cordycepin, adenosine, v.v. kh năng
nuôi trồng đ thu hoch qu th trong điều kin nhân to [1]. Cordycepin mt cht có nhiu hot
tính sinh học như kháng tế bào ung thư [2], chng lão hoá, h tr điu tr tiểu đường, h tr gim
cân, tăng cường sc khoẻ, tăng hoạt lc ca tinh trùng [3]. Adenosine mt nucleotide ni sinh
điều chnh nhiu chức năng sinh lý liên quan tới h thng tim mạch [4]. Đặc tính bo v tim mch
ca adenosine liên quan đến kh năng cân bằng cholesterol, tác động đến s tp kết tiu cuc
chế phn ng viêm, c chế quá trình viêm xương khớp [5]. Vi các hot cht sinh học tương tự C.
sinensis d dàng nuôi trng qu th trong điều kin nhân to nên hin nay nm C. militaris được
nuôi trng ph biến, phc v nhu cu ngày càng cao của con người.
Đến nay, nhiu nghiên cứu trong nước đã tiến hành đánh giá môi trường thích hợp để nhân nuôi
qu th nm C. militaris bng các nguồn dinh dưỡng khác nhau như nuôi trồng trên môi trường có
giá th là go-nhng [6], [7], nghiên cu nuôi qu th trên các đối tượng vt ch là nhng ca sâu
chít, bướm tằm, đuông dừa [8]. Trên thế giới đã nhiều nghiên cu phát triển môi trường cũng
như ảnh hưởng ca các điều kin ánh sáng và nhiệt độ ti phát trin nm C. militaris. Các nghiên
cứu cũng đã chứng minh được rng C. militaris d dàng sinh trưởng trong phòng thí nghim vi
nhiu ngun dinh dưỡng (nitrogen, carbon) khác nhau. Trong s các loi giá th được s dng
trong nuôi trng qu th đã được nghiên cu, giá th go lt giá th phù hp nht vi s sinh
trưng ca h si nm C. militaris [9]. Qu th C. militaris được kích thích hình thành khi thay đổi
yếu t chiếu sáng [10]. Nghiên cu ca Dong [11] đã đánh giá ảnh hưởng ca các yếu t dinh
dưỡng trong đó các nguyên t đa lượng (Ca, K, Mg, Na) và vi lượng (Cu, Fe, Mn, Zn) đến
s sinh trưởng ca h si nm C. sinensis trong điều kin lên men chìm .
Các nguyên t vi lượng yếu t cn thiết trong quá trình sinh trưởng ca nm, tham gia vào
các phn ng hoá sinh, trao đổi cht ca tế bào. Nhiu loài nm cần đến Fe, Zn, Mn cho quá trình
sinh trưởng phát trin [12]. S thiếu ht Mn ảnh hưởng trc tiếp đến s hình thành phát trin
ca h si nm [13]. Tuy nhiên, cho đến nay, chưa có nghiên cứu nào đánh giá ảnh hưởng ca các
công thức môi trường go-nhng khác nhau b sung vi lượng đến năng suất ca nm C. militaris.
vy, chúng tôi tiến hành nghiên cu này nhằm đánh giá mt s công thức môi trường go-nhng
b sung vi lượng đến các ch tiêu năng suất hình thái qu th hàm lượng hot cht
cordycepin adenosine ca nm C. militaris, t đó định hướng tối ưu điều kin nuôi trng loi
nm này.
2. Phương pháp nghiên cứu
2.1. Vt liu
Chng nấm BioG và K7 đưc thu thp t cơ sở nuôi trng nm ti Lạng Sơn và Hà Nội, được
lưu giữbo qun ti B môn Di truyn Hoá Sinh, Khoa Sinh học, Trường Đại học Sư phạm
Hà Ni.
2.2. Phương pháp nghiên cu
2.2.1. Phương pháp phân lập chng nm C. militaris và cy ging
Qu th nấm tươi C. militaris thu t sở nuôi trồng đưc ra 3 - 5 ln bằng nước ct tit trùng.
Qu th được ct lát nuôi trên ng thch nghiêng chứa môi trường PDA (Potato Dextrose Agar)
b sung vi lưng gm có: 400 mL/L nước luc khoai tây (200 g/L), 20 g/L glucose, 15 g/L agar,
TNU Journal of Science and Technology
230(05): 396 - 403
http://jst.tnu.edu.vn 398 Email: jst@tnu.edu.vn
2 mL/L dung dịch vi lượng. Dung dịch vi lượng (1 lit) gm có: EDTA disodium salt 50 g,
ZnSO4.7H2O 22 g, H3BO3 11,4 g, MnCl2.4H2O 5,06 g, CoCl2.6H2O 1,61 g, CuSO4.5H2O 1,57 g,
(NH4)6Mo7O24.4H2O 1,1 g, FeSO4. 7H2O 4,99 g [14]. Các ng thạch nghiêng sau khi đặt các lát
cắt được để ti 10 ngày nhiệt độ 22-25oC, sau đó chuyển sang điều kin chiếu sáng ngày/đêm
(12/12) cùng nhiệt độ trong vòng 2 tuần. Theo dõi để loi b các ng ging nhim.
H si C. militaris sau khi sinh bào t đưc dùng làm giống nhân nuôi trong môi trường PDB
(Potato Dextrose Broth) có b sung 2 mL/L dung dịch vi lượng, nuôi lc 120 vòng/phút trong ti
25oC trong 5 ngày. Dung dch giống sau đó được dùng để cy trên môi trường thí nghim [9].
Môi trường go-nhng to qu th đưc chun b vi 35 gam go lt t, 70 mL dung dch
dinh dưỡng theo như bố trí tnghim Bảng 1. Môi trường được đựng trong hp nha th tích
700 mL, hp kh trùng 121oC trong 30 phút. Sau khi đ ngui nhiệt độ phòng, mỗi bình được
cy 2 mL dung dch ging lỏng và để ti nhiệt độ 22 oC trong vòng 7-10 ngày (khi h si lan kín
b mt giá thể) trước khi chuyển sang điều kin chiếu sáng 12 gi/ngày.
2.2.2. B trí thí nghim
Thành phn các cht ca dung dịch dinh dưỡng ca các công thc thí nghiệm được th hin
Bng 1.
Bng 1. Thành phn các cht ca dung dịch dinh dưỡng ca các công thc thí nghim
Công thc
Thành phn
C1 (ĐC)
C2
C3
C4
C5
Nhng tm (20 g/L)
+
+
+
+
+
KH2PO4 (1,0 g/L)
+
+
+
+
+
MgSO4(1,0 g/L)
+
+
+
+
+
Vi lượng (2,0 mL/L)
+
+
+
+
Peptone (5,0 g/L)
+
+
+
400 mL/L nưc luộc giá đ (100 g/L), khoai tây (100 g/L)
+
+
Sucrose (40 g/L)
+
Du “+”: có bổ sung thành phần dinh dưỡng
Sau 45 ngày nuôi cy, các ch tiêu hình thái được đánh giá qua số ng qu th/bình, chiu dài
và đường kính qu thể. Năng suất qu thể/bình được đánh giá qua khối lượng nấm tươi/bình, khối
ng nm khô/bình. Thí nghiệm được lp li 3 ln, 15 bình/công thc/ln lp li, khong 10-15
qu th ngu nhiên mỗi bình được đo chiều dài và đường kính qu th.
2.2.3. Phương pháp chiết xuất và xác định hàm lượng hot cht
Mu qu th sau khi thu hoch s được làm đông khô nghin thành bt mn. Mu (10 mg bt
mn) ngâm trong trong 2 mL dung môi vi t l c: acetonitrile (9:1) (v/v) 60oC trong 1 gi
vi máy rung siêu âm. Mẫu được ly tâm 13000 v/p trong 10 phút, và phn dch chiết được lc qua
màng lọc đường kính l 0,22 μm (Chromdisc, Daegu, Hàn Quc).
Phân tích HPLC được thc hin trên máy Thermo Fisher UltiMate 3000 HPLC (Thermo
Scientific) vi ct Extrasil AQ-C18,5 m x 4,6mm x 250 mm (ChromaPureTM).
Cht chun cordycepin, adenosine (Sigma-Aldrich) s được hòa tan trong nước ct nồng độ
khác nhau để lập đường chuẩn. Pha động nước: acetonitril = 90:10 (v/v) vi tốc độ dòng 0,5
mL/phút, bước sóng UV 260 nm [15].
2.2.4. Phương pháp x lý s liu
Các thí nghiệm được lp li 3 ln, s liệu được phân tích và xbng phn mm SPSS 26.0.0
qua phân tích ANOVA mc p<0,05 dùng kiểm đnh Turkey hoặc Dunnet’s T3.
3. Kết qu và bàn lun
3.1. Kết qu đánh giá ảnh hưởng của các môi trường đến năng suất qu th
TNU Journal of Science and Technology
230(05): 396 - 403
http://jst.tnu.edu.vn 399 Email: jst@tnu.edu.vn
Kết qu đánh giá ảnh hưởng của các môi trường khác nhau có b sung vi lượng (công thc C2
đến C5) đến năng sut ca hai chng nm nghiên cứu (K7 và BioG) đưc trình bày Bng 2.
Đối vi chng nm K7, các công thc thí nghim không th hin s khác bit có ý nghĩa thống
v ch tiêu khối lượng tươi/bình với giá tr t 32,54 g/bình (công thức C4) đến 33,37 g/bình
(công thc C3) khi so sánh vi công thức đối chng C1 (33,8 g/bình). Tuy vy, ch tiêu khi
ng khô/bình ca chng nm K7, s tăng dần giá tr t công thức C1 (4,67 g/bình) đến C5
(5,76 g/bình) tương ng vi vic b sung thêm tng thành phần dinh dưỡng khác nhau. Khối lượng
khô ca C1 (4,67 g/bình) tăng lên 4,88 g/bình (C2) khi b sung thêm yếu t vi lượng vào C1. Khi
ng khô của C3 đạt 5,13 g/bình có s tăng lên so vi C2 khi b sung thêm peptone (5 g/l) vào
C2. Tương tự như vậy vi công thc C4 (5,48 g/bình) có s tăng lên so vi C3 khi b sung nước
luộc khoai tây, giá đỗ vào C3. Công thc C5 đạt khối lượng khô 5,76 g/bình tăng lên so vi C4 khi
b sung thêm sucrose (40 g/l) vào C4. s sai khác ý nghĩa thống (p<0,05) khi so sánh
khối lượng khô/bình ca C5 so với đối chng (C1) (Bng 2).
Bng 2. Khi lượng tươi và khô chng nm K7 và BioG
Khối lượng (g/bình)
Công thc
C1
C2
C3
C4
C5
Khối lượng tươi -K7
33,80a ±3,34
33,15a ±0,70
33,37a ±4,04
32,54a ±4,11
33,05a ±2,86
Khối lượng khô K7
4,67a ±0,46
4,88a,b ±0,10
5,13a,b ±0,62
5,48a,b±0,69
5,76b ±0,5
Khối lượng tươi– BioG
33,53a,b±1,9
28,60a ±4,02
37,12b ±3,12
34,25 a,b±5,39
36,22b ±1,05
Khối lượng khô BioG
4,48a,b ±0,26
4,29a ±0,60
5,41b,c ±0,45
5,65c ±0,89
6,00c ±0,17
Giá tr trong bng là giá tr trung bình
SD.
Các ch theo sau s trong cùng mt hàng khác nhau th hin s khác biệt có ý nghĩa thống kê vi phép th
Turkey (mc p<0,05).
Đối vi chng nm BioG, có th thys khác nhau gia các công thc thí nghiệm đối vi c
ch tiêu khối lượng tươi/bình khối lượng khô/bình (Bng 2). Ch s khối lượng tươi/bình đạt
28,6 g/bình (công thức C2) đến 37,12 g/bình (công thc C3), s khác bit vi công thức đối
chứng C1 (33,53 g/bình). Tương tự vi chng nm K7, chng nm BioG ch s khối lượng
khô/bình tăng dần t C2 (4,29 g/bình) đến C5 (6,0 g/bình), tương ứng vi vic b sung thêm tng
thành phần dinh dưỡng như peptone, nước luộc khoai tây và giá đỗ, sucrose.
Hình 1. Biểu đ t l khối lượng khô/tươi của chng nm K7 và BioG
Như vậy, các công thức môi trường có b sung vi lượng (C2-C4) vi thành phn khác nhau
tác động rõ ràng đến năng suất sinh khối khô đối vi c hai chng nm nghiên cu. Sinh khi khô
đạt cao nht công thc C5 (5,76 g/bình chng K7, và 6,00 g/bình chng BioG) vi vic b sung
đầy đủ thêm yếu t vi lượng, ngun nitrogen (peptone 5g/l), nguồn carbon (sucrose 40 g/l) và nước
luộc khoai tây, giá đỗ so vi công thức đối chng C1 mức có ý nghĩa (p<0,05). Tương ng vi
kết qu này t l khối lượng khô/tươi cũng tăng dần các công thc thí nghim t C1 đến C5
đối vi c hai chng nm nghiên cu (Hình 1) và thy rõ s khác biệt có ý nghĩa thống kê ca công
TNU Journal of Science and Technology
230(05): 396 - 403
http://jst.tnu.edu.vn 400 Email: jst@tnu.edu.vn
thc C3, C4, C5 so vi công thức đối chng C1. Trong hình 1, vi mi chng nm, các ch cái
khác nhau trên ct th hin s sai khác có ý nghĩa thống kê (p<0,05). Giá tr t l khô/tươi cao nhất
đạt 17,4% (chng K7) và 16,6% (chng BioG) công thc C5.
3.2. Kết qu đánh giá ảnh hưởng của các môi trường đến s ng, hình thái qu th
Kết qu đánh giá nh hưởng của các môi trường đến s ng và hình thái qu th ca chng
nấm K7 và BioG được th hin Bng 3.
Khi b sung thêm yếu t vi lượng vào công thc C1, kết qu cho thy công thc C2 có s gim
s ng qu th so với đối chng (công thc C1: 113-114 qu th/bình), c hai chủng đạt khong
80 qu th/bình C2. Tuy nhiên, đường kính qu th ca c hai chủng tăng lên rệt so với đối
chứng, đặc bit chng BioG, đường kính qu th đạt 5,72 mm (C2), có sai khác có ý nghĩa so với
3,97 mm công thc C1. Trong khi đó, chiều dài qu th công thc C2 không s sai khác
nhiu so với đối chng, c hai chng nm nghiên cu đều đạt trung bình khong 40 mm chiu dài.
Khi thêm dn tng thành phần dinh dưỡng các công thc C3-C5, s ng qu th không có
s sai khác ý nghĩa so với đối chứng, quan sát được trên c hai chng nm nghiên cu, s ng
dao động t 102-121 qu th/bình (K7) và t 137-163 qu th/bình (BioG). Chiu dài qu th cao
nhất quan sát được công thức C5 đối vi chng K7 (đạt 46,58 mm) công thức C4 đối vi
chủng BioG (đạt 46,94 mm) đều khác biệt có ý nghĩa thống kê so vi chiu dài qu th công thc
đối chứng (C1) tương ứng vi tng chng.
Vic b sung vi lượng vào trong môi trường nuôi qu th giúp tăng đường kính qu th rõ rt
c hai chng nm nghiên cu (C2). B sung thêm ngun nitrogen t peptone làm tăng hàm lượng
nitrogen trong môi trường nuôi cấy xu hướng làm tăng chiều dài qu th c K7 BioG. c
luc khoai tây-giá đ được b sung công thc C4 làm ci thin rõ rt hình thái qu th ca BioG
nhưng kết qu chưa rõ đối vi chng K7. S thay đi hình thái của K7 được th hin công thc
C5 khi được b sung c nước luc khoai tây-giá đỗsucrose (40g/L) so sánh vi C3.
Bng 3. S ng và hình thái qu th ca chng nm K7 và BioG
Chng nm K7
Chng nm BioG
S ng
qu th*
Chiu dài qu
th (mm)
Đưng kính
qu th (mm)
S ng
qu th
Chiu dài
qu th (mm)
Đưng kính
qu th (mm)*
C1
113,012,4a
37,329,1a
4,321,5a
114,223,1a
42,06,6a
3,971,7a
C2
80,28,4b
40,967,8a,b
5,181,7a
80,425,7 a
40,328,0a
5,722,3b
C3
103,810,84a
43,989,8b,c
4,981,7a
163,690,3a
42,610,1a,b
3,691,7b,c
C4
121,026,8a
37,986,8a
5,141,6a
137,225,9a
46,947,2 b
4,721,6b,d
C5
102,013,8a
46,588,7c
5,161,8a
137,649,7a
41,77,5 a
4,41,6b,e
Giá tr trong bng là giá tr trung bình
SD.
Các ch theo sau s trong cùng mt ct khác nhau th hin s khác biệt có ý nghĩa thng vi phép th
Turkey (mc p<0,05). * Phép thng kê vi phép th Dunnet’s T3.
3.3. Kết qu đánh giá ảnh hưởng của các môi trường đến hàm lượng hot cht
Ảnh hưởng ca các công thức môi trường đến hàm lượng adenosine và cordycepin ca chng
nấm K7 BioG được th hin Hình 2. Kết qu cho thy, s b sung vi lượng ảnhng tích
cực đối vi chng nm K7 vi s tăng lên rõ rệt hàm lượng adenosine cordycepin ca tt c các
công thc t C2 đến C5 so vi công thức đối chng C1. Trong đó có thể thy rõ công thc C2,
s b sung thêm ch thành phần vi lượng th làm tăng hàm lượng adenosine cordycepin
chủng K7. Đối vi chng BioG, b sung các yếu t vi lượng và các thành phần dinh dưỡng công
thức C5 làm tăng hàm ng adenosine duy tđược hàm lượng cordycepin so với đối chng
C1. Trong khi các công trình nghiên cứu khác định lượng được t cao chiết qu th nm hàm
ng adenosine cao, khong 0,64-0,77 mg/g khô [8], [16] thì trong nghiên cu này không xác
định đưc m lượng adenosine trong dch chiết công thc C1, nguyên nhân th do dch chiết