BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
NGUYỄN THỊ NGỌC NHI
NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
SẢN XUẤT SINH KHỐI HỆ SỢI NẤM MỐI
(Termitomyces sp.)
LUẬN ÁN TIẾN SĨ
Chuyên ngành: Công nghệ Sinh học
Mã ngành: 62420201
Cần Thơ, 2022
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
NGUYỄN THỊ NGỌC NHI
MÃ SỐ NCS: P0915005
NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
SẢN XUẤT SINH KHỐI HỆ SỢI NẤM MỐI
(Termitomyces sp.)
LUẬN ÁN TIẾN SĨ
Chuyên ngành: Công nghệ Sinh học
Mã ngành: 62420201
NGƯỜI HƯỚNG DẪN
PGS. TS. TRẦN NHÂN DUNG
Cần Thơ, 2022
i
LỜI CẢM ƠN
Trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu làm luận án, tôi đã nhận được
nhiều sự giúp đỡ quý báu từ phía thầy cô, bạn bè và người thân. Tôi xin bày tỏ
lòng biết ơn sâu sắc đến:
Quý thầy cô trong Ban Giám hiêu Trường Đại học Cần Thơ, Khoa Sau Đại
học, Viên Nghiên cứu và Phát triển Công nghê Sinh học đã tạo điều kiên thuận
lợi cho tôi trong suốt quá trình học tập.
Xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy PGS.TS. Trần Nhân Dũng – người
luôn tận tụy với học trò, nhiêt tình hướng dẫn về chuyên môn, luôn đôn đốc,
động viên giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiên luận án.
Xin trân trọng cảm ơn quý thầy cô PGS.TS. Nguyễn Hữu Hiêp, PGS.TS.
Nguyễn Minh Chơn, PGS.TS. Nguyễn Văn Thành, GS.TS. Cao Ngọc Điêp,
PGS.TS. Trương Trọng Ngôn, TS. Bùi Thị Minh Diêu, TS. Trương Thị Bích
Vân, TS. Ngô Thanh Phong, PGS.TS. Lê Vinh Thúc, TS. Nguyễn Thị Pha, TS.
Trần Đình Giỏi, PGS.TS. Phan Thị Phượng Trang, PGS.TS. Ngô Thị Phương
Dung, TS. Dương Thị Hương Giang, TS. Huỳnh Ngọc Thanh Tâm đã cung cấp
cho tôi những kiến thức quý báu trong suốt khóa học và trong quá trình hoàn
thành luận án.
Xin đông kính gửi lời chân thành cảm ơn đến quý thầy cô GS.TSKH. Thái
Trần Bái, GS.TSKH. Trịnh Tam Kiêt, PGS.TS. Bùi Văn Lê, PGS.TS. Phạm
Thành Hổ, PGS.TS. Đinh Minh Hiêp, PGS.TS. Ngô Đại Nghiêp, TS. Phạm Văn
Ngọt, TS. Ngô Đại Hùng, PGS.TS. Võ Thanh Sang, TS. Phan Huy Dục, TS. Đỗ
Tấn Khang, TS. Trần Trung Hiếu, TS. Nguyễn Thị Nhật Hằng, TS. Nguyễn Thị
Liên Thương đã tận tình giúp đỡ và truyền đạt kinh nghiêm quý báu cho tôi để
hoàn thành luận án này.
Nhân đây tôi cũng xin gửi lời biết ơn đến thầy PGS.TS. Nguyễn Văn Hiêp
(chủ tịch hội đông trường) cùng quý thầy cô trường Đại học Thủ Dầu Một đã tạo
điều kiên để tôi hoàn thành chương trình này.
Xin cảm ơn anh Phạm Đình Khôi, anh Trần Văn Bé Năm, em Nguyễn
Tường Vy, em Thạch Rưn, em Nguyễn Văn Luân, em Nguyễn Thị Diêu Thiên
và các em sinh viên đã cùng tôi đi thu mẫu và động viên trong suốt quá trình học
tập.
Cảm ơn những người thân yêu trong gia đình và bạn bè đã giúp đỡ và động
viên tôi trong suốt thời gian qua.
Xin trân trọng cảm ơn tất cả!
Nguyễn Thị Ngọc Nhi
ii
TÓM TẮT
Luận án “ Nghiên cứu quy trình công nghê sản xuất sinh khối hê sợi nấm
mối (Termitomyces sp.)” được thực hiên nhằm mục tiêu thiết lập một qui trình
nuôi cấy sản xuât thử nghiêm sinh khối hê sợi nấm mối T. clypeatus trong hê
thống nuôi cấy sinh học (bioreactor) 60L. Kết quả dựa trên khảo sát hình thái của
quả thể nấm và khuẩn lạc, kết hợp giải trình tự gen các đoạn IST1, 5S và IST2
đặc trưng của nấm cho thấy bảy chủng nấm mối phân lập được đều thuộc chi
Terminomyces, trong đó có hai chủng đã định danh được đến loài là T. clypeatus
(N1) và T. microcarpus (BD).Nghiên cứu sản xuất thử nghiêm trên loài nấm mối
T. clypeatus cho thấy môi trường nhân giống cấp một thích hợp cho sự phát triển
của loài nấm này là môi trường có chứa KH2PO4(0,1%), pepton (0,2%), glucose
(4%), yeast extract (0,1%), MgSO4 (0,015%), thời gian nuôi tối ưu là 20 ngày.
Trong khi đó môi trường nhân giống cấp 2 có khác biêt gôm gôm ty lê chủng
giống 10% v/v với chế độ sục khí 0,4 v/v/m. Một qui trình sản xuất thử nghiêm
nuôi sinh khối hê sợi nấm mối T. clypeatus đã được thiết lập trên hê thống nuôi
cấy sinh học với bình nuôi thể tích 60L. Kết quả khảo sát cho thấy các điều kiên
tối thích cho sinh khối hê sợi phát triển mạnh là tỉ lê giống chủng vào môi trường
nuôi cấy 5% (v/v), pH 5,0, lượng khí sục là 0,4 v/v/m, tốc độ khuấy 180
vòng/phút, nhiêt độ môi trường 28oC. Lượng sinh khối thu nhận là 6,633±0,041
g/L. Sinh khối sợi nấm tươi (93,9% ẩm độ) có chứa protein (3,75%),
carbohydrate (1,76%), acid amin tổng (2,16%) bao gôm các acid amin thiết yếu
như valine, leucine, isoleucine, threonine, phenylalanine, lysine, arginine,
histidine. Cao chiết methanol sinh khối khô hê sợi nấm T. clypeatus có thể trung
hòa gốc tự do DPPH với IC50 trung bình 2,26 mg/mL, ở nông độ 5 mg/mL có thể
ức chế lên đến 71,65-83,52% gốc tự do DPPH. Bên cạnh đó cao chiết này cũng
có khả năng kháng các vi khuẩn gây bênh như Bacillus cereus ATCC 11778,
Candida albicans ATCC 10231, Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853 và
Staphylococcus aureus ATCC 6538 với MIC là 10,98 mg/mL. Độc tính của cao
chiết cũng được xác định trên tế bào gan người LO-2, kết quả cho thấy tỉ lê sống
của tế bào rất cao (90%) ở nông độ cao chiết là 2.500 μg/mL. Kết quả xác định
độc tính cấp và độc tính bán trường diễn của cao chiết trên chuột cho thấy, trong
cả hai trường hợp đều không có chuột tử vong ở liều 10.000 mg/kg thể trọng
trong thử nghiêm độc tính cấp, và ở liều 1.000 mg/kg thể trọng trong thử nghiêm
độc tính bán trường diễn.
Từ khóa: Hê thống nuôi sinh học, hoạt tính sinh học, nấm mối, nuôi cấy chìm.
iii
ABSTRACT
The thesis “Studying on mycelium biomass production procedure from
Termitomyces sp.” was carried out with the aim of establishing a culture process
for experimental production of T. clypeatus mycelium in 60 L Bioreactor. The
results based on the morphological survey of fungal fruiting bodies and colonies,
combined with gene sequencing of ITS1, 5S and ITS2 fragments that are
characteristic of fungi, showed that seven strains of termite mushroom, belonged
to the genus Terminomyces, in which there are two strains that have been
identified as T. clypeatus (N1) and T. microcarpus (BD). Research on
experimental production on the termite mushroom T. clypeatus showed that the
primary propagation medium suitable for the growth of this fungus was the
medium containing KH2PO4(0.1%), peptone (0.2%), glucose (4%), yeast extract
(0.1%), MgSO4(0.015%), optimal culture time is 20 days. Meanwhile, the
secondary propagation medium was different, including the seed rate of 10% v/v
with the aeration mode of 0.4 v/v/m. An experimental production procedure for T.
clypeatus mycelium was established on a biological culture system with a
cultural tank of 60 liters. The survey results showed that the optimal conditions
for the growth of mycelium biomass were the seed rate 5% (v/v), pH 5, aeration
mode of 0.4 v/v/m, stirring speed 180 rmp, the temperature of 28ºC. The amount
of collected biomass was 6.633±0.041 g/L. Fresh mycelium biomass (93.9%
moisture) contains proteins (3.75%), carbohydrates (1.76%), total amino acids
(2.16%) including essential amino acids such as valine, leucine, isoleucine,
threonine, phenylalanine, lysine, arginine, histidine. The dry biomass methanol
extract of mycelium was able to neutralize DPPH free radicals with an average
IC50 value of 2.26 mg/mL, at a concentration of 5 mg/mL inhibiting up to 71.65-
83.52% DPPH free radicals. Besides, this extract was also resistant to pathogenic
bacteria such as Bacillus cereus ATCC 11778, Candida albicans ATCC 10231,
Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853 and Staphylococcus aureus ATCC 6538
with MIC of 10.98 mg/mL. The toxicity of the extract was also determined on
LO-2 hepatocytes, the results indicated extremely high cell survival (90%) at the
extract concentration of 2500 g/mL. The results of determining acute toxicity
and semi-permanent toxicity of the extract in rats showed that, in both cases,
there was no death of rats at the dose of 10,000 mg/kg body weight in the acute
toxicity test, and at the dose of 1,000 mg/kg body weight in the semi-permanent
toxicity test.
Keywords: Biological activity, bioreactor, submerged culture, termite mushroom.
