Chủ nhiệm dự án: CN. Phạm Thị Thúy Hường

Sự cần thiết:
Nhu cầu về thực phẩm bảo vệ sức khỏe đang ngày càng tăng ở Việt Nam. Theo thống kê của ngành y tế, số lượng thực phẩm chức năng đưa vào lưu thông trên thị trường có xu hướng tăng lên rất rõ rệt, cả về nhập khẩu cũng như sản xuất trong nước. Năm 2016, số cơ sở sản xuất kinh doanh thực phẩm chức năng là 1.872 cơ sở với 3.447 sản phẩm. Trong đó, 43,55% sản phẩm thực phẩm chức năng là nhập khẩu, 56,45% sản phẩm sản xuất trong nước. Những sản phẩm bảo vệ sức khỏe kháng oxy hóa, chống lão hóa, tăng cường trí nhớ, tăng khả năng miễn dịch, hỗ trợ ngăn ngừa bệnh tim mạch, ung thư thực sự là những sản phẩm được người tiêu dùng hướng tới lựa chọn hiện nay.  

Nấm Hầu thủ là loại nấm dược liệu quý chứa đầy đủ các chất dinh dưỡng như acid amin, đường, lipid, nguyên tố khoáng, vitamin và các chất có hoạt tính sinh học. Hương vị của loại nấm này rất tươi ngon, vị hơi đắng, tính ôn hoà. Cho đến nay, nấm Hầu thủ được sử dụng khá phổ biến ở dạng bột khô trong túi lọc với nước sôi như pha trà hay được ngâm trong rượu; nó được coi là một loại thực phẩm bổ dưỡng, tăng lực và đặc biệt là một loại dược phẩm quý, có giá trị cao trong phòng chống ung thư. Nấm Hầu thủ không chỉ là nguồn dược liệu quý mà còn là loại thực phẩm ngon bổ dưỡng được gọi là “Kiện bảo thực phẩm”; Dược phẩm bào chế từ nấm Hầu thủ khá phổ biến ở Trung Quốc, Nhật Bản, Hàn Quốc. Các thử nghiệm về độc tính đã được tiến hành kỹ lưỡng từ nhiều thập niên qua, kết quả cho thấy cả quả thể lẫn sinh khối sợi đều không hề có độc tính gì đối với con người.

Polysaccharide tan trong nước của nấm Hầu thủ có hiệu quả điều trị ung thư thực quản, dạ dày, làm tăng hệ miễn dịch và chống lại ung thư phổi di căn, hiệu quả trên ung thư dạ dày, thực quản và ung thư da. Polysaccharide trong nấm Hầu thủ cũng được chứng minh là chất làm giảm đáng kể chuyển hóa peroxid thành lipid và kích thích các enzyme chống oxy hóa được thí nghiệm trên động vật. Các phức hợp polysaccharide được phân lập từ nấm Hầu thủ được chứng minh có tác dụng chống lại vi khuẩn đường ruột Helicobacter pylori (HP). Thí nghiệm invitro gần đây cho thấy tác động kìm hãm sự phát triển tế bào ung thư gan Hep-G2 và Huh-7, tế bào ung thư ruột kết HT-29, tế bào ung thư dạ dày NCI-87. Thử nghiệm khả năng ức chế tạo u của tế bào ung thư gan Hep-G2 trên thạch mềm của các phân đoạn polysaccharide được thể hiện rõ nhất qua báo cáo nghiên cứu của Trần Thị Hồng Hà và cộng sự. Theo báo cáo, phân đoạn chiết bằng NaOH 4% cho tổng lượng polysaccharide chiếm 80% và bao gồm cả dạng tan và không tan trong nước. Polysaccharide tan trong phân đoạn chiết NaOH 4% có hoạt tính ức chế hình thành khối u rõ rệt: giảm kích thước khối u xuống 24.4% và mật độ hình thành khối u 61.5% so với đối chứng âm.

Các nhà nghiên cứu cũng chỉ ra polysaccharide có khả năng làm tăng cường sự gia tăng của các tế bào T và đại thực bào. Các phân đoạn polysaccaride khác từ sợi nấm H. erinaceus như xylan, glucoxylan, heteroxyglucan và các phức hợp protein của chúng có các đặc tính như là các yếu tố cải biến đáp ứng sinh học (BRM), đó chính có thể là lợi ích của chúng trong liệu pháp miễn dịch. Trong nghiên cứu thực nghiệm kháng ung thư, có 5 loại polysaccharit có hoạt tính kháng ung thư và tác dụng kéo dài thời gian sống trên động vật tử nghiệm. Dịch chiết từ hệ sợi và quả thể nấm H. erinaceus còn có tác dụng chống gây đột biến rất mạnh trên 5 dòng đột biến của Salmonella typhimurium TA 98.

Một nghiên cứu khác của Xiaotong Sheng và cộng sự về tác dụng của nấm Hầu thủ trên chuột nhắt đã chỉ ra rằng polysaccharide của nấm hầu thủ có tác dụng tăng cường miễn dịch thông qua miễn dịch trung gian tế bào và hoạt động của tế bào NK. Ngoài ra, nấm Hầu thủ tăng cường miễn dịch thông quá kích hoạt con đường dẫn truyền tín hiệu MAPK và AKT. Gần đây, cấu trúc của một polysaccharide mới được phân lập từ nấm Hầu thủ được chứng minh có liên quan đến hoạt động điều hòa miễn dịch. Polysaccharide này có trọng lượng phân tử 1,59x104 Da bao gồm rhamnose, fucose, mannose, glucose và galactose. Các thí nghiệm cho thấy polysaccharide mới này tăng khả năng ẩm bào và thực bào, tăng tiết NO, Il-6 và TNF-α. Ngoài ra, nghiên cứu còn cho thấy polysaccharide biểu hiện khả năng điều hòa miễn dịch thông qua con đường dẫn truyền tín hiệu MyD88/IRAK-1/TRAF-6/PI3K/AKT/MAPKs. Như vậy, trên thế giới đã có những nghiên cứu chứng minh tác dụng kích thích miễn dịch của nấm Hầu thủ. Tuy nhiên, ở Việt Nam chưa có nhiều nghiên cứu về tác dụng dược lý của loại nấm này được tiến hành.

Những năm gần đây, việc nghiên cứu công nghệ sản xuất các chế phẩm từ nấm Hầu thủ rất được chú trọng trên thế giới. Các sản phẩm từ nấm Hầu thủ có mặt trên thị trường thế giới dưới dạng bột trích ly, nấm khô dạng lát, nấm quả thể... v.v. Tại Nhật Bản giá từ 120 - 220 USD/kg khô, ở Hồng Kông là trên 100 USD/kg khô, ở Trung Quốc là 10 - 59 USD/kg. Sản phẩm chế phẩm nấm Hầu thủ trích ly trên thị trường hiện phổ biến là các sản phẩm được sản xuất từ Trung Quốc, Nhật Bản, Hàn Quốc như Essence of Hericium – Oral lipid, Super quality healthy oral lipid… từng hộp 10 chai nhỏ 10ml hoặc các dạng gói viên hoàn... giá khá đắt so với nấm khô hoặc tươi, dùng như những thực phẩm cao cấp. Các sản phẩm tinh chế có tác dụng tăng lực mạnh và phòng chống ung thư có giá bán rất đắt 1000- 5000 USD/kg tùy từng loại.

Còn ở Việt Nam trong những năm gần đây nấm Hầu thủ đã bắt đầu được chú ý phát triển. Một số nghiên cứu ở quy mô nhỏ đã được thực hiện đem lại kết quả khả quan. Tuy nhiên, những nghiên cứu về công nghệ chế biến và khai thác loại nấm này vẫn còn hạn chế. Hiện trên thị trường Việt Nam mới chỉ thấy xuất hiện một số sản phẩm thương mại của nấm hầu thủ ở dạng quả thể sấy khô với giá thành khá cao chẳng hạn như sản phẩm nấm Hầu thủ sấy khô của Trung tâm Uơm tạo doanh nghiệp công nghệ, Trường Đại học Nông Lâm TP. HCM giá 2.800.000 đồng/gói 1 kg. Chưa thấy có cơ sở sản xuất chế phẩm nấm hầu thủ trích ly thương mại nào từ nấm Hầu thủ để cung cấp cho công nghiệp biến thực phẩm, thực phẩm chức năng và dược phẩm. Một số sản phẩm thực phẩm chức năng từ nấm Hầu thủ dạng viên nang thì chỉ có loại nhập khẩu của Mỹ với giá 980.000 đồng/lọ 90 viên. Bởi vậy, việc chủ động sản xuất astaxanthin cung cấp cho thị trường trong nước thực sự là cần thiết.

Mục tiêu:
- Hoàn thiện được quy trình nhân giống nấm Hầu thủ cho năng suất cao;
- Hoàn thiện được quy trình nuôi trồng nấm Hầu thủ cho năng suất cao và ổn định;
- Hoàn thiện được công nghệ tách chiết, thu hồi để tạo ra được sản phẩm giàu hoạt chất sinh học từ nấm Hầu thủ dạng bột có chất lượng tốt, đảm bảo an toàn thực phẩm;
- Xây dựng được quy trình công nghệ hoàn chỉnh về sản xuất sản phẩm bảo vệ sức khỏe từ nấm Hầu thủ quy mô sản xuất;  
- Sản xuất được 300 kg chế phẩm sinh học từ nấm Hầu thủ dạng bột giàu polysaccharide (hàm lượng polysaccharide đạt >30%) đạt tiêu chuẩn an toàn thực phẩm;
- Sản xuất được 50.000 viên nang bảo vệ sức khỏe chứa các hoạt chất sinh học từ nấm Hầu thủ (>10% polysaccharide/viên) đạt yêu cầu chất lượng và an toàn thực phẩm.

Nội dung nghiên cứu:
- Hoàn thiện tuyển chọn bộ chủng giống nấm hầu thủ có hoạt tính cao và ổn định cho sản xuất.
- Hoàn thiện quy trình nhân giống nấm hầu thủ dạng dịch quy mô 50 lít/mẻ.
- Hoàn thiện quy trình nuôi trồng nấm Hầu thủ quy mô 1 tấn nguyên liệu/mẻ.
- Hoàn thiện quy trình tách chiết, thu hồi và tạo sản phẩm.
- Đào tạo cán bộ kỹ thuật và công nhân, hội thảo.
- Tổ chức sản xuất sản phẩm bảo vệ sức khỏe có chất lượng cao, đảm bảoan toàn thực phẩm.
- Hoàn thiện tiêu chuẩn cơ sở của sản phẩm.
- Xây dựng phương án marketing.
- Đánh giá hiệu quả kinh tế - kỹ thuật của dự án.
- Xây dựng hồ sơ đề nghị chứng nhận doanh nghiệp khoa học và công nghệ.

Kết quả của dự án:
Dự án đã tuyển chọn được bộ chủng giống nấm hầu thủ gồm 05 giống nấm có khả năng sinh polysaccharit, trong đó có 01 chủng giống nấm có hoạt tính sinh polysaccharit cao nhất (đạt 200,2 g/g quả thể). Quan sát hình thái và giải trình tự gen chủng nấm này cho thấy có độ tương đồng 100% với Hericium erinaceus CBS 260.74.  

Dự án đã hoàn thiện được quy trình nhân giống nấm hầu thủ dạng dịch thể quy mô 50 lít/mẻ. Các thông số chính của quy trình gồm:

Thành phần môi trường nhân giống dạng dịch thể cấp 1 thích hợp để nhân giống nấm Hầu thủ là CT3 gồm: khoai tây 200 g/l; nấm sò 100 g/l; glucose 15 g/l; KH2PO4 1 g/l; K2HPO4 1 g/l; MgSO4.7H2O 1 g/l; (NH4)2HPO4 0,5 g/l; Cao nấm men 2 g/l; Pepton 2,5 g/l; Thiamin 20 µg/l;  

Thành phần môi trường nhân giống dạng dịch thể cấp 2 thích hợp để nhân giống nấm Hầu thủ gồm là CT7 gồm: Glucose 15g/l; KH2PO4 1g/l; K2HPO4 1g/l; MgSO4.7H2O 1g/l; (NH4)2HPO4 1g/l; Pepton 4g/l; Thiamin 20µg/l;  

Thành phần môi trường nhân giống dạng dịch thể quy mô 50l/mẻ thích hợp để nhân giống nấm Hầu thủ là Glucose 10g/l; saccarose 10 g/l; Bột dinh dưỡng cô đặc 20 g/l; KH2PO4 1g/l; K2HPO4 1g/l; MgSO4.7H2O 1g/l; NH4NO3 1g/l; NaNO3 1 g/l; VTM B1 3 viên.  

Điều kiện nhân giống cấp 1 dung tích 200ml: pH môi trường 6,5; chế độ khử trùng môi trường 115ºC trong 30 phút; tỷ lệ cấy giống 4% theo thể tích; lắc ở tốc độ 150 v/p trong thời gian nuôi 5 ngày; nhiệt độ nuôi 24±2 ngày .

Điều kiện nhân gống cấp 2 dung tích 2000ml: pH môi trường 6,5; chế độ khử trùng môi trường 115ºC trong 50 phút; tỷ lệ cấy giống 5% theo thể tích; tuổi giống khi cấy chuyển 5 ngày; sục khí 0,5l/lít môi trường/phút trong thời gian nuôi 5 ngày; nhiệt độ nuôi 24±2 ngày.

Điều kiện nhân gống dạng dịch thể dung tích 60 lít: pH môi trường 6,5; chế độ khử trùng môi trường 121ºC trong 60 phút; tỷ lệ cấy giống 15% theo thể tích; tuổi giống khi cấy chuyển 5 ngày; sục khí 0,5l/lít môi trường/phút trong thời gian nuôi 5 ngày; nhiệt độ nuôi 24±2 ngày.

Giống thu được không bị nhiễm bệnh, có khả năng sinh trưởng, phát triển nhanh, khả năng thích nghi với môi trường nhân giống thể rắn hoặc môi trường nhân giống dạng dịch thể phục vụ nuôi trồng cao.

3. Dự án đã hoàn thiện được quy trình nuôi trồng nấm hầu thủ dạng dịch thể quy mô 1 tấn nguyên liệu/mẻ. Các thông số chính của quy trình gồm:
Đã xác định được thành phần môi trường dinh dưỡng thích hợp để nuôi trồng nấm Hầu thủ là CT2 gồm: 43% mùn cưa + 40% lõi ngô + 6% cám gạo + 8% bột ngô + 1% CaCO3 + 2% glucose.

Đã xác định được điều kiện nuôi trồng thích hợp cho nấm Hầu thủ phát triển và ra quả thể năng suất cao ổn định:
+ Độ ẩm nguyên liệu nuôi trồng: 65 ± 2%;
+ Tỷ lệ giống dạng dịch thể cấy vào bịch nguyên liệu: 20ml dịch/ bịch nguyên liệu 500g;
+ Nhiệt độ ươm sợi: 23 - 25 oC;
+ Nhiệt độ cho ra quả thể 20-22oC.

4. Dự án đã hoàn thiện được quy trình tách chiết, thu hồi sản phẩm cao giàu polysaccharit từ nấm Hầu thủ dạng quy mô 100 kg nguyên liệu tươi/mẻ. Các thông số chính của quy trình gồm:

Quá trình trích ly polysaccharit từ quả thể nấm Hầu thủ với các thông số tối ưu:
+ Dung môi trích ly là dung dịch NaOH 0,15%
+ Tỷ lệ dung môi: nguyên liệu là 5 lít/kg
+ Nhiệt độ trích ly là: 65±2°C
+ Cường độ sóng siêu âm là 58 W/cm2 trong thời gian 3 phút

Sử dụng thiết bị ly tâm tốc độ 6000 v/p để tách bỏ cặn, bã thu dịch trong quá trình thu nhận polysaccharit từ dịch trích ly tối ưu với các thông số: dung môi kết tủa là ethanol với nồng độ 80%, ở 25°C trong thời gian 12 giờ thu được cao đặc có hàm lượng polysaccharit cao nhất (71,53%).

Các yếu tố thích hợp để làm khô chế phẩm giàu polysaccharit bằng thiết bị sấy phun gồm:  
+ Nhiệt độ sấy đầu vào thích hợp là 120°C;
+ Tốc độ bơm nhập liệu là 20 ml/ph;
+ Tốc độ quay của vòi phun là 24.000 v/p.  

Sản phẩm thu được chứa 51,6% polysaccharit có màu nâu sáng đạt chỉ tiêu an toàn vệ sinh thực phẩm.  
Bao bì thích hợp cho bảo quản chế phẩm polysaccharit dạng bột trong thời hạn ít nhất 6 tháng là túi nhôm 2 lớp (lớp ngoài là nhôm và lớp trong PE). Chế phẩm hoàn toàn đảm bảo chất lượng an toàn để có thể sử dụng trong sản xuất thực phẩm bảo vệ sức khỏe.  

Dự án cũng đã xây dựng được quy trình bào chế viên nang cứng chứa cao nấm Hầu thủ quy mô 10.000 viên/mẻ. Công thức bào chế 1 viên nang gồm:
+ Cao nấm hầu thủ: 334 mg
+ Avicel PH 101: 161 mg
+ Aerosil: 1 mg
+ Talc: 4 mg  
Dự án đã đào tạo được 5 cán bộ và 20 công nhân vận hành thành thạo quy trình công nghệ và vận hành hệ thống thiết bị trong công tác nhân giống, nuôi trồng nấm Hầu thủ và sản xuất thực phẩm bảo vệ sức khỏe từ cao nấm Hầu thủ đạt yêu cầu chất lượng.

Dự án đã tổ chức sản xuất thử nghiệm được 300 kg cao nấm giàu polysaccharit (hàm lượng polysaccharit đạt trên 50%) và 50.000 viên nang thực phẩm bảo vệ sức khỏe (chứa 171,7 mg polysaccharit/viên) trên dây chuyền thiết bị của dự. Công nghệ sản xuất ổn định, chất lượng sản phẩm tốt, đáp ứng yêu cầu đặt ra của dự án, đảm bảo chất lượng về an toàn thực phẩm. Sản phẩm viên nang của dự án được đánh giá đảm bảo chất lượng về kiểm nghiệm an toàn thực phẩm. Viên nang cứng nấm Hầu thủ ở liều gấp 24,3 lần liều dùng dự kiến trên người nhưng không có độc tính cấp trên chuột nhắt, theo đường uống. Viên nang nấm Hầu thủ liều 2,88 viên/kg (gấp 2 lần liều tương đương với liều dự kiến điều trị trên lâm sàng) uống liên tục trong 7 ngày thể hiện tác dụng kích thích miễn dịch rõ rệt trên mô hình gây suy giảm miễn dịch cấp tính bằng cyclophosphamid, có tác dụng làm tăng cường đáp ứng miễn dịch dịch thể và miễn dịch tế bào thông qua các chỉ số: tăng trọng lượng lách tương đối, xu hướng tăng phản ứng bì với kháng nguyên OA, tăng nồng độ IL-2 và TNF-α trong máu ngoại vi, cải thiện rõ rệt tình trạng tổn thương các cơ quan lách, tuyến ức trên hình ảnh giải phẫu bệnh vi thể so với lô mô hình.  

Dự án đã hoàn thiện mẫu mã, bao bì sản phẩm, xây dựng tiêu chuẩn cơ sở cho sản phẩm, có được giấy phép an toàn thực phẩm cho sản phẩm và tổ chức quảng bá, tiêu thụ sản phẩm.

Mô hình sản xuất sản phẩm thực phẩm bảo vệ sức khỏe chứa polysaccharit của dự án đem lại hiệu quả kinh tế cao cho người sản xuất với tỷ lệ lợi nhuận ròng so với vốn đầu tư là 43,58%; tỷ lệ lợi nhuận ròng doanh thu là 36,84%; thời gian thu hồi vốn khoảng 2 năm 2 tháng.