Đang tải... (xem toàn văn)
Chitosan là một polymer bắt nguồn từ sinh học và có khả năng phân hủy sinh học với các ứng dụng khá phổ biến, đặc biệt trong việc bảo quản nông sản. Do đó hướng nghiên cứu đề tài tập trung việc biến tính chitosan bằng polyphenols trong dịch chiết lá trà xanh với tỷ lệ thể tích chitosan và dịch chiết polyphenols lần lượt là 4 – 1, 3 – 1 và 2 – 1. Hợp chất mới tạo thành này được chứng minh bởi kết quả chụp ảnh SEM và phổ FT – IR.
Giải thưởng Sinh viên nghiên cứu khoa học Euréka lần 20 năm 2018 Kỷ yếu khoa học BIẾN TÍNH CHITOSAN VỚI DỊCH CHIẾT POLYPHENOLS TỪ LÁ TRÀ XANH ỨNG DỤNG TRONG VIỆC BẢO QUẢN NÔNG SẢN Bùi Thị Khánh Linh* Trường Đại học Khoa học Tự Nhiên – Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh *Tác giả liên lạc: buithikhanhlinh.hs@gmail.com TÓM TẮT Chitosan polymer bắt nguồn từ sinh học có khả phân hủy sinh học với ứng dụng phổ biến, đặc biệt việc bảo quản nơng sản Do hướng nghiên cứu đề tài tập trung việc biến tính chitosan polyphenols dịch chiết trà xanh với tỷ lệ thể tích chitosan dịch chiết polyphenols – 1, – – Hợp chất tạo thành chứng minh kết chụp ảnh SEM phổ FT – IR Ngoài ra, để thể rõ ảnh hưởng dịch chiết trà xanh lên chitosan, mẫu vật liệu tiến hành kiểm tra khả kháng khuẩn kháng oxy hóa dung dịch Các mẫu dung dịch sau biến tính cho kết kháng khuẩn tốt chitosan mẫu tốt mẫu biến tính với tỷ lệ – cho kết kháng khuẩn cao nhất, đường kính vịng vơ khuẩn vi khuẩn Gram âm – E.coli Gram dương – S.aureus mẫu – 11 mm 12 mm Kết kháng oxy hóa, kiểm tra khả bắt gốc tự DPPH cho thấy dung dịch chitosan khơng có khả kháng oxy hóa ,sau biến tính, khả cải thiện rõ rệt kết tốt mẫu biến tính với tỷ lệ – với nồng độ bắt gốc tự 26.57 µg/ml Từ khóa: Chitosan, polyphenols, biến tính, kháng khuẩn, kháng oxy hóa CHARACTERIZATION OF CHITOSAN WITH POLYPHENOLS EXTRACT FROM GREEN TEA LEAF USED IN PRESERVATION OF AGRICULTURAL PRODUCTS Bui Thi Khanh Linh* University of Science – VNU Ho Chi Minh City *Corresponding Author: buithikhanhlinh.hs@gmail.com ABSTRACT Chitosan is a biodegradable biobased polymer used oftenly in many applications, especially for the preservation of agricultural products In this study, the chitosan was modified by polyphenols in green tea extracts with volume ratio of chitosan and extraction were – 1, – and – Chitosan – polyphenols conjugate has demonstrated by SEM and FT – IR Moreover, we tested the antibacterial and antioxidant properties of the solutions The solutions after modification showed better antibacterial results than chitosan and the best samples is – sample with sterile ring diameters in positive Gram – E.coli and negative Gram – S.aureus were 11 mm and 12 mm in turn Antioxidant effect, DPPH free radical scavenging activity showed chitosan hadn’t got to antioxidant and the best results was the sample – with free radical concentration was 26.57 µg/ml Keywords: Chitosan, polyphenols, modified, antibacterial, antioxidant 526 Giải thưởng Sinh viên nghiên cứu khoa học Euréka lần 20 năm 2018 TỔNG QUAN Chitosan sản phẩm deacetyl hóa polysacaride nhiều thứ hai sau cellulose tìm thấy tự nhiên chitin (Zargar et al., 2015) Trong đó, nhóm (-NH2) thay nhóm (NHCOCH3) vị trí C2, cấu tạo từ mắt xích D–glucosamin liên kết với liên kết β-(1-4)glycosit Do vậy, chitosan gọi poly (β-(1-4)-2-amino-2-deoxi-Dglucose hay poly (β-(1-4)-Dglucosamine) Polyphenols chất chuyển hóa thứ cấp cây, đóng vai trị quan trọng tăng trưởng, sinh sản, sắc tố chế bảo vệ xạ tia cực tím mầm bệnh (Hu, Luo, 2016) Trong loại trà, đặc biệt trà xanh chứa hàm lượng polyphenols cao so với trà ô long trà đen, nhiều epigallocatechin – – gallate (EGCG) Biến tính chitosan với polyphenols nhằm khắc phục nhược điểm polymer sinh học tính chất thu tính kháng oxy hóa, kháng khuẩn Chúng tơi tiến hành tách chiết polyphenols từ bột trà xanh nồi áp suất sau tiến hành biến tính chitosan với dung dịch thu theo tỷ lệ thể tích khác cách dùng hệ MnCl2.4H2O với H2O2 tạo gốc tự Các dung dịch sau biến tính có nhiều thay đổi Về cấu trúc, có tương tác chitosan polyphenols qua kết chụp ảnh SEM, phổ FT-IR giản đồ XRD Về tính chất, khả kháng khuẩn E.coli S.aureus mẫu dung dịch biến tính tốt chitosan, dung dịch chitosan sau biến tính xuất khả kháng oxy hóa Cuối cùng, phun mẫu dung dịch lên chuối quan sát 10 ngày, mẫu phun dung dịch biến tính có khả ức chế q trình chín, giảm khối lượng Kỷ yếu khoa học NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Nguyên liệu Bột chitosan khuấy với dung dịch acid acetic 1% nhiệt độ phòng 24 tạo dung dịch chitosan 2% Thu dịch chiết polyphenols chiết nồi áp suất với cồn tuyệt đối, lọc bỏ bột trà Pha tỷ lệ dung dich chitosan với dịch chiết polyphenols theo tỷ lệ – 1, – – 1, khuấy từ với tốc độ 380 rpm 40°C đến tạo thành dung dịch đồng nhất, thêm 0.536 g MnCl2.4H2O sau 15 phút thêm 0.28ml H2O2, tiếp tục khuấy thêm giờ, thu dung dịch cần khảo sát Phương pháp nghiên cứu Xác định tổng hàm lượng polyphenols có dịch chiết polyphenols từ trà xanh phương pháp Folin – Ciocalteu, dùng acid gallic làm đường chuẩn, đo mật độ quang (OD) bước sóng 765nm máy quang phổ Hình thái bề mặt độ phân tán quan sát kính hiển vi điện tử quét phân tích mẫu chitosan, – 1, – – Phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FT – IR) đo máy phân tích hấp thu hồng ngoại Bruker – Tensor 27 sử dụng với dải quét số sóng từ 400 – 4000 cm-1 để phân tích cấu trúc, nhóm chức tương tác chitosan, mẫu biến tính tỷ lệ – 1, – – Khả kháng khuẩn dung dịch thực phương pháp đục lỗ thạch, mẫu bơm (40µl/giếng), với nồng độ sinh vật 106 CFU/ml Thực nghiệm kiểm tra khả kháng khuẩn mẫu dung dịch chitosan, dịch chiết polyphenols, mẫu biến tính – 1, – – Khả kháng oxy hóa dung dịch kiểm tra khả bắt gốc tự DPPH (2,2-diphenyl-1picrylhydrazyl) kiểm nghiệm 527 Giải thưởng Sinh viên nghiên cứu khoa học Euréka lần 20 năm 2018 thep phương pháp Fu Shieh (2002) Phân tích thống kê số liệu Các kết thực nghiệm phân tích phần mềm Origin Đồ thị vẽ phần mềm Microsoft Excel Giá trị mật độ quang 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 Kỷ yếu khoa học KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Hàm lượng polyphenols tổng số Kết đo tổng hàm lượng polyphenols dịch chiết từ trà xanh phương pháp Folin – Ciocalteu 0.935 0.753 0.574 y = 0.018x R² = 0.999 0.381 0.194 10 20 30 40 50 60 Nồng độ acid gallic (µg/ml) Hình Biểu đồ thể phương trình đường chuẩn acid gallic tiếp mẫu PPs, đến mẫu – Khả kháng khuẩn Các dung dịch thể khả cuối mẫu CS – có đường kháng khuẩn xuất vịng kháng kính vịng kháng khuẩn dường khuẩn có màu mơi trường thạch nhau.Đối với vi khuẩn Gram ban đầu xung quanh mẫu cần khảo sát dương – Staphylococcus aureus, bảng Khi mẫu khơng có khả kháng cho kết tỷ lệ – vịng vơ khơng xuất vịng kháng khuẩn, khuẩn có đường kính lớn nhất, tương ứng với việc vi khuẩn trải mẫu PPs mẫu – có đường kính khắp đĩa môi trường Đối với vi khuẩn gần nhau, mẫu – có Gram âm – E Coli, kết cho thấy đường kính cuối mẫu CS, – 1, – – mẫu CS có đường kính vịng vơ khuẩn xuất vịng kháng khuẩn, vịng có gần với đường kính đĩa giấy khảo đường kính lớn mẫu – 1, kế sát Bảng Đường kính vịng kháng khuẩn (mm) Chỉ tiêu kháng (đường kính vịng vơ khuẩn – mm) Mẫu cao Escherichia coli ATCC Staphylococcus aureus ATCC 8739 6538 8.0 ± 0.0 6.5 ± 0.0 Cs 10.0 ± 0.1 10.2 ± 0.0 Pps 8.0 ± 0.0 10.0 ± 0.1 2–1 11.0 ± 0.1 12.0 ± 0.1 3–1 9.0 ± 0.1 8.0 ± 0.1 4–1 Qua kết kháng khuẩn hai loại vi khuẩn Gram âm – E Coli Gram dương – Staphylococcus aureus, mẫu chitosan có khả kháng khuẩn mẫu có biến tính với dịch chiết polyphenols cho khả 528 Giải thưởng Sinh viên nghiên cứu khoa học Euréka lần 20 năm 2018 kháng khuẩn tốt so với mẫu chitosan thơng thường, đặc biệt mẫu biến tính theo tỷ lệ – có khả kháng khuẩn tốt mẫu kiểm tra KẾT LUẬN Sau biến tính chitosan với dịch chiết polyphenols từ trà xanh, dung dịch thu có nhiều cải thiện so với ban đầu cấu trúc lẫn tính chất Về cầu trúc, thay đổi cấu trúc bề mặt thể qua kết chụp ảnh SEM, phổ FT – IR chitosan dung dịch sau biến tính thể có liên kết cộng hóa trị tương tác hợp chất pholyphenols lên chitosan sau biến tính Về tính chất, chitosan sau biến tính với dịch chiết polyphenols từ trà xanh tăng tính kháng khuẩn kháng oxy hóa Khả kháng khuẩn vi khuẩn Gram âm – Escherichia coli vi khuẩn Gram dương – Staphylococcus aureus tăng, đặc biệt Kỷ yếu khoa học mẫu biến tính tỷ lệ – có khả kháng khuẩn cao nhất, cao chitosan dung dịch polyphenols ban đầu Bên cạnh đó, khả kháng oxy hóa – bắt gốc tự DPPH tăng rõ rệt so với chitosan ban đầu, mẫu biến tính tỷ lệ – cho kết tốt Khi phun bảo quản lên chuối, sau 10 ngày quan sát mẫu, mẫu phun dung dịch biến tính có khả ức chế chín, giữ vẻ ngồi tươi xanh hơn, không bị nấm mốc đốm nâu so với mẫu cịn lại, tốt mẫu biến tính tỷ lệ – – Về độ khối lượng mẫu trình bảo quản, mẫu phun dung dịch biến tính có độ nước hơn, nước mẫu biến tính với tỷ lệ – Như vậy, biến tính thành cơng chitosan dịch chiết polyphenols từ trà xanh để cải thiện tính chất chitosan ứng dụng việc bảo quản nông sản, đặc biệt chuối sau thu hoạch TÀI LIỆU THAM KHẢO HU, QIAOBIN, AND YANGCHAO LUO, 2016 Polyphenol – Chitosan Conjugates: Synthesis, Characterization, and Applications Carbohydrate Polymers 151: 624–39 IGNAT, IOANA, IRINA VOLF, AND VALENTIN I POPA, 2011 A Critical Review of Methods for Characterisation of Polyphenolic Compounds in Fruits and Vegetables Food Chemistry 126 (4): 1821–35 PASRIJA, D., AND C ANANDHARAMAKRISHNAN, 2015 Techniques for Extraction of Green Tea Polyphenols: A Review Food and Bioprocess Technology (5): 935–50 SIRIPATRAWAN, UBONRAT, AND BRUCE R HARTE, 2010 Physical Properties and Antioxidant Activity of an Active Film from Chitosan Incorporated with Green Tea Extract Food Hydrocolloids 24 (8): 770–75 529 ... trình bảo quản, mẫu phun dung dịch biến tính có độ nước hơn, nước mẫu biến tính với tỷ lệ – Như vậy, biến tính thành cơng chitosan dịch chiết polyphenols từ trà xanh để cải thiện tính chất chitosan. .. dung dịch chitosan 2% Thu dịch chiết polyphenols chiết nồi áp suất với cồn tuyệt đối, lọc bỏ bột trà Pha tỷ lệ dung dich chitosan với dịch chiết polyphenols theo tỷ lệ – 1, – – 1, khuấy từ với. .. trị tương tác hợp chất pholyphenols lên chitosan sau biến tính Về tính chất, chitosan sau biến tính với dịch chiết polyphenols từ trà xanh tăng tính kháng khuẩn kháng oxy hóa Khả kháng khuẩn vi