Xây dựng qui trình sản xuất sinh khối cây dược liệu lan gấm (Anoectochilus formosanus Hayata)

Cây lan gấm (Anoectochilus sp) còn gọi là cây kim cương, kim tuyến, mộc sơn thạch tùng, thuộc họ Orchidaceae, gồm bốn chi: Ludisia, Anoectochilus, Goodyera, Macodes và trên 50 loài, trong đó chi Anoectochilus có số loài phong phú nhất (30-40 loài). Loài có giá trị dược liệu và thương mại cao trên thế giới hiện nay là Anoectochilus formosanus Hayata, có lá hình trái tim xanh thẫm với các gân bạc, mặt dưới màu tía đỏ. Tuy nhiên,  do đặc điểm sinh học vốn có của loài này, người ta thấy rằng nó phát triển rất chậm.

Với mục tiêu sản xuất sinh khối cây lan gấm có hoạt tính sinh học, an toàn về dư lượng hóa chất, sản xuất nhanh và quy mô lớn, Phòng TNTĐ phía Nam về Công nghệ tế bào thực vật – Viện Sinh học nhiệt đới đã thực hiện thành công đề tài: “Xây dựng quy trình sản xuất sinh khối cây lan gấm (Anoectochilus formosanus Hayata) có hoạt tính sinh học bằng kỹ thuật nuôi cấy mô trên môi trường lỏng” do ThS. Đỗ Đăng Giáp làm chủ nhiệm. Cùng với các đơn vị khác, sản phẩm từ đề tài sẽ góp phần tạo chuỗi giá trị nghiên cứu về cây lan gấm, tiến đến hình thành nhiều sản phẩm cuối cùng mang tính thương mại cao.

Bằng công nghệ nuôi cấy mô tế bào thực vật, đề tài đã xác định được môi trường nuôi cấy mô Albert thích hợp cho sự nhân nhanh sinh khối cây lan gấm với chiều cao cây đạt 10,13cm; khối lượng tươi đạt 2,43g và khối lượng khô đạt 0,3 g. Vai trò của hàm lượng đường sucrose, ánh sáng, mật độ kết hợp thể tích nuôi cấy cũng được nghiên cứu. Đường sucrose được bổ sung vào môi trường với hàm lượng 30 g/l và cường độ chiếu sáng 26,20 μmol.m-2.s-1 là tối ưu cho việc nhân nhanh sinh khối cây lan gấm. Thể tích môi trường nuôi cấy của mỗi bình nuôi cấy là 100 ml với 10 mẫu cấy là thích hợp cho cây lan gấm phát triển.

Bảng 1. Sự gia tăng sinh khối ở quy mô pilot sau 3 tháng nuôi cấy

Quy trình nuôi cấy sinh khối cây lan gấm ở quy mô pilot. a, Chồi cây lan gấm nuôi cấy trong bình 500 ml; b, Chồi lan gấm nuôi cấy trong hộp thoáng khí SIGMA; c, d, Cây lan gấm ex vitro

Phân tích sinh hóa trên những trang thiết bị phân hiện đại của Phòng TNTĐ cho thấy dư lượng NO3-, Cu và Zn trong sinh khối cây lan gấm đều nằm trong ngưỡng cho phép sử dụng theo tiêu chuẩn đối với sản phẩm rau, quả theo quyết định số 3742/2001/QĐ-BYT. Sinh khối lan gấm nuôi cấy in vitro đảm bảo an toàn cho sức khỏe người tiêu dùng và có thể tiến hành sản xuất trên quy mô lớn.

Đề tài cũng đã tiến hành các khảo nghiệm về hoạt tính sinh học của sinh khối:

Hình 1: Khả năng thu nhận gốc tự do DPPH của cao chiết methanol cây lan gấm

Hoạt tính kháng oxy hóa: Kết quả khảo nghiệm DPPH cho thấy cao chiết methanol có hoạt tính kháng oxy hóa trong liều lượng nhất định. Khả năng thu nhận gốc tự do DPPH của cao chiết methanol được thử nghiệm ở các nồng độ từ 0,0625 đến 1,000 mg/ml. Kết quả cho thấy, cao chiết methanol biểu hiện hoạt tính kháng oxy hóa theo liều lượng (hình 1) với giá trị của IC50 là 3,92 mg/ml.

Bảng2. Đường kính vòng kháng khuẩn (mm) trên các chủng khuẩn thử nghiệm

Hoạt tính kháng khuẩn: Kết quả khảo sát ở bảng 2 cho thấy, cao chiết methanol ở nồng độ 100 mg/ml có khả năng ngăn chặn sự sinh trưởng của Salmonela typhimuricum và ở nồng độ 500 mg/ml thì cả bốn chủng đều bị ức chế tăng trưởng (B. subtilis, P. aeruginosa, Salmonela typhiumricum, S. aureus), với kích thước vòng kháng khuẩn lần lượt là 13,5; 20,5; 30; 12,5. Kết quả còn cho thấy khả năng kháng khuẩn gram âm (P. aeruginosa, Salmonella typhimuricum) của cao chiết methanol cây lan gấm cao hơn khả năng kháng khuẩn gram dương (B. subtilis, S. aureus).

Kết quả trên cũng chỉ ra rằng có chất trong cây lan gấm có thể sử dụng nhằm kiểm soát hoạt động của một số vi khuẩn gây bệnh ở người. Vì thế, các kết quả thu được ở đề tài này củng cố thêm cho các nghiên cứu chuyên sâu hơn khi khảo sát tiếp tục các hoạt tính kháng khuẩn của cây lan gấm.

Kết quả đề tài này cho thấy có thể ứng dụng phương pháp nuôi cấy mô cho việc tạo sinh khối sạch cây lan gấm để làm nguyên liệu cho sản xuất thực phẩm chức năng hay thuốc. Đề tài đã được Hội đồng nghiệm thu đánh giá xếp loại Khá vào tháng 2/2016.

Từ những kết quả thu được của đề tài, Phòng TNTĐ phía Nam về Công nghệ tế bào thực vật – Viện Sinh học nhiệt đới đang phối hợp với Sở KHCN Tp.Hồ Chí Minh và công ty Thế giới Gen – Khu Công nghệ cao Tp.HCM tiếp tục nghiên cứu những sản phẩm từ nguồn sinh khối dược liệu lan gấm, góp phần phục vụ cuộc sống.

Theo VAST