Hệ thống thiết bị trích ly với hỗ trợ bằng sóng siêu âm, cô sấy thu hồi. Ảnh: NVCC

Gia tăng giá trị ngành nấm

Hoạt chất lentinan từ nấm hương lâu nay vẫn được sử dụng như một chất tăng cường miễn dịch phổ biến giúp tăng cường sức đề kháng hệ miễn dịch. Thậm chí trong các bài báo công bố trên hai tạp chí Anticancer Res. và Hepatogastroenterology năm 2015 và 2016, các nhà khoa học Nhật Bản đã chứng minh được rằng, bệnh nhân ung thư trong thời gian hóa trị nếu sử dụng lentinan sẽ giúp kìm hãm sự phát triển của tế bào ung thư, tăng hiệu quả hóa trị, kéo dài thời gian sống. Vì thế, việc tách chiết lentinan tại Nhật Bản đã trở thành một ngành công nghiệp có giá trị lên tới hàng trăm triệu USD, trong khi đó ở Việt Nam, nấm hương mới chỉ được dùng làm thực phẩm.

Thực tế ở Việt Nam, để chiết xuất các hoạt chất từ nấm, phương pháp truyền thống là nghiền, khuấy trộn và dùng áp suất để phá vỡ tế bào chứa các hoạt chất bên trong. Tuy nhiên, nhược điểm của phương pháp này là chi phí năng lượng cao, tốn nhiều thời gian trong khi hàm lượng chất tan thu được trong dịch chiết không cao. Một cách chiết xuất khác bằng phương pháp thẩm thấu hóa màng ngăn từ bên ngoài tế bào bằng cách sử dụng dung môi hữu cơ như metanol, etanol… tạo thành kênh dẫn. Tuy nhiên, tốc độ chiết xuất của phương pháp này mất nhiều thời gian khoảng 6 tiếng, giá thành cao và hoạt chất thu được phải tiến hành tách chiết dung môi mới có thể sử dụng.

“Việc sử dụng sóng siêu âm để chiết xuất lentinan từ nấm hương vốn đã được nhiều nước sử dụng nhưng vì vấn đề sở hữu trí tuệ nên nó chưa phổ biến ở Việt Nam tại thời điểm năm 2004 khi chúng tôi bắt đầu thực hiện nghiên cứu. Từ các nghiên cứu cơ bản cho đến ứng dụng, giờ đây chúng tôi tự tin có thể trích ly một số hoạt chất trong các nấm mà ví dụ điển hình ở đây là lentinan từ nấm hương”– TS Nguyễn Đức Tiến hồ hởi nói và tin rằng, công nghệ này sẽ giúp nấm hương – một loại nấm vốn dồi dào ở Việt Nam sẽ trở thành nấm dược liệu trong thời gian tới. Nhà khoa học tin rằng, đây là cách giúp tăng giá trị cho ngành nấm vốn có nhiều tiềm năng ở Việt Nam.

Trích ly hoạt chất bằng sóng siêu âm

Để trích ly được lentinan từ nấm hương, các nhà khoa học của Viện Cơ điện nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch phải đi qua 4 bước. Nấm được lựa chọn phải sạch, đạt chỉ tiêu an toàn thực sấy khô với độ ẩm từ 9-12%. Sau đó, nấm được đưa vào nghiền nhỏ thành bột. Bột nấm hương thu được đưa vào hệ thống trích ly bằng sóng siêu âm với tỷ lệ dung môi/nguyên liệu là 8/1 (lít/kg), nhiệt độ 65^oC, trong 6 phút. Cuối cùng tách bã, dịch thu được đem tinh chế để thu chế phẩm hoạt chất lentinan.

Sản phẩm được phát triển từ nghiên cứu quy trình trích ly hoạt chất từ nấm bằng sóng siêu âm. Ảnh: NVCC.

Theo TS Nguyễn Đức Tiến, kết quả đo đạc cho thấy, công nghệ trích ly bằng sóng siêu âm sẽ thu được lượng lentinan đạt khoảng 5,4% và lượng chất khô khoảng 17% so với nguyên liệu đầu vào. Trong khi đó, theo phương pháp truyền thống ở nhiệt độ khoảng 98^oC trong 180 phút, dịch trích ly thu được hàm lượng lentinan đạt khoảng 4% và lượng chất khô thu được đạt khoảng 8%.

“So sánh này giúp chúng tôi tự tin hơn về công nghệ của mình. Bởi phương pháp sóng siêu âm cho hàm lượng lentinan cao gấp 1,6 lần và lượng chất khô hòa tan cũng cao gấp 2 lần trong khi thời gian trích lý giảm đi khoảng 30 lần” – TS Nguyễn Đức Tiến hồ hởi nói.

Thực tế, công nghệ trích ly hoạt chất trong nấm bằng sóng siêu âm không chỉ được áp dụng cho nấm hương mà còn được nhóm nghiên cứu áp dụng thành công với nấm linh chi, nấm đầu khỉ. Điều đáng nói, ngay từ khi được nghiên cứu hoàn chỉnh công nghệ này, nhóm nghiên cứu đã chuyển giao cho các doanh nghiệp có nhu cầu trích ly hoạt chất từ nấm.

Trong chặng đường 15 năm nghiên cứu, các nhà khoa học của Viện Cơ điện Nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch chưa bao giờ dừng ý định hoàn thiện công nghệ này hơn nữa. Kể cả khi đã chiết suất được tối đa hàm lượng hoạt chất họ vẫn tiếp tục tối ưu các điều kiện khác như tiết kiệm năng lượng, lựa chọn loại dung môi tốt hơn, tăng thêm độ tinh khiết cho hoạt chất sau khi được tách chiết…

Có lẽ vì thế, nếu như nhiều nhà khoa học loay hoay với việc thương mại hóa kết quả nghiên cứu thì nhóm của TS Nguyễn Đức Tiến lại “khá thảnh thơi”: “Ngay từ khi bắt tay vào nghiên cứu chúng tôi đã đặt ra yêu cầu phải đáp ứng được yêu cầu của doanh nghiệp. Khi đầu tư, doanh nghiệp luôn mong muốn sản phẩm của họ độc nhất trên thị trường để nâng cao khả năng cạnh tranh”. Vì thế, việc làm chủ công nghệ và đưa kết quả nghiên cứu từ phòng thí nghiệm ra sản xuất trên quy mô công nghiệp trong bối cảnh Việt Nam là điểm then chốt.

Thời điểm năm 2004 khi công nghệ sóng siêu âm ứng dụng trong chế biến dược liệu nông sản thực phẩm ở Việt Nam còn mới, việc nhập về một chiếc máy không dễ dàng, giá thành rất cao, chưa kể một chiếc máy nguyên bản nhập từ nước ngoài thường chỉ dùng được cho một số loại nguyên liệu. Với kiến thức về cơ khí, máy móc, TS Nguyễn Đức Tiến và các cộng sự đã đề xuất phương án nghiên cứu thiết kế chế tạo lắp đặt hệ thống thiết bị trích ly với hỗ trợ sóng siêu âm. Khi đã làm chủ công nghệ, nhóm chủ động ứng biến tùy theo yêu cầu của doanh nghiệp mà điểm quan trọng nằm ở việc có nghiên cứu cơ bản từ trước.

“Bởi quy trình công nghệ không chỉ nằm ở chiếc máy mà còn phụ thuộc vào các yếu tố khác như thời gian, nhiệt độ, cường độ sóng, dung môi…” – TS Nguyễn Đức Tiến giải thích thêm.  

Hiện hệ thống thiết bị trích ly với hỗ trợ sóng siêu âm đang được sử dụng trong các doanh nghiệp có quy mô 1000 lít hoạt chất chiết xuất mỗi mẻ. Với quy mô như vậy, đại diện nhóm nghiên cứu tin rằng, việc chiết xuất các hoạt chất hữu ích từ nấm không chỉ hữu ích với ngành dược phẩm mà còn mở ra cơ hội áp dụng vào nông nghiệp như nuôi trồng thủy sản, gia súc gia cẩm… để tăng sức đề kháng cho vật nuôi, giảm việc sử dụng quá mức kháng sinh và hóa chất độc hại.

“Khi xây dựng quy trình công nghệ cho việc trích ly hoạt chất từ nấm chúng tôi cũng đang triển khai việc tổng hợp hoạt chất. Cụ thể, nhóm sẽ nghiên cứu về điều kiện nuôi trồng chăm bón như cơ chất, ánh sáng, độ ẩm, thổ nhưỡng, thời gian thu hoạch…. để nấm có được hoạt chất và hoạt tính sinh học cao nhất” – TS Tiến hồ hởi nói về những bước nhóm nghiên cứu đang thực hiện để có thể đưa nấm đứng đúng vào vị thế của một sản phẩm quốc gia. 

Quy trình trích ly Lentinan từ nấm hương bằng cách sử dụng sóng siêu âm của Viện Cơ điện nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch (chủ đơn) và nhóm tác giả TS Nguyễn Đức Tiến và các cộng sự đã được Cục Sở hữu trí tuệ cấp bằng độc quyền giải pháp hữu ích số 2-0002407, được công bố vào ngày 25/09/2020.

Bích Ngọc

(Bài viết hợp tác giữa Cục Sở hữu trí tuệ và Báo Khoa học và Phát triển)