Nghiên cứu quy trình tạo chitosan - phenolic dưới tác dụng xúc tác của laccase định hướng ứng dụng tạo màng bao bảo quản trái cây.pdf

NTTU-NCKH-05 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc Đơn vị chủ trì: Trường Đại học Nguyễn Tất Thành BÁO CÁO TỔNG KÉT ĐÈ TÀI NCKH DÀNH CHO CÁN Bộ - GIẢNG VIÊN 2017-2018 Tên đề tài: NGHIÊN cứu QUY TRÌNH TẠO CHITOSAN - PHENOLIC DƯỚI TÁC DỤNG XÚC TÁC CỦA LACCASE ĐỊNH HƯỚNG ỬNG DỤNG TẠO MÀNG BAO BẢO QUẢN TRÁI CÂY Số hợp đồng: 2017.01.40 Chủ nhiệm đề tài: ThS HUỲNH THỊ THU HƯƠNG Đơn vị công tác: Khoa Dược Thời gian thực hiện: 12 tháng TP Hồ Chí Minh, ngày 17 tháng 04 năm 2017 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc Đơn vị chủ trì: Trường Đại học Nguyễn Tất Thành BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐÈ TÀI NCKH DÀNH CHO CÁN Bộ - GIẢNG VIÊN 2017-2018 Tên đề tài: NGHIÊN cứu QUY TRÌNH TẠO CHITOSAN - PHENOLIC DƯỚI TÁC DỤNG XÚC TÁC CỦA LACCASE ĐỊNH HƯỚNG ỨNG DỤNG TẠO MÀNG BAO BẢO QUẢN TRÁI CÂY Số hợp đồng : 2017.01.40 Chú nhiệm đề tài: ThS HUỲNH THỊ THƯ HU’ƠNG Đơn vị công tác: Khoa Dược Thời gian thực hiện: 12 tháng Các thành viên phổi họp cộng tác: STT Họ tên Chuyên ngành Cơ quan công tác Ký tên MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHŨ VIẾT TẤT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH, BIẾU ĐỒ VÀ ĐỒ THỊ TÓM TẮT 12 CHƯƠNG 1: TÓNG QUAN TÀI LIỆU 13 1.1 MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP BẢO QUẢN XOÀI HIỆN NAY .13 1.1.1 Bảo quản xồi hóa chất 13 1.1.2 Bảo quản chiếu xạ 13 1.1.3 Bảo quản nhiệt độ lạnh 14 1.1.4 Bảo quản điềuchỉnh khơng khí 14 1.2 BAO QUẢN TRÁI CÂY BẰNG MÀNG BAO 15 1.3 CHITOSAN 18 1.3.1 Chitosan 18 1.3.2 Hoạt tính sinh học chitosan 18 1.3.3 ứng dụng cùa chitosan bảo quản trái 19 1.4 ACID FERULIC 21 1.4.1 Acid ferulic 21 1.4.2 Cấu trúc hóa học 22 1.4.3 Một số ứng dụng thực phấm 22 1.5 LACCASE 24 1.5.1 Định nghĩa 24 1.5.2 Cấu trúc phân tử 25 1.5.3 Co chế xúc tác 26 1.5.4 Tính chất hóa sinh 27 1.5.5 Một số ứng dụng thực phẩm 27 1.6 Sự GẮN HỢP CHÁT ACID PHENOLIC LÊN CHITOSAN 29 1.6.1 Phương pháp hóa học 29 1.6.2 Phương pháp sinh học 30 1.6.3 Hoạt tính sinh học dần xuất chitosan 32 1.7 MỘT SỐ NGHIÊN cứu LIÊN QUAN ĐÉN NỘI DUNG ĐÈ TÀI 34 1.7.1 Tinh hình nghiên cứu nước 34 1.7.2 Tình hình nghiên cứu nước 35 CHƯƠNG 2: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN cúu 36 2.1 VẬT LIỆU, HÓA CHÁT, DỤNG cụ 36 2.1.1 Vật liệu 36 2.1.2 Hóa chất 36 2.1.3 Thiết bị 36 2.2 Sơ ĐÒ THÍ NGHIỆM 37 2.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN cứu 38 2.3.1 Tổng hợp dẫn xuất Chitosan - Ferulic 38 2.3.1.1 Phương pháp tổng hợp dần xuất C-FA 38 2.3.1.2 Khảo sát điều kiện thích hợp cho trình tổng hợp dần xuất C-FA 38 2.3.2 Khảo sát khả bảo quản xoài dần xuất C-FA 40 2.3.3 Phương pháp thực 41 2.3.3.1 Phương pháp thu nhận định hoạt tính laccase 41 2.3.3.2 Phương pháp khảo sát hoạt tính bắt gốc tự DPPH họp chất 42 2.3.3.3 Phương pháp khảo sát hoạt tính bắt gốc tự ABTS + họp chất 44 2.3.3.4 Phương pháp định lượng đường tong bang phenol 45 2.3.3.5 Phương pháp định lượng vitamin c lod 45 2.3.3.6 Phương pháp định lượng acid hữu 45 2.3.4 Đánh giá biến đổi cùa chitosan quang phổ UV-Vis 45 2.3.5 Phương pháp xử lý số liệu 45 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ - THẢO LUẬN 46 3.1 KẾT QUẢ KHAO SÁT CÁC ĐIỀU KIỆN THÍCH HỢP CHO Q TRÌNH TỐNG HỢP DẦN XUẨT C-FA 46 3.2 ĐÁNH GIÁ HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA DẦN XUÁT C-FA 61 3.3 ĐÁNH GIÁ Sự BIẾN ĐỐI CỦA CHITOSAN BẰNG QUANG PHỐ UV-VIS 63 3.4 KẾT QUẢ KHẢO SÁT KHẢ NĂNG BAO QUẢN XOÀI TỪ DẦN XUÁT C-FA 6.0 65 3.5 KẾT QUẢ KHẢO SÁT KHẢ NÀNG BẢO QUẢN XOÀI TỪ DẨN XUÁT C-FA 4.5 70 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN - ĐỀ NGHỊ 82 4.1 KÉT LUẬN 82 4.2 ĐÈ NGHỊ 82 TÀI LIỆU THAM KHẢO 84 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẲT X: Bước sóng hấp thu AOD: Delta optical density pg: 'HNMR: microgram ABTS: 2,2-azino-bis-(3-ethylbenzothi-azoline-6-sulphonic acid) ATP: Adenosine triphosphate C&FA: Hồn hợp Chitosan acid ferulic C: Chitosan C-FA: Dần xuat Chitosan- Acid ferulic COS: Chitooligosaccharide DA: Deacetylation Degree (ĐỘ deacetyl hóa) DNA: Deoxyribonucleic acid DPPH: 2,2-Diphenyl-1 -picrylhydrazyl FA: Acid ferulic FDA: Food and Drug Administration FTIR: Fourier transform infrared IC50: 50% Inhibition Concentration kGy: kilogray (đơn vị lieu lượng hap thụ xạ) mM: Millimolar PGA: Potato Glucose Agar Proton Nuclear Magnetic Resonance DANH MỤC CÁC BẢNG BIẾU Bảng 1.1 Ảnh hưởng độ deacetyl hóa trọng lượng phân tử chitosan đến hoạt tính kháng khuẩn Bảng 1.2 Ảnh hưởng độ deacetyl hóa trọng lượng phân tử chitosan đến hoạt tính kháng oxy hóa Bảng 3.1 Ảnh hưởng thời gian phản ứng tạo dần xuất C-FA đến hiệu suất bắt gốc DPPH nồng độ khác (%) Bảng 3.2 Ảnh hưởng thời gian phản ứng tạo dẫn xuất C-FA đến hiệu suất bắt gốc ABTS nồng độ khác (%) Bảng 3.3 Ảnh hưởng hoạt tính laccase phản ứng tạo dẫn xuất C-FA đến hiệu suất bắt gốc DPPH nồng độ khác (%) Bảng 3.4 Ảnh hưởng hoạt tính laccase phản ứng tạo dần xuất C-FA đến hiệu suất bắt gốc ABTS ' nồng độ khác (%) Bảng 3.5 Ảnh hưởng pH phản ứng tạo dần xuất C-FA đến hiệu suất bắt gốc DPPH nồng độ khác (%) Bảng 3.6 Ảnh hưởng pH phản ứng tạo dần xuất C-FA đến hiệu suất bắt gốc ABTS nồng độ khác (%) Bảng 3.7 Ảnh hưởng cùa nồng độ acid ferulic phản ứng tạo dần xuất C-FA đến hiệu suất bắt gốc DPPH nồng độ khác (%) Bảng 3.8 Ảnh hưởng cùa nồng độ acid ferulic phản ứng tạo dần xuất C-FA đến hiệu suất bắt gốc ABTS nồng độ khác (%) Bảng 3.9 So sánh giá trị IC50 dần xuất C-FA tạo thành (1) với dẫn xuất CFA từ nghiên cứu Abdulhadi Aljawish cộng (2) Bảng 3.10 Hiệu suất bắt gốc tự DPPH ABTS + mẫu c, mầu C&FA, dẫn xuất C-FA 4.5, dần xuất C-FA 6.0 Bảng 3.11 Ket cảm quan xồi đối chứng (Lơ Al) (xồi khơng bọc màng), nhiệt độ phòng Bảng 3.12 Ket cảm quan xoài bọc màng chitosan % ( Lơ Bl), nhiệt độ phịng Bảng 3.13 Kết số cảm quan xoài bọc màng dần xuất C-FA 6.0 (Lơ Cl), nhiệt độ phịng Bảng 3.14 Ket cảm quan xồi đối chứng (Lơ Dl) (không bọc màng), nhiệt độ lạnh Bảng 3.15 Ket cảm quan xoài bọc màng C-FA 6.0 (lô El), nhiệt độ lạnh Bảng 3.16 Ket cảm quan xồi đối chứng (lơ A2) (xồi khơng bọc màng) nhiệt độ phòng Bảng 3.17 Ket cảm quan cùa xồi bọc màng chitosan (lơ B2), nhiệt độ phòng Bảng 3.18 Ket cảm quan cùa xồi bọc màng C-FA 4.5 (lơ C2), nhiệt độ phịng Bảng 3.19 Ket cảm quan xồi đối chứng (D2) (xồi khơng bọc màng), nhiệt độ lạnh Bảng 3.20 Ket cảm quan cùa xoài bọc màng chitosan (E2), nhiệt độ lạnh Bảng 3.21 Ket cảm quan xoài bọc màng C-FA 4.5 (F2), nhiệt độ lạnh Bảng 3.22 Phần trăm độ giảm trọng lượng theo thời gian Bảng 3.23 Hàm lượng đường tổng cùa xoài theo thời gian Bảng 3.24 Hàm lượng vitamin c xoài theo thời gian Bảng 3.25 Hàm lượng acid hữu xồi theo thời gian DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH, BIẾU ĐỊ VÀ ĐỊ THỊ Hình 1.1 Bảo quản trái khơng bọc màng Hình 1.2 Bảo quản trái có bọc màng Hình 1.3 Loại trừ 02 từ thực phàm Hình 1.4 Cấu trúc acid ferulic Hình 1.5 Trung tâm hoạt động laccase Hình 1.6 Sơ đồ biểu thị q trình oxy hóa chất laccase khơng có mặt (a) hay có mặt (b) chất trung gian hóa học Hình 1.7 Con đuờng phản ứng cùa chitosan gắn với acid gallic thơng qua tác nhân gắn Hình 1.8 Các chế cùa chitosan gắn với acid caffeic (phía trên) acid gallic (phía dưới) xúc tác laccase pH khác Hình 1.9 Sự biến đổi chitosan với quinone tạo thành laccase Hình 2.1 Sơ đồ thí nghiệm sử dụng chitosan làm chất tạo màng Hình 3.1 Dần xuất Chitosan- Acid ferulic (C-FA) tạo thành Oh- (1); 4h- (2); 18h- (3); 24h- (4); 48h- (5) Hình 3.2 Đồ thị the ảnh hưởng thời gian phản ứng tạo dần xuất C-FA đến hiệu suất bat goc DPPH (A) ABTS (B) nồng độ khác Hình 3.3 Biểu đồ thể nồng độ dần xuất C-FA trung hòa 50 % gốc tự DPPH ABTS + Hình 3.4 Dần xuất C-FA tạo hoạt tính laccase 0.05 u/ml- (1); 0.1 u/ml- (2); 0.2 Ư/ml- (3); 0.3 u/ml- (4); 0.4 u/ml- (5) Hình 3.5 Đồ thị thể ảnh hưởng hoạt tính laccase phản ứng tạo dần xuất C-FA đến hiệu suất bat gốc DPPH (C) ABTS ’ (D) nồng độ khác Hình 3.6 Biểu đồ the nồng độ dần xuất C-FA có the trung hịa 50 % gốc tự DPPH ABTS + Hình 3.7 Dần xuất C-FA tạo thành pH 4.0- (1); pH 4.5- (2); pH 5.0- (3); pH 5.5- (4); pH 6.0- (5); pH 6.5- (6) Hình 3.8 Đồ thị the ảnh hưởng pH phản ứng tạo dần xuất C-FA đến hiệu suất bắt gốc DPPH (E) ABTS + (F) nồng độ khác Hình 3.9 Biểu đồ thể nồng độ dần xuất C-FA trung hịa đuợc 50 % gốc tự DPPH ABTS + Hình 3.10 Dần xuất C-FA tạo thành nồng độ acid ferulic 30 IĨ1M- (1); 40mM- (2); 50mM- (3); 601Ĩ1M- (4); 70 mM- (5) Hình 3.11 Đồ thị thể ảnh hưởng cùa nong độ FA phản ứng tạo dẫn xuất C-FA đến hiệu suất bat gốc DPPH (G) ABTS + (H) nhũng nồng độ khác Hình 3.12 Bieu đồ the nồng độ dẫn xuất C-FA trung hịa 50 % gốc tự DPPH ABTS + Hình 3.13 Chitosan- (A); dẫn xuất C-FA- (B) Hình 3.14 Biểu đồ thể hiệu suất bắt gốc tự DPPH ABTS ' dần xuất C- FA 4.5; dẫn xuất C-FA 6.0 so sánh với mẫu C; mẫu c &FA Hình 3.15 Dần xuất C-FA 6.0- (5); Dần xuất C-FA 4.5- (4); Chitosan- (3); C&FA- (2); Acid ferulic - (1) Hình 3.16 Quang UV/Vis cùa dẫn xuất chitosan tạo pH 6.0 (C-FA 6.0), dần xuất chitosan tạo pH 4.5 (C-FA 4.5), mầu chitosan đối chứng (C), mẫu acid ferulic (FA) mầu chitosan với acid ferulic khơng có tham gia laccase (C&FA) Hình 3.17 Đồ thị thể phần trăm độ giảm trọng lượng theo thời gian Hình 3.18 Đồ thị biểu diễn thay đổi hàm lượng đường tổng theo thời gian Hình 3.19 Đồ thị biểu diễn thay đối hàm lượng vitamin c theo thời gian Hình 3.20 Đồ thị biểu diễn giảm hàm lượng acid theo thời gian 10 ... - PHENOLIC DƯỚI TÁC DỤNG XÚC TÁC CỦA LACCASE ĐỊNH HƯỚNG ỨNG DỤNG TẠO MÀNG BAO BẢO QUẢN TRÁI CÂY Số hợp đồng : 2017.01.40 Chú nhiệm đề tài: ThS HUỲNH THỊ THƯ HU’ƠNG Đơn vị công tác: Khoa Dược Thời... thẳng cấu tạo đon phân p-( 4 )-2 -amino-2-deoxy-D-glucose, nối với liên kết Ị 3-( -4 )-glycoside, sản phẩm phản ứng deacetyl hóa chitin [21] Chitosan có nhóm chức phản ứng: nhóm amine vị trí C-2, nhóm... ịxtrâylia, xồi bảo quản 13°c tuần [1] 1.1.4 Bảo quản điều chỉnh khơng khí Bảo quản khơng kiểm sốt Bảo quản khí quy? ??n kiêm sốt (controlled atmosphere -CA) phương pháp bảo quản điều kiện phịng bảo quản kín,