NGHIÊN CỨU THU NHẬN VÀ KHẢO SÁT MỘT SỐ HOẠT TÍNH CỦA SOPHOROLIPIDS QUA QUÁ TRÌNH LÊN MEN CHỦNG Candida bombicola

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU THU NHẬN VÀ KHẢO SÁT MỘT SỐ HOẠT TÍNH CỦA SOPHOROLIPIDS QUA QUÁ TRÌNH LÊN MEN CHỦNG Candida bombicola Ngành: CÔNG NGHỆ SINH HỌC Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ SINH HỌC Giảng viên hướng dẫn : TS NGUYỄN HOÀNG DŨNG Sinh viên thực MSSV: 1151110044 : HUỲNH THỊ DIỄM TRINH Lớp: 11DSH01 TP Hồ Chí Minh, 2015 LỜI CAM ĐOAN Người thực đề tài: Huỳnh Thị Diễm Trinh Sinh viên trường: Đại học Cơng nghệ Tp Hồ Chí Minh Khoa: Công nghệ Sinh học - Thực phẩm - Môi Trường Ngành: Công nghệ Sinh học Chuyên ngành: Công nghệ Sinh học Lớp: 11DSH01 MSSV: 1151110044 Người thực đề tài xin cam đoan nội dung đồ án tốt nghiệp người thực đề tài làm Viện Sinh học Nhiệt đới, hướng dẫn TS Nguyễn Hoàng Dũng Các số liệu thu thập kết phân tích trung thực, không chép từ báo cáo công bố trước Một số nội dung đồ án tốt nghiệp có tham khảo sử dụng liệu, thông tin đăng tải trang web, tác phẩm, báo theo danh mục tài liệu tham khảo đồ án Nếu có chép khơng trung thực báo cáo này, người thực đề tài xin hồn tồn chịu trách nhiệm trước khoa Cơng nghệ Sinh học – Thực phẩm - Môi trường, trước ban giám hiệu trường Đại học Cơng nghệ Tp Hồ Chí Minh Ngày ….tháng….năm… Sinh viên thực (ký ghi rõ họ tên) LỜI CẢM ƠN Để hồn thành khóa luận này, nhận nhiều quan tâm giúp đỡ nhiệt tình thầy cơ, anh chị bạn Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến: Các thầy Bộ môn khoa Công nghệ Sinh học – Thực phẩm – Môi trường thầy cô trường Đại học Cơng Nghệ Tp Hồ Chí Minh, trực tiếp giảng dạy truyền đạt kiến thức cho học trường Thầy Nguyễn Hồng Dũng, phịng Vi sinh ứng dụng, Viện Sinh học Nhiệt đới, người thầy, người anh tận tình hướng dẫn ln động viên tơi q trình thực đồ án tốt nghiệp Thầy Hồng Quốc Khánh thầy Ngơ Đức Duy, phòng Vi sinh ứng dụng, Viện Sinh học Nhiệt đới giúp đỡ tạo điều kiện để tơi hồn thành tốt đồ án tốt nghiệp Chị Nguyễn Lương Hiếu Hòa, chị Lê Quỳnh Loan, bạn Trần Lê Việt Hà, bạn Lê Văn Tâm bên cạnh giúp đỡ, chia sẻ kiến thức, kinh nghiệm niềm vui nỗi buồn Tất anh chị, bạn nghiên cứu phòng Vi sinh ứng dụng, Viện Sinh học nhiệt đới nhiệt tình giúp đỡ dạy cho nhiều điều suốt nghiên cứu Tập thể lớp 11DSH01, trường Đại học Cơng Nghệ Tp Hồ Chí Minh, sát cánh bên suốt năm tháng giảng đường đại học Cuối cùng, xin chân thành cảm ơn Ba, Mẹ em gia đình chăm sóc, lo lắng dõi theo bước Sẵn sàng bên cạnh động viên khích lệ lúc khó khăn nhất, để vững tin bước tiếp đường chọn Huỳnh Thị Diễm Trinh MỤC LỤC DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT iv DANH MỤC BẢNG v DANH MỤC HÌNH .vi MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài Tình hình nghiên cứu Mục đích nghiên cứu Nhiệm vụ nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Các kết đạt Kết cấu đồ án tốt nghiệp CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan nấm men 1.1.1 Đặc điểm hình thái tế bào nấm men 1.1.2 Cấu tạo tế bào nấm men 1.1.3 Sinh sản nấm men 1.1.4 Ứng dụng nấm men 1.1.5 Sơ lược nấm men Candida bombicola 1.2 Tổng quan chất hoạt động bề mặt sinh học (CHĐBMSH) 1.2.1 Khái quát chất hoạt động bề mặt sinh học 1.2.2 Khái quát sophorolipids (SLs) 10 1.2.2.1 Giới thiệu chung SLs 10 1.2.2.2 Cấu trúc hóa học SLs 11 1.2.2.3 Sinh tổng hợp SLs 12 1.2.2.4 Hoạt tính SLs 13 1.2.2.5 Ứng dụng SLs 15 i 1.3 Tình hình nghiên cứu SLs 17 1.3.1 Nước 17 1.3.2 Trong nước 18 1.4 Thực trạng nguồn dầu thải Việt Nam 18 CHƢƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP 20 2.1 Thời gian địa điểm nghiên cứu 20 2.2 Vật liệu nghiên cứu 20 2.2.1 Đối tượng nghiên cứu 20 2.2.2 Dụng cụ thiết bị nghiên cứu 20 2.2.3 Hóa chất 21 2.3 Phương pháp nghiên cứu 22 2.3.1 Tăng sinh bảo quản chủng C.bombicola ATCC 22214 23 2.3.2 Nuôi cấy thu nhận Sophorolipids từ chủng C.bombicola ATCC 22214 23 2.3.3 Định tính SLs thu kỹ thuật sắc ký lớp mỏng (TLC) 25 2.3.4 Xác định thành phần SLs thu kỹ thuật sắc ký lỏng hiệu cao (HPLC) 26 2.3.5 Khảo sát số hoạt tính SLs thu 27 2.3.5.1 Khả nhũ hóa 27 2.3.5.2 Khả kháng oxy hóa 28 2.3.5.3 Khả kháng khuẩn 29 2.4 Phương pháp xử lý số liệu 31 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 32 3.1 Kết thu nhận sophorolipids từ nguồn dầu thải glucose 32 3.2 Kết ảnh hưởng thời gian ni lên q trình thu nhận Sophorolipids 32 3.3 Kết định tính SLs thu kỹ thuật sắc ký lớp mỏng (TLC) 33 3.4 Kết khảo sát thành phần SLs thu kỹ thuật sắc ký lỏng hiệu cao (HPLC) 35 ii 3.5 Kết khảo sát khả nhũ hóa SLs thu 37 3.6 Kết khảo sát khả kháng oxy hóa SLs thu 37 3.7 Kết khảo sát khả kháng khuẩn SLs thu 38 3.7.1 Kết khảo sát khả kháng khuẩn SLs thu phương pháp khuếch tán đĩa thạch 38 3.7.2 Kết khảo sát khả kháng khuẩn SLs thu phương pháp xác định nồng độ ức chế tối thiểu (MIC) 39 CHƢƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 41 4.1 Kết luận 41 4.2 Kiến nghị 41 TÀI LIỆU THAM KHẢO 42 PHỤ LỤC iii DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT CHĐBM Chất hoạt động bề mặt CHĐBMHH Chất hoạt động bề mặt hóa học CHĐBMSH Chất hoạt động bề mặt sinh học CMC Critical micelle concentration DMSO Dimethyl sulfoxide DPPH 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl HPLC High performance liquid chromatography IC Inhibitory concentration IC50 Inhibitory concentration 50% OD Optical density (mật độ quang học) LB Luria bertani MIC Minimum inhibitory concentration SLs Sophorolipids SDO Soybean dark oil TLC Thin layer chromatography YM Yeast malt medium iv DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Phân loại CHĐBMSH chủng vi sinh vật tổng hợp điển hình Bảng 1.2 Khả nhũ hóa SLs sản xuất C.bombicola với chất kỵ nước 14 Bảng 3.1 Kết khảo sát khả nhũ hóa hỗn hợp SLs thu 37 Bảng 3.2 Kết khảo sát khả kháng khuẩn SLs thu đĩa thạch 39 Bảng 3.3 Kết khảo sát khả kháng khuẩn SLs thu phương pháp xác định nồng độ ức chế tối thiểu (MIC) 40 v DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Tế bào nấm men C.bombicola Hình 1.2 Cấu trúc sophorolipid 11 Hình 1.3 Quá trình sinh tổng hợp sophorolipids 12 Hình 2.1 Sơ đồ nghiên cứu 22 Hình 2.2 Quy trình thu nhận sophorolipids 24 Hình 2.3 Quy trình phân tích mẫu SLs sắc ký lỏng hiệu cao (HPLC) 27 Hình 2.4 Cơ chế phản ứng DPPH 28 Hình 3.1 Sophorolipids thu 32 Hình 3.2 Biểu đồ sản lượng SLs thu thời gian lên men lên men khác 33 Hình 3.3 Sắc ký đồ mẫu SLs thu 34 Hình 3.4 Sắc ký đồ mẫu SLs thu kỹ thuật sắc ký lỏng hiệu cao 36 Hình 3.5 Sắc ký đồ mẫu SLs chuẩn 1′,4″-Sophorolactone 6′,6″-diacetate 36 Hình 3.6 Biểu đồ thể khả bắt gốc tự DPPH hỗn hợp SLs thu 38 Hình 3.7 Kết khảo sát khả kháng khuẩn SLs thu đĩa thạch 39 vi MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Chất hoạt động bề mặt (CHĐBM) đóng vai trị quan trọng sống ngày người Chúng có mặt hầu hết sản phẩm thiết yếu, ngành cơng nghiệp, góp phần phát triển mang lại lợi nhuận vô to lớn cho ngành công nghiệp hóa chất Chất hoạt động bề mặt nhóm hóa chất cơng nghiệp sản xuất nhiều nay, với tổng sản lượng toàn giới vượt 15 triệu tấn/năm tăng dần theo thời gian Chất hoạt động bề mặt ứng dụng nhiều lĩnh vực chất tẩy rửa, mỹ phẩm, dược phẩm, thưc phẩm, nông nghiệp, sản xuất giấy, tăng hiệu suất thu hồi dầu thô… Phần lớn chất hoạt động bề mặt sản xuất đường tổng hợp hóa học từ dầu mỏ Việc thường gây ảnh hưởng xấu đến môi trường khả phân hủy sinh học chất hoạt động bề mặt hóa học (CHĐBMHH) Vì vậy, việc tổng hợp ứng dụng chất hoạt động bề mặt có nguồn gốc sinh học quan tâm nhiều năm gần Trong sophorolipids (SLs) – dạng chất hoạt động bề mặt sinh học (CHĐBMSH) thuộc nhóm glycolipid - xem có triển vọng nhiều nguyên nhân: Vi sinh vật sản xuất tác nhân gây bệnh, dễ dàng thu hồi sản phẩm Những đặc tính ưu việt SLs so với chất hoạt động bề mặt hóa học khả phân hủy sinh học tốt hơn, độc tính thấp, thân thiện với mơi trường SLs có hoạt tính chuyên biệt điều kiện khác nhiệt độ, pH nồng độ muối cao Hiện nay, vấn đề đặt việc sản xuất sophorolipids phương pháp sinh học chi phí sản xuất cịn cao khơng thể cạnh tranh với chất hoạt động bề mặt hóa học Để giải vấn đề trên, hướng sản xuất sophorolipds từ nguyên liệu rẻ tiền quan tâm Vì lý đó, đề tài nghiên cứu thu nhận sophorolipids qua trình lên men chủng Candida bombicola từ nguồn dầu thải thực Tình hình nghiên cứu Một số cơng trình nghiên cứu thu nhận SLs từ q trình lên men C.bombicola cơng bố Kim cộng (2005) nghiên cứu thu nhận SLs chủng C.bombicola ATCC 22214 từ nguồn dầu thải phụ phế phẩm ngành công nghiệp chế biến dầu nành (SDO) đạt sản lượng 90 g/l Tương tự, Daverey Pakshirajan (2009) công bố họ thu lượng 63,7 g/l SLs thông qua lêm men C.bombicola ATCC 22214 Hiện Việt Nam, số cơng trình đề cập đến việc phân lập, nghiên cứu khả tạo CHĐBMSH số chủng vi khuẩn công bố Đa số chủng phân lập từ mơi trường nước mặn nhằm mục đích xử lý nhiễm dầu Tuy nhiên, cơng trình liên quan đến việc sản xuất ứng dụng SLs chưa nghiên cứu thấu đáo Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu thu nhận sophorolipids qua trình lên men chủng C.bombicola ATCC 22214 từ nguồn dầu thải Khảo sát số hoạt tính sophorolipids Nhiệm vụ nghiên cứu - Lên men chủng C.bombicola ATCC 22214 môi trường chứa glucose dầu thải - Thu nhận sophorolipids từ dịch lên men - Định tính xác định thành phần sophorolipids - Khảo sát ảnh hưởng thời gian lên men đến sản lượng sophorolipids - Khảo sát số hoạt tính sophorolipids khả kháng khuẩn, chống oxy hóa, khả nhũ hóa Phƣơng pháp nghiên cứu - Thu nhận SLs thông qua nuôi cấy chủng C.bombicola điều kiện 300C, pH6, lắc 180 vịng/phút - Định tính SLs kỹ thuật sắc ký bảng mỏng (Thin Layer Chromatography – TLC) - Phân tích thành phần SLs thu kỹ thuật sắc ký lỏng hiệu cao (HPLC - High Performance Liquid Chromatography) - Xác định khả kháng khuẩn SLs phương pháp khuếch tán đĩa thạch phương pháp xác định nồng độ ức chế tối thiểu - Khả chống oxy hóa SLs xác định thông qua khả bắt gốc tự DPPH (2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl) - Khả nhũ hóa SLs xác định phương pháp đo tỷ lệ hệ nhũ tương tạo thành so với hệ dung dịch ban đầu Các kết đạt đƣợc Sản lượng SLs thu sau trình lên men đạt 21,9 g/l Thời gian lên men thu nhận SLs từ chủng C.bombicola thích hợp ngày Trong hỗn hợp SLs thu có khoảng 10 cấu trúc SLs khác Bước đầu xác định diện 1′,4″-Sophorolactone 6′,6″-diacetate Khả kháng oxy hóa SLs nồng độ 20 mg/ml 84,32 % IC50 xác định 4,4531 mg/ml Nồng độ ức chế tối thiểu số vi khuẩn xác định S.aureus (1,25 mg/ml), P.aeruginosa (2,5 mg/ml), B.subtilis (0,6 mg/ml) Chỉ số nhũ hóa (E24) SLs từ 39,39 – 65,45 % loại dầu hạt cải, dầu nành xăng Kết cấu đồ án tốt nghiệp Kết cấu đồ án tốt nghiệp gồm chương: Chương 1: Tổng quan Chương 2: Vật liệu phương pháp nghiên cứu Chương 3: Kết thảo luận Chương 4: Kết luận kiến nghị CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan nấm men 1.1.1 Đặc điểm hình thái tế bào nấm men Nấm men thường có hình cầu hình bầu dục, số loại hình que số hình dạng khác Kích thước trung bình nấm men 2,5 – 10 µm x 4,5 – 21 µm Có lồi nấm men có khuẩn ti khuẩn ti giả Khuẩn ti giả chưa thành sợi rõ rệt mà nhiều tế bào nối với thành chuỗi dài Có lồi tạo thành váng ni cấy mơi trường dịch thể [1] 1.1.2 Cấu tạo tế bào nấm men Nấm men có cấu tạo tế bào phức tạp, gần giống tế bào thực vật Tế bào nấm men có đầy đủ thành phần: thành tế bào, màng tế bào chất, tế bào chất, ty thể, ribosome, nhân, không bào hạt dự trữ Thành tế bào nấm men dầy khoảng 25 nm, cấu tạo hai lớp phân tử bao gồm 90 % hợp chất glucan mannan, phần lại protein, lipid glucosamine Màng nguyên sinh chất tế bào nấm men dày khoảng nm có cấu tạo tương tự màng nguyên sinh chất vi khuẩn Ty thể nấm men có hình bầu dục, bao bọc hai lớp màng, màng gấp khúc thành nhiều lược hợc nhiều ống nhỏ làm cho diện tích bề mặt màng tăng lên DNA ti thể nấm men phân tử dạng vịng có khối lượng phân tử 50x106 Da, chiếm khoảng 15-23 % tổng lượng DNA toàn tế bào nấm men [1] 1.1.3 Sinh sản nấm men Nấm men sinh sản hai hình thức: vơ tính hữu tính Sinh sản vơ tính cách nảy chồi hình thức sinh sản phổ biến điển hình tế bào nấm men Khi tế bào trưởng thành, nhân dài bắt đầu thắt lại Trên tế bào mẹ bắt đầu phát triển chồi con, lúc tế bào mẹ tạo nhiều tế bào nhiều hướng khác (tùy theo giống, loài) Mỗi chồi nhận phần chất nhân chất nguyên sinh từ tế bào mẹ Khi chồi trưởng thành, hình thành vách ngăn để tách khỏi tế bào mẹ sống độc lập Có trường hợp, tế bào không tách khỏi tế bào mẹ mà tiếp tục nảy chồi tạo tập hợp tế bào nấm men có dạng xương rồng hay cịn gọi khuẩn ty giả Ngồi ra, nấm men cịn sinh sản vơ tính hình thức phân cắt vi khuẩn, thấy chi nấm men Schizosaccharomyces sinh sản bào tử như: bào tử đốt chi Geotrichum, bào tử bắn chi Sporobolomyces; bào tử áo nấm Candida albicans [1] Sinh sản hữu tính nấm men tiếp hợp hai tế bào nấm men với hình thành hợp tử Hợp tử phân chia thành bào tử túi nằm nang (túi), nang chín vỡ bào tử phát tán bên ngoài, gặp điều thuận lợi phát triển thành tế bào nấm men [1] 1.1.4 Ứng dụng nấm men Nấm men đóng vai trị quan trọng đời sống người, số ứng dụng nấm men như: Tế bào nấm men sản phẩm mà chúng sản sinh giàu protein, vitamin, acid amin cần thiết, chất khoáng… Nên nấm men sử dụng thực phẩm bổ sung chất dinh dưỡng, thực phẩm chức mỹ phẩm… Sản phẩm nấm men sử dụng chất điều vị công nghệ thực phẩm Trong nông nghiệp: dịch chiết nấm men có khả giúp thực vật chống lại số bệnh vi khuẩn nấm gây Trong chăn nuôi: nấm men sản phẩm từ nấm men bổ sung vào thức ăn vật nuôi tăng cường hệ vi sinh vật đường ruột, giúp vật ni kháng lại bệnh đường ruột Ngồi nghiên cứu nhận thấy tăng trọng, tăng sản lượng trứng, sữa… bổ sung nấm men sản phẩm từ nấm men vào thức ăn vật ni Bên cạnh cao nấm men giàu nitrogen, vitamin, chất khống hợp chất kích thích tăng trưởng nên sử dụng môi trường nuôi cấy vi sinh vât 1.1.5 Sơ lược nấm men Candida bombicola  Phân loại nấm men Candida bombicola Giới: Nấm Ngành: Ascomycota Ngành phụ: Saccharomycotina Lớp: Saccharomycetes Bộ: Saccharomycetes Họ: Incertae sedis Giống: Candida Loài: Candida bombicola Chủng: Candida bombicola ATCC 22214 Nấm men Candida bombicola, trước gọi Torulopsis bombicola, phân lập từ mật loài ong nghệ (bumble-bees) thuộc chi Bombus sp [47] Candida bombicola với số nấm men Candida magnolia, Candida apicola, Candida bororiensis, Wickerhamiella domericqiae Rhodotorula bogoriensis biết đến với khả sản xuất SLs – glycolipid ngoại bào [12][19][20] [23][47] [48] Hình 1.1 Tế bào nấm men C.bombicola Nguồn: Kurtzman Fell, (2001) Tế bào nấm men Candida bombicola có dạng hình oval đến hình thon dài, thường tồn riêng rẽ dính thành cặp, với kích thước tế bào là1,5 – 2,5 µm x – µm (Hình 1.1) [28] Khi nuôi cấy đĩa môi trường bột bắp agar sau ngày 250C, tế bào nấm men Candida bombicola không xuất khuẩn ty giả tế bào bao gồm nhiều chuỗi ngắn phân nhánh dày đặc Phát triển điều kiện hiếu khí khuẩn lạc có màu kem đến màu xám tro, trơn, bóng, lồi ria mép khuẩn lạc có dạng cưa [28] Nấm men Candida bombicola lên men glucose, sucrose có khả đồng hóa glucose, galactose, sucrose, ethanol, glycerol, D – Mannitol, D – Glucitol Chúng phát triền nồng độ đường cao 100 g/L cao [49] Ngày nay, Candida bombicola thường gọi Starmerella bombicola C.A Rosa & Lachance [14] 1.2 Tổng quan chất hoạt động bề mặt sinh học (CHĐBMSH) 1.2.1 Khái quát chất hoạt động bề mặt sinh học Chất hoạt động bề mặt sinh học (CHĐBMSH) hợp chất có cấu trúc đa dạng hoạt tính bề mặt tổng hợp vi sinh vật Tất CHĐBMSH hợp chất lưỡng cực, có cấu tạo gồm nhóm ưa nước (thường phân tử đường amino acid) nhóm kị nước (thường acid béo) Do cấu tạo phân cực, CHHBMSH có xu hướng co cụm bề mặt mặt phân cách hai chất (có thể chất lỏng - chất lỏng, chất lỏng - chất rắn), kết làm giảm sức căng bề mặt (giữa chất lỏng khơng khí) giảm sức căng chất (chất lỏng - chất lỏng chất lỏng - chất rắn)[30][33] Không giống chất hoạt động bề mặt hóa học (CHĐBMHH) thường phân loại theo chất nhóm phân cực, CHĐBMSH phân loại dựa vào thành phần hóa học nguồn gốc vi sinh vật tạo Nhìn chung, CHĐBMSH chia làm nhóm chính: glycolipid; lipopeptid lipoprotein; phospholipid acid béo; CHĐBM trùng hợp CHĐBM dạng hạt (Bảng 1.1) [6] Bảng 1.1 Phân loại CHĐBMSH chủng vi sinh vật tổng hợp điển hình CHĐBMSH Vi sinh vật sản xuất Pseudomonas aeruginosa Rhamnolipids Pseudomonas sp Candida bombicola Sophorolipids Candida apicola Glycolipids Candida petrophilum Rhodococcus erythropolis Trehalolipids Mycobacterium tuberculosis Arthrobacter sp Lipopeptides Surfactin Bacillus subtilis lipoproteins Lichenysin Bacillus licheniformis Phospholipids, Acid béo Corynebacterium lepus acid béo Lipid trung tính Nocardia erythropolis lipid trung tính Phospholipids Thiobacillus thiooxidans Alasan Acinetobacter radioresistents KA-53 CHĐBMSH Biodispersan Acinetobacter calcoaceticus A2 dạng trùng hợp Emulsan Acinetobacter calcoaceticus RAG-1 (polymer) Liposan Candida lipolytica Mannoprotein Saccharomyces cerevisiae CHĐBMSH Vesicles fimbriae Acinetobacter calcoaceticus dạng hạt Whole cells Nhiều loại vi khuẩn Nguồn: Desai Banat, (1997) Các CHHBMSH thường tiết bên tế bào (extracellular) chất glycolipid, axit béo, photpholipid, polysacarit lipid, lipopetic – lipoprotein, hay thân bề mặt tế bào vi sinh vật Ngồi đặc tính làm giảm sức căng bề mặt cịn có đặc tính kháng sinh chất gramicidin S hay polymicin Các CHHBMSH tạo chất không tan nước lẫn tan nước Nó tạo phản ứng thích nghi với mơi trường khơng thuận lợi, độc hại có xu hướng tạo nhiều chất không tan nước [6] Trên thị trường chất hoạt động bề mặt nay, CHĐBMSH quan tâm nhiều số đặc tính ưu việc như: độc tính thấp, khả phân hủy sinh học cao, thân thiện với mơi trường hơn, tính chọn lọc cao khả hoạt động cao mơi trường có nhiệt độ, pH nồng độ muối khắc nghiệt [27] 1.2.2 Khái quát sophorolipids (SLs) 1.2.2.1 Giới thiệu chung SLs SLs xem chất hoạt động bề mặt ngoại bào, sản phẩm tiết nấm men Candida sp Wickerhamiella domercqiae SLs dạng CHĐBMSH thuộc nhóm glycolipids có trọng lượng phân tử thấp, quan tâm nhiều cho mục đích thương mại [42] SLs mô tả lần vào đầu năm 60 glycolipid ngoại bào tổng hợp nấm men Torulopsis magnolia [20] Sau vào năm 1968, Tulloch Spencer báo cáo chủng sản xuất SLs thực tế Torulopsis apicola, gọi Candida apicola Một nghiên cứu khác Spencer cộng (1970) cho thấy SLs sản xuất nấm men Candida bombicola Trong đó, nấm men Candida bombicola ATCC 22214 ý nghiên cứu nhiều có khả sản xuất với sản lượng cao SLs (400 g/l) tác nhân gây bệnh [49] Không C.bombicola ATCC 22214 cịn có khả sử dụng dầu thải nhà hàng nguồn lipid cho trình tổng hợp SLs [17] SLs xem CHĐBMSH có triển vọng vi sinh vật sản xuất khơng phải tác nhân gây bệnh, dễ dàng thu hồi sản phẩm, có suất chuyển hóa chất cao [38] 10 1.2.2.2 Cấu trúc hóa học SLs Về cấu trúc hóa học, SLs gồm phần ưa nước disaccharide sophoroses (2-O-βD-glucopyranosyl-D-glucopyranose) liên kết với gốc hydroxyl carbon kế cuối cuối chuỗi acid béo C16-C18 (phần kỵ nước) liên kết β-glucosidic vị trí C1’ (Hình 1.2) [25] Trong phân tử SLs, nhóm carboxyl chuỗi acid béo trạng thái tự (cấu trúc SLs dạng mở hay dạng acid) phản ứng este hóa nội sinh với nhóm hydroxyl vị trí C 4” phần sophorose (cấu trúc SLs dạng vòng hay dạng lacton) [41] Đây hai dạng cấu trúc thành phần cấu tạo SLs Các cấu trúc có khác biệt mức độ acetyl hóa (ở vị trí 6’ 6”) phần sophorose thành phần acid béo (chiều dài chuỗi, mức độ bão hịa, vị trí nhóm hydroxyl) phụ thuộc vào chủng sản xuất, điều kiện sinh trưởng nguồn carbon kỵ nước [29] Các phân tử SLs có cấu trúc khác dẫn đến vài khác đặc tính sinh học hóa lý chúng ứng dụng chuyên biệt lĩnh vực khác [29] Các sophorolipid lacton có hiệu việc làm giảm sức căng bề mặt khả kháng khuẩn tốt hơn, sophorolipid acidic tạo bọt hòa tan tốt Hình 1.2 Cấu trúc sophorolipid Nguồn: Van Bogaert cộng (2011) 11