Ảnh hưởng của thời gian phản ứng, nồng độ chất bao và điều kiện lưu trữ đến khả năng kháng vi sinh vật của dung dịch nano đồng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM ẢNH HƯỞNG CỦA THỜI GIAN PHẢN ỨNG, NỒNG ĐỘ CHẤT BAO VÀ ĐIỀU KIỆN LƯU TRỮ ĐẾN KHẢ NĂNG KHÁNG VI SINH VẬT CỦA DUNG DỊCH NANO ĐỒNG GVHD: PGS.TS TRỊNH KHÁNH SƠN TS NGUYỄN VINH TIẾN SVTH: HỒ THỊ PHƯƠNG HẰNG NGUYỄN THỊ YẾN NHI S K L0 Tp Hồ Chí Minh, tháng 12/2021 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC VÀ THỰC PHẨM BỘ MƠN CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP MÃ SỐ 2021-17116169 ẢNH HƯỞNG CỦA THỜI GIAN PHẢN ỨNG, NỒNG ĐỘ CHẤT BAO VÀ ĐIỀU KIỆN LƯU TRỮ ĐẾN KHẢ NĂNG KHÁNG VI SINH VẬT CỦA DUNG DỊCH NANO ĐỒNG GVHD: PGS.TS TRỊNH KHÁNH SƠN TS NGUYỄN VINH TIẾN SVTH: HỒ THỊ PHƯƠNG HẰNG NGUYỄN THỊ YẾN NHI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH – 12/2021 MSSV:17116169 17116194 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC VÀ THỰC PHẨM BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: MSSV: Hồ Thị Phương Hằng 17116169 Nguyễn Thị Yến Nhi 17116194 Ngành: Cơng nghệ Thực phẩm Tên khóa luận: Ảnh hưởng thời gian phản ứng, nồng độ chất bao điều kiện lưu trữ đến khả kháng vi sinh vật dung dịch nano đồng Nhiệm vụ khóa luận: - Khảo sát ảnh hưởng thời gian phản ứng tổng hợp nano, nồng độ chất bao, thời gian điều kiện lưu trữ đến khả kháng Staphylococcus aureus; - Đánh giá kích thước, hình thái hạt nano; đánh giá tổn thương vi khuẩn sau xử lý với dung dịch nano đồng Ngày giao nhiệm vụ khóa luận: 22/01/2021 Ngày hồn thành khóa luận: 02/12/2021 Họ tên người hướng dẫn 1: PGS.TS Trịnh Khánh Sơn Phần hướng dẫn: tồn khóa luận Họ tên người hướng dẫn 2: TS Nguyễn Vinh Tiến Phần hướng dẫn: toàn khóa luận Nội dung yêu cầu khóa luận tốt nghiệp thông qua Trưởng Bộ môn Công nghệ Thực phẩm Tp.HCM, ngày Trưởng Bộ môn tháng năm 2021 Người hướng dẫn LỜI CẢM ƠN Để hồn thành khóa luận tốt nghiệp này, xin gửi lời cảm ơn đến Khoa Công nghệ Hóa học Thực Phẩm, Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật thành phố Hồ Chí Minh tạo điều kiện thiết bị, sở vật chất giúp chúng tơi hồn thành khóa luận Đặc biệt, chúng tơi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy PGS TS Trịnh Khánh Sơn TS Nguyễn Vinh Tiến – người thầy tận tình hướng dẫn, hổ trợ, truyền dạy kinh nghiệm, kiến thức giúp hồn thành khóa luận tốt nghiệp Cảm ơn anh chị sinh viên khóa 2014 bạn sinh viên khóa 2017 hỗ trợ chúng tơi q trình thực nghiên cứu Với điều kiện kinh nghiệm cịn hạn chế, q trình thực khóa luận khơng tránh khỏi thiếu sót Chúng tơi mong nhận quan tâm, đóng góp ý kiến thầy cô để báo cáo chúng tơi hồn thiện Nhóm chúng tơi xin chân thành cảm ơn i LỜI CAM ĐOAN Chúng xin cam đoan tồn nội dung trình bày khóa luận tốt nghiệp chúng tơi, gồm giáo viên hướng dẫn sinh viên, thực Các nội dung nghiên cứu thực dựa yêu cầu, thiết kế, hướng dẫn xác nhận kết giáo viên hướng dẫn Toàn nội dung khóa luận tốt nghiệp kiểm tra chống đạo văn phần mềm Turnitin đảm bảo trùng lắp không 30% Chúng xin cam đoan nội dung tham khảo khóa luận tốt nghiệp trích dẫn xác đầy đủ theo qui định Ngày tháng Ký tên ii năm 2021 MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i LỜI CAM ĐOAN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC HÌNH v DANH MỤC BẢNG vii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT viii TÓM TẮT KHÓA LUẬN ix CHƯƠNG MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục tiêu khóa luận 1.3 Giới hạn phạm vi nghiên cứu đề tài 1.4 Nội dung nghiên cứu 1.5 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài 1.6 Bố cục báo cáo CHƯƠNG TỔNG QUAN 2.1 Tổng quan công nghệ nano 2.1.1 Khái niệm công nghệ nano 2.1.2 Phân loại vật liệu nano 2.1.3 Ứng dụng công nghệ nano thực phẩm 2.2 Tổng quan nano đồng 10 2.2.1 Giới thiệu nano đồng 10 2.2.2 Các phương pháp tổng hợp nano đồng 12 2.2.3 Cơ chế kháng khuẩn hạt nano 14 2.2.4 Độc tính nano lên thể người 16 2.3 Chất bao 18 2.4 Chất khử (glucose) 21 2.5 Staphylococcus aureus 22 CHƯƠNG NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 24 iii 3.1 Vật liệu 24 3.2 Phương pháp nghiên cứu 25 3.2.1 Sơ đồ nghiên cứu 25 3.2.2 Phương pháp tổng hợp CuNPs 26 3.2.3 Đánh giá khả kháng khuẩn dung dịch CuNPs 26 3.2.4 Xác định đặc tính nano đồng dịch nano 27 3.2.5 Xác định hình thái tổn thương vi khuẩn trước sau xử lý nano 29 3.2.6 Phương pháp xử lí số liệu 29 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 30 4.1 Ảnh hưởng thời gian phản ứng tổng hợp nano đến khả kháng khuẩn dung dịch nano 30 4.2 Ảnh hưởng nồng độ chất bao (PVA) đến khả kháng khuẩn dung dịch nano 39 4.3 Ảnh hưởng thời gian lưu trữ đến khả kháng khuẩn dung dịch nano 45 4.4 Ảnh hưởng nồng độ chế phẩm nano đến khả kháng khuẩn 52 4.5 Đánh giá tổn thương tế bào vi khuẩn sau bị xử lý với dung dịch nano 52 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 55 TÀI LIỆU THAM KHẢO 57 PHỤ LỤC 70 iv DANH MỤC HÌNH Hình Các nhóm vật liệu nano (Anu Mary Ealias cộng sự, 2017) Hình 2 Phân loại phương pháp tổng hợp nano đồng 12 Hình Phương pháp Top-down Bottom-up 13 Hình Cơ chế kháng vi sinh vật nano oxide kim loại (Jagadeeshan cộng sự, 2019) 15 Hình Cấu tạo hạt nano với chất bao (Javed cộng sự, 2020) 19 Hình Phân loại chất bao dựa vào cấu trúc phân tử ( Zhiqiang Niu cộng sự, 2013) 20 Hình Sự tổng hợp công thức cấu tạo PVA (R Singh cộng sự, 2021) 20 Hình Công thức cấu tạo D- glucose 21 Hình Sơ đồ tiến hành thực nghiên cứu 25 Hình Hai giai đoạn phản ứng khử, tổng hợp Cu2O (Nguyen cộng sự, 2020) 30 Hình Màu sắc dung dịch CuNPs thời gian phản ứng khác 30 Hình Phổ UV-vis hỗn hợp nano đồng theo thời gian phản ứng 31 Hình 4 Khuẩn lạc vi khuẩn sau 24 trãi đĩa 32 Hình Khả kháng Staphylococcus aureus dung dịch nano theo thời gian phản ứng 33 Hình Đồ thị XRD mẫu t90 (a), t150 (b) t180 (c) 34 Hình Phân bố kích thước CuNPs (từ 200 hạt từ ảnh SEM) mẫu t90 (a), t150 (b) t180 (c) 36 Hình Ảnh chụp SEM mẫu bột nano t90, t150 t180 37 Hình Khối bát diện cắt góc (b, c, d) lập phương cắt góc (e) kiểu hình thái trung gian khối bát diện (a) khối lập phương (f) (L Yang cộng sự, 2016) 38 Hình 10 Khả kháng S aureus theo nồng độ PVA (M) khác 40 Hình 11 Đồ thị XRD mẫu PVA_0,20 (a), PVA_0,35 (b) PVA_0,50 (c) 41 Hình 12 Ảnh chụp SEM mẫu PVA_0,20 (a), PVA_0,35 (b) PVA_0,50 (b) 43 Hình 13 Khả kháng S aureus dung dịch nano theo thời gian lưu trữ 46 Hình 14 Sơ đồ XRD mẫu 0h (a), 24h (b) 48h (c) 47 Hình 15 Phân bố kích thước hạt mẫu 0h (a), 24h (b) 48h (c) 48 v Hình 16 Hình ảnh SEM mẫu 0h (a), 24h (b) 48h (c) 49 Hình 17 Biểu đồ phân bố kích thước hạt 0h, 24h 48h 50 Hình 18 Biểu đồ Zeta mẫu 0h, 24h, 48h 51 Hình 19 Khả kháng khuẩn chế phẩm nano theo nồng độ nano 52 Hình 20 Đĩa thạch chứa vi sinh vật xử lý với dung dịch đối chứng (a) với chế phẩm nano (b) 53 Hình 21 Ảnh chụp SEM tế bào S.aureus trước (a) sau xử lý với nano (b, c, d) 54 vi DANH MỤC BẢNG Bảng Quy ước mã hóa mẫu nano đồng (I) oxide nghiên cứu 24 Bảng Các nồng độ nano dùng để đánh giá khả kháng khuẩn 27 Bảng Số liệu thống kê khả kháng Staphylococcus aureus dung dịch nano theo thời gian phản ứng 33 Bảng Kích thước hạt nano (từ hình ảnh SEM) mẫu t90, t150 t180 35 Bảng Kết thống kê khả kháng S aureus theo nồng độ PVA (M) khác 40 Bảng 4 Kết thống kê kích thước hạt nano (từ hình ảnh SEM) mẫu (PVA_0,20), (PVA_0,35) (PVA_0,50) 42 Bảng Thời gian điều kiện lưu trữ dung dịch nano 45 Bảng Kết thống kê khả kháng S aureus dung dịch nano có thời gian lưu trữ khác 45 Bảng Kết thống kê kích thước hạt nano (từ hình ảnh SEM) mẫu 0h, 24h 48h 48 vii Phụ lục 13 Hình chụp SEM mẫu 48h 82