NGHIÊN CỨU TẠO CHỦNG ESCHERICHIA COLI CÓ KHẢ NĂNG SẢN XUẤT VANILLIN TỪ AXIT FERULIC LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC ỨNG DỤNG

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC MA THỊ TRANG NGHIÊN CỨU TẠO CHỦNG ESCHERICHIA COLI CÓ KHẢ NĂNG SẢN XUẤT VANILLIN TỪ AXIT FERULIC LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC ỨNG DỤNG Thái Nguyên - 2016 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC MA THỊ TRANG NGHIÊN CỨU TẠO CHỦNG ESCHERICHIA COLI CÓ KHẢ NĂNG SẢN XUẤT VANILLIN TỪ AXIT FERULIC Chuyên ngành: Công nghệ sinh học Mã số: 60.42.02.01 LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC ỨNG DỤNG Người hướng dẫn khoa học: TS Dương Văn Cường Thái Nguyên - 2016 i LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan luận văn cơng trình nghiên cứu hướng dẫn TS Dương Văn Cường môn Sinh học phân tử công nghệ gen, Viện Khoa học sống, Đại học Thái Nguyên Các số liệu, kết luận văn trung thực chưa công bố cơng trình Mọi thơng tin trích dẫn luận văn ghi rõ nguồn gốc Thái Nguyên, ngày 14 tháng năm 2016 Tác giả luận văn Ma Thị Trang ii LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành sâu sắc tới TS Dương Văn Cường hướng dẫn bảo tận tình suốt trình nghiên cứu, thực hoàn thành đề tài luận văn thạc sĩ Tôi xin chân thành cảm ơn ban lãnh đạo Viện Khoa học sống, thầy cô môn Sinh học phân tử công nghệ gen tạo điều kiện giúp đỡ tốt để hồn thành luận văn Tơi xin cảm ơn thầy cô giáo khoa Khoa học sống, trường Đại học Khoa học – Đại học Thái Nguyên tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ thời gian tơi học tập hồn thành khóa học Cuối cùng, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn chân thành tới gia đình, đồng nghiệp bạn bè ln động viên, khích lệ, chia sẻ khó khan tơi suốt q trình học tập nghiên cứu hoàn thiện luận văn Thái nguyên, ngày 14 tháng 10 năm 2016 Tác giả luận văn Ma Thị Trang iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC TỪ, CỤM TỪ VIẾT TẮT vi DANH MỤC CÁC BẢNG vii DANH MỤC CÁC HÌNH viii MỞ ĐẦU 1 Đặt vấn đề Mục tiêu đề tài Nội dung nghiên cứu Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài 4.1 Ý nghĩa khoa học 4.2 Ý nghĩa thực tiễn Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Giới thiệu vanillin 1.1.1 Nguồn gốc 1.1.2 Cấu trúc, đặc điểm lí hóa 1.1.3 Đặc tính sinh học 1.1.4 Vai trị vanillin cơng nghiệp đời sống 1.2 Các đường sinh tổng hợp vanillin 10 1.2.1 Con đường sinh tổng hợp vanillin thực vật 10 1.2.2 Con đường sinh tổng hợp vanillin từ axit ferulic vi sinh vật 10 1.3 Các phương pháp sản xuất vanillin 15 1.3.1 Phương pháp tách chiết vanillin từ thực vật 15 1.3.2 Sản xuất vanillin tổng hợp hoá học 16 1.3.3 Sản xuất vanillin ứng dụng công nghệ sinh học 18 1.4 Tiềm ứng dụng công nghệ ADN tái tổ hợp sản xuất vanillin 21 1.4.1 Các gene mã hóa enzyme sinh tổng hợp vanillin từ axit ferulic 21 iv 1.4.2.Vi khuẩn E coli khả sử dụng làm vật chủ sản xuất vanillin 23 1.5 Tình hình nghiên cứu sản xuất vanillin ứng dụng công nghệ ADN tái tổ hợp nước nước 26 1.5.1 Tình hình nghiên cứu giới 26 1.5.2 Các nghiên cứu nước 29 Chương 2: VẬT LIỆU, NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 30 2.1 Vật liệu nghiên cứu 30 2.1.1 Các chủng vi sinh vật 30 2.1.2 Các vector tách dòng biểu tảng 30 2.1.3 Mồi khuếch đại gene gltA, fcs ech 35 2.1.4 Hóa chất 36 2.1.5 Thiết bị 37 2.2 Địa điểm thời gian nghiên cứu 37 2.3 Nội dung nghiên cứu 38 2.4 Phương pháp nghiên cứu 38 2.4.1 Quy trình tách dịng gene thiết kế vector biểu 38 2.4.2 Nhân gene đích PCR 41 2.4.3 Điện di gel agarose 42 2.4.4 Tách chiết ADN plasmid 43 2.4.5 Lập đồ giới hạn 44 2.4.6 Thu nhận ADN từ gel agarose 45 2.4.7 Nối ADN ADN ligase 46 2.4.8 Chuẩn bị tế bào khả biến 46 2.4.9 Biến nạp ADN vào E coli khả biến 47 2.4.10 Xác định trình tự nucleotide 47 2.4.11 Phân tích trình tự gene tách dịng 48 2.4.12 Ni E coli sinh tổng hợp vanillin từ axit ferulic 48 2.4.13 Lên men sinh tổng hợp vanillin từ chất axit ferulic 49 2.4.14.Phân tích vanillin axit ferulic HPLC 50 Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 51 3.1 Tách dòng giải trình tự gene mã hóa enzyme xúc tác đường sinh tổng hợp vanillin từ axit ferulic 51 v 3.1.1 Tách dịng giải trình tự gene gltA từ E coli DH5α 51 3.1.2 Tách dịng giải trình tự gene ech từ Pseudomonas fluorescens VTCC-B-668 55 3.1.3 Tách dòng giải trình tự gene fcs từ từ Amycolatopsis sp HR104 60 3.2 Thiết kế vector biểu chứa gene gltA, ech, fcs tảng vector pET22b+ 65 3.2.1 Chuyển gene gltA từ pTZ-gltA sang pET22b+ tạo vector tái tổ hợp pET22-G 65 3.2.2 Chuyển gene ech từ pTZ-ech sang pET22-G tạo vector tái tổ hợp pET22-GE 68 3.2.3 Chuyển gene fcs từ pTZ-fcs sang pET22-GE tạo vector tái tổ hợp pET22-GEF 71 3.3.1 Chuyển gene fcs từ pTZ-fcs sang vector pRSET tạo vector pRSET-F 72 3.3.2 Chuyển cụm hai gene gltA ech từ pET22-GE sang pRSET-F tạo vector tái tổ hợp pRSET-GEF 73 3.4 Sinh tổng hợp vanillin từ axit fefulic sử dụng E coli tái tổ hợp làm tế bào chủ 75 3.4.1 Ảnh hưởng nồng độ axit ferulic đến sinh trưởng E coli 75 3.4.2 Xác định axit ferulic tồn dư vanillin tổng hợp hệ thống pET22 76 3.5 Ảnh hưởng điều kiện nuôi cấy lên suất sinh tổng hợp vanillin 77 3.5.1 Ảnh hưởng thời gian nuôi cấy 77 3.5.2 So sánh môi trường LB, M9 2YT 78 3.5.3 Ảnh hưởng nồng độ chất cảm ứng IPTG 79 3.6 So sánh hiệu suất sinh tổng hợp vanillin hai hệ vector pET22 pRSET 80 Chương 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 82 4.1 Kết luận 82 4.2 Kiến nghị 82 TÀI LIỆU THAM KHẢO 83 vi DANH MỤC CÁC TỪ, CỤM TỪ VIẾT TẮT 4-CL : 4-hydroxycinnamate-CoA ligase ATP : Adenosine triphosphate Bp : Base pair CCl4 : Carbon tetrachloride CoA : Coenzyme Acetoacetyl ĐHQGHN : Đại học quốc gia Hà Nội ADN : Deoxyribonucleic acid ADN-PK : ADN protein kinase ADN-PK : ADN protein kinase dNTP : Deoxyribonucleotide triphosphate E coli : Escherichia coli EDTA : Etilenduamin tetraacetic acid HCLC : 4-hydroxycinnamate CoA-hydratase/lyase IPTG : Isopropy Thyogalactoside Kb : Kilo base LB : Lauria Broth NCBI : NationCenter for Biotechnology Information PCR : Polymerase Chain Reaction SDS : Sodium doecyl sulfat TAE : Tris acetate EDTA TCA : Tricarboxylic acid VAO : Vanillyl alcohol oxidase X-gal : 5-bromo-4chloro-3indoly-β-D-galactoside vii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1: Các đặc tính hóa lí vanillin Bảng 2.2: Mức độ sử dụng vanillin hạng mục thực phẩm Bảng 2.3: Hàm lượng vanillin có mặt hàng thực phẩm mỹ phẩm Bảng 2.4: Các chủng vi sinh vật với khả sản xuất vanillin 20 Bảng 3.1: Các thành phần vector pTZ57R/T 32 Bảng 3.2: Các thành phần vector pRSET – A 33 Bảng 3.3: Các thành phần vector pET22b (+) 34 Bảng 3.4: Trình tự mồi khuếch đại gene 35 Bảng 3.5: Danh mục thiết bị 37 Bảng 3.6: Thành phần phản ứng PCR 41 Bảng 3.7: Thành phần phản ứng cắt enzyme 45 Bảng 3.8: Thành phần phản ứng nối 46 Bảng 3.9: Chương trình chạy HPLC phân tích axit ferulic vanillin 50 viii DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1: Sơ đồ phân bố vanilla giới Hình 1.2: Cơng thức cấu tạo vanillin vanillin dạng bột Hình 1.3: Con đường Non-β-oxidative deacetylation (CoA dependent) 11 Hình 1.4: Con đường β-oxidative deacetylation (CoA-dependent) 12 Hình 1.5: Con đường Non-oxidation decarboxylataion 13 Hình 1.6: Con đường CoA-Independent Deacetylation 14 Hình 1.7: Con đường Side-Chain Reductive 15 Hình 1.8: Thứ tự phản ứng tổng hợp vanillin từ guaiacol (Kirk & Othmer, 1983) 17 Hình 1.9: Con đường phân hủy axit ferulic Pseudomonas fluorescens BF13 (Calisti et al., 2008) 23 Hình 1.10: Con đường sinh tổng hợp vanillin từ axit ferulic (Yoon et al., 2005) 24 Hình 1.11: Sơ đồ đường tái sử dụng CoA từ acety-CoA (Lee et al., 2009) 25 Hình 2.1: Cấu trúc vector tách dòng pTZ57R/T 30 Hình 2.2: Sơ đồ cấu trúc vector pRSET-A 32 Hình 2.3: Cấu trúc vector biểu pET22b(+) 33 Hình 2.4: Sơ đồ quy trình tách dòng gene gltA, ech, fcs từ E.coli DH5 , 39 Hình 2.5: Sơ đồ quy trình thiết kế vector biểu chứa gene 40 Hình 2.6: Chu trình nhiệt phản ứng PCR khuếch đại gene ech 41 Hình 2.7: Chu trình nhiệt phản ứng PCR khuếch đại gene fcs 42 Hình 3.1: Sản phẩm PCR gene gltA (A), sản phẩm PCR sau tinh (B) ADN plasmid dòng khuẩn lạc màu trắng 51 Hình 3.2: Plasmid tái tổ hợp có khả mang gene gltA cắt enzyme NcoI 53 Hình 3.3: Kết xác định trình tự gene gltA 54 Hình 3.4: Kết PCR khuếch đại gene ech 55 Hình 3.5: Kết sàng lọc dịng mang vector pTZ-ech 56 Hình 3.6: (A) Thiết kế in silico vector pTZ-ech; (B) Kết cắt kiểm tra vector tái tổ hợp đồng thời SacI EcoRI 57 ix Hình 3.7: Kết xác định trình tự gene ech 59 Hình 3.8: Kết tách ADN tổng số từ Amycolatopsis sp HR104 (DSM 9991) 60 Hình 3.9: Sản phẩm PCR gene fcs (A), plasmid dịng có khả mang gene fcs (B), cắt plasmid tái tổ hợp EcoRI BamHI (C) 61 Hình 3.10: Kết xác định phân tích trình tự gene fcs 64 Hình 3.11: Kết sàng lọc dòng mang vector pET22-G 66 Hình 3.12: Cắt plasmid dịng 1,7 đồng thời enzyme HindIII SacI 66 Hình 3.13: Minh hoạ sở kiểm tra chiều gắn gene gltA pET22-G 67 Hình 3.14: Kết cắt pET22-G dịng 1,7 enzyme NcoI 68 Hình 3.15: Kết sàng lọc dòng mang vector pET22-GE 68 Hình 3.16: Kết cắt dịng plasmid đồng thời SacI EcoRI 69 Hình 3.17: Minh họa sở kiểm tra chiều gắn gene ech pET22-GE 70 Hình 3.18: Kết cắt dòng plasmid đồng thời EcoRI BamHI 71 Hình 3.19: Thiết kế vector tái tổ hợp pET22 mang gene gltA, ech fcs 71 Hình 3.20: ADN plasmid khuẩn lạc trắng có khả mang pRSET-F (A) cắt plasmid enzyme SacI BamHI (B) 72 Hình 3.21: Cấu trúc theo lý thuyết vector pRSET-GEF (A), cắt plasmid tổ hợp enzyme khác (B) Marker 1kb dùng làm thang chuẩn để xác định kích thước băng sản phẩm cắt (C) 74 Hình 3.22: Ảnh hưởng nồng độ axit ferulic ban đầu với sinh trưởng E coli tái tổ hợp mang vector pET22-GEF 75 Hình 3.23: Phân tích HPLC động học chuyển hóa axit ferulic thành vanillin chủng E coli BL21(DE3) tái tổ hợp mang vector pET22-GEF 76 x Hình 3.24: Ảnh hưởng thời gian nuôi cấy tới khả sinh trưởng sinh tổng hợp vanillin chủng E coli tái tổ hợp 77 Hình 3.25: So sánh khả sinh trưởng sinh tổng hợp vanillin E coli tái tổ hợp môi trường LB, M9 2YT 78 Hình 3.26: Ảnh hưởng nồng độ IPTG đến sinh tổng hợp vanillin 79 Hình 3.27: So sánh hiệu suất sinh tổng hợp vanillin từ chất axit ferulic sử dụng chủng E coli tái tổ hợp mang vector pET22-GEF pRSET-GEF 80 MỞ ĐẦU Đặt vấn đề Vanillin (3-methoxy-4-hydroxybenzaldehyde) chất thơm quan trọng sử dụng phổ biến giới công nghiệp thực phẩm, đồ uống, nước hoa, dược phẩm, dinh dưỡng [66] Mức độ tiêu thụ hàng năm giới vào khoảng 12000 [44] Vanillin thể đặc tính chống khuẩn chống oxy hóa [71], đồng thời có nghiên cứu chứng minh vanillin có tác dụng chống đột biến ung thư [71] Vanillin sản xuất chủ yếu từ nguồn tách chiết vỏ loài lan Vanilla planifolia tổng hợp nhân tạo từ eugeneol, lignin…Trong đó, vanillin tách chiết từ thực vật đáp ứng 1% nhu cầu thị trường, cịn lại tổng hợp hóa học Giá trị kinh tế vanillin tự nhiên từ Vanilla planifolia có giá lên tới 4000 đơla kilogam, trái lại vanillin nhân tạo vào khoảng 15 đôla kilogram [84] Tuy nhiên, vanillin nhân tạo không đánh giá tương đương vanillin tự nhiên theo quy định Mỹ Châu Âu thiếu hẳn hương vị khiết vanillin tự nhiên trình tổng hợp gây ảnh hưởng xấu tới môi trường [51] Sự khác biệt lớn giá trị vanillin tự nhiên với vanillin tổng hợp kích thích mối quan tâm ngành công nghiệp hương liệu để sản xuất vanillin tự nhiên, bảo vệ môi trường hiệu kinh tế đường sinh tổng hợp thơng qua chuyển hóa sinh học nhờ vi sinh vật từ nguồn chất axit ferulic, eugeneol, isogeneol, lignin,… Trong nguồn chất trên, axit ferulic nghiên nhiều đường chuyển hóa để tạo vanillin ghi nhãn tự nhiên Axit ferulic có nhiều thành tế bào thực vật hai mầm nên thu từ phế phụ phẩm nông nghiệp Một số vi sinh vật có khả phân hủy axit ferulic để tạo vanillin Amycolatopsis sp strain HR167 [6], Delftia acidovorans [63], Pseudomonas putida [62], Streptomyces setonii [73], Pseudomonas fluorescens [53],…Vanillin tổng hợp từ vi sinh vật song bị phân hủy thành hợp chất khác, làm giảm nồng độ vanillin tạo Đồng thời trình lên men số xạ khuẩn thường gặp khó khăn dịch ni cấy có độ nhớt cao sinh trưởng hệ sợi nấm bào tử Với khó khăn trên, hướng nghiên cứu tổng hợp vanillin vi khuẩn không mang gene sinh tổng hợp đường phân hủy vanillin kĩ thuật ADN tái tổ hợp Trong số đó, E coli xem vật chủ tiềm lý sau: - Vanillin tạo đường chấp nhận vanillin tự nhiên - Axit ferulic chiếm tỉ lệ cao mơ thực vật, nguồn chất phổ biến, rẻ tiền tận dụng từ phụ phẩm nông nghiệp - Ở loại vật chủ khác, vanillin sau tạo thành nhanh chóng bị chuyển hóa thành sản phẩm khác, bị vật chủ tái sử dụng nguồn cacbon E coli vật chủ không mang đường chuyển hóa này, sản xuất vanillin nhờ E coli khơng bị yếu điểm - E coli lồi vi khuẩn lành tính, đặc điểm di truyền quy trình lên men nghiên cứu kĩ Từ luận điểm trên, thực đề tài nghiên cứu với mục tiêu sử dụng kĩ thuật di truyền để tạo chủng vi khuẩn E coli tái tổ hợp chứa gene đường sinh tổng hợp vanillin từ axit ferulic Chủng E coli có khả sản xuất vanillin tự nhiên từ axit ferulic Mục tiêu đề tài Tạo chủng Escherichia coli tái tổ hợp mang gen mã hóa cho enzyme sinh tổng hợp axit ferulic thành vanillin Nội dung nghiên cứu Nội dung 1: Tách dòng gene gltA, ech fcs Nội dung 2: Thiết kế vector biểu mang gen gltA, ech, fcs Nội dung 3: Đưa vector biểu vào tế bào chủ, cảm ứng biểu gen đích Nội dung 4: Phân tích sản phẩm vanillin tạo thành Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài 4.1 Ý nghĩa khoa học Kết nghiên cứu đề tài tạo chủng E.coli có khả sản xuất vanillin từ axit ferulic tảng để thực nhiều nghiên cứu ứng dụng công nghệ ADN tái tổ hợp để tạo sản phẩm thực tiễn Giúp bổ sung thêm liệu cho việc nghiên cứu đối tượng Là nguồn tài liệu tham khảo hữu ích cho nghiên cứu công nghệ ADN tái tổ hợp 4.2 Ý nghĩa thực tiễn Kết nghiên cứu đề tài tiền đề để sản xuất vanillin từ vi sinh vật giúp cung cấp cho thị trường lượng vanillin tự nhiên với giá phù hợp với túi tiền người tiêu dùng 4 Chương TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Giới thiệu vanillin 1.1.1 Nguồn gốc Vanillin hỗn hợp chất thơm tự nhiên phổ biến giới tách chiết từ vỏ loài lan Vanilla planifolia Trong số 250 thành phần chất hóa học khác tách chiết từ vỏ quả, vanillin chiếm thành phần chủ yếu Lịch sử nguồn gốc vanillin khám phá loài lan Vanilla planifolia Mesoamerica suốt năm 1930 Người Aztecs (Mexico) coi nôi việc sử dụng vanilla cho đồ uống họ Sau đó, người Tây Ban Nha xâm chiếm mang Châu Âu, song cố gắng để trồng Vanilla planifolia thất bại khơng có thụ phấn tự nhiên Cho đến nhà thực vật học Charles Morren phát bí mật miễn cưỡng sinh sản vùng đất Mexico, điều dẫn tới khám phá thụ phấn nhân tạo cho hoa cuả vanilla [71] Ngày nay, vanilla trồng phổ biến số quốc gia Indonesia, Trung Quốc, Madagascar, Mexico,… Hình 1.1: Sơ đồ phân bố vanilla giới 1.1.2 Cấu trúc, đặc điểm lí hóa Vanillin có dạng bột kết tinh màu trắng với mùi thơm mạnh, dễ chịu Về mặt hóa học, vanillin phenolic aldehyde (3-methoxy-4-hydroxybenzaldehyde), có cơng thức phân tử C8H8O3, bao gồm nhóm aldehyte, ete, phenol [18] Hình 1.2: Cơng thức cấu tạo vanillin vanillin dạng bột (Converti et al., 2010) Các đặc tính lí hóa vanillin thể bảng sau: Bảng 1.1: Các đặc tính hóa lí vanillin (Ravendra, Sharma, & Prem Shanker, 2012) Đặc tính Dữ liệu Trọng lượng phân tử 152.15 Nhiệt độ nóng chảy 80-810C Nhiệt độ sơi 2850C Độ hịa tan 1g/100ml Tỉ trọng (khơng khí=1) Áp suất Hằng số phân li 5.2 2.2 x 10-3 mmHg 250C pKa1= 7.40, pKa2= 11.4(250C) 1.1.3 Đặc tính sinh học Các nhà nghiên cứu phát đặc tính vanillin chống oxy hóa, kháng khuẩn, chống ung thư, chống bệnh hồng cầu lưỡi liềm,… [71] 1.1.3.1 Hoạt tính kháng vi sinh vật Vanillin dẫn xuất thể mức độ khác hoạt tính kháng nấm bao gồm loại nấm men, nấm mốc gây hư hại thực phẩm [23] Vanillin ức chế sinh trưởng nấm men nấm mốc nước hoa ép, thạch hoa [45] bảo quản xoài chế biến tươi chống lại số nấm men gây bệnh quan trong y học Candida albicans, Cryptococcus neoformans [16], [56] Vanillin đóng vai trị tác nhân kháng khuẩn chống lại Escherichia coli, Lactobacillusp lantarum, Listeria innocua Schiff bases (thuốc nhuộm fuchsin) có nguồn gốc từ vanillin đánh giá chất kháng khuẩn chống lại số chủng Gram dương gram âm Pseudomonas pseudoalcaligenes, Proteus vulgaris, Citrobacter freundii, Enterobacter aero-genes, Staphylococcus subfava, Bacillus megaterium [76] Tuy nhiên cần có hướng nghiên cứu xác định nồng độ nhỏ mà vanillin hoạt động chất kháng vi sinh vật chất bảo quản tự nhiên 1.1.3.2 Hoạt tính kháng oxy hóa Vanillin cơng nhận với khả chống oxy hóa hoạt tính phân hủy gốc tự Vanillin có khả chống lại tổn thương não cảm ứng carbon tetrachloride (CCl 4) tác nhân gây oxy hóa chuột [47], bảo vệ lớp màng ty thể gan khỏi trình oxy hóa cảm ứng nhạy cảm ánh sáng ty thể gan chuột [35] Sự có mặt vanillin với lượng nhỏ thực phẩm giúp chống lại oxy hóa, ức chế tự oxy hóa sữa béo 7 1.1.3.3 Hoạt tính chống ung thư đột biến Vanillin nghiên cứu hoạt tính chống ung thư đột biến Vanillin ức chế đột biến locus CD59 NST 11 người cảm ứng hydrogene peroxide, N-methyl-N-nitrosoguanidine mitomycin C [27] Vanillin ức chế đường Non-homologous ADN end- joining (NHEJ) gây đứt gãy mạch kép ADN ức chế hoạt tính ADN-PK (ADN protein kinase) , làm giảm số lượng khối u ruột cảm ứng nhiều tác nhân mơ hình chuột [7] 1.1.3.4 Hoạt tính hạ lipid máu Vanillin sử dụng để ngăn chặn phát triển tình trạng bệnh lí siêu mỡ máu Hoạt tính dược lí vanillin tác nhân hạ lipid máu nồng độ vượt phạm vi cho phép điều trị bệnh tiểu đường (type 2), rối loạn tim mạch, béo phì Trước có nghiên cứu vanillin làm giảm lượng triglycerin huyết tương, triglycerin liên kết với lipoprotein triglycerin gan đối tượng chuột [72] 1.1.3.5 Hoạt tính chống tạo hồng cầu lưỡi liềm Vanillin thí nghiệm in vitro chứng minh khả chống tạo hồng cầu lưỡi liềm tác động nhóm aldehyde với hemoglobin tế bào hồng cầu [5] Tuy nhiên vanillin hấp thụ theo đường uống khơng có tác động trị liệu có phân hủy nhanh chóng dịch tiêu hóa Để khắc phục vấn đề này, chế phẩm vanillin MX- 1520 tổng hợp Lợi ích sinh học loại thuốc chống tạo thành hồng cầu lưỡi liềm mạnh gấp lần so với vanillin tự nhiên [89] 1.1.3.6 Các hoạt tính khác Các loại dầu dễ bay tách chiết từ nghệ, cỏ xả, húng quế kết hợp với 5% vanillin có tác dụng hiệu chống lại loài muỗi [74] 1.1.4 Vai trị vanillin cơng nghiệp đời sống Vanillin sử dụng nhiều công nghiệp thực phẩm, sản xuất nước hoa, mỹ phẩm dược phẩm [71] Trong công nghiệp thực phẩm, vanillin phụ gia thông dụng, đặc biệt sản xuất kem đá lạnh (ice cream) Ngồi sử dụng sản xuất kem, vanillin cịn dùng nhiều để làm tăng hương vị tạo mùi thơm cho bánh, kẹo, cho loại đồ uống Hương thơm đặc trưng vanillin sử dụng lĩnh vực mỹ phẩm tạo mùi cho nước hoa, kem, sữa dưỡng ẩm, nước hoa xịt phòng, xà phòng ,… Bảng 1.2: Mức độ sử dụng vanillin hạng mục thực phẩm Sản phẩm Mức độ sử dụng (ppm) Bình thường Tối đa Đồ nướng 74.5 106.0 Ngũ cốc 353.0 353.0 Chất béo, tinh dầu 96.0 100.0 Nước sốt 358.0 363.0 Bánh pudding 47.7 117.0 Đồ ăn nhẹ 200.0 200.0 Đồ uống loại I 39.4 97.4 Các sản phẩm sữa 221.0 314.0 Đồ uống loại II 26.7 55.2 Bơ sữa đông lạnh 1.5 2.7 Các sản phẩm sữa 247.0 408.0 Kẹo mềm 30.1 47.1 Nguồn: CAS N°: 121-33-5