Khóa luận tốt nghiệp nghiên cứu sử dụng dịch chiết vỏ sầu riêng làm tác nhân khử để chế tạo nano selenium và đánh giá hoạt tính kháng khuẩn

BỘ CÔNG THƯƠNGTRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌCBỘ MÔN HỮU CƠ – DẦU KHÍ ---o0o---KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆPNGHIÊN CỨU SỬ DỤNG DỊCH CHIẾT VỎ SẦU RIÊNG LÀM TÁC NH

Trang 1

BỘ CÔNG THƯƠNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC

BỘ MÔN HỮU CƠ – DẦU KHÍ

-o0o -KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG DỊCH CHIẾT VỎ SẦU RIÊNG LÀM TÁC NHÂN KHỬ ĐỂ CHẾ TẠO NANO SELENIUM VÀ

ĐÁNH GIÁ HOẠT TÍNH KHÁNG KHUẨN

Trang 2

BỘ CÔNG THƯƠNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC

-o0o -KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG DỊCH CHIẾT VỎ SẦU RIÊNG LÀM TÁC NHÂN KHỬ ĐỂ CHẾ TẠO NANO SELENIUM VÀ

ĐÁNH GIÁ HOẠT TÍNH KHÁNG KHUẨN

Trang 3

PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN

Họ và tên sinh viên: Phan Nhật Tuấn Chữ ký: ………

Ngành: Hữu cơ – Dầu khí

I Tên đề tài: Nghiên cứu sử dụng dịch chiết vỏ sầu riêng làm tác nhân khử để chế tạo nano selenium và đánh giá hoạt tính kháng khuẩn

II Nhiệm vụ (nội dung yêu cầu):

- Xác định hàm lượng đường và polyphenol tổng trong thành phần dịch chiết vỏ quả sầu riêng.

- Khảo sát ảnh hưởng các yếu tố (nhiệt độ, thời gian, nồng độ Se , tỉ lệ dung4+ dịch Se /dịch chiết vỏ quả sầu riêng) đến quá trình tổng hợp nano selenium4+ bằng phương pháp thủy nhiệt sử dụng dịch chiết vỏ sầu riêng làm tác nhân khử Từ đó đưa ra điều kiện tổng hợp tốt nhất.

- Nghiên cứu các tính chất hóa lý của mẫu nano selenium đã được điều chế: hình thái, kích thước hạt (SEM và TEM), thành phần pha (XRD), thành phần và sự phân bố nguyên tố (EDS mapping, EDX spectrum).

- Đánh giá hoạt tính kháng khuẩn methicillin-resistant Staphylococcus aureus

(Ký và ghi rõ họ tên) (Ký và ghi rõ họ tên)

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC

Trang 4

PHIẾU THEO DÕI TIẾN ĐỘ THỰC HIỆN KHÓA LUẬN

Sinh viên thực hiện: Phan Nhật Tuấn MSSV: 2004190147 Cán bộ hướng dẫn: TS Nguyễn Trí

Tên đề tài: Nghiên cứu sử dụng dịch chiết vỏ sầu riêng làm tác nhân khử để chế tạo nano selenium và đánh giá hoạt tính kháng khuẩn

Khảo sát ảnh hưởng các yếu tố (nhiệt độ, thời gian, nồng độ Se , tỉ lệ thể tích dung4+ dịch chiết vỏ sầu riêng/thể tích acid

Đánh giá hoạt tính kháng khuẩn methicillin - resistant Staphylococcus aureus.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP HỒ CHÍ MINH KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC

BỘ MÔN CÔNG NGHỆ HỮU CƠ

Trang 5

NHẬT XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

Trang 6

NHẬT XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN

Trang 7

Trường Đại học Công nghiệp Thực phẩm Tp.HCM Khoa Công nghệ Hóa học

GVHD: ThS Bùi Thu Hà CBHD: TS Nguyễn Trí

LỜI CẢM ƠN

Đầu tiên, em xin chân thành cảm ơn ThS Bùi Thu Hà và TS Nguyễn Trí đã hướng dẫn em một cách tận tình và đã truyền đạt cho em không chỉ là kiến thức chuyên môn mà còn các kinh nghiệm sống quý báu, giúp em hoàn thiện hơn bản thân mình.

Tiếp đến, em xin gửi lời cảm ơn đến Ban lãnh đạo Viện Công nghệ Hóa học đã cho em cơ hội được thực hiện khóa luận tại đây Bên cạnh đó, em cũng xin cảm ơn Quý Thầy Cô, các anh chị và bạn bè cùng làm việc tại Phòng Dầu khí – Xúc tác thuộc Viện Công nghệ Hóa học, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã nhiệt tình giúp đỡ em trong suốt thời gian hoàn thành khóa luận.

Khóa luận của em còn những hạn chế và những thiếu sót, em xin lắng nghe và tiếp thu những ý kiến của Quý Thầy Cô phản biện để em có thể hoàn thiện chỉnh sửa khóa luận.

Em xin chân thành cảm ơn!

Phan Nhật Tuấn

i

Trang 8

1.2 Cơ sở công nghệ nano 4

1.2.1 Hoạt tính kháng khuẩn của nano selenium 6

1.2.2 Cơ chế kháng khuẩn của nano selenium 8

1.2.3 Ứng dụng của nano selenium 8

1.2.4 Các nguyên tắc tổng hợp nano selenium 11

1.3 Tổng hợp nano selenium từ phương pháp hóa học xanh 13

1.4 Cây sầu riêng 15

1.5 Vi khuẩn 16

1.5.1 Sơ lược về vi khuẩn 16

1.5.2 Vi khuẩn được khảo sát trong bài luận 16

1.6 Cơ sở các phương pháp phân tích các tính chất hóa – lý của vật liệu SeNPs 17

1.6.1 Phương pháp phổ tử ngoại khả kiến 17

1.6.2 Phân tích nhiễu xạ tia X 19

ii

Trang 9

1.6.3 Phương pháp kính hiển vi điện tử truyền qua phân giải cao 20

1.6.4 Phương pháp phổ hồng ngoại biển đổi Fourier 20

1.6.5 Phân tích phổ tán xạ năng lượng tia X 21

1.6.6 Phân tích ảnh hiển vi điện tử quét 22

CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM 23

2.1 Trích ly thu dịch chiết từ vỏ sầu riêng và xác định hàm lượng đường và polyphenol tổng 23

2.1.1 Sơ đồ quy trình thực hiện 23

2.1.2 Chuẩn bị dịch chiết vỏ sầu riêng 24

2.1.3 Xác định đường tổng có trong dịch chiết sầu riêng 26

2.2 Quy trình tổng hợp nano selenium 26

2.2.1 Khảo sát ảnh hưởng của thời gian 28

2.2.2 Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ 28

2.2.3 Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ Vdc/VSe 28

2.2.4 Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ acid selenous 29

2.3 Phân tích tính chất hóa lý 29

2.3.1 Phân tích phổ khả kiến UV Vis 29

2.3.2 Phân tích phổ hồng ngoại FT-IR 30

2.3.3 Phân tích nhiễu xạ tia X 30

2.3.4 Phân tích phổ tán xạ năng lượng tia X (EDS) 30

2.3.5 Phân tích kính hiển vi điện tử có độ phân giải cao (HRTEM) 30

2.4 Đánh giá hoạt tính kháng khuẩn 30

2.4.1 Xác định hoạt tính kháng khuẩn bằng phương pháp đo đường kính vòng kháng khuẩn 31

2.4.2 Xác định hoạt tính kháng khuẩn bằng phương pháp đo nồng độ ức chế tối thiểu (MIC) 32

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 33

3.1 Hàm lượng đường và polyphenol tổng 33

3.1.1 Hàm lượng đường tổng có trong vỏ sầu riêng 33

iii

Trang 10

3.2 Điều kiện tổng hợp, các tính chất và hoạt tính kháng khuẩn của SeNPs 35

3.2.1 Điều kiện tổng hợp 35

3.2.1.1 Khảo sát ảnh hưởng của thời gian tổng hợp 36

3.2.1.2 Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ thể tích dịch chiết/ thể tích acid selenous (Vdc/ Vse) 38

3.2.1.3 Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ tổng hợp 39

3.2.1.4 Ảnh hưởng của nồng độ acid selenous 40

3.2.2 Các tính chất lý hóa của mẫu SeNPs được tổng hợp ở điều kiện tốt nhất 41

3.2.2.1 Phổ hồng ngoại (FT-IR) 41

3.2.2.2 Giản đồ nhiễu xạ tia X (XRD) 42

3.2.2.3 Hình thái bề mặt và sự phân bố kích thước hạt 44

3.2.2.4 Thế zeta của dung dịch nano selenium 45

3.2.2.5 Phổ tán sắc năng lượng tia X 47

3.2.3 Hoạt tính kháng khuẩn của nano selenium 48

3.2.3.1 Hoạt tính kháng khuẩn được xác định bằng phương pháp đo đường kính vòng kháng khuẩn 48

3.2.3.2 Hoạt tính kháng khuẩn được xác định bằng phương pháp nồng độ ức chế tối thiểu (MIC) 49

CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 52

4.1 Kết luận 52

4.2 Kiến nghị 52

TÀI LIỆU KHAM KHẢO 53

iv

Trang 49

Môi trường thử nghiệm: Môi trường MHA (Mueller-Hilton Agar) Môi trường tăng sinh vi khuẩn: Môi trường NB (Nutrient Broth) Dụng cụ và thiết bị:

Dụng cụ: Đĩa petri, que cấy, đèn cồn, nhiệt kế….

Thiết bị: Cân phân tích, nồi hấp tiệt trùng, tủ cấy, tủ ấm, máy đo pH, máy lắc Vật liệu thử nghiệm: Tiến hành thí nghiệm trên loại vi khuẩn MRSA Thử nghiệm trên năm mẫu dung dịch nano selenium từ quá trình tổng hợp dung dịch acid selenous sử dụng dịch chiết vỏ sầu riêng làm tác nhân khử với kiện tốt nhất.

Tiến hành thí nghiệm: Trải dung dịch chứa vi khuẩn mỗi loại và môi trường MHA vào đĩa petri 60 mm Sau khi môi trường đông lại, tạo 4 giếng trên đĩa có đường kính là 6 mm sau đó lần lượt cho dung dịch nano selenium vào 3 giếng, giếng còn lại dùng để đối chứng Chuyển các đĩa pectri vào tủ lạnh khoảng 4 đến 8 giờ Sau đó đem đi nuôi cấy ở nhiệt độ 37 C trong 16 đến 18 giờ Đọc kết quả và ghi nhận đường kínho vòng kháng khuẩn [9] Đường kính vòng kháng khuẩn cần xác định là kích thước vùng an toàn mà nano selenium tạo ra (vùng không có sự xuất hiện của vi khuẩn).

Nếu xung quanh lỗ thạch có vòng kháng khuẩn chứng tỏ dung dịch cần thử nghiệm có hoạt tính kháng khuẩn Dung dịch nano selenium cần thử hoạt tính được chuẩn bị ở các nồng độ khác nhau: đối chứng (gốc), pha loãng 2 lần, pha loãng 3 lần, pha loãng 4 lần, … và đánh số từ 1 đến 6 theo thứ tự Đường kính vòng kháng khuẩn được đo bằng đơn vị mm theo công thức:

D=D1−D2 (2.1)

khuẩn và đường kính lỗ thạch; D là đường kính lỗ thạch 2 Tính kháng khuẩn được biểu hiện như sau:

Đường kính vòng kháng khuẩn < 5 mm: tính kháng khuẩn yếu Đường kính vòng kháng khuẩn 5 – 10 mm: tính kháng khuẩn trung bình Đường kính vòng kháng khuẩn > 10 mm: tính kháng khuẩn mạnh.

31

Trang 50

2.4.2 Xác định hoạt tính kháng khuẩn bằng phương pháp đo nồng độ ức chế tối thiểu (MIC)

Tiến hành thí nghiệm: Dùng micropipet pha loãng mẫu theo dãy nồng độ thử và pha vào ống nghiệm chứa môi trường đã chuẩn bị sẵn Lắc đều để mẫu và dung dịch so sánh và hòa tan đều vào môi trường, sau đó cho dung dịch đã pha vào đĩa và tiến hành hút dịch vi khuẩn đã chuẩn bị cho vào ống nghiệm Nuôi cấy 37 C, sau 16o đến 18 giờ tiến hành xác định nồng độ ức chế tối thiểu [9].

Cách xác định nồng độ ức chế tối thiểu: Các mẫu pha loãng theo các nồng độ thấp dần (N, N/2, N/4, N/8, N/16, N/32,… Với N là nồng độ ban đầu của dung dịch nano selenium tổng hợp ở điều kiện tốt nhất) Nồng độ ức chế tối thiểu được tính ở ống nghiệm có nồng độ dung dịch nano selenium thấp nhất vẫn có thể ức chế được sự phát triển của vi khuẩn Các đĩa chứa nano selenium được pha loãng theo nồng độ khảo sát, sau đó chấm vi khuẩn vào, ở đĩa nào dung dịch nano selenium vẫn còn màu đỏ nhạt, không bị đục thì vi khuẩn đã bị tiêu diệt ở nồng độ đó, ngược lại ở những đĩa bị xám đục nghĩa là ở đó vi khuẩn đang phát triển [9].

32

Trang 51

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 3.1 Hàm lượng đường và polyphenol tổng trong vỏ sầu riêng 3.1.1 Hàm lượng đường tổng có trong vỏ sầu riêng

Trong bài khóa luận dịch chiết sầu riêng được trích ly ở nhiệt độ 70 ℃ với tỉ lệ bột vỏ sầu riêng và nước là 1/50, có nghĩa là 10,0 g vỏ sầu riêng xay nhỏ/500 mL nước đun trong 1 giờ Sau khi trích ly xong ta lọc được dịch chiết vỏ sầu riêng, kết quả hàm lượng đường glucoza tương ứng trong dịch chiết vỏ quả sầu riêng:

Bảng 3.1 Hàm lượng đường tổng trong dịch chiết vỏ quả sầu riêng

Từ kết quả chỉ tiêu kiểm nghiệm cho biết hàm lượng đường tổng trong dịch chiết sầu riêng quy về đường glucoza (bảng 3.1) ta có:

3.1.2 Hàm lượng polyphenol tổng có trong vỏ sầu riêng

Hàm lượng polyphenol tổng được xác định bằng phương pháp UV Vis dựa vào đường chuẩn acid gallic Kết quả đường chuẩn acid gallic được trình bày ở (bảng 3.2) và (hình 3.1).

33

Trang 52

Hình 3.2 Sơ đồ đường chuẩn acid gallic Bảng 3.1 Kết quả đường chuẩn acid gallic

Trang 53

Bảng 3.3 Kết quả nồng độ polyphenol trong dịch chiết

Kế thừa từ các nghiên cứu trước đây [13], trong quá trình tổng hợp SeNPs sử dụng nhiều dịch chiết khác nhau như vỏ cam xanh, nha đam, để làm tác nhân khử, nội dung khóa luận này sẽ sử dụng dịch chiết sầu riêng để làm tác nhân khử để tổng hợp nano selenium bằng phương pháp thủy nhiệt Ảnh hưởng của các điều kiện tổng hợp bao gồm: nồng độ acid selenous, tỉ lệ thể tích của dung dịch acid selenous/thể tích của dịch chiết sầu riêng và thời gian hình thành SeNPs cũng được khảo sát.

35

Trang 54

Hình 3.2 Phổ UV Vis của dịch chiết sầu riêng (Ext), dung dịch (Se ) và dung dịch4+ nano selenium.

Qua kết quả đo phổ UV Vis mẫu trắng của các dung dịch (dịch chiết sầu riêng, dung dịch (Se ) và nano selenium (SeNPs)) ở (hình 3.2), ta có thể xác định được đỉnh4+ hấp thu cực đại của 3 dung dịch trên điều nằm trong khoảng từ 200 đến 300 nm.

3.2.1.1 Khảo sát ảnh hưởng của thời gian tổng hợp

36

Trang 55

Hình 3.3 Phổ UV Vis của dung dịch nano selenium được tổng hợp ở các mốc thời gian khác nhau (V = 50 mL; Vtổngdc/VSe = 30/20; CSe = 120 mM; T = 120 oC)

Qua kết quả đo phổ UV Vis của dung dịch nano selenium tổng hợp ở các mốc thời gian khác nhau (hình 3.3), ta thấy các đỉnh hấp thu của dung dịch nằm trong bước sóng từ 200 đến 300 nm chứng tỏ đã có sự hình thành nano SeNPs Sự hình thành nano selenium tăng nhanh ở thời gian 2 giờ đến 3 giờ Trong thời gian từ 3 giờ đến 4 giờ, tốc độ hình thành SeNPs trong dung dịch tiếp tục tăng nhưng diễn ra chậm Đến 4 giờ, ta thấy đỉnh hấp thu của dung dịch nano selenium tổng hợp được cao nhất và rõ ràng nhất, chứng tỏ một điều rằng ở giai đoạn này sự hình thành nano selenium diễn ra mạnh mẽ nhất Để chứng minh điều trên là đúng ta tiếp tục khảo sát thử ở hai khoảng thời gian là 3 giờ và 4 giờ, cho thấy sự hình thành nano selenium ở khoảng thời gian 4 giờ so với thời gian 3 giờ có sự thay đổi rất ít từ đó rút ra kết luận chọn điều kiện thời gian tổng hợp tốt nhất là 3 giờ Mặc khác, lý do chọn thời gian 3 giờ thay vì 4 giờ là để giảm thiểu tiêu tốn năng lượng của thiết bị gia nhiệt và sự ảnh hưởng trực tiếp của nhiệt độ đối với nano selenium Từ đó tiết kiệm chi phí để tổng hợp ra nano selenium mà vẫn đem lại kết quả cao Sau khi chọn được thời gian tốt nhất là 3 giờ để tổng hợp nano selenium, ta tiến hành khảo sát các điều kiện của các yếu tố còn lại.

37

Trang 56

Qua kết quả đo phổ UV Vis của dung dịch nano selenium được tổng hợp ở các tỉ lệ Vdc/VSe khác nhau (hình 3.4), ta thấy đỉnh hấp thu của các dung dịch nằm trong khoảng bước sóng 200 – 300 nm Độ hấp thu của dung dịch nano selenium ở tỉ lệ 25/25 thấp hơn so với các tỉ lệ khác, điều đó chứng minh ở tỉ lệ 25/25 có sự hình thành các hạt nano selenium là rất ít Khi tăng tỉ lệ dịch chiết vỏ quả sầu riêng sự hình thành nano selenium diễn ra tốt hơn, ở tỉ lệ 30/20 và 35/15 cho thấy hai đỉnh có sự hình thành của nano selenium cao hơn Khi quan sát kỹ ta thấy đỉnh tỉ lệ 30/20 rõ ràng hơn tỉ lệ 35/15 điều đó khẳng định ở tỉ lệ 30/20 sự hình thành nano selenium là tốt nhất, nếu tiếp tục tăng tỉ lệ thể tích dịch chiết sầu riêng thì sự hình thành nano selenium sẽ bị giảm đi vì khi thành phần thể tích dịch chiết quá cao gây ra sự cản trở không gian làm giảm sự chuyển hóa từ Se thành Se , đồng thời khi tỉ lệ dịch chiết cao, thể tích4+0 dung dịch acid selenous tương ứng sẽ thấp dẫn đến không đủ lượng ion Se cho quá trình chuyển hóa từ Se thành Se làm ảnh hưởng đến hiệu suất tổng hợp nano4+0 selenium Còn khi tỉ lệ thể tích dịch chiết quá thấp dẫn đến không cung cấp đủ tác nhân khử cho quá trình hình thành nano selenium Điều đó cho thấy dịch chiết đóng vai trò rất quan trọng trong quá trình tổng hợp nano selenium Thông qua kết quả đo

38

Trang 57

phổ UV Vis ở trên (hình 3.4) giúp ta chứng minh dự đoán thứ hai về sự hình thành SeNPs ở tỉ lệ VSe/Vdc=20/30 là tốt nhất và làm điều kiện để tiếp tục khảo sát các yếu tố còn lại.

3.2.1.3 Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ tổng hợp

Hình 3.5 Phổ UV Vis của nano selenium được tổng hợp ở nhiệt độ khác nhau (Vtổng = 50 mL; C = 120 mM; t = 3 giờ, tỉ lệ VSe4+ dc/VSe= 30/20 (mL/mL) ) Qua kết quả đo phổ UV Vis nano selenium được tổng hợp ở nhiệt độ khác nhau (hình 3.5), cho thấy đỉnh hấp thu của các dung dịch nằm trong khoảng bước sóng 200 – 300 nm Độ hấp thu của dung dịch nano selenium ở nhiệt độ 100 ℃ thấp hơn so với các nhiệt độ khác, điều đó chứng minh ở nhiệt độ 100 ℃có sự hình thành các hạt nano selenium là rất ít Khi tăng nhiệt độ sự hình thành nano selenium diễn ra tốt hơn, ở nhiệt độ 110 ℃cho thấy đỉnh có sự hình thành của nano selenium cao hơn so với 2 nhiệt độ còn lại là 120℃ và 130℃ Khi quan sát kỹ ta thấy đỉnh nhiệt độ của 120 ℃và 130℃bắt đầu giảm điều đó khẳng định nhiệt độ có ảnh hưởng đến quá trình hình thành nano selenium, nếu tiếp tục tăng nhiệt độ thì sự hình thành nano selenium sẽ bị giảm đi vì khi nhiệt độ quá cao gây ra sự cản trở không gian làm giảm sự chuyển hóa từ Se thành Se , đồng thời khi nhiệt độ dưới 1104+0 ℃, không đủ nhiệt độ dẫn đến không đủ lượng ion Se cho quá trình chuyển hóa từ Se thành Se làm ảnh hưởng đến4+0 hiệu suất tổng hợp nano selenium Điều đó cho thấy nhiệt độ đóng vai trò rất quan

39

Định dạng
Số trang	75
Dung lượng	2,42 MB