Nghiên cứu thành phần và hoạt tính sinh học của các hợp chất trong hành tím ( alluum ascalonicum) trước và sau lên men

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐINH QUANG ANH TUẤN NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN VÀ HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA CÁC HỢP CHẤT TRONG HÀNH TÍM (Allium ascalonicum) TRƯỚC VÀ SAU LÊN MEN Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Mã chuyên ngành: 60540101 LUẬN VĂN THẠC SĨ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, NĂM 2019 Cơng trình hồn thành Trường Đại học Cơng nghiệp TP Hồ Chí Minh Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Đàm Sao Mai TS Nguyễn Ngọc Tuấn Người phản biện 1: Người phản biện 2: Luận văn thạc sĩ bảo vệ Hội đồng chấm bảo vệ Luận văn thạc sĩ Trường Đại học Công nghiệp thành phố Hồ Chí Minh ngày tháng năm Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị Hội đồng chấm bảo vệ luận văn thạc sĩ) CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG VIỆN TRƯỞNG VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ THỰC PHẨM BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: ĐINH QUANG ANH TUẤN MSHV: 16003521 Ngày, tháng, năm sinh: 12/07/1993 Nơi sinh: Tp Hồ Chí Minh Chuyên ngành: Công Nghệ Thực Phẩm Mã chuyên ngành: 60540101 I TÊN ĐỀ TÀI: Nghiên cứu thành phần hoạt tính sinh học hợp chất hành tím (Allium ascalonicum) trước sau lên men NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Xác định thành phần hành tím trước sau lên men Xác định hoạt tính sinh học hợp chất hành tím trước sau lên men II NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: theo định số 1838/QĐ-ĐHCN việc giao đề tài cử người hướng dẫn luận văn thạc sĩ Hiệu trưởng Trường Đại học Cơng nghiệp Tp Hồ Chí Minh ngày 28/08/2018 III NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 28/02/2019 IV NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS Đàm Sao Mai & TS Nguyễn Ngọc Tuấn Tp Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 20 … NGƯỜI HƯỚNG DẪN Người HD1 CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO Người HD2 VIỆN TRƯỞNG VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ THỰC PHẨM LỜI CẢM ƠN Trong thời gian học tập thực luận văn tốt nghiệp, nhận nhiều giúp đỡ từ quý Thầy Cô Viện công nghệ Sinh học Thực phẩm, gia đình bạn bè Đầu tiên, tơi xin bày tỏ lịng kính trọng biết ơn tới PGS.TS Đàm Sao Mai TS Nguyễn Ngọc Tuấn tận tình, trực tiếp hướng dẫn giúp đỡ tơi hồn thành luận văn tốt nghiệp Tôi muốn gửi lời cảm ơn đến q Thầy Cơ phịng thí nghiệm – Viện công nghệ Sinh học Thực phẩm tạo điều kiện giúp đỡ, hướng dẫn suốt thời gian thực nghiên cứu Tôi xin gửi lời chúc sức khỏe thành công đến quý Thầy Cô i TĨM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ Mục đích nghiên cứu xác định thành phần hoạt tính sinh học hợp chất hành tím (Allium ascalonicum) trước sau lên men tự nhiên Việc phân tích hàm lượng quercetin tự hành tím lên men cho thấy mức độ cao nhiều, lượng quercetin glucosides bị giảm so với hành tím chưa lên men Bên cạnh 𝛾- glutamylcystein bị thủy phân enzyme thành isoalliin allyl disulfe khác.Nghiên cứu phân lập xác định hợp chất quercetin, quercitrin quercetin 3-O-[-L-rhamnopyranosyl-(1→6)]--Dglucopyranoside có phân đoạn ethyl acetate hành tím lên men Đối với hành tím ban đầu hoạt tính chống oxi hóa cao phân đoạn ethyl acetate (62,32% ± 2,5), hoạt tính kháng khuẩn phát phân đoạn cao hexan cao ethyl acetate, hoạt tính kháng u dịng HeLa cao phân đoạn cao hexan (67,49% ± 2,0) kháng u dòng Hep-G2 cao phân đoạn chloroform (34,59% ± 3,6) Ở hành tím lên men hoạt tính chống oxi hóa cao phân đoạn ethyl acetate (58,69% ± 1,4), bên canh hoạt tính phân đoạn cao hexan tăng mạnh, hoạt tính kháng khuẩn cịn xuất phân đoạn cao hexan, hoạt tính kháng u dòng HeLa cao phân đoạn cao hexan (53,04% ± 1,2) kháng u dòng Hep-G2 cao chuyển sang phân đoạn nước (46,40% ± 1,1) Từ khóa: Allium ascalonicum; hành tím; hành tím lên men lactic; quercetin; isoalliin; antibacterial; antioxidant, antitumor; HeLa; Hep-G2 ii ABSTRACT The purpose of this study is to determine the composition and bioactivity of compounds in Allium ascalonicum before and after fermentation The content of free quercetin in fermented Allium ascalonicum is much higher and quercetin glucosides are lower than the original ones, besides, γ-glutamylcysteine is also hydrolyzed by enzymes to isoalliin and other allyl disulfe In addition, isolated and determined three compounds as quercetin, quercitrin and quercetin 3-O-[-L-rhamnopyranosyl(1→6)]--D-glucopyranoside in ethyl acetate fraction og fermented shallot In Allium ascalonicum, the highest antioxidant activity was in ethyl acetate fraction (62.32% ± 2.5), antibacterial activity was detected in hexane and ethyl acetate, the highest in antitumor activity for HeLa cell line was hexane fraction (67.49% ± 2.0) and the antitumor for Hep-G2 cell line were highest in the chloroform segment (34.59% ± 3.6) In fermented shallot, the highest antioxidant activity was still in the ethyl acetate fraction (58.69% ± 1.4) besides that the activity of the hexane fraction increased sharply, the antibacterial activity only appeared in the hexane fraction, the highest antitumor activity for HeLa was still in the hexane fraction (53.04% ± 1.2) and the highest antitumor activity for Hep-G2 was transferred to the water fraction (46.40% ± 1.1) Key word: Allium ascalonicum; shallot; lactic fermented shallot; quercetin; isoalliin; antibacterial; antioxidant, antitumor; HeLa; Hep-G2 iii LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu bản thân Các kết quả nghiên cứu kết luận luận văn trung thực, không chép từ mợt nguồn hình thức Việc tham khảo nguồn tài liệu (nếu có) thực trích dẫn ghi nguồn tài liệu tham khảo quy định Học viên Đinh Quang Anh Tuấn iv MỤC LỤC MỤC LỤC v DANH MỤC HÌNH ẢNH viii DANH MỤC BẢNG BIỂU x DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT xi MỞ ĐẦU .1 Đặt vấn đề Mục tiêu nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu .2 Cách tiếp cận phương pháp nghiên cứu Ý nghĩa thực tiễn đề tài TỔNG QUAN VỀ LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU .3 1.1 Tổng quan hành tím .3 1.1.1 Hành tím 1.1.2 Thành phần hóa học hành tím 1.1.2.1 Flavonoid glycoside chúng 1.1.2.2 Các hợp chất có chứa lưu huỳnh 1.1.2.3 Steroid saponin Anthocyanin 13 1.1.2.4 Một số hợp chất khác .18 1.1.3 1.2 Hoạt tính sinh học hành tím 20 1.1.3.1 Khả tác đợng lên đường huyết chống oxy hóa 20 1.1.3.2 Khả bảo vệ gan 20 1.1.3.3 Khả chống tăng mỡ máu .21 1.1.3.4 Khả chống ung thư 22 1.1.3.5 Khả kháng khuẩn 23 1.1.3.6 Một số tác dụng khác .24 Tổng quan hành tím lên men lactic .25 1.2.1 Lên men lactic .25 1.2.1.1 Lịch sử hình thành phát triển 25 v 1.2.1.2 Quá trình lên men lactic rau củ quả .26 1.2.2 Thành phần hóa học hành tím lên men lactic 28 1.2.3 Hoạt tính sinh học hành tím lên men lactic 29 1.3 1.2.3.1 Khả chống oxi hóa .29 1.2.3.2 Khả chống vi sinh vật 30 1.2.3.3 Khả kháng u 30 1.2.3.4 Mợt số hoạt tính khác .30 Tình hình nghiên cứu nước 31 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP 32 2.1 Vật liệu nghiên cứu 32 2.1.1 Nguyên liệu 32 2.1.2 Thiết bị hóa chất .32 2.2 Phương pháp thí nghiệm 33 2.2.1 Phân tích thành phần nguyên liệu ban đầu (hành tươi) 33 2.2.2 Lên men 33 2.2.3 Ngâm chiết kiệt .33 2.2.4 Chiết lỏng-lỏng .34 2.2.5 Sắc ký cột 34 2.2.6 Sắc ký bản mỏng 34 2.2.7 Phân tích LC-MS 35 2.2.8 Phân tích NMR .35 2.2.9 Xác định hoạt tính 36 2.3 2.2.9.1 Hoạt tính chống oxi hóa 36 2.2.9.2 Hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định 37 2.2.9.3 Hoạt tính gây độc ức chế tăng sinh tế bào (kháng u) 38 Tiến hành thực nghiệm 39 2.3.1 Quy trình lên men hành tím 39 2.3.2 Quy trình ngâm chiết kiệt .41 2.3.3 Quy trình bố trí thí nghiệm 43 2.3.3.1 Phân tích LC-MS 44 vi 2.3.3.2 Tách phân đoạn cao tổng .45 2.3.3.3 Phân lập xác định công thức cấu tạo một số hợp chất 46 2.3.3.4 Các thông số vật lý hợp chất A1, A2, A3 48 2.3.3.5 Xác định hoạt tính 48 KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 51 3.1 Thành phần nguyên liệu ban đầu 51 3.2 LC-MS 52 3.2.1 Flavonoid flavonoid glycoside 52 3.2.2 Các hợp chất có chứa lưu huỳnh 57 3.3 Phân lập hợp chất 63 3.3.1 Hợp chất A1 63 3.3.2 Hợp chất A2 67 3.3.3 Hợp chất A3 74 3.4 Xác định hoạt tính 78 3.4.1 Hoạt tính chống oxi hóa 78 3.4.2 Hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định 81 3.4.3 Hoạt tính gây đợc tế bào (kháng u) .82 3.4.3.1 Dòng tế bào HeLa 82 3.4.3.2 Dòng tế bào Hep-G2 84 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 87 Kết luận 87 Kiến nghị .87 TÀI LIỆU THAM KHẢO 89 PHỤ LỤC 102 LÝ LỊCH TRÍCH NGANG CỦA HỌC VIÊN .115 vii [163] Jian Zhang et al "Cytotoxic and apoptosis-inducing activity of C21 steroids from the roots of Cynanchum atratum," Steroids Vol 122, pp 1-8, 2017 [164] Jae Hyeok Lee et al "Phytochemical constituents from diodia teres," Archives of Pharmacal Research Vol 27, no 1, pp 40-43, 2004 [165] Sankhadip Bose et al “Quercitrin from Ixora coccinea Leaves and its Antioxidant Activity,” Journal of PharmaSciTech Vol 2, no 2, pp 72-74, 2013 [166] Biruk Sintayehu et al “Radical scavenging activities of the leaf extracts and a flavonoid glycoside isolated from Cineraria abyssinica Sch Bip Exa Rich,” Journal of Applied Pharmaceutical Science Vol 2, no 4, pp 44-49, 2012 [167] Dima Mnayer et al "Chemical Composition, Antibacterial and Antioxidant Activities of Six Essentials Oils from the Alliaceae Family," Molecules Vol 19, pp 20034-20053, 2014 [168] Jehan Bakht et al "Effect of different solvent extracted sample of Allium sativum (Linn) on bacteria and fungi," African Journal of Biotechnology Vol 10, no 31, pp 5910-5915, 2011 [169] M Shariful Islam et al "Cytotoxicity and Cancer (HeLa) Cell Killing Efficacy of Aqueous Garlic (Allium sativum) Extract," Journal of Scientific Research Vol 3, no 2, pp 375-382, 2011 101 PHỤ LỤC Kết thành phần nguyên liệu 102 Kết LC-MS Quercetin trước lên men: Spiraeoside Quercetin-7-glucoside trước lên men: Quercetin sau lên men: Spiraeoside Quercetin-7-glucoside sau lên men: 103 Isorhamnetin sau lên men: Kaempferol sau lên men: Isoalliin trước lên men: Methyl-1-propenyl disulfide Allyl methyl disulfide trước lên men: Diallyl disulfide trước lên men: 104 Isoalliin sau lên men: Methyl-1-propenyl disulfide Allyl methyl disulfide sau lên men: Diallyl disulfide sau lên men: 2-vinyl-4H-1,3-dithiine sau lên men: 𝜸-glutamyl-S-2-propenyl-cysteine sau lên men: 105 Kết hoạt tính chống oxi hóa 106 Kết hoạt tính kháng khuẩn 107 Kết hoạt tính kháng u 108 Kết NMR Phổ HMBC hợp chất A1 A1-DMSO-HMBC Phổ HMBC hợp chất A1 (phổ giãn) A1-DMSO-HMBC 109 Phổ HSQC hợp chất A1 A1-DMSO-HSQC Phổ HSQC hợp chất A1 (phổ giãn) A1-DMSO-HSQC 110 Phổ HSQC HMBC hợp chất A2 A2-CDC13&MeOD-HMBC A2-CDC13&MeOD-HSQC 111 Phổ COSY hợp chất A2 A2-CDC13&MeOD-COSYGP Hình chấm sắc kí mỏng 112 Hình ảnh hành tím ngun liệu hành tím lên men Hình ảnh hành tím lên men mẫu cao tổng 113 10 Hình ảnh quay phân đoạn cao 11 Hình ảnh chạy sắc kí cột 114 LÝ LỊCH TRÍCH NGANG CỦA HỌC VIÊN I LÝ LỊCH SƠ LƯỢC: Họ tên: ĐINH QUANG ANH TUẤN Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 12/07/1993 Nơi sinh: Tp Hồ Chí Minh Email: anhtuan12793@gmail.com Điện thoại: 0933149237 II QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: Năm 2011-2015 học trường đại học Công Nghiệp Tp.HCM, Viện Công nghệ Sinh học Thực phẩm, ngành Công Nghệ Thực phẩm III Q TRÌNH CƠNG TÁC CHUN MƠN: Thời gian Nơi cơng tác Công việc đảm nhiệm 2016-2018 Công ty Hanacos Vietnam Quản lý chất lượng 2018 - 03/2019 Công ty Nakayama Foods Quản lý chất lượng Tp HCM, ngày 28 tháng 08 Năm 2019 Người khai Đinh Quang Anh Tuấn 115 ... thành phần hoạt tính sinh học hợp chất hành tím (Allium ascalonicum) trước sau lên men NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Xác định thành phần hành tím trước sau lên men Xác định hoạt tính sinh học hợp chất hành. .. Tuy nhiên hợp chất hoạt tính có hành tím lên men lactic chưa nghiên cứu rộng rãi Do đề tài ? ?Nghiên cứu thay đổi thành phần hoạt tính sinh học hợp chất hành tím trước sau lên men. ” hình thành nhằm... phần mở đầu cho nghiên cứu chất có dược tính hành tím hành tím lên men Mục tiêu nghiên cứu - Xác định thành phần hóa học hành tím hành tím lên men - Xác định hoạt tính cao chiết từ hành tím hành