Giải thưởng Sinh viên nghiên cứu khoa học Euréka lần thứ 21 năm 2019 Kỷ yếu khoa học 78 NGHIÊN CỨU ĐÓNG GÓI CURCUMIN BẰNG FIBROIN TƠ TẰM ỨNG DỤNG TRONG THỰC PHẨM CHỨC NĂNG Đặng Thị Cẩm Tú*, Đoàn Nguyê[.]
Giải thưởng Sinh viên nghiên cứu khoa học Euréka lần thứ 21 năm 2019 Kỷ yếu khoa học NGHIÊN CỨU ĐÓNG GÓI CURCUMIN BẰNG FIBROIN TƠ TẰM ỨNG DỤNG TRONG THỰC PHẨM CHỨC NĂNG Đặng Thị Cẩm Tú*, Đoàn Nguyên Vũ, Trần Lê Bảo Hà Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – ĐHQG Thành phố Hồ Chí Minh *Tác giả liên hệ: camtuiris@gmail.com TÓM TẮT Thực���� hức (TPCN) bổ sung chất có hoạt tính sinh học mà cụ thể curcumin phát triển cách nhanh chóng giới Việt Nam hạn chế gây cản trở cho việc sử dụng curcumin Việc đóng gói curcurrmin fibroin tơ tằm tạo hạt giúp bảo vệ curcumin khỏi hạn chế nêu Trong đề tài hạt nano fibroin curcumin (Cur-SFN) tạo cách sử dụng kỹ thuật microdot mao dẫn microdot mao dẫn kết hợp với đánh sóng siêu âm Các hạt sau đánh giá kích thước, hình thái, cấu trúc hóa học, khả nạp giải phóng curcumin Kết cho thấy hạt Cur-SFN có kích thước nano chứa curcumin bên có khả giải phóng chúng, giữ tính kháng k��� khơng gây độc tính cấp tính; đặc biệt có khả kích thích di cư tăng sinh tế bào Từ tính chất cho thấy hạt Cur-SFN có đặc tính phù hợp hướng đến ứng dụng TPCN Từ khóa: Thực���� hức năng, curcumin, fibroin RESEARCH OF CURCUMIN-LOADED SILK FIBROIN NANOPARTICLE FOR APPLICATIONS IN FUNCTIONAL FOODS Dang Thi Cam Tu*, Doan Nguyen Vu, Tran Le Bao Ha University of Science – VNU Ho Chi Minh City *Corresponding Author: camtuiris@gmail.com ABSTRACT Functional foods supplement with bioactive substances, in particular curcumin is developing rapidly both in the world and in Vietnam but due to limitations inhibit the useful of curcumin The packing of curcurrmin with silk fibroin creates nanoparticles to help protect curcumin from the above limitations Fibroin curcumin nanoparticles (Cur-SFN) are created by using capillary-microdot and capillary-microdot technique combined with sonication The generated particles were evaluated in size, morphology, chemical structure, the loading and releasing of curcumin The results show that the Cur-SFN particle is nano-sized, contains curcumin inside and has the ability to release them, retain antibacterial properties, does not cause acute toxicity; especially it is capable of stimulating cell migration and proliferation From the above properties, Cur-SFN particles have suitable properties towards application in functional food Keywords: Functional food, curcumin, fibroin cho sức khỏe người cách ngăn chặn kìm hãm xuất bệnh, chúng thường không thêm vào thực phẩm trạng thái tinh khiết dễ bị phân hủy tác nhân vật lý, hóa học, enzyme q trình chế biến, vận chuyển lưu trữ Do đó, việc đóng gói hợp chất có hoạt tính sinh học vơ quan trọng phép kết hợp chúng thực phẩm Ứng dụng công nghệ micro nano tạo hệ thống phân phối thực phẩm giải pháp cho khó khăn Do kích thước nhỏ, hệ thống micro nano cải thiện độ hòa TỔNG QUAN Thực phẩm chức (TPCN) công cụ bảo vệ sức khỏe kỷ 21, “vaccine” dự phòng dịch bệnh mãn tính khơng lây bổ sung cho thể vi chất thiếu hụt, chất chống oxy hóa chất xơ, đáp ứng nhu cầu chăm sóc bảo vệ sức khỏe Thị trường TPCN thị trường tăng trưởng nhiều nhanh (20-30%/năm) Các hợp chất có hoạt tính sinh học chất chống oxy hóa, chất kháng khuẩn, vitamin, probiotic, prebiotic, khống chất, chất dinh dưỡng polyphenol cung cấp số lợi ích 78 Giải thưởng Sinh viên nghiên cứu khoa học Euréka lần thứ 21 năm 2019 Kỷ yếu khoa học hạt tạo giữ cấu trúc phiến β đặc trưng; ngồi kết cịn biểu đỉnh đặc trưng cho nhóm −OH (3291,02 cm−1) vịng benzen (3076,53 684,20 cm−1) chứng tỏ hạt tạo giữ curcumin bên Tương tự, hạt Cur-SFN tạo có đỉnh 1628,53 cm−1 (Amide I, C=O Stretching); 1234,97 cm −1 (Amide III; C–N stretch, N–H bend) tương ứng với cấu trúc phiến β chứng tỏ hạt tạo giữ cấu trúc phiến β đặc trưng; ngồi kết cịn cho thấy hạt tạo biểu đỉnh đặc trưng cho nhóm −OH (3506,63 3295,32 cm−1) vòng benzen (964,84 809,05 cm−1) chứng tỏ hạt tạo giữ curcumin bên Đánh giá khả nạp curcumin: Lượng curcumin hạt xác định gián tiếp cách đo OD nước rửa bước sóng 424 nm, hiệu suất nạp curcumin hạt Cur-SFN tạo phương pháp microdot mao dẫn kết hợp sonicate gần tương đương với hạt Cur-SFN tạo phương pháp microdot mao dẫn (hiệu suất nạp khoảng 96 %) Đánh giá khả giải phóng curcumin: Hạt Cur-SFN khơ có khối lượng 0,01-0,02g cho vào PBS 1X đặt tủ ấm lắc để đánh giá khả giải phóng curcumin liên tục ngày Lượng curcumin giải phóng đo ngày phương pháp đo mật độ quang bước sóng 424 nm dung dịch ngâm hạt dựa vào đường chuẩn curcumin methanol để xác định Hạt Cur-SFN hai nghiệm thức có khả giải phóng curcumin liên tục ngày Lượng curcumin giải phóng tăng lên từ ngày đến ngày 7, cao ngày chiếm khoảng 0,074% tổng lượng curcumin chứa hạt So sánh giải phóng ngày nhóm thí nghiệm sử dụng phần mềm Graphpad Prism 8.02 cho thấy khơng có khác biệt giải phóng curcumin hai loại hạt Cur-SFN Tổng lượng curcumin giải phóng ngày chiếm 0,338% (Cur-SFN 1); 0,336% (Cur-SFN 2) lượng curcumin nạp vào cịn lại khoảng 99,662% Lượng curcumin chưa giải phóng hồn tồn cịn lại lượng lớn curcumin hạt Cur-SFN Đánh giá khả kháng khuẩn hạt CurSFN 2: Khả kháng khuẩn hạt Cur- tan, tính khả dụng sinh học đặc tính cảm quan, ngăn chặn phản ứng vật lý, hóa học khơng mong muốn, bảo vệ hợp chất có hoạt tính sinh học khỏi phân hủy Ngồi hệ thống phân phối thực phẩm giúp giải phóng chúng có kiểm sốt kích hoạt chúng vị trí đích Tơ tằm xem vật liệu tiềm cho việc tạo hạt nano phân phối TPCN thuộc tính ưu việt dễ khử trùng, có khả tự phân hủy, độ bền cao, gây đáp ứng miễn dịch, thân thiện với môi trường, không gây độc cho thể, khả kháng khuẩn cao FDA công nhận Việc sử dụng tơ tằm kết hợp với hợp chất có hoạt tính sinh học curcumin tạo hệ thống phân phối dùng TPCN mang lại nhiều lợi ích Curcumin polyphenol tan chất béo nhận quan tâm ngày tăng cộng đồng khoa học có khả chống oxy hóa, chống ung thư, chống viêm kháng khuẩn Do đó, thực đề tài nhằm tạo tiền đề cho ứng dụng tơ tằm vào việc phân phối curcumin dùng TPCN KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Kết tạo hạt nano từ fbroin tơ tằm chứa curcumin Ban đầu dung dịch fibroin có màu trắng đục, sau huyền phù với curcumin tạo thành hỗn hợp fibroin/curcumin có màu vàng đặc trưng curcumin Sau đơng khô, kết tinh với methanol, rửa PBS sấy khô thu hạt Cur-SFN dạng bột, có màu vàng curcumin, kết lại với thành khối Kết đánh giá đặc tính hạt Cur-SFN Đánh giá kích thước cấu trúc hạt: Kết chụp SEM cho thấy hạt Cur-SFN Cur-SFN có cấu trúc hình cầu, CurSFN có kích thước khoảng 98 nm đến 315 nm, Cur-SFN có kích thước khoảng 60 nm đến 99 nm, tương đối so với hạt Cur-SFN Đánh giá cấu trúc hóa học hạt: Kết phân tích phổ hồng ngoại cho thấy hạt Cur-SFN tạo có đỉnh 1635,74 cm−1 (Amide I, C=O stretch); 1529,06 cm−1 (Amide II, N–H deformation) 1236,21 cm−1 (Amide III; C–N stretch, N–H bend) tương ứng với cấu trúc phiến β chứng tỏ 79 Giải thưởng Sinh viên nghiên cứu khoa học Euréka lần thứ 21 năm 2019 Kỷ yếu khoa học việc quan sát di chuyển tế bào từ hai mép vào vết rạch sau 24 giờ.Vào thời điểm 24 giờ, xuất tế bào di cư vào hai bên vết rạch, tế bào ni mơi trường ni cấy hồn chỉnh di cư nhiều vào vết rạch mơi trường có chứa nhân tố kích thích di cư nguyên bào sợi Tế bào ni dịch chiết hạt Cur-SFN có lượng tế bào di cư nhiều gần với tế bào ni mơi trường hồn chỉnh Tế bào nuôi môi trường không bổ sung FBS có vài tế bào di cư vào SFN đánh giá hai chủng vi khuẩn Gram âm Gram dương Escherichia coli Staphylococcus aureus Đánh giá độc tính cấp tính hạt Cur-SFN 2: Độc tính cấp tính hạt đánh giá gián tiếp thử nghiệm dịch chiết theo tiêu chuẩn ISO 10993-5-2009 Các tế bào nguyên bào sợi mẫu dịch chiết hạt Cur-SFN có hạt bào tương riêng lẽ, khơng có ly giải tế bào Dựa vào bảng đánh giá mức độ độc tính ISO 10993-5-2009 kết luận mẫu mẫu hạt Cur-SFN phản ứng mức mẫu chứng dương phản ứng mức Kết luận hạt Cur-SFN khơng gây độc tính cấp tính với nguyên bào sợi Đánh giá khả kích thích tăng sinh NBS hạt Cur-SFN 2: Tế bào cấy với mật độ ban đầu 103 tế bào/giếng Sau chúng ni với mơi trường ni cấy hồn chỉnh, mơi trường khơng bổ sung FBS môi trường dịch chiết hạt Cur-SFN Xác định tăng trưởng tế bào thí nghiệm MTT qua mốc thời gian 0, 2, ngày Sự tăng sinh tế bào nguyên bào sợi người biểu thị thông qua biểu đồ số OD qua ngày Ở mơi trường ni cấy hồn chỉnh môi trường dịch chiết hạt CurSFN từ ngày đến ngày tế bào gần không tăng sinh giai đoạn ổn định, tế bào bắt đầu bám dính vào bề mặt ni cấy; từ ngày đến ngày tế bào bắt đầu tăng sinh cách nhanh chóng Ở mơi trường khơng bổ sung FBS khơng có tăng sinh thiếu yếu tố tăng trưởng Điều chứng tỏ dịch chiết hạt Cur-SFN có khả kích thích tăng sinh nguyên bào sợi Đánh giá khả kích thích di cư NBS: Sau bỏ đói tế bào, tạo đường rạch cách dùng đầu tip vàng rạch đường thẳng, dứt khoát bề mặt đĩa, bổ sung môi trường theo nghiệm thức Quan sát tế bào mốc giờ, 24 Khả kích thích tế bào di cư dịch chiết hạt Cur-SFN đánh giá KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ Kết luận Tạo thành công hạt nano Cur-SFN phương pháp microdot mao dẫn có kích thước 98 nm đến 315 nm, có khả nạp (96,055%) phóng thích curcumin (> ngày) in vitro hạt micro Cur-SFN phương pháp microdot mao dẫn kết hợp với sonicate có kích thước 60 nm đến 99 nm, có khả nạp (96,616%) phóng thích curcumin (> ngày) in vitro Chứng minh hạt nano fibroin tạo thành khơng gây độc tính cấp tính, có khả khả kháng khuẩn, kích thích di cư tăng sinh nguyên bào sợi người in vitro Với tất đặc tính nêu hạt Cur-SFN tạo thành có tiềm để làm hệ thống phân phối curcumin ứng dụng TPCN Kiến nghị Đánh giá khả bắt gốc tự hạt CurSFN tạo thành Thí nghiệm khả kích thích tăng sinh NBS mốc 0, 2, 4, 6, 8, 10 ngày Thí nghiệm giải phóng hạt Cur-SFN dung dịch mô môi trường dày ruột non Kết hợp hạt Cur-SFN vào thực phẩm chức Thử nghiệm sản phẩm mơ hình động vật TÀI LIỆU THAM KHẢO GUPTA V., ASEH A., RÍOS C N., AGGARWAL B B AND MATHUR A B (2009), "Fabrication and characterization of silk fibroin-derived curcumin nanoparticles for cancer therapy", International journal of nanomedicine, 4, pp.115 MONTALBÁN M G., COBURN J M., LOZANO-PÉREZ A A., CENIS J L., VÍLLORA G AND KAPLAN D L (2018), "Production of curcumin-loaded silk fibroin nanoparticles for cancer therapy", Nanomaterials, 8(2), pp.126 80 ... khuẩn Do đó, thực đề tài nhằm tạo tiền đề cho ứng dụng tơ tằm vào việc phân phối curcumin dùng TPCN KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Kết tạo hạt nano từ fbroin tơ tằm chứa curcumin Ban đầu dung dịch fibroin có... kháng khuẩn cao FDA công nhận Việc sử dụng tơ tằm kết hợp với hợp chất có hoạt tính sinh học curcumin tạo hệ thống phân phối dùng TPCN mang lại nhiều lợi ích Curcumin polyphenol tan chất béo nhận... (964,84 809,05 cm−1) chứng tỏ hạt tạo giữ curcumin bên Đánh giá khả nạp curcumin: Lượng curcumin hạt xác định gián tiếp cách đo OD nước rửa bước sóng 424 nm, hiệu suất nạp curcumin hạt Cur-SFN