Trích ly hoạt chất polysaccharide từ nấm linh chi bằng phương pháp enzyme có hỗ trợ siêu âm và khảo sát hoạt tính sinh học của cao trích

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TRẦN QUỐC HỊA TRÍCH LY HOẠT CHẤT POLYSACCHARIDE TỪ NẤM LINH CHI BẰNG PHƢƠNG PHÁP ENZYME CĨ HỖ TRỢ SIÊU ÂM VÀ KHẢO SÁT HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA CAO TRÍCH (Extraction of polysaccharides from Ganoderma lucidum by ultrasound- assisted enzymatic method and bioactivities examination of the extract) Chuyên ngành: KỸ THUẬT HÓA HỌC Mã số: 60520301 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, THÁNG 01 NĂM 2019 Cơng trình hồn thành tại: Trƣờng Đại Học Bách Khoa - ĐHQG - TP.HCM Cán hướng dẫn khoa học: TS Hoàng Minh Nam… …………………… (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị, chữ ký) Cán chấm nhận xét 1: …………………………… (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị, chữ ký) Cán chấm nhận xét 2: …………………………… (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị, chữ ký) Luận văn thạc sĩ bảo vệ Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM, ngày tháng năm 2019 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: GS TS Đống Thị Anh Đào – Chủ tịch TS Huỳnh Ngọc Oanh – Ủy viên phản biện PGS TS Phan Thị Phượng Trang – Ủy viên phản biện TS Nguyễn Quốc Thắng – Ủy viên TS Huỳnh Khánh Duy – Thư ký Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau luận văn sửa chữa (nếu có) CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG (Họ tên chữ ký) TRƢỞNG KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC (Họ tên chữ ký) ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ MSHV: 1670665 Nơi sinh: Tp Hồ Chí Minh Mã số: 60520301 Họ tên học viên: Trần Quốc Hòa Ngày, tháng, năm sinh: 08/02/1993 Chuyên ngành: Kỹ thuật Hóa học I TÊN ĐỀ TÀI: Tên tiếng Việt: Trích ly hoạt chất polysaccharide từ nấm linh chi phương pháp enzyme có hỗ trợ siêu âm khảo sát hoạt tính sinh học cao trích Tên tiếng Anh: Extraction of polysaccharides from Ganoderma lucidum by ultrasound-assisted enzymatic method and bioactivities examination of the extract II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: 2.1.Tổng quan Giới thiệu nấm linh chi, polysaccharide nấm linh chi, hoạt tính sinh học polysaccharide, phương pháp trích ly enzyme có hỗ trợ siêu âm 2.2.Thực nghiệm - Khảo sát điều kiện trích ly polysaccharide từ nấm linh chi phương pháp enzyme có hỗ trợ siêu âm - Khảo sát đặc tính hóa lý cao trích - Khảo sát hoạt tính kháng oxy hóa, kháng khuẩn cao trích III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 02/2018 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 12/2018 V CÁN BỘ HƢỚNG DẪN: TS HOÀNG MINH NAM Tp HCM, ngày … tháng… năm 2018 CÁN BỘ HƢỚNG DẪN (Họ tên chữ ký) PTN TĐ ĐHQG TP.HCM CNHH & DK (Họ tên chữ ký) TRƢỞNG KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC (Họ tên chữ ký) LỜI CẢM ƠN Đầu tiên, tác giả xin gửi lời cảm ơn đến gia đình người thân quan tâm, động viên tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả suốt thời gian thực luận văn Tác giả xin bày tỏ lịng biết ơn TS Hồng Minh Nam TS Nguyễn Hữu Hiếu, hai người Thầy hướng dẫn khoa học, định hướng nghiên cứu, tạo điều kiện thuận lợi để luận văn hoàn thành Xin chân thành cảm ơn nghiên cứu viên, học viên, sinh viên Phịng thí nghiệm Trọng điểm ĐHQG – HCM Cơng nghệ Hóa học & Dầu khí (CEPP), Trường Đại học Bách Khoa – ĐHQG TP HCM giúp đỡ tác giả suốt trình học tập thực luận văn Tác giả Trần Quốc Hòa i TÓM TẮT LUẬN VĂN Trong luận văn này, polysaccharide trích ly từ nấm linh chi phương pháp enzyme có hỗ trợ siêu âm Ảnh hưởng điều kiện trích ly như: thời gian, nhiệt độ, cơng suất siêu âm, pH đến hàm lượng polysaccharide khảo sát phương pháp luân phiên biến; ảnh hưởng đồng thời yếu tố khảo sát quy hoạch thực nghiệm theo mơ hình Box-Behnken Các phương pháp trích ly nước nóng trích ly có hỗ trợ enzyme thực để đối chứng so sánh Bề mặt nguyên liệu trước sau trích ly phân tích phương pháp kính hiển vi điện tử quét Đặc tính hóa lý cao trích khảo sát phương pháp: phổ hồng ngoại chuyển hóa Fourier, sắc ký thẩm thấu gel, phương pháp thử Brookfield Hoạt tính sinh học cao trích khảo sát thơng qua: khả kháng oxy hóa sử dụng phương pháp bắt gốc tự 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl lực khử kali ferricyanid; khả kháng khuẩn thử nghiệm phương pháp đo mật độ quang ba loại vi khuẩn Gram dương (Bacillus cereus, Bacillus subtilis, Staphylococcus aureus) ii ABSTRACT In this thesis, polysaccharides were extracted from Ganoderma lucidum by ultrasound-assisted enzymatic method The effect of extraction conditions (including time, temperature, ultrasonic power, and pH on the content of polysaccharides) were investigated by single factor experiments The simultaneous effect of these factors were investigated by the Box-Behnken design of response surface methodology Hot water extraction and enzyme-assisted extraction method were compared The surfaces of material before and after the extraction were investigated by scanning electron microscope The physical-chemical characteristics of Ganoderma lucidum polysaccharides were analyzed by Fourier transform infrared spectroscopy, gel permeation chromatography, and Brookfield method The bioactivities of the extract were investigated via: antioxidant activity by 2,2diphenyl-1-picrylhydrazyl radical scavenging capacity assay and potassium ferricyanide reducing power; and the antibacterial activity was tested against Grampositive (Bacillus cereus, Bacillus subtilis, and Staphylococcus aureus) bacteria by optical density iii LỜI CAM ĐOAN Tác giả xin cam đoan luận văn cơng trình nghiên cứu thực cá nhân tác giả thực hướng dẫn TS Hồng Minh Nam, Phịng TN Trọng điểm ĐHQG – HCM Cơng nghệ Hóa học Dầu khí (CEPP), Trường Đại học Bách Khoa – ĐHQG TP HCM Các số liệu, kết nghiên cứu, kết luận luận văn hoàn toàn trung thực, chưa cơng bố cơng trình khác trước Tác giả xin chịu trách nhiệm nghiên cứu Tác giả Trần Quốc Hịa iv MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i TÓM TẮT LUẬN VĂN ii ABSTRACT iii LỜI CAM ĐOAN iv MỤC LỤC v DANH MỤC HÌNH viii DANH MỤC BẢNG x DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT xi MỞ ĐẦU CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu nấm linh chi 1.1.1 Công dụng nấm linh chi 1.1.2 Thành phần nấm linh chi 1.2 Polysaccharide 1.2.1 Khái niệm 1.2.2 Polysaccharide nấm linh chi 1.3 Hoạt tính kháng oxy hóa polysaccharide 1.3.1 Sự tạo thành gốc tự tác hại thể sinh vật 1.3.2 Khả kháng oxy hóa polysaccharide 1.4 Hoạt tính kháng khuẩn polysaccharide 10 1.4.1 Khả kháng khuẩn polysaccharide 10 1.4.2 Sơ lược vi khuẩn 10 1.5 Phƣơng pháp trích ly enzyme có hỗ trợ siêu âm 13 1.5.1 Phương pháp trích ly có hỗ trợ enzyme 14 1.5.2 Phương pháp trích ly enzyme có hỗ trợ siêu âm 15 1.6 Tình hình nghiên cứu trong/ngồi nƣớc tính cấp thiết đề tài 17 1.6.1 Tình hình nghiên cứu trong/ngồi nước 17 1.6.2 Tính cấp thiết đề tài 19 1.7 Mục tiêu, nội dung, phƣơng pháp nghiên cứu 19 1.7.1 Mục tiêu nghiên cứu 19 v 1.7.2 Nội dung 20 1.7.3 Phương pháp nghiên cứu 20 CHƢƠNG 2: THỰC NGHIỆM 27 2.1 Nguyên liệu, hóa chất, dụng cụ, địa điểm thí nghiệm 27 2.1.1 Nguyên liệu 27 2.1.2 Hóa chất 27 2.1.3 Thiết bị dụng cụ 28 2.1.4 Địa điểm thí nghiệm 29 2.2 Thí nghiệm 29 2.2.1 Khảo sát ảnh hưởng yếu tố đến hàm lượng polysaccharide 30 2.2.2 Khảo sát ảnh hưởng đồng thời yếu tố đến hàm lượng polysaccharide33 2.2.3 Xác định hàm lượng polysaccharide 35 2.2.4 Phân tích cấu trúc nguyên liệu trích ly 35 2.2.5 Phân tích đặc tính hóa lý cao trích 36 2.2.6 Thử nghiệm hoạt tính kháng oxy hóa cao trích 36 2.2.7 Thử nghiệm hoạt tính kháng khuẩn cao trích 39 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN .40 3.1 Ảnh hƣởng yếu tố đến hàm lƣợng polysaccharide 40 3.1.1 Ảnh hưởng thời gian 40 3.1.2 Ảnh hưởng nhiệt độ 40 3.1.3 Ảnh hưởng công suất siêu âm 41 3.1.4 Ảnh hưởng pH 42 3.2 Ảnh hƣởng đồng thời yếu tố đến hàm lƣợng polysaccharide 43 3.2.1 Ảnh hưởng thời gian nhiệt độ 46 3.2.2 Ảnh hưởng công suất siêu âm thời gian 46 3.2.3 Ảnh hưởng pH thời gian 47 3.2.4 Ảnh hưởng nhiệt độ công suất siêu âm 48 3.2.5 Ảnh hưởng pH nhiệt độ 48 3.2.6 Ảnh hưởng pH công suất siêu âm 49 3.2.7 Điều kiện tối ưu cho q trình trích ly polysaccharide 49 3.2.8 So sánh hàm lượng polysaccharide phương pháp 50 3.2.9 Bề mặt nguyên liệu trước sau trích ly 51 vi 3.3 Đặc tính hóa lý cao trích 52 3.3.1 Phổ FTIR 52 3.3.2 Khối lượng phân tử 53 3.3.3 Độ nhớt 54 3.4 Hoạt tính sinh học cao trích 55 3.4.1 Hoạt tính kháng oxy hóa 55 3.4.2 Hoạt tính kháng khuẩn 57 CHƢƠNG 4: KẾT LUẬN 58 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC CƠNG TRÌNH CƠNG BỐ vii PHẦN LÝ LỊCH TRÍCH NGANG Họ tên: Trần Quốc Hòa Ngày, tháng, năm sinh: 08/02/1993 Nơi sinh: Tp.Hồ Chí Minh Địa liên lạc: Quận Phú Nhuận, Tp Hồ Chí Minh Q TRÌNH ĐÀO TẠO 2011 – 2015: Sinh viên Đại học Công Nghiệp thực phẩm TP HCM 2016 - 2019: Học viên cao học, Đại học Bách Khoa – ĐHQG TP HCM Q TRÌNH CƠNG TÁC ... nấm linh chi phƣơng pháp enzyme có hỗ trợ siêu âm khảo sát hoạt tính sinh học cao trích? ?? CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu nấm linh chi Nấm linh chi tên khoa học Ganoderma lucidum Nấm linh chi. .. sát điều kiện trích ly polysaccharide từ nấm linh chi phương pháp enzyme có hỗ trợ siêu âm - Khảo sát đặc tính hóa lý cao trích - Khảo sát hoạt tính kháng oxy hóa, kháng khuẩn cao trích III NGÀY... VỤ VÀ NỘI DUNG: 2.1.Tổng quan Giới thiệu nấm linh chi, polysaccharide nấm linh chi, hoạt tính sinh học polysaccharide, phương pháp trích ly enzyme có hỗ trợ siêu âm 2.2.Thực nghiệm - Khảo sát