Nguồn dinh dưỡng Nitrogen và môi trường nuôi cấy vi tảo Dunaliella Salina cho hàm lượng Carotenoid, Phenolic và hoạt tính chống oxy hóa cao

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NGUYỀN TÁT THÀNH BÁO CÁO TÓNG KÉT ĐÈ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CÁP SỞ NÃM 2019-2020 Tên đề tài NGUỒN DINH DƯỠNG NITROGEN VÀ MÔI TRƯỜNG NUÔI CẤY VI TÃO DƯNALIELLA SALINA CHO HÀM LƯỢNG CAROTENOID, PHENOLIC VÀ HOẠT TÍNH CHĨNG OXY HĨA CAO số hợp đồng: 2020.01.157/HĐ-KHCN Chù nhiệm đề tài: TS Võ Hồng Trung Đơn vị công tác: Khoa Dược Thời gian thực hiện: 09 tháng TP Hồ Chỉ Minh, ngày 08 thảng 05 năm 2021 MỤC LỤC ĐẶT VÁN ĐÈ CHƯƠNG TỐNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Giới thiệu loài Dunaliella 1.2 Hình thái cấu trúc tế bào Dunaliella salina 1.3 Quá trình tổng họp carotenoid vi tảo 1.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến tăng trưởng tổng họp carotenoid vi tảo Dunaliella salina 1.4.1 Chất dinh dưỡng 1.4.2 Nong độ muối 1.4.3 Nhiệt độ 1.4.4 Ánh sáng 1.5.5 pH 1.5 Tình hình nghiên cứu vi tảo 1.5.1 Tình hình nghiên cứu vi tảoở nước 1.5.2 Tình hình nghiên cứu nước 10 CHƯƠNG ĐỐI TƯỢNG - PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN cứu 12 2.1 Đối tượng nghiên cứu 12 2.2 Phương pháp nghiên cứu 12 2.3 2.2.1 Quan sát hình thái tế bào 12 2.2.2 Xác định mật độ tế bào 12 2.2.3 Xác định tốc độ tăng trưởng đặc hiệu 12 2.2.4 Phân tích hàm lượng sắc tố 12 2.2.5 Phân tích hàm lượng p-caroten 13 2.2.6 Phân tích hàm lượng phenolic tong 14 2.2.7 Phân tích khả chống oxy hóa 14 2.2.8 Xử lí số liệu 14 Phương pháp bố trí thí nghiệm 14 2.3.1 Chủng Dunaliella salina cho thí nghiệm 14 2.3.2 Nồng độ Nitrat ảnh hưởng lên tăng trưởng, hàm lượng phenolic khả chống oxy hóa chủng vi tảo Dunaliella salina 14 2.3.3 Nồng độ NPK ảnh hưởng lên tăng trưởng, hàm lượng phenolic khả chống oxy hóa chủng vi tảo Dunaliella salina 15 2.3.4 Dunaliella salina môi trường MD4 1,5M biến đối tiết kiệm phù hợp với nuôi công nghiệp sử dụng nguồn nitơ tốt 16 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 17 3.1 Nồng độ nitrat ảnh hưởng lên tăng trưởng, hàm lượng phenolic khả chống oxy hóa chủng vi tảo Dunaliella salina 17 3.2 3.1.1 Hình thái tế bào D salina 17 3.1.2 Mật độ tế bào tốc độtăng trưởng đặc hiệu 17 3.1.4 Hàm lượng carotenoid 19 3.1.5 Hàm lượng (3-caroten 21 3.1.6 Hàm lượng phenolic tổng 21 3.1.7 Khả chống oxy hóa 22 Nồng độ NPK ảnh hưởng lên tăng trưởng, hàm lượng phenolic, khả chống oxy hóa chủng vi tảo Dunaliella salina 23 3.3 3.2.1 Hình thái tế bào D salina 23 3.2.2 Mật độ tế bào tốc độ tăng trưởng đặc hiệu 24 3.2.3 Hàm lượng diệp lục tố 25 3.2.4 Hàm lượng carotenoid 26 3.2.5 Hàm lượng (3-caroten 27 3.2.6 Hàm lượng phenolic tổng 28 3.2.7 Khả chống oxy hóa 29 Dunaliella salina môi trường MD4 1,5M biến đoi tiết kiệm phù họp với nuôi công nghiệp sử dụng nguồn nitơ tốt .30 3.3.1 Hình thái tế bào 30 3.3.2 Mật độ tế bào tốc độ tăng trưởng đặc hiệu 31 3.3.3 Phân tích hàm lượng diệp lục tố 32 3.3.4 Hàm lượng carotenoid 33 3.3.5 Hàm lượng p-caroten 35 3.3.6 Hàm lượng phenolic tổng 35 3.3.7 Khả chống oxy hóa 36 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ ĐÈ NGHỊ 38 4.1 Kết luận 38 4.2 Kiến nghị 38 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT Kí hiệu • Chữ viết tắt tb/mL Tế bào/mililit pg/tb picogram/tê bào ADN Acid Deoxyribonucleic ROS Reactive oxygen species DPPH 2,2-diphenyl-1 -picrylhydrazyl ADN Acid deoxyribonucleic TAG Triacylglycerid i DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Phân loại thực vật Dunaliella salina Bảng 2.1 Các nghiệm thức môi trường MD4 l,5MNaCl bo sung NaNOĩ nồng độ khác 15 Bảng 2.2 Các nghiệm thức môi trường MD4 1,5 M NaCỈ bố sung NPK nồng độ khác 15 ii DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Te bào Dunaliella salina điều kiện ni cấy khác Hình 1.3 Sơ đồ tổng sinh tổng hợp isoprenoid cùa Dunaliella salina Hình 1.4 Các đường tơng hợp carotenoid sinh vật tự dưỡng tạo oxy Hình 3.1 Hình thải tế bào chủng D salina nuôi cấy nồng đ nỉtrat khác 17 Hình 3.3 Mật độ tế bào chủng D salina N (a), D salina o (b), D salina J (c), D salina CCAP 19/18 (d) nồng độ nitrat khác 18 Hình 3.4 Tốc độ tăng trường cùa chủng D nuôi cấy nồng độ nitrat khác 18 Hình 3.5 Hàm lượng diệp lục tố a cùa D salina N (a), D salina o (b), D salina J (c), D salina CCAP 19/18 (d) nồng độ nitrat khác 19 Hình 3.6 Hàm lượng diệp lục tổ tổng D salina N (a), D salina o (b), D salina J (c), D salina CCAP 19/18 (d) nồng độ nitrat khác 19 Hình 3.7 Hàm lượng carotenoid đơn vị the tích cùa D salina N (a), D salina o (b), D salina J (c), D salina CCAP 19/18 (d) nồng độ nitrat khác 20 Hình 3.8 Hàm lượng carotenoid tế bào D salina N (a), D salina o (b), D salina J (c), D salina CCAP 19/18 (d) nồng độ nitrat khác 21 Hình 3.9 Hàm lượngp-caroten D salina N (a), D salina o (b), D salina J (c), D salina CCAP 19/18 (d) nồng độ nitrat khác 21 Hình 3.10 Hàm lượng phenolic đơn vị thể tích D salina N (a), D salina o (b), D salina J (c), D salina CCAP 19/18 (d) nồng độ nitrat khác 22 Hình 3.11 Hàm lượng phenolic tế bào D salina N (a), D salina o (b), D salina J (c), D salina CCAP 19/18 (d) nồng độ nitrat khác 22 Hình 3.12 Khả chống oxy hóa cùa D salina N (a), D salina o (b), D salina J (c), D salina CCAP 19/18 (d) nồng độ nitrat khác 23 Hình 3.13 Hình thái tế bào chủng D salina nuôi cấy nồng độ NPK khác 24 Hình 3.14 Mật độ tế bào chủng D salina N (a), D salina o (b), D salina J (c), D salina CCAP 19/18 (d) nồng độ NPK khác 25 iii Hình 3.15 Tốc độ tăng trường đặc hiệu chùng D salina nồng độ nitrat khác 25 Hình 3.16 Hàm lượng diệp lục to a đơn vi thê tích chủng D salina N (a), D salina o (b), D salina J (c), D salina CCAP 19/18 (d) nồng độ NPK khác 26 Hình 3.17 Hàm lượng diệp lục to a tế bào chủng D salina N (a), D salina o (b), D salina J (c), D salina CCAP 19/18 (d) nồng độ NPK khác 26 Hình 3.18 Hàm lượng carotenoid đơn vi thê tích chủng D salina N (a), D salina o (b), D salina J (c), D salina CCAP 19/18 (d) nồng độ NPK khác 27 Hình 3.19 Hàm lượng carotenoid tế bào chủng D salina N (a), D salina o (b), D salina J (c), D salina CCAP 19/18 (d) nồng độ NPK khác 27 Hình 3.20 Hàm lượng/3-caroten chủng D salina nồng độ NPK khác 28 Hình 3.21 Hàm lượng phenolic đơn vi thể tích chủng D salina N (a), D salina o (b), D salina J (c), D salina CCAP 19/18 (d) nồng độ NPK khác 28 Hình 3.22 Hàm lượng phenolic tế bào chủng D salina N (a), D salina o (b), D salina J (c), D salina CCAP 19/18 (d) nồng độ NPK khác nhẳiv Hình 3.23 Khả chống oxy hóa chủng D salina N (a), D salina o (b), D salina J (c), D salina CCAP 19/18 (d) nồng độ NPK khác .30 Hình 3.24 Hình thái tế bào chủng D salina môi trường nuôi cay MD4, RM1 RM2 31 Hình 3.25 Mật độ tế bào chùng D salina N (a), D salina o (b), D salina J (c), D salina CCAP 19/18 (d) môi trường ni cấy MD4, RM1 RM2 32 Hình 3.26 Tốc độ tăng trưởng đặc hiệu chủng D salina mỏi trường nuôi cấy MD4, RM1 RM2 32 Hình 3.27 Hàm lượng diệp lục to a chủng D salina N (a), D salina o (b), D salina J (c), D salina CCAP 19/18 (d) môi trường nuôi cay MD4, RM1 RM2 33 IV Hình 3.28 Hàm lượng diệp lục tố a chủng D salina N (a), D salina o (b), D salina J (c), D salina CCAP 19/18 (d) môi trường nuôi cay MD4, RM1 RM2 33 Hình 3.29 Hàm lượng carotenoid đơn vị thể tích chủng D salina N (a), D salina o (b), D salina J (c), D salina CCAP 19/18 (d) môi trường nuôi cấy MD4, RM1 RM2 34 Hình 3.30 Hàm lượng carotenoid tế bào chủng D salina N (a), D salina o (b), D salina J (c), D salina CCAP 19/18 (d) môi trường nuôi cay MD4, RM1 RM2 34 Hình 3.31 Hàm lượngỊl-caroten chủng D salina môi trường nuôi cấy MD4, RM1 RM2 35 Hình 3.32 Hàm lượng phenolic chùng D salina N (a), D salina o (b), D salina J (c), D salina CCAP 19/18 (d) môi trường nuôi cay MD4, RM1 RM2 36 Hình 3.33 Khả chống oxy hóa cùa chủng D salina N (a), D salina o (b), D salina J (c), D salina CCAP 19/18 (d) môi trường nuôi cay MD4, RM1 RM2 32 V TÓM TẮT KẾT QUẢ NGHIÊN củu STT Công việc thực Kết đạt Khảo sát nồng độ nitrat (18,75 Các chủng Dunalỉella salina nuôi cấy môi g/L; 37,5 g/L; 75 g/L) ảnh trường MD4 1,5M NaCl bổ sung nitrat nồng độ từ hưởng lên tăng trưởng, hàm lượng carotenoid tổng, 18,75 đến 75 g/L có ảnh hưởng lên tăng trưởng, p- hàm lượng sắc tố diệp lục tố carotenoid, hàm carotene khả chống oxy lượng P-caroten, phenolic khả chống oxy hóa chủng vi tảo Dunaliella hóa D salina CCAP 19/18 mơi trường bố sunh salina NaNOs 18,75 g/L có tăng trưởng, hàm lượng carotenoid, khả chống oxy hóa cao Hàm lượng P-caroten đạt cao nồng độ nitrat chủng D salina N Khảo sát nồng độ phân bón Trong mơi trường ni cay MD4 1,5M NaCl bo NPK (0,05 g/L; 0,1 g/L; 0,15 sung phân bón NPK nong độ từ 0,05 đến 0,15 g/L đạt g/L) ảnh hưởng lên tăng mật độ tế bào, hàm lượng sắc tố diệp lục tố trưởng, hàm lượng carotenoid carotenoid, hàm lượng phenolic khả chống tống, p-carotene khả oxy hóa ốn định cao hon so với mơi trường MD4 chống oxy hóa chủng vi tảo bổ sung nitrat Môi trường MD4 bổ sung NPK 0,05 Dunaliella salina g/L cho thấy chủng D salina đạt hàm lượng carotenoid, p-caroten, phenolic khả chống oxy hóa cao so với mơi trường cịn lại Sử dụng nguồn nồng độ Môi trường RM2 sử dụng nước ruộng muối nước nitrogen tốt để ni biển có độ muối nguồn dinh dưỡng phù hợp ổn chủng vi tảo Dunaliella salina định giúp tế bào D salina đạt số tăng trưởng môi trường MD4 biến đối cao ổn định, kích thích sinh tong hợp sắc tố quang tiết kiệm phù hợp với ni hợp diệp lục tố carotenoid, tích lũy lượng lớn công nghiệp, đánh giá tăng hợp chất chống oxy hóa p-caroten phenolic Vỉ trưởng, hàm lượng carotenoid vậy, môi trường RM2 phù họp, hiệu tiết kiệm tống, p-carotene khả cho nuôi cấy vi tảo D salina qui mô pilot Việt chống oxy hóa Nam vi hóa tế bào; điều kiện ức chế ánh sáng cao cạn kiệt nitrogen kết hợp hai điều kiện làm tăng tổn thương oxy hóa gây tăng tổng hợp carotenoid D bardawil [46] Hình 3.17 Hàm lượng carotenoid đơn vi thê tích cùa chùng D salina N (a), D salina o (b), D salina J (c), D salina CCAP 19/18 (d) nồng độ NPK khác Hình 3.18 Hàm lượng carotenoid tế bào cùa chùng D salina N (a), D salina o (b), D salina J (c), D salina CCAP 19/18 (d) nồng độ NPK khác 3.2.5 Hàm lượng Ịỉ-caroten Tương tự với hàm lượng carotenoid tong, hàm lượng p-caroten chủng D salina có giá trị cao môi trường MD4 bổ sung NPK nồng độ thấp 0,05 g/L (p