Nghiên cứu tách chiết và khảo sát hoạt tính chống oxy hoá của dịch chiết nấm rơm

Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản<br /> <br /> Số 4/2013<br /> <br /> KEÁT QUAÛ NGHIEÂN CÖÙU ÑAØO TAÏO SAU ÑAÏI HOÏC<br /> <br /> NGHIÊN CỨU TÁCH CHIẾT VÀ KHẢO SÁT HOẠT TÍNH<br /> CHỐNG OXY HÓA CỦA DỊCH CHIẾT NẤM RƠM<br /> STUDIES ON EXTRACTION AND ANTIOXIDANT ACTIVITY OF EXTRACTS<br /> FROM STRAW MUSHROOM<br /> Lê Thanh Hải1, Nguyễn Minh Trí2, Huỳnh Nguyễn Duy Bảo3<br /> Ngày nhận bài: 28/12/2012; Ngày phản biện thông qua: 09/9/2013; Ngày duyệt đăng: 10/12/2013<br /> <br /> TÓM TẮT<br /> Nghiên cứu này nhằm xác định điều kiện thích hợp để chiết tách chất chống oxy hóa từ nấm rơm. Kết quả nghiên<br /> cứu cho thấy dịch nấm rơm thu được có hoạt tính chống oxy hóa cao nhất khi chiết tách ở 95OC trong 60 phút với tỷ lệ<br /> 1 phần nấm với 10 phần nước. Kết quả nghiên cứu còn cho thấy dịch chiết nấm rơm thu được có chứa 5,013 ± 0,176 mg/ml<br /> ergothioniene và có khả năng ức chế enzyme polyphenoloxydase nên có thể áp dụng để ngăn chặn sự biến đen ở tôm trong<br /> quá trình bảo quản.<br /> Từ khóa: nấm rơm (Volvariella volvacea), chống oxy hóa, chất ức chế enzyme polyphenoloxidase<br /> <br /> ABSTRACT<br /> This study was to optimize the extraction conditions for the extraction of antioxidants from straw mushroom. The<br /> result showed that the highest antioxidant activity of mushroom extract was obtained at 95OC with for 60 min using a ratio<br /> of 1 part mushrooms to 10 parts water. The result was found that the mushroom extract contained ergothioneine at a level<br /> of 5,013 ± 0,176 mg/l and acted as an inhibitor of enzyme polyphenoloxydase. Therefore, the mushroom extract can be used<br /> for preventing black spots in shrimp during storage.<br /> Keywords: Straw mushroom (Volvariella volvacea), antioxidant, enzyme polyphenoloxidase inhibitor<br /> <br /> I. ĐẶT VẤN ĐỀ<br /> Nấm rơm (Volvariella volvacea) là loài nấm<br /> ăn được của vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới được<br /> trồng đầu tiên ở Trung Quốc vào đầu năm 1822.<br /> Khoảng từ năm 1932-1935, nấm rơm được đưa vào<br /> Việt Nam, Malaysia và các nước Đông Nam Á khác.<br /> Nhiệt độ để nấm rơm phát triển được là từ 25-40°C,<br /> điều kiện phát triển tốt nhất ở 37°C, pH = 6,0 và độ<br /> ẩm 57-60%. Chính vì vậy, nấm rơm được trồng khá<br /> phổ biến ở Việt Nam và cho sản lượng cao.<br /> Nhiều nghiên cứu cho thấy trong nhiều loài nấm<br /> có chứa các hoạt chất sinh học có lợi cho sức khỏe<br /> và có khả năng chữa được một số bệnh. Các peptide,<br /> β-glucan và fibrolytic enzyme trong dịch chiết từ các<br /> loài nấm như nấm linh chi, nấm mỡ, nấm kim châm,<br /> <br /> 1<br /> 2<br /> <br /> nấm vân chi, nấm thượng hoàng có khả năng phòng<br /> chống ung thư và bệnh tim mạch (Chen, 2007). Nghiên<br /> cứu của Fu và cộng sự (2002) cho thấy các loài<br /> nấm như nấm mỡ (Agaricus bisporus), nấm rơm<br /> (Volvariella volvacea), nấm ngọc châm (Hypsizigus<br /> marmoreus), nấm kim châm (Flammulina velutipes),<br /> nấm đùi gà (Pleurotus eryngii), nấm sò (Pleurotus<br /> ostreatus) chứa các hợp chất phenol có khả năng<br /> chống oxy hóa và hoạt tính chống oxy hóa được<br /> sắp xếp theo thứ tự: Agaricus bisporus > Hypsizigus<br /> marmoreus > Volvariella volvacea > Flammulina<br /> velutipes > Pleurotus eryngii > Pleurotus ostreatus.<br /> Bao và cộng sự (2010) đã xác định hoạt tính và<br /> thành phần các chất chống oxy hóa trong dịch chiết<br /> của 10 loài nấm ăn khác nhau bao gồm: Flammulina<br /> <br /> Lê Thanh Hải: Cao học Công nghệ Sau thu hoạch 2009 - Trường Đại học Nha Trang<br /> TS. Nguyễn Minh Trí, 3 TS. Huỳnh Nguyễn Duy Bảo: Khoa Công nghệ thực phẩm - Trường Đại học Nha Trang<br /> <br /> TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG • 95<br /> <br /> Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản<br /> velutipes, Flammulina populicola, Grifola frondosa,<br /> Grifola frondosa, Hypsizigus tessellates, Hypsizigus<br /> tessulatus, Lentinula edodes, Pleurotus cornucopiae,<br /> Pleurotus eryngii và Pholiota nameko. Kết quả<br /> nghiên cứu cho thấy dịch chiết từ nấm kim châm<br /> (Flammulina velutipes) có hoạt tính chống oxy hóa<br /> khá cao và 1ml dịch chiết có chứa 2,98 ± 0,02 mg<br /> ergothioneine, 2,91 ± 0,04 mg hợp chất phenol. Do<br /> có hoạt tính chống oxy hóa nên dịch chiết từ các loại<br /> nấm ăn đã được ứng dụng để sản xuất thực phẩm<br /> chức năng chống lão hóa, chống oxy hóa lipid và<br /> biến màu cơ thịt cá trong quá trình bảo quản lạnh<br /> (Bao và cộng sự, 2009), hạn chế sự biến đen ở tôm<br /> (Encarnacion và cộng sự, 2009),…<br /> Nấm rơm là loài được trồng khá phổ biến ở<br /> Việt Nam và có hoạt tính chống oxy hóa cao (Fu và<br /> cộng sự, 2002). Tuy nhiên, những nghiên cứu về<br /> chiết tách và đánh giá hoạt tính của các chất chống<br /> oxy hóa từ nấm rơm còn rất hạn chế. Chính vì vậy,<br /> nghiên cứu này đã tiến hành chiết tách và đánh giá<br /> hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết nấm rơm để<br /> tìm ra hướng ứng dụng mới nhằm góp phần nâng<br /> cao giá trị sử dụng của nấm rơm và mang lại hiệu<br /> quả kinh tế cho người trồng nấm ở Việt Nam.<br /> <br /> Số 4/2013<br /> nghiên cứu này là loại đạt tiêu chuẩn dùng cho phân<br /> tích, thí nghiệm.<br /> 2. Phương pháp nghiên cứu<br /> 2.1. Bố trí thí nghiệm<br /> Các nghiên cứu trước cho thấy thành phần<br /> hóa học của nấm rơm và nấm kim châm tương<br /> tự nhau (Anthony và Joyce, 2007; Akata và cộng<br /> sự, 2012). Vì vậy, nghiên cứu này đã dựa vào quy<br /> trình chiết tách chất chống oxy hóa từ nấm kim<br /> châm của Bao và cộng sự (2009) và xác định lại<br /> các thông số của quy trình cho thích hợp chiết<br /> tách chất chống oxy hóa từ nấm rơm. Qua các<br /> thử nghiệm chiết lần 2, dịch chiết nấm rơm không<br /> có hoạt tính chống oxy hóa. Điều này có nghĩa là<br /> chiết 1 lần đã chiết kiệt, nên quy trình và bố trí thí<br /> nghiệm cho chiết 1 lần.<br /> Sơ đồ quy trình và bố trí thí nghiệm như sau:<br /> <br /> II. ĐỐI TƯỢNG, VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP<br /> NGHIÊN CỨU<br /> 1. Nguyên vật liệu và hóa chất<br /> Nấm rơm (Volvariella volvacea) được mua ở<br /> trang trại nấm của ông Hoàng Văn Thuận, xã Cam<br /> Hiệp, huyện Cam Lâm, tỉnh Khánh Hòa.<br /> <br /> Hình 2. Sơ đồ quy trình và bố trí thí nghiệm chiết tách<br /> chất chống oxy hóa từ nấm rơm<br /> <br /> Hình 1. Nấm rơm<br /> <br /> Nấm được chọn để dùng cho thí nghiệm này<br /> là nấm vừa mới thu hoạch, còn tươi nguyên, không<br /> bị dập nát, tổn thương, đồng đều, có đường kính<br /> trung bình 2-3 cm. Nấm được cho vào túi PE và<br /> bảo quản trong thùng xốp để vận chuyển về phòng<br /> thí nghiệm.<br /> Gốc tự do 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH)<br /> được mua từ công ty hóa chất Sigma-Aldrich,<br /> Hoa Kỳ. Các hóa chất khác được dùng trong<br /> <br /> 96 • TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG<br /> <br /> Cách tiến hành:<br /> - Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ chiết đến<br /> hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết nấm rơm<br /> Nấm rơm (2 kg) sau khi vận chuyển đến phòng<br /> thí nghiệm được rửa sạch để loại bỏ các tạp chất.<br /> Sau đó, lấy mỗi mẫu 100g nấm đã được xay nhỏ<br /> cho vào trong 1000 ml nước và cố định thời gian<br /> chiết là 60 phút. Theo nghiên cứu Bao và cộng sự<br /> (2009) nhiệt độ chiết tối ưu đối với nấm kim châm là<br /> 950C. Do đó, nghiên cứu này đã chọn khảo sát nhiệt<br /> độ chiết từ 90-1000C. Dịch chiết nấm rơm thu được<br /> ở trên đem điều chỉnh về cùng thể tích là 1000 ml<br /> <br /> Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản<br /> rồi phân tích hoạt tính chống oxy hóa thông qua khả<br /> năng khử gốc tự do DPPH và tổng năng lực khử để<br /> chọn nhiệt độ chiết thích hợp.<br /> - Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian chiết đến<br /> hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết nấm rơm<br /> Nấm rơm (2kg) sau khi vận chuyển đến phòng<br /> thí nghiệm được rửa sạch để loại bỏ các tạp chất.<br /> Sau đó, lấy mỗi mẫu 100g nấm đã được cắt nhỏ cho<br /> vào trong 1000 ml nước và cố định nhiệt độ chiết<br /> thích hợp đã chọn từ thí nghiệm trước. Theo nghiên<br /> cứu Bao và cộng sự (2009) thời gian chiết tối ưu đối<br /> với nấm kim châm là 60 phút. Do đó, nghiên cứu<br /> này đã chọn khảo sát thời gian chiết từ 30-90 phút.<br /> Dịch chiết nấm rơm thu được ở trên đem điều chỉnh<br /> về cùng thể tích là 1000 ml rồi phân tích hoạt tính<br /> chống oxy hóa thông qua khả năng khử gốc tự do<br /> DPPH và tổng năng lực khử để chọn thời gian chiết<br /> thích hợp.<br /> - Nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ nấm/nước<br /> đến hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết nấm rơm<br /> Nấm rơm (2kg) sau khi vận chuyển đến phòng<br /> thí nghiệm được rửa sạch để loại bỏ các tạp chất.<br /> Sau đó, lấy mỗi mẫu cố định nhiệt độ và thời gian<br /> chiết thích hợp đã chọn từ thí nghiệm trước. Theo<br /> nghiên cứu Bao và cộng sự (2009) tỷ lệ nấm/nước<br /> tối ưu đối với nấm kim châm là 1/10. Do đó,<br /> nghiên cứu này đã chọn khảo sát tỷ lệ chiết nấm/<br /> nước (w/v) từ 1/8-1/12. Dịch chiết nấm rơm thu được<br /> ở trên đem điều chỉnh về cùng thể tích là 1000 ml rồi<br /> <br /> Số 4/2013<br /> phân tích hoạt tính chống oxy hóa thông qua khả<br /> năng khử gốc tự do DPPH và tổng năng lực khử để<br /> chọn tỷ lệ nấm/nước thích hợp.<br /> 2.2. Các phương pháp phân tích<br /> - Khả năng khử gốc tự do DPPH được xác định<br /> theo phương pháp của Fu và cộng sự (2002).<br /> - Tổng năng lực khử được xác định theo<br /> phương pháp của Oyaizu (1986).<br /> - Hàm lượng ergothioniene được phân tích thep<br /> phương pháp của Bao và cộng sự (2010).<br /> - Hoạt tính ức chế enzyme polyphenoloxydase<br /> (PPO) được xác định theo phương pháp của Jang<br /> và cộng sự (2003).<br /> 3. Phương pháp xử lý số liệu<br /> Số liệu trình bày trong bài báo này là giá trị<br /> trung bình của 3 lần thí nghiệm. Sử dụng phần mềm<br /> Microsoft Excel 2003 để tính giá trị trung bình và<br /> vẽ đồ thị. Sự khác biệt có ý nghĩa về mặt thống kê<br /> (p < 0,05) của các giá trị trung bình được phân tích<br /> trên phần mềm thống kê R phiên bản 2.13.1.<br /> III. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN<br /> 1. Ảnh hưởng của nhiệt độ chiết đến hoạt tính<br /> chống oxy hóa của dịch chiết nấm rơm<br /> Ảnh hưởng của nhiệt độ chiết đến hoạt tính<br /> chống oxy hóa của dịch chiết nấm rơm được trình<br /> bày trên đồ thị hình 3.<br /> <br /> Hình 3. Ảnh hưởng của nhiệt độ chiết đến khả năng khử gốc tự do DPPH (A)<br /> và tổng năng lực khử (B) của dịch chiết nấm rơm<br /> <br /> Từ kết quả trên đồ thị hình 3 cho thấy khả năng<br /> khử gốc tự do DPPH và tổng năng lực khử của dịch<br /> chiết nấm rơm tăng lên khi tăng nhiệt độ chiết từ 90oC<br /> đến 95oC (P < 0,05). Khả năng khử gốc tự do DPPH<br /> và tổng năng lực khử của dịch nấm rơm chiết ở 95oC<br /> và 100oC không có sự khác biệt có ý nghĩa thống kê<br /> <br /> (P > 0,05). Do vậy, chọn nhiệt độ chiết thích hợp là 950C.<br /> 2. Ảnh hưởng của thời gian chiết đến hoạt tính<br /> chống oxy hóa của dịch chiết nấm rơm<br /> Ảnh hưởng của thời gian chiết đến hoạt tính<br /> chống oxy hóa của dịch chiết nấm rơm được trình<br /> bày trên đồ thị hình 4.<br /> <br /> TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG • 97<br /> <br /> Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản<br /> <br /> Số 4/2013<br /> <br /> Hình 4. Ảnh hưởng của thời gian chiết đến khả năng khử gốc tự do DPPH (A)<br /> và tổng năng lực khử (B) của dịch chiết nấm rơm<br /> <br /> Từ kết quả trên hình 4 cho thấy khả năng khử gốc tự do DPPH và tổng năng lực khử của dịch chiết nấm rơm<br /> tăng lên khi tăng thời gian chiết từ 30 phút đến 60 phút (P < 0,05). Khi tiếp tục tăng thời gian chiết từ 60 phút lên<br /> 90 phút, kết quả phân tích cho thấy khả năng khử gốc tự do DPPH và tổng năng lực khử của dịch nấm rơm không<br /> tăng thêm (P > 0,05). Do vậy, chọn thời gian chiết thích hợp là 60 phút.<br /> 3. Ảnh hưởng của tỷ lệ nấm/nước chiết đến hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết nấm rơm<br /> Ảnh hưởng của thời gian chiết đến hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết nấm rơm được trình bày trên<br /> đồ thị hình 5.<br /> <br /> Hình 5. Ảnh hưởng của tỷ lệ nấm/nước chiết đến khả năng khử gốc tự do DPPH (A)<br /> và tổng năng lực khử (B) của dịch chiết nấm rơm<br /> <br /> Từ kết quả trên hình 5 cho thấy khả năng khử gốc tự do DPPH và tổng năng lực khử của dịch chiết nấm<br /> rơm tăng lên khi tăng tỷ lệ nấm/nước chiết từ 1/8 đến 1/10 (P < 0,05). Cả khả năng khử gốc tự do DPPH và tổng<br /> năng lực khử của dịch nấm rơm không tăng thêm (P > 0,05) khi tăng tỷ lệ nấm/nước chiết từ 1/12 đến 1/10. Do<br /> vậy, chọn tỷ lệ nấm/nước chiết thích hợp là 1/10.<br /> 4. Hàm lượng ESH và hoạt tính ức chế enzyme PPO của dịch chiết nấm rơm<br /> Kết quả phân tích dịch nấm rơm chiết tách ở điều kiện 95oC trong 60 phút với tỷ lệ 100g nấm trong 1 lít nước<br /> có chứa 5,013 ± 0,176 mg ESH và sắc ký đồ được trình bày trên hình 6.<br /> <br /> Hình 6. Sắc ký đồ của ESH chuẩn (A) và ESH trong dịch chiết nấm rơm (B)<br /> <br /> 98 • TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG<br /> <br /> Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản<br /> Kết quả trên hình 6 cho thấy ESH và nội chuẩn<br /> (IS) methimazone hấp thụ cực đại ở bước sóng<br /> 254 nm với thời gian lưu tương ứng là 7,6 và 25,8<br /> phút. Khối phổ của phân tử ES và IS tương ứng là<br /> 230m/z và 115m/z.<br /> Nghiên cứu Ancanion và cộng sự (2010) cho<br /> thấy ESH trong dịch chiết nấm kim châm có khả năng<br /> ức chế hoạt động của enzyme polyphenoloxydase<br /> (PPO) và ngăn chặn biến đen ở tôm. Trong nghiên<br /> cứu này, hoạt tính ức chế enzyme PPO của dịch<br /> chiết nấm rơm được trình bày trên đồ thị hình 7.<br /> <br /> Hình 7. Khả năng ức chế enzyme PPO của dịch chiết nấm rơm<br /> <br /> Từ kết quả trên hình 7 cho thấy dịch chiết nấm<br /> rơm có khả năng ức chế enzyme PPO. Hoạt tính<br /> ức chế emzyme PPO của dịch chiết nấm rơm trong<br /> <br /> Số 4/2013<br /> hệ phản ứng sau 10 phút là 48%. Theo nghiên cứu<br /> Ancanacion và cộng sự (2010) cho thấy hoạt tính<br /> ức chế enzyme PPO của dịch chiết nấm kim châm<br /> phân tích trong điều kiện tương tự là 53%. Kết quả<br /> này cho thấy khả năng ức chế enzyme PPO của<br /> dịch chiết nấm rơm và dịch chiết nấm kim châm xấp<br /> xỉ nhau nên có thể sử dụng dịch chiết nấm rơm để<br /> ngăn chặn biến đen ở tôm trong quá trình bảo quản.<br /> IV. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ<br /> 1. Kết luận<br /> Nghiên cứu đã xác định được điều kiện thích<br /> hợp để chuẩn bị dịch chiết có hoạt tính chống oxy<br /> hóa từ nấm rơm là:<br /> - Nhiệt độ chiết: 95OC.<br /> - Thời gian chiết: 60 phút.<br /> - Tỷ lệ nấm/nước: 1/10.<br /> Dịch chiết nấm rơm thu được có chứa 5,013 ±<br /> 0,176 mg ESH /l và có khả năng ức chế 48% enzyme<br /> PPO trong hệ phản ứng sau 10 phút.<br /> 2. Kiến nghị<br /> Dịch chiết nấm rơm có hoạt tính chống oxy hóa<br /> và ức chế enzyme PPO nên có thể nghiên cứu sử<br /> dụng dịch chiết nấm rơm để ngăn chặn oxy hóa lipid<br /> và biến đen ở tôm trong quá trình bảo quản.<br /> <br /> TÀI LIỆU THAM KHẢO<br /> 1.<br /> <br /> Akata I., Ergonul B., Kalyoncu F., 2012. Chemical Compositions and Antioxidant Activities of 16 Wild Edible Mushroom<br /> Species Grown in Anatolia. International Journal of Pharmacology, 8: 134-138.<br /> <br /> 2.<br /> <br /> Anthony M. M., Joyce C., 2007. Proximate and nutrient composition of three types of indigenous edible wild mushrooms<br /> grown in Tanzania and their utilization prospects. African Journal of Food Agriculture Nutrition and Development, 7(6): 1-16.<br /> <br /> 3.<br /> <br /> Bao H. N. D., Shinimiya Y., Ikeda H., Ohshima T., 2009. Preventing discoloration and lipid oxidation in dark muscle of<br /> yellowtail by feeding an extract prepared from mushroom (Flammulina velutipes) cultured medium. Aquaculture, 295:<br /> 243-249.<br /> <br /> 4.<br /> <br /> Bao H. N. D., Osako K., Ohshima T., 2010. Value-added use of mushroom ergothioneine as a colour stabilizer in processed<br /> fish meats. Journal of the Science of Food and Agriculture, 90 (10): 1634-1641.<br /> <br /> 5.<br /> <br /> Chen S. N., 2007. Application of Mushroom Immunomodulatory Peptides, β-Glucans and Fibrolytic Enzymes on Cancer<br /> and Cardiovascular Disease. Department of Life Science National Taiwan University Chairman, Taiwan Beta-Glucan<br /> Association.<br /> <br /> 6.<br /> <br /> Encarnacion A. B., Fagutao F., Hirono I., Ushio H., and Ohshima T., 2009. Effects of ergothioneine from mushrooms<br /> (Flammulina velutipes) on melanosis and lipid oxidation of Kuruma shrimp (Marsupenaeus japonicus). Food Chemistry,<br /> 105: 727–735.<br /> <br /> 7.<br /> <br /> Fu H., Shieh D., Ho C., 2002. Antioxidant and free radical scavenging activities of edible mushrooms. Journal of Food Lipids,<br /> 9: 35–46.<br /> <br /> 8.<br /> <br /> Jang M. S., Sanada A., Ushio H., Tanaka M., Ohshima T., 2003. Inhibitory effect of enokitake extract on melanosis of shrimp.<br /> Fisheries Science, 69 (2): 379–384.<br /> <br /> 9.<br /> <br /> Oyaizu, M., 1986. Studies on products of browning reaction antioxidative activity of products of browning reaction prepared<br /> from glucosamine. Japan Journal of Nutrition, 44: 307–315.<br /> <br /> TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG • 99<br /> <br />