(Luận văn thạc sĩ) xác định hiệu suất và cấu trúc của sulfate β glucan bán tổng hợp từ men bánh mì

LỜI CAM ĐOAN Để hồn thành luận văn này, tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu hướng dẫn, bảo Thầy hướng dẫn sử dụng tài liệu ghi mục tài liệu tham khảo, ngồi khơng sử dụng tài liệu khác mà không trích dẫn Các nghiên cứu chung nội dung dự án CNHD.DA.030/19-20: “Hồn thiện cơng nghệ bán tổng hợp β-glucan sulfate từ nấm men Saccharo-glucan sulfate từ nấm men Saccharo-glucan sulfate từ nấm men Saccharomyces cerevisiae làm nguyên liệu hỗ trợ điều trị ung thư”, Thầy hướng dẫn, chủ nhiệm dự án, cho phép sử dụng báo cáo luận văn, luận văn kết đào tạo dự án Các số liệu, kết trình bày luận văn trung thực chưa công bố luận văn trước Tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm với lời cam đoan Nha Trang, ngày tháng năm 2020 Học viên Bùi Trường Xuân LỜI CẢM ƠN Đầu tiên, xin gửi lời cảm ơn chân thành, sâu sắc đến thầy TS NCVC Nguyễn Duy Nhứt – Giám đốc trung tâm ứng dụng công nghệ – Viện Nghiên cứu ứng dụng công nghệ Nha Trang tận tình giúp đỡ, hướng dẫn tơi suốt q trình hồn thành luận văn Trong suốt thời gian học thực luận văn nhận quan tâm tạo điều kiện thuận lợi Ban lãnh đạo Viện Nghiên cứu ứng dụng công nghệ Nha Trang, Học viện Khoa học Công nghệ, Phịng Đào tạo, Khoa Hóa học, anh chị Trung tâm nghiên cứu tiên tiến sáng tạo Hịn Chồng tận tình hướng dẫn cho tơi thời gian qua Một lần xin cảm ơn Quý Thầy Cô giáo Viện Nghiên cứu ứng dụng công nghệ Nha Trang, Trường Đại học Nha Trang, Trường Đại học Khánh Hịa dạy dỗ nhiệt tình, tận tâm suốt mơn học Tơi tích lũy nhiều kiến thức, kinh nghiệm hay bổ ích Và cuối cùng, xin cảm ơn Ban giám hiệu trường THPTDL Lê Thánh Tôn Nha Trang, tạo điều kiện để tơi hồn thành khóa học Xin chân thành cảm ơn! Nha Trang, ngày tháng năm 2020 Học viên Bùi Trường Xuân DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT STT Chữ viết tắt Danh mục PS Polysaccharide DMSO Dimethyl sulfoxide CPC Cetylpyridinium Chloride [BMIM]Cl 1-Butyl-3-methylimidazolium chloride SG Sulfate β-glucan FT-IR Fourier Transform Infrared HSQC Heteronuclear Single Quantum Correlation kDa Kilodalton DMF Dimethylformamide 10 FDA Food and Drug Administration 11 DS Degree of Sulfation DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Các hợp chất có thành tế bào nấm men bánh mì 14 Bảng 1.2 Một số dạng β-glucan tinh chế từ tự nhiên 14 Bảng 1.3 Một số β-glucan có hoạt tính sinh học thường sử dụng .15 Bảng 1.4 Liều gây chết trung bình số dung môi 28 Bảng 2.1 Các hóa chất sử dụng luận văn 31 Bảng 2.2 Một số dụng cụ/thiết bị sử dụng luận văn 32 Bảng 3.1 Hàm lượng β-glucan mẫu kiểm 44 Bảng 3.2 Các đỉnh nhóm chức đặc trưng β-glucan .47 Bảng 3.3 Số liệu NMR β-glucan tách chiết 48 Bảng 3.4 Hàm lượng sulfate mẫu sulfate β-glucan thu 49 Bảng 3.5 Các đỉnh nhóm chức đặc trưng sulfate β-glucan .52 Bảng 3.6 Độ dịch chuyển carbon có nhóm sulfate 53 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 Tế bào nấm men Saccharomyces cerevisiae Hình 1.2 Cấu trúc -glucan thành tế bào nấm men 12 Hình 1.3 Cấu trúc natri sulfate β-1,3-glucan 18 Hình 2.1 Men bánh mì Saf-instant® đỏ .30 Hình 2.2 Qui trình điều chế sulfate β-glucan β-glucan từ men bánh mì 34 Hình 2.3 Cấu trúc đoạn mạch β-glucan phổ HSQC β-(1→3,1→6)glucan tương ứng theo DatainBrief 15(2017)382–388 39 Hình 2.4 Phổ FT-IR sulfate β-glucan 40 Hình 2.5 Phổ FT-IR sulfate β-glucan 41 Hình 2.6 Phổ CNMR sản phẩm sulfate hóa S-RVS3-II, glucan RVS3-II 41 Hình 3.1 Phổ hồng ngoại β-glucan chuẩn (A) .45 Hình 3.2 Phổ hồng ngoại β-glucan tách chiết (B) 46 Hình 3.3 Phổ HSQC β-glucan tách chiết .48 Hình 3.4 Phổ IR β-glucan (A) 51 Hình 3.5 Phổ IR sulfate β-glucan (C) 52 Hình 3.6 Phổ CNMR β-glucan (A) sulfate β-glucan (B) từ luận văn 53 Hình 3.7 Chuyển dịch tín hiệu cộng hưởng β-glucan sulfate hóa 54 MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 NẤM MEN BÁNH MÌ SACCHAROMYCES CEREVISIAE: 1.2 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ β-GLUCAN 11 1.3 CẤU TRÚC VÀ HOẠT TÍNH SULFATE β-GLUCAN: 17 1.3.1 Cấu trúc sulfate β-glucan 17 1.3.2 Hoạt tính sinh học sulfate -glucan 18 1.4 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU 23 1.4.1 Tình hình nghiên cứu ngồi nước 23 1.4.2 Tình hình nghiên cứu nước 25 1.5 MỤC TIÊU LUẬN VĂN 28 CHƯƠNG VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP 30 2.1 NGUYÊN LIỆU, DỤNG CỤ, HĨA CHẤT 30 2.1.1 Mơ tả nguồn gốc nguyên liệu 30 2.1.2 Hóa chất 31 2.1.3 Dụng cụ/thiết bị: 32 2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 32 2.2.1 Tách chiết chuẩn bị mẫu β-glucan từ men bánh mì 32 2.2.2 Sulfate hóa men bánh mì chuẩn bị mẫu sulfate β-glucan: 33 2.2.3 Phương pháp xác định hàm lượng sulfate sulfate βglucan 35 2.2.4 Phương pháp định lượng sulfate β-glucan: 35 2.2.5 Phương pháp định lượng β-glucan nấm men mẫu sản phẩm thu từ sulfate hóa nấm men 36 2.2.6 Xác định hiệu suất sulfate hóa -glucan từ men bánh mì 38 2.3 PHÂN TÍCH CẤU TRÚC SẢN PHẨM 39 2.3.1 Xác định β-glucan 39 2.2.2 Xác định cấu trúc sulfate β-glucan: 40 2.4 PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SỐ LIỆU 42 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 43 3.1 KẾT QUẢ TÁCH CHIẾT Β-LUCAN VÀ TỔNG HỢP SULFATE β-GLUCAN TỪ MEN BÁNH MÌ 43 3.1.1 Xác định β-glucan từ nấm men, β-glucan luận văn, sulfate βglucan 44 3.1.2 Xác định hiệu suất chuyển hóa β-glucan từ men bánh mì thành sulfate β-glucan: 49 3.2 XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC SẢN PHẨM SULFATE β-GLUCAN 49 3.2.1 Hàm lượng sulfate 49 3.2.2 Phổ IR sản phẩm sulfate β-glucan: 51 3.2.3 Phổ HSQC sản phẩm β-glucan sulfate từ luận văn 52 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 55 PHỤ LỤC LỜI NĨI ĐẦU Chuyển hóa glucan thành ngun liệu hỗ trợ điều trị ung thư tăng thêm khả đẩy lùi bệnh, tăng cường sức khỏe cho hàng trăm ngàn người cộng đồng người Việt Nam năm Do đó, năm 2017, Học Viện Khoa Học Công Nghệ thuộc Viện Hàn Lâm Khoa Học Công Nghệ Việt Nam phê duyệt đề tài: “Nghiên cứu qui trình cơng nghệ tổng hợp sulfate β-glucan sulfate từ nấm men Saccharo-glucan từ nấm men bánh mì nhằm tạo nguồn nguyên liệu hỗ trợ điều trị ung thư” [1] Trong báo cáo tổng hợp kết nghiên cứu đề tài vào năm 2019 có đưa qui trình cơng nghệ mới: “sulfate hóa trực tiếp men bánh mì để thu nhận sulfate β-glucan” Đây hướng nghiên cứu Hội đồng khoa học Học viện Khoa học Công nghệ nghiệm thu, nhiên số nội dung không thuộc yêu cầu nghiên cứu đề tài nên tác giả đưa ra, chưa làm rõ Trong có q trình phân tích xác định hiệu suất phân tích cấu trúc sản phẩm Nhằm mục đích sử dụng qui trình sulfate hóa trực tiếp men bánh mì để sản xuất sulfate β-glucan, đưa thị trường cần thiết phải xác định hiệu suất qui trình cấu trúc sản phẩm Từ đó, đồng ý phê duyệt Học viện Khoa học Công nghệ, tiến hành thực luận văn “Xác định hiệu suất cấu trúc sulfate β-glucan sulfate từ nấm men Saccharo-glucan bán tổng hợp từ men bánh mì” Trong luận văn, nhằm mục đích so sánh hàm lượng β-glucan men bánh mì hàm lượng β-glucan sản phẩm sulfate hóa để tính hiệu suất chuyển hóa β-glucan thành sulfate β-glucan, so sánh cấu trúc β-glucan tinh với cấu trúc sản phẩm sulfate β-glucan, để chứng tỏ xảy q trình sulfate hóa, tơi đồng thời thực qui trình Qui trình thứ nhất: tách chiết β-glucan tinh từ men bánh mì chất lỏng ion làm mẫu đối chứng trước sulfate hóa Qui trình thứ hai: sulfate hóa trực tiếp men bánh mì để thu nhận sulfate β-glucan Từ kết thực nghiệm thu từ hai qui trình nói tơi tiến hành phân tích sau: Phân tích xác định hàm lượng ββ-glucan sản phẩm tách chiết, sulfate sulfate ββ-glucan sản phẩm sulfate hóa trực tiếp để tính hiệu suất qui trình sulfate hóa trực tiếp men bánh mì thu nhận sulfate β-glucan Phân tích cấu trúc sản phẩm sulfate β-glucan thu từ qui trình