Báo cáo thực hành thiết bị tuần 9,10

Tổng quan về các hợp chất polyphenol và một số polyphenol trong vỏ Măng cụt..32.2.1.. Đặc biệt, trong Măng cụt còn chứarất nhiều chất chống oxy hóa giúp giảm tốc độ lão hoá, căng mịn da

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA KHOA HỌC SINH HỌC

BÁO CÁO THỰC HÀNH

THIẾT BỊ VÀ KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ SINH HỌC

Ngành học Chuyên ngành Nhóm thực hiện Niên khóa

: CÔNG NGHỆ SINH HỌC : CÔNG NGHỆ SINH HỌC : NHÓM 1

: 2021 – 2025

TP Thủ Đức, 11/2023

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA KHOA HỌC SINH HỌC

BÁO CÁO THỰC HÀNH

THIẾT BỊ VÀ KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ SINH HỌC

ĐỖ NGỌC BẢO CHÂN NGÔ NGỌC HẢI

PHẠM THỊ MỸ HẠNH

LÊ HOÀNG PHÚC

TP Thủ Đức, 11/2023

MỤC LỤC

Trang

MỤC LỤC i

DANH SÁCH CÁC BẢNG iii

DANH SÁCH CÁC HÌNH iv

CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục tiêu nghiên cứu 1

1.3 Nội dung thực hiện 1

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2

2.1 Giới thiệu về cây Măng cụt và vỏ Măng cụt 2

2.1.1 Giới thiệu chung về Măng cụt 2

2.1.2 Thành phần hóa học của vỏ Măng cụt 2

2.1.3 Ứng dụng của vỏ Măng cụt 3

2.2 Tổng quan về các hợp chất polyphenol và một số polyphenol trong vỏ Măng cụt 3

2.2.1 Định nghĩa về các hợp chất polyphenol 3

2.2.2 Polyphenol trong vỏ Măng cụt 3

2.2.3 Tác dụng tốt của polyphenol 4

2.3 Tổng quan quang phổ và bước sóng nhìn thấy 5

2.4 Hệ thống quang phổ hấp thu phân tử UV – Vis 6

CHƯƠNG 3 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP 7

3.1 Thời gian và địa điểm nghiên cứu 7

3.2 Vật liệu 7

3.2.1 Đối tượng nghiên cứu 7

3.2.2 Thiết bị và dụng cụ 7

3.2.3 Hóa chất sử dụng trong nghiên cứu 7

3.3 Phương pháp nghiên cứu 7

3.4 Phương pháp xử lí số liệu 7

CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ VÀ KẾT LUẬN 10

4.1 Kết quả hàm lượng polyphenol 10

4.2 Kết luận 11

TÀI LIỆU THAM KHẢO 12

DANH SÁCH CÁC BẢNG

Bảng 4.1 Độ hấp thu của dịch chiết vỏ Măng cụt ở 715 nm 10 Bảng 4.2 Hàm lượng polyphenol tổng trong dịch chiết vỏ Măng cụt sau khi pha loãng

11

DANH SÁCH CÁC HÌNH

Hình 2.1 Bước sóng (nanometers) 5

Hình 2.2 Vùng sóng của phổ phân tử UV - VIS 6

Hình 3.1 Dịch chiết vỏ Măng cụt 8

Hình 3.2 Đường chuẩn gallic acid 9

Hình 4.1 Đường chuẩn gallic acid 10

CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU

1.1 Đặt vấn đề

Quá trình sản xuất và tích lũy quá mức các gốc tự do trong cơ thể là nguyên nhân chính dẫn đến lão hóa và các bệnh thoái hóa như bệnh đái tháo đường, ung thư, xơ vữa động mạch, bệnh tim mạch và các biến chứng nguy hiểm khác Ngoài ra, các chất kháng oxy hóa tổng hợp được sử dụng rộng rãi hiện nay trong các ngành công nghiệp thực phẩm như butylated hydroxyanisol và butylated hydroxytoluen Các hợp chất này

đã được chứng minh là có hại cho sức khỏe do độc tính tiềm tàng và là các tác nhân gây ung thư Do đó, ngày càng có nhiều mối quan tâm đối với việc tìm kiếm các hợp chất kháng oxy hóa có nguồn gốc tự nhiên như nhóm polyphenol và flavonoid, là thành phần dinh dưỡng quan trọng nhất trong thực vật và có khả năng kháng oxy hóa cao, có mặt trong tất cả các bộ phận của cây

Vỏ Măng cụt chứa một lượng lớn chất phytonutrients như xanthone, polyphenol, quinones Những hoạt chất này rất quan trọng giúp hỗ trợ tổng hợp DNA, chữa lành vết thương, miễn dịch và truyền tín hiệu thần kinh Đặc biệt, trong Măng cụt còn chứa rất nhiều chất chống oxy hóa giúp giảm tốc độ lão hoá, căng mịn da nhờ vào hàm lượng flavonoid và polyphenol trong Măng cụt tương đối lớn, chính vì thế chiết xuất Măng cụt thường được ứng dụng với mục đích chính là làm đẹp Nó có thể được sử dụng trực tiếp hoặc làm nguyên liệu sản xuất các sản phẩm mỹ phẩm

1.2 Mục tiêu nghiên cứu

Đánh giá hàm lượng polyphenol trong mẫu chiếc xuất Măng cụt bằng kỹ thuật quang phổ hấp thu phân tử UV - VIS

1.3 Nội dung thực hiện

Nội dung 1: ly trích các hợp chất polyphenol trong vỏ Măng cụt

Nội dung 2: xác định hàm lượng polyphenol tổng số bằng phương pháp quang phổ hấp thu phân tử

1

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1 Giới thiệu về cây Măng cụt và vỏ Măng cụt

2.1.1 Giới thiệu chung về Măng cụt

Cây Măng cụt (Garcinia mangostana L.) là một loài cây nhiệt đới thuộc họ Bứa

(Clusiaceae) Măng cụt hiện được trồng rộng rãi ở vùng Nam Bộ Việt Nam và được trồng ở một số nước khác như Philippin, Indonesia và Malaysia

Măng cụt là loại cây lâu năm, cao trung bình 7 – 12 m nhưng cũng có thể cao đến

20 - 25m Thân có vỏ màu nâu đen sậm, có nhựa màu vàng Lá Măng cụt dày, dai và cứng, bóng, mọc đối, màu lục sẫm Mặt trên của lá có màu sậm hơn mặt dưới, hình thuôn dài 15 – 25 cm, rộng 6 - 11cm, cuống dài 1 – 2 cm Quả có hình cầu tròn, đường kính khoảng 4 – 7 cm, chia làm 2 phần chính là vỏ quả và thịt quả, phía dưới có lá đài, phía đỉnh có đầu nhuỵ Mỗi quả có khối lượng trung bình 60 – 80 g

Vỏ Măng cụt chiếm phần lớn khối lượng của quả và là thành phần được nghiên cứu nhiều nhất nhờ chứa các hợp chất có tính ứng dụng cao trong nhiều ngành công nghiệp như công nghiệp dệt, mỹ phẩm, y học và sinh học Vỏ quả Măng cụt (Pericarpium Garciniae mangostanae) được lấy ở những quả già đã chín, dùng tươi hoặc phơi khô

Bột vỏ Măng cụt có màu nâu, không mùi, vị hơi chát Vỏ Măng cụt bao gồm nhiều tế bào mô cứng từ 2 – 3 tế bào riêng lẻ hay dính nhau có hình dạng và kích thước thay đổi, vách rất dày, ống trao đổi rõ Mảnh mô mềm gồm các tế bào hình đa giác, có thể có chứa hạt tinh bột Hạt tinh bột hình cầu có kích thước 5 – 10 µm, nằm riêng lẻ hay tụ lại thành đám Mảnh mạch gồm mạch xoắn và mạch vạch Khối nhựa

có màu vàng, vàng nâu, cam

2.1.2 Thành phần hóa học của vỏ Măng cụt

Vỏ quả Măng cụt có chứa từ 3,2% tanin (S Melia và ctv, 2019) Măng cụt là nguồn cung cấp xanthones dồi dào Đây là một loại hợp chất polyphenolic với hệ thống vòng thơm ba vòng đặc trưng, có hàm lượng 37,5 mg/g (S Melia và ctv, 2019) Trong số khoảng 40 loại xanthone có trong vỏ quả, 2 loại có giá trị nhất là α – mangostin chiếm 24,68% (Trang và ctv, 2023) và γ – mangostin chiếm 3,95% (Trang

2

và ctv, 2023) Chúng có tinh thể hình phiến nhỏ, màu vàng tươi, không vị, tan trong rượu, ether và chất kiềm, không tan trong nước

2.1.3 Ứng dụng của vỏ Măng cụt

Ở Việt Nam, vỏ quả Măng cụt được dùng để điều trị tiêu chảy, ngộ độc thức ăn

và vàng da Hiện nay, Bộ Y tế đã cho phép sử dụng hoạt chất xanthone chiết xuất từ vỏ Măng cụt vào sản xuất thuốc chữa bệnh tiêu chảy, bệnh lỵ

2.2 Tổng quan về các hợp chất polyphenol và một số polyphenol trong vỏ Măng cụt

2.2.1 Định nghĩa về các hợp chất polyphenol

Polyphenol hay phenolic là các hợp chất tự nhiên được tìm thấy chủ yếu trong trái cây, rau, ngũ cốc và đồ uống Các hợp chất này là chất chuyển hóa thứ cấp của thực vật, tham gia vào việc bảo vệ và chống lại bức xạ cực tím hoặc sự xâm nhập của mầm bệnh Ở một số loại rau củ, chúng cũng có thể góp phần tạo ra vị đắng, vị chát Các nhà nghiên cứu đã khám phá ra rằng các phân tử này là chất chống oxy hóa rất tốt

và có thể vô hiệu hóa phản ứng không mong muốn của các loại oxygen/nitrogen được tạo ra như sản phẩm phụ trong quá trình trao đổi chất trong cơ thể Các nghiên cứu dịch tễ học đã cho biết rằng polyphenol cung cấp sự bảo vệ đáng kể chống lại sự phát triển của một số bệnh mãn tính như: bệnh tim mạch (CVD), ung thư, tiểu đường, nhiễm trùng, lão hóa, hen suyễn (Li và ctv, 2014)

Polyphenol là một nhóm hệ thống phenolic đặc trưng bởi ít nhất hai vòng phenyl

và một hoặc nhiều nhóm thế hydroxyl hơn (Rajeev và ctv, 2019) Chúng đại diện cho một nhóm lớn gồm ít nhất 10.000 các hợp chất khác nhau có chứa một hoặc nhiều nhóm hydroxyl (OH) gắn trực tiếp vào vòng benzen (Li và ctv, 2014) Dựa trên số lượng vòng phenol và các thành phần liên kết các vòng, polyphenol được chia thành bốn loại: phenolic acids, flavonoids, stilbenes và lignans (Pandey và ctv, 2009)

2.2.2 Polyphenol trong vỏ Măng cụt

Trong vỏ Măng cụt có chứa một lượng lớn polyphenol có hàm lượng là 195,05

mg GAE/g (Thắm và ctv, 2023) Polyphenol trong vỏ măng cụt rất đa dạng, phong phú Với mục tiêu tách chiết polyphenol để ứng dụng làm phụ gia thực phẩm, các nhóm hợp chất đáng chú ý là xanthone với khả năng kháng khuẩn, chống oxi hóa mạnh mẽ có tiềm năng sử dụng làm chất bảo quản, anthocyanin với khả năng tạo màu

3

tốt có tiềm năng sử dụng làm chất màu thực phẩm và tannin với khả năng kết tủa protein, có tiềm năng sử dụng làm chất trợ lắng

2.2.3 Tác dụng tốt của polyphenol

Hầu hết các polyphenol hoạt động như chất chống oxy hóa trong cơ thể, có nghĩa

là chúng có thể chống lại tác hại của môi trường như tổn thương do tia cực tím và ô nhiễm Polyphenol đã được chứng minh là chất chống oxy hóa mạnh có thể vô hiệu hóa các gốc tự do bằng cách cho đi một electron hoặc nguyên tử hydro (Rice-Evans và ctv, 1996) Nhóm 3-hydroxy trong flavonol được coi là quan trọng trong các hoạt động chống oxy hóa Polyphenol ngăn chặn sự hình thành các gốc tự do, do đó làm giảm tốc

độ oxy hóa bằng cách ức chế sự hình thành hoặc vô hiệu hóa các loài hoạt động và tiền chất của các gốc tự do Polyphenol đóng vai trò là chất loại bỏ gốc tự do trực tiếp của các phản ứng chuỗi peroxide hóa lipid (chất phá vỡ chuỗi) Những chất phá vỡ chuỗi cho một electron cho gốc tự do, vô hiệu hóa các gốc và bản thân chúng trở thành các gốc ổn định (Guo và ctv, 2009)

Tiêu thụ polyphenol giúp hạn chế tỷ lệ mắc bệnh tim mạch vành (Renaud và ctv, 1992) Polyphenol là chất ức chế mạnh quá trình oxy hóa LDL và loại oxy hóa này được coi là cơ chế chính trong sự phát triển của chứng xơ vữa động mạch Các cơ chế khác mà polyphenol có thể bảo vệ chống lại các bệnh tim mạch là tác dụng chống oxy hóa, chống tiểu cầu, chống viêm cũng như tăng HDL và cải thiện chức năng nội mô (Aviram và ctv, 2000)

Tác dụng của polyphenol đối với các dòng tế bào ung thư ở người thường có tác dụng bảo vệ và làm giảm số lượng khối u hoặc sự phát triển của chúng Những tác động này đã được quan sát thấy ở nhiều vị trí khác nhau, bao gồm miệng, dạ dày, tá tràng, đại tràng, gan, phổi, tuyến vú hoặc da Nhiều polyphenol, chẳng hạn như quercetin, catechin, isoflavone, lignan, flavanone, axit ellagic, polyphenol rượu vang

đỏ, resveratrol và curcumin đã được thử nghiệm; tất cả chúng đều cho thấy tác dụng bảo vệ ở một số mô hình mặc dù cơ chế hoạt động của chúng được phát hiện là khác nhau (Johnson và ctv, 1994)

Polyphenol có thể ảnh hưởng đến đường huyết thông qua các cơ chế khác nhau, bao gồm ức chế sự hấp thụ glucose trong ruột hoặc sự hấp thu của nó bởi các mô ngoại biên Tác dụng hạ đường huyết của anthocyanin diacetyl hóa ở liều lượng 10 mg/kg

4

trong khẩu phần ăn đã được quan sát thấy với maltose như một nguồn glucose, nhưng không thấy với sucrose hoặc glucose (Matsui và ctv, 2002)

Polyphenol cũng có lợi trong việc cải thiện những tác động bất lợi của quá trình lão hóa lên hệ thần kinh hoặc não Tầm quan trọng tối cao đối với sự liên quan của polyphenol thực phẩm trong việc bảo vệ não lão hóa là khả năng của các hợp chất này vượt qua hàng rào máu não (BBB), hàng rào kiểm soát chặt chẽ dòng chất chuyển hóa

và chất dinh dưỡng cũng như thuốc vào não (Harikumar và ctv, 2008)

2.3 Tổng quan quang phổ và bước sóng nhìn thấy

Quang phổ là các vạch tối hoặc sáng (trong một quang phổ liên tục và đồng dạng) do sự phát xạ hoặc hấp thụ ánh sáng trong một dải tần hẹp, so với các tần số lân cận Quang phổ chứa các vạch quang phổ được gọi là quang phổ vạch

Quang phổ ánh sáng khả kiến là một phần quang phổ điện từ mà mắt người có thể nhìn thấy được Đơn giản hơn, dải bước sóng này được gọi là ánh sáng khả kiến Thông thường, mắt người có thể phát hiện được bước sóng từ 380 đến 700 nm

Tất cả bức xạ điện từ đều là ánh sáng, chỉ có thể nhìn thấy một phần nhỏ của bức

xạ này – phần được gọi là ánh sáng khả kiến Các tế bào hình nón trong mắt đóng vai trò là bộ thu điều chỉnh các bước sóng trong dải quang phổ hẹp Các phần khác của quang phổ có bước sóng quá lớn hoặc quá nhỏ và tràn đầy năng lượng so với những hạn chế sinh học trong nhận thức Khi toàn bộ quang phổ của ánh sáng nhìn thấy truyền qua lăng kính, các bước sóng sẽ tách thành các màu của cầu vồng vì mỗi màu là một bước sóng khác nhau Màu tím có bước sóng ngắn nhất, khoảng 380 nm, và màu

đỏ có bước sóng dài nhất, khoảng 700 nm

5

Hình 2.1 Bước sóng (nanometers).

Nguồn: Internet

2.4 Hệ thống quang phổ hấp thu phân tử UV – Vis

Quang phổ hấp thu phân tử UV - VIS là phổ đám (phổ băng) có các cực đại và cực tiểu của phổ nằm ở những bước sóng xác định tùy thuộc vào cấu trúc và loại liên kết trong phân tử hay nhóm nguyên tử Vùng sóng của phổ phân tử UV - VIS từ 200 –

800 nm

6

Hình 2.2 Vùng sóng của phổ phân tử UV – VIS.

Nguồn: Internet

CHƯƠNG 3 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP

3.1 Thời gian và địa điểm nghiên cứu

Thời gian thực hiện nghiên cứu từ ngày 03/11/2023 đến ngày 17/11/2023

Địa điểm được thực hiện tại phòng chuẩn bị mẫu (RIBE 304) Viện nghiên cứu Công nghệ Sinh học và Môi trường, Trường Đại học Nông Lâm Thành phố Hồ Chí Minh

3.2 Vật liệu

3.2.1 Đối tượng nghiên cứu

Bột vỏ Măng cụt trong phòng chuẩn bị mẫu (RIBE 304) Viện nghiên cứu Công nghệ Sinh học và Môi trường, Trường Đại học Nông Lâm Thành phố Hồ Chí Minh

3.2.2 Thiết bị và dụng cụ

Thiết bị: cân phân tích, hệ thống quang phổ hấp thụ phân tử, bể siêu âm

Dụng cụ: bình định mức các loại (10, 20, 50 mL), ống nghiệm, micro pipet các loại (100 L và 1000 L), đầu tip, cốc thủy tinh, pipet pasteur thủy tinh, phễu thủy tinh, giấy lọc, bình tia

3.2.3 Hóa chất sử dụng trong nghiên cứu

Gallic acid, Sodium carbonate, Ethanol, Folin-ciocalteu, mẫu bột vỏ Măng cụt

3.3 Phương pháp nghiên cứu

Định lượng hợp chất polyphenol bằng kỹ thuật quang phổ hấp thu phân tử UV -Vis

3.4 Phương pháp xử lí số liệu

Chuẩn bị dịch chiết: cân 0,5g mẫu bột vỏ Măng cụt hòa với 30 mL dung môi ethanol 50% (cas#64-17-5, Trung Quốc) với tỉ lệ nguyên liệu và dung môi là 1:10, tiến hành ly trích có sự hỗ trợ sóng siêu âm 2 lần trong 10 phút Mẫu dịch chiết sẽ được lọc qua giấy lọc để thu lại dịch chiết Dịch chiết được định mức đến thể tích là 50 mL

7

Hàm lượng polyphenol tổng số bằng phương pháp quang phổ hấp thu phân tử được xác định dựa trên phản ứng với thuốc thử Folin-Ciocalteu Hút 0,1 mL dịch chiết thu được từ quá trình trên, thêm 0,1 mL thuốc thử Folin-Ciocalteu (cas#1090010100, Đức) để yên trong 5 phút Thêm 0,3 mL Na2CO3 20% (cas#497-19-8, Trung Quốc) lắc đều và định mức đến vạch 5 mL bằng nước cất Để yên trong 60 phút rồi tiến hành đem đo mẫu ở bước sóng 715 nm Mẫu đối chứng được thực hiện như quy trình trên nhưng thay dịch chiết bằng nước cất

Chất chuẩn được sử dụng là gallic acid (cas#149-91-7, Đức) với dãy nồng độ từ

50 - 300 mg/L Các mẫu chuẩn sẽ được tiến hành tương tự như quy trình trên Từ mối tương quan giữa nồng độ gallic acid và độ hấp thu đo ở bước sóng 715 nm được xây dựng thành đồ thị chuẩn Hàm lượng polyphenol tổng số được tính theo công thức: W=C(mg/L)× F ×V (mL) m(g)

Trong đó:

W: hàm lượng polyphenol trong mẫu (mg/kg)

C: nồng độ của mẫu (mg/L)

V: thể tích dịch chiết mẫu (mL)

m: khối lượng mẫu (g)

F: hệ số pha loãng (để đảm bảo mẫu nằm trong đường chuẩn, pha loãng khi hệ số hấp thu lớn hơn so với đường chuẩn, cao hơn điểm cao nhất của đường chuẩn, trong trường hợp không pha loãng F=1)

8

Hình 3.1 Dịch chiết

vỏ Măng cụt