ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM NGUYỄN THỊ THANH DUNG Đề tài NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH ĐỐI KHÁNG VI KHUẨN GRAM DƯƠNG CỦA CHITOSAN – NANO BẠC KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC[.]
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM - - NGUYỄN THỊ THANH DUNG Đề tài: NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH ĐỐI KHÁNG VI KHUẨN GRAM DƯƠNG CỦA CHITOSAN – NANO BẠC KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo : Chính quy Chun ngành : Cơng nghệ sinh học Khoa : CNSH - CNTP Khóa học : 2011 - 2015 Thái Nguyên - 2015 e ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM - - NGUYỄN THỊ THANH DUNG Đề tài: NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH ĐỐI KHÁNG VI KHUẨN GRAM DƯƠNG CỦA CHITOSAN – NANO BẠC KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo : Chính quy Chuyên ngành : Công nghệ sinh học Khoa : CNSH - CNTP Khóa học : 2011 - 2015 Giảng viên hƣớng dẫn : ThS Lƣơng Hùng Tiến Thái Nguyên - 2015 e i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan số liệu kết nghiên cứu luận văn hoàn toàn trung thực chưa sử dụng để bảo vệ học vị Trong q trình thực đề tài hồn thiện luận văn giúp đỡ cám ơn trích dẫn luận văn ghi rõ nguồn gốc Thái Nguyên , ngày 29 tháng năm 2015 XÁC NHẬN CỦA GVHD Sinh viên ThS Lƣơng Hùng Tiến Nguyễn Thị Thanh Dung XÁC NHẬN CỦA GV CHẤM PHẢN BIỆN Giảng viên chấm phản biện xác nhận sinh viên sửa chữa sai sót sau hội đồng chấm yêu cầu (Ký, họ tên) e ii LỜI CẢM ƠN Để hồn thành khóa luận tốt nghiệp này, bên cạnh cố gắng nỗ lực thân, em nhận giúp đỡ nhiều từ cá nhân tập thể Với lòng biết ơn sâu sắc, em xin chân thành cảm ơn giáo viên hướng dẫn, thầy Lương Hùng Tiến cô Phạm Thị Phương giảng viên Khoa CNSH – CNTP, tin tưởng giao đề tài, tận tình giúp đỡ, tạo điều kiện tốt cho em suốt trình thực hồn thành khóa luận Em xin chân thành cảm ơn thầy, cô giáo làm việc quản lí phịng Thì nghiệm vi sinh thường xuyên giúp đỡ em thực hoàn thành kháo luận tốt nghiệp Cuối cùng, em xin cảm ơn tồn thể người thân gia đình bạn bè quan tâm, ủng hộ tạo điều kiện để em hồn thành tốt khóa luận Dù cố gắng nhiều, xong khóa luận cịn thiếu xót hạn chế Kính mong nhận chia sẻ ý kiến đóng góp quý báu thầy, cô giáo bạn Thái Nguyên ngày 29 tháng năm 2015 Sinh viên Nguyễn Thị Thanh Dung e iii DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 2.1: Số nguyên tử lượng bề mặt hạt nano bạc 19 Bảng 3.1 Công thức phối trộn chitosan/ nano bạc 42 Bảng 4.1 Một số đặc điểm vi khuẩn nghiên cứu 44 Bảng 4.2 Kết kháng S.aureu B.cereus nồng độ nano bạc khác 45 Bảng 4.3 Kết kháng S.aureus B.cereus nồng độ chitosan khác 47 Bảng 4.4: Kết kháng S.aureus phức hợp chitosan/nano bạc 48 Bảng 4.5: Kết kháng B.cereus phức hợp chitosan/nano bạc 50 e iv DANH MỤC CÁC HÌNH Trang Hình 2.1: Một số loại giáp xác chứa chitin Hình 2.2: Cơng thức cấu tạo Chitin Hình 2.3: Cơng thức cấu tạo Chitosan Hình 2.4: Hiện tượng cộng hưởng plasmon hạt hình cầu 17 Hình 2.5: Ion bạc vơ hiệu hóa enzyme chuyển hóa oxy vi khuẩn 20 Hình 2.6: Tác động ion bạc lên tế bào 22 Hình 2.7 : Tụ cầu khuẩn Staphylococcus aureus 26 Hình 2.8 : Vi khuẩn Bacillus cereus 29 Hình 3.1: Sơ đồ xác định trình đối kháng VK nano bạc 40 Hình 3.2: Sơ đồ xác định trình đối kháng VK chitosan 41 Hình 3.3: Sơ đồ xác định trình đối kháng VK chitosan/nano bạc 43 Hình 4.1 Hình thái khuẩn lạc vi khuẩn S aureus (a) vi khuẩn B cereus (b) .44 Hình 4.2: Khả kháng S aureus (a ) B cereus (b) nano bạc nồng độ khác 46 Hình 4.3: Khả kháng S aureus (a ) B cereus (b) Chitosan nồng độ khác 48 Hình 4.4: Khả kháng S aureus phức chất 49 Hình 4.5: Khả kháng B cereus phức chất 50 e v DANH MỤC CÁC TỪ, CỤM TỪ VIẾT TẮT Kí hiệu viết tắt Tên đầy đủ B.cereus Bacillus cereus CFU Colony Forming Unit DI Deion Đ Đệm acetate h Giờ MIC Minimal Inhibitory Concentrations MP Môi trường peptone MPA Môi trường thạch pepton Nxb Nhà xuất ppm Part per million (phần triệu) S.aureus Staphylococcus aureus SEM Scanning Electron Microscopy VK Vi khuẩn VSV Vi sinh vật e vi MỤC LỤC Phần 1: MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề 1.2.1 Mục đích 1.2.2 Yêu cầu 1.3 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài 1.3.1 Ý nghĩa khoa học 1.3.2 Ý nghĩa thực tiễn Phần 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Lịch sử nguồn gốc Chitin/Chitosan 2.1.1 Lịch sử nguồn gốc chitin 2.1.2 Lịch sử nguồn gốc chitosan 2.2 Cấu trúc hóa học chitin/Chitosan 2.2.1 Cấu trúc hóa học chitin 2.2.2 Cấu trúc hóa học chitosan 2.3 Tính chất chitosan 2.3.1 Tính chất vật lý chitosan 2.3.2 Tính chất hóa học chitosan 2.3.3 Tính chất sinh học chitosan 10 2.3.4 Đặc tính kháng vi sinh vật chitosan 10 2.4 Giới thiệu chung nano bạc 14 2.4.1 Giới thiệu công nghệ nano 14 2.4.2 Tính chất lý học hạt nano bạc 16 2.4.3 Tính kháng khuẩn nano bạc 19 2.4.4 Ứng dụng nano bạc sống 23 2.5 Giới thiệu vi khuẩn sử dụng nghiên cứu 24 2.5.1 Khái quát chung 24 2.5.2 Sơ lược vi khuẩn Staphylococcus aureus 25 2.5.3 Sơ lược vi khuẩn Bacillus cereus 28 2.6 Một số hoạt chất có hoạt tính kháng vi sinh vật 30 2.7 Tình hình nghiên cứu nước 33 e vii 2.7.1.Tình hình nghiên cứu nước 33 2.7.2.TÌnh hình nghiên cứu giới 34 Phần 3: ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 36 3.1 Vâ ̣t liê ̣u nghiên cứu 36 3.1.1 Chủng vi sinh vật thí nghiệm 36 3.1.2 Hóa chất sử dụng 36 3.1.3 Môi trường nuôi cấy vi khuẩn 36 3.1.4 Dụng cụ, thiết bị 37 3.4 Phương pháp nghiên cứu 37 3.4.1 Chuẩn bị vi khuẩn 37 3.4.2 Phương pháp bố trí thí nghiệm 39 3.4.3 Phương pháp bảo quản giống vi sinh vật 43 Phần 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 44 4.1 Xác định số đặc điểm vi khuẩn nghiên cứu 44 4.2 Xác định trình đối kháng nano bạc vi khuẩn Gram dương 45 4.3 Xác định trình đối kháng chitosan vi khuẩn Gram dương 46 4.4 Xác định trình đối kháng chitosan - nano bạc vi khuẩn Gram dương 48 4.4.1 Xác định trình đối kháng chitosan - nano bạc vi khuẩn Staphylococcus aureus 48 4.4.2 Xác định trình đối kháng chitosan – nano bạc vi khuẩn Bacillus cereus 50 Phần 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 52 5.1 Kết luận 52 5.2 Kiến nghi 52 ̣ TÀI LIỆU THAM KHẢO 53 e Phần MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề Theo thống kê Cục An tồn Thực phẩm – Bộ Y tế, hàng năm, có hàng chục nghìn ca ngộ độc từ sản phẩm thực phẩm, cụ thể: năm 2008 có 41843 ca ngộ độc; năm 2009 có 40432; năm 2010 có 24407 ca; năm 2011 có 38915 ca; từ tháng – tháng năm 2012 có 12248 ca ngộ độc thực phẩm (website Cục an toàn thực phẩm, tháng năm 2013) Nguyên nhân vi sinh vật, độc tố tự nhiên hóa chất Thực trạng sản xuất, bán hàng thao tác không hợp vệ sinh, bổ sung phụ gia hóa học khơng phép q liều dẫn đến mối lo sức khỏe người tiêu dùng bị ảnh hưởng lâu dài tích tụ chất độc hại từ thức ăn Vì vậy, việc nghiên cứu biện pháp nhằm đảm bảo chất lượng vệ sinh an toàn thực phẩm, kéo dài thời gian bảo quản phù hợp với người tiêu dùng Việt Nam cần thiết có sở Hợp chất kháng vi sinh vật từ phế liệu tôm Chitosan sản xuất từ chitin - polymer hữu phổ biến thứ hai tự nhiên sau cellulose, tạo trung bình 20g/năm/m2 bề mặt trái đất Trong tự nhiên chitin tồn động vật thực vật (Chang W T cs, 2007) [22] Trong loại thủy sản đặc biệt vỏ tôm, cua, ghẹ, mai mực, hàm lượng chitin chiếm cao từ 14 - 35% so với trọng lượng khô (Synowiecki J.Z N.A AlKhateeb, 2003) [52] Vì vỏ tơm, cua, ghẹ, mai mực nguồn nguyên liệu để sản xuất chitin-chitosan dẫn xuất chúng Chitosan biết đến chất kháng vi sinh vật, có tác dụng ức chế hoạt động số vi khuẩn gram dương, gram âm, nấm men nấm mốc Việc ứng dụng chitosan bảo quản thực phẩm Việt nam nghiên cứu bước đầu ứng dụng chủ yếu tạo màng bao bảo quản hoa tươi Chế phẩm chitosan phối chế số phụ liệu khác nghiên cứu ứng dụng chế biến e