Phổ NMR của β-glucan sulfate từ luận văn:
So sánh phổ CNMR của sulfate β-glucan (SG) và β-glucan (GL) (hình 3.6) các peak phổ trước và sau khi sulfate hóa đã có sự dịch chuyển về phía trường thấp (downfield) tương tự như công bố của Tác giả Zhongwei Sun và các cộng sự trên công bố Carbohydrate Polymers 77 (2009) 628–633 [79].
Tuy nhiên, với rất nhiều peak phổ xen kẽ nhau rất khó phân biệt sự biến đổi của từng peak phổ sau khi sulfate hóa. Vì vậy, để tường minh hơn, chúng ta cần xem xét trên phổ 2 chiều, dựa vào sự tương tác C-H trên phổ HSQC để phân biệt và giải thích sự biến đổi này.
Hình 3.6. Phổ CNMR của β-glucan (A) và sulfate β-glucan (B) từ luận văn Chuyển dịch tín hiệu phổ HSQC của sản phẩm β-glucan sulfate và β- glucan được biểu diễn tại hình 3.7.
Ta có thể nhận thấy rất rõ tín hiệu dịch chuyển trên phổ CNMR, cũng như HNMR tương ứng. Tuy nhiên như đã phân tích, chỉ tín hiệu dịch chuyển thể hiện trên phổ HSQC mới có giá trị thực sự, cũng từ các kết quả đã nêu, nhóm sulfate đã có mặt ở vị trí C4 hoặc C2 của β-glucan. Ta không xem xét C3, C5 vì tại đó không có nhóm OH. Các tín hiệu rất nhỏ do chuyển dịch của C3 và C6 có thể do một phần rất nhỏ OH tại C6 đã sulfate hóa, và OH của C3 trong các phân tử glucose không liên kết tạo thành.
Bảng 3.6. Độ dịch chuyển của carbon có nhóm thế sulfate
Vị trí carbon β-glucan Vị trí carbon sulfate β-glucan
C4 68,22 ppm C4-S 73,33 ppm
Hình 3.7. Chuyển dịch tín hiệu cộng hưởng của β-glucan do sulfate hóa Kết luận:
Dựa vào các tín hiệu peak trong phổ HSQC có thể kết luận sản phẩm sulfate β-glucan thu được từ phương pháp bán tổng hợp trực tiếp từ men bánh mì của luận văn có cấu trúc mạch β-(1→3)-glucan và sulfate ở các vị trí C2 hoặc C4, trong đó vẫn còn vị trí C2 và C4 chưa có mặt nhóm thế sulfate. Tỉ lệ có mặt nhóm thế sulfate trong phân tử sulfate β-glucan là 5 gốc glucose có 2 gốc SO3Na.
CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận
Từ những kết quả nghiên cứu của đề tài luận văn tôi có thể đi đến những kết luận sau:
Đã thực hiện được mục tiêu thứ nhất:
- Bằng phương pháp sử dụng chất lỏng ion [BMIM]Cl đã tác chiết β- glucan tinh sạch với hiệu suất 141,6 gam/kg men thô.
- Bằng phương pháp sulfate hóa trực tiếp β-glucan trong men bánh mì sử dụng tác nhân Na2S2O7/DMSO (đun sôi ở 80oC trong 2 giờ) đã thu nhận sản phẩm sulfate β-glucan với hiệu suất 148,5 gam/kg men thô. Trong đó, hiệu suất sulfate hóa tính theo khối lượng là 85,05%; tính theo tỉ lệ mol là 5/2 (5 gốc glucose có 2 gốc –OH được thế bởi 2 nhóm –SO3Na). Hàm lượng β-glucan đạt 81,27%
Đã thực hiện được mục tiêu thứ hai:
- Dựa vào phổ FT-IR và HSQC đã xác nhận được sự có mặt của các nhóm chức sulfate trong sản phẩm sulfate β-glucan thu được qua các vân phổ 1134,78 cm-1 là dao động của nhóm S=O và 810,55 cm-1 là dao động của nhóm C-O-S trong nhóm thế ester sulfate C-O-SO3.
- Từ phổ HSQC đã chứng tỏ có nhóm sulfate đã được gắn vào vị trí C2 và C4 với tỉ lệ khoảng 5 gốc glucose sẽ có 2 gốc SO3Na. Như vậy sản phẩm thu được từ phương pháp sulfate hóa trực tiếp nấm men có chứa sulfate β- glucan.
Kiến nghị
Luận văn đã khảo sát được sự tạo thành sulfate β-glucan từ qui trình công nghệ sulfate hóa trực tiếp nấm men, đồng thời cũng xác định được hiệu suất chuyển hóa β-glucan thành sulfate β-glucan đạt trên 80%.
trình công nghệ có thể ứng dụng để sản xuất sản phẩm sulfate β-glucan thương mại.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Nhứt, N.D., 2019, Nghiên cứu qui trình công nghệ tổng hợp sulfate β- glucan từ men bánh mì nhằm tạo nguồn nguyên liệu hỗ trợ điều trị ung thư,VAST04.04/17-18. 54, pp. 11-12.
2. Van der Walt, J., 1970, The genus Saccharomyces (Meyen) Reess, The yeasts, a taxonomic study, pp. 555-718.
3. Phạm Quốc Khánh, T.H.T.D., Nguyễn Hoàng Khánh Ngọc., 2009, Ứng dụng vi sinh vật trong sản xuất bánh mì, báo cáo tổng kết đề tài 2009, Trường đại học Nông lâm TP.HCM, pp. 1-12.
4. Phẩm, L.Đ., 2009, Nấm men công nghiệp,NXB Khoa Học và Kỹ Thuật.
2, pp. 25-43.
5. SCIENCE, E.O.,2020, Yeast cells, SEM. SCIENCE PHOTO LIBRARY. 6. Bzducha-Wróbel, A., M. Kieliszek, and S. Błażejak, 2013, Chemical composition of the cell wall of probiotic and brewer’s yeast in response to cultivation medium with glycerol as a carbon source, European Food Research and Technology. 237(4), pp. 489-499.
7. Pillemer, L. and E. Ecker, 1941, Anti-complementary factor in fresh yeast, Journal of Biological Chemistry. 137, pp. 139-142.
8. Riggi, S. and N.R. Di Luzio, 1961, Identification of a reticuloendothelial stimulating agent in zymosan, American Journal of Physiology-Legacy Content. 200(2), pp. 297-300.
9. Chan, G., W. Chan, and D. Sze, 2009, The effects of beta-glucan on human immune and cancer cells, Journal of hematology & oncology. 2, pp. 1-25.
10. Aleem, E., 2013, β-Glucans and their applications in cancer therapy: focus on human studies, Anti-Cancer Agents in Medicinal Chemistry
11. Ohno, N., et al., 2000, Antitumor 1, 3-β-glucan from cultured fruit body of Sparassis crispa, Biological and Pharmaceutical Bulletin. 23(7), pp.
866-872.
12. Cường, P.V., 2005, Nghiên cứu xây dựng công nghệ sản xuất beta- glucan từ thành tế bào nấm men dùng trong công nghiệp thực phẩm, dược phẩm và mỹ phẩm, Báo cáo tổng hợp kết đề tài nghiên cứu khoa học và phát triển công nghệ. 04-28(Đề tài - Dự án), pp. 1-89.
13. Kwiatkowski, S. and S.E. Kwiatkowski, 2012, Yeast (Saccharomyces cerevisiae) glucan polysaccharides-occurrence, separation and application in food, feed and health industries, The complex world of polysaccharides, pp. 47-70.
14. Varelas, V., et al., 2016, An evaluation study of different methods for the production of β‐D‐glucan from yeast biomass, Drug testing and analysis. 8(1), pp. 46-55.
15. Many, J. and K. Vizhi, 2014, Analysis of different extraction methods on the yield and recovery of β-glucan from baker’s yeast (saccharomyces cerevisiae), Int J Innov Sci Eng Technol. 1(6), pp. 268-271.
16. Thammakiti, S., et al., 2004, Preparation of spent brewer's yeast β‐ glucans for potential applications in the food industry, International journal of food science & technology. 39(1), pp. 21-29.
17. Williams, D.L., et al., 1992, Development of a water-soluble, sulfated (1 → 3)-β-d-glucan biological response modifier derived from Saccharomyces cerevisiae, Carbohydrate Research. 235, pp. 247-257. 18. Pinto, M., et al., 2015, Valuation of brewers spent yeast polysaccharides:
A structural characterization approach,Carbohydrate polymers. 116, pp. 215-222.
19. Klis, F.M., et al., 2002, Dynamics of cell wall structure in Saccharomyces cerevisiae, FEMS Microbiol Rev. 26(3), pp. 239-256.
20. Kath, F. and W.-M. Kulicke, 1999, Mild enzymatic isolation of mannan and glucan from yeast Saccharomyces cerevisiae, Die Angewandte Makromolekulare Chemie. 268(1), pp. 59-68.
21. Lesage, G. and H. Bussey, 2006, Cell wall assembly in Saccharomyces cerevisiae, Microbiol. Mol. Biol. Rev. 70(2), pp. 317-343.
22. Kwiatkowski, S., et al., 2009, A study of Saccharomyces cerevisiae cell wall glucans,Journal of the Institute of Brewing. 115(2), pp. 151-158. 23. Kwiatkowski, S. and S. Edgar, 2012, Yeast (Saccharomyces cerevisiae)
Glucan Polysaccharides – Occurrence, Separation and Application in Food, Feed and Health Industries, The Complex World of Polysaccharides, pp. 24.
24. Kodama, N., K. Komuta, and H. Nanba, 2002, Can maitake MD-fraction aid cancer patients?,Alternative medicine review. 7(3), pp. 236-239. 25. Takita, M., et al., 1998, Successful treatment of hepatic metastasis of
gastric cancer with 5'-DFUR and Lentinan,Gan to kagaku ryoho. Cancer & chemotherapy. 25(1), pp. 129-133.
26. Zhang, L., et al., 2000, Solution properties of antitumor sulfated derivative of α-(1→ 3)-D-glucan from Ganoderma lucidum, Bioscience, biotechnology, and biochemistry. 64(10), pp. 2172-2178.
27. Fisher, M. and L.-X. Yang, 2002, Anticancer effects and mechanisms of polysaccharide-K (PSK): implications of cancer immunotherapy, Anticancer research. 22(3), pp. 1737-1754.
28. Xiao, G., et al., 2010, Activation of myeloid dendritic cells by deoxynucleic acids from Cordyceps sinensis via a Toll-like receptor 9- dependent pathway,Cellular immunology. 263(2), pp. 241-250.
29. Kim, S.P., et al., 2011, Composition and mechanism of antitumor effects of Hericium erinaceus mushroom extracts in tumor-bearing mice,
30. Inomata, T., et al., 1996, Immune reaction induced by X-rays and pions and its stimulation by schizophyllan (SPG),The British journal of cancer. Supplement. 27, pp. 122-132.
31. Kano, Y., H. Kakuta, and J. Hashimoto, 1996, Inhibitory effect of metastasis by combined administration with interleukin-2 and sizofiran, a single glucan—immunohistochemical study—, Biotherapy. 9(4), pp.
263-269.
32. Jones, D., A.H. Gordon, and J.S. Bacon, 1974, Co-operative action by endo-and exo-β-(1→ 3)-glucanases from parasitic fungi in the degradation of cell-wall glucans of Sclerotinia sclerotiorum (Lib.) de Bary,Biochemical Journal. 140(1), pp. 47-55.
33. Sakurai, T., et al., 1995, Effect of soluble fungal (1→ 3)-β-d-glucan obtained from Sclerotinia sclerotiorum on alveolar macrophage activation, Immunopharmacology. 30(2), pp. 157-166.
34. LeBlanc, B.W., J.E. Albina, and J.S. Reichner, 2006, The effect of PGG‐ β‐glucan on neutrophil chemotaxis in vivo,Journal of Leukocyte Biology.
79(4), pp. 667-675.
35. Liu, X.-l., et al., 2011, Effect of Zymosan on Antioxidant and Immune Function of S 180 Tumor-Bearing Mice, Cell biochemistry and biophysics. 60(3), pp. 225-229.
36. Mariani, C.L., et al., 2007, Nonspecific immunotherapy with intratumoral lipopolysaccharide and zymosan A but not GM-CSF leads to an effective anti-tumor response in subcutaneous RG-2 gliomas, Journal of neuro-oncology. 85(3), pp. 231-240.
37. Qi, C., et al., 2011, Differential pathways regulating innate and adaptive antitumor immune responses by particulate and soluble yeast-derived β- glucans, Blood, The Journal of the American Society of Hematology.
38. Stier, H., V. Ebbeskotte, and J. Gruenwald, 2014, Immune-modulatory effects of dietary Yeast Beta-1, 3/1, 6-D-glucan,Nutrition journal. 13(1), pp. 38.
39. Ross, G.D., et al., 1999, Therapeutic intervention with complement and β-glucan in cancer,Immunopharmacology. 42(1-3), pp. 61-74.
40. ZHANG Hui, W.J.-q., NIE Shao-ping, ZHANG Shen-shen, WANG Yuan-xing, XIE Ming-yong, 2013, Preparation and Isolation of Bioactive Sulfated Derivatives from Water-insoluble Glucan in Ganoderma arum, Food Science. 1002-6630(23), pp. 128-132.
41. ADACHI, Y., et al., 1989, Physicochemical properties and antitumor activities of chemically modified derivatives of antitumor glucan" Grifolan LE" from Grifola frondosa, Chemical and Pharmaceutical Bulletin. 37(7), pp. 1838-1843.
42. Suda, M., et al., 1996, Kupffer cells play important roles in the metabolic degradation of a soluble anti-tumor (1→ 3)-β-d-glucan, SSG, in mice, FEMS Immunology & Medical Microbiology. 15(2-3), pp. 93-100. 43. Bohn, J.A. and J.N. BeMiller, 1995, (1→3)-β-d-Glucans as biological
response modifiers: a review of structure-functional activity relationships,Carbohydrate Polymers. 28(1), pp. 3-14.
44. Lin, Y., et al., 2004, Molecular mass and antitumor activities of sulfated derivatives of α-glucan from Poria cocos mycelia,International Journal of Biological Macromolecules - INT J BIOL MACROMOL. 34, pp. 231- 236.
45. Bao, H., W.-S. Choi, and S. You, 2010, Effect of Sulfated Modification on the Molecular Characteristics and Biological Activities of Polysaccharides from Hypsizigus marmoreus, Bioscience, biotechnology, and biochemistry. 74, pp. 1408-1414.
47. Tao, Y., L. Zhang, and P.C.K. Cheung, 2006, Physicochemical properties and antitumor activities of water-soluble native and sulfated hyperbranched mushroom polysaccharides, Carbohydrate Research.
341(13), pp. 2261-2269.
48. Alban, S., et al., 2009, PS3, A Semisynthetic β-1,3-Glucan Sulfate, Diminishes Contact Hypersensitivity Responses Through Inhibition of L- and P-Selectin Functions, Journal of Investigative Dermatology.
129(5), pp. 1192-1202.
49. Martinichen-Herrero, J.C., et al., 2005, Anticoagulant and antithrombotic activity of a sulfate obtained from a glucan component of the lichen Parmotrema mantiqueirense Hale, Carbohydrate Polymers.
60(1), pp. 7-13.
50. Chang, Y.J., et al., 2006, Structural and Biological Characterization of Sulfated-Derivatized Oat β-Glucan, Journal of Agricultural and Food Chemistry. 54(11), pp. 3815-3818.
51. Han, M.D., et al., 2008, Solubilization of water-insoluble beta-glucan isolated from Ganoderma lucidum, Journal of environmental biology.
29(2), pp. 237-253.
52. Franz, G. and S. Alban, 1995, Structure-activity relationship of antithrombotic polysaccharide derivatives, International Journal of Biological Macromolecules. 17(6), pp. 311-314.
53. Alban, S. and G. Franz, 2001, Partial Synthetic Glucan Sulfates as Potential New Antithrombotics: A Review, Biomacromolecules. 2(2),
pp. 354-361.
54. Zhang, M., et al., 2004, Evaluation of sulfated fungal β-glucans from the sclerotium of Pleurotus tuber-regium as a potential water-soluble anti- viral agent,Carbohydrate Research. 339(13), pp. 2297-2301.
55. Yoshida, T., et al., 1990, Synthesis and structural analysis of curdlan sulfate with a potent inhibitory effect in vitro of AIDS virus infection,
56. SUN, Y.-f., et al., 2015, Study of sulfated glucan against H1N1 swine influenza virus and its effect on the activity of neuraminidase,Journal of Traditional Chinese Veterinary Medicine, (2), pp. 4.
57. Jafaar, Z.M.T., et al., 2014, β-D-glucan inhibits endocrine-resistant breast cancer cell proliferation and alters gene expression,International journal of oncology. 44(4), pp. 1365-1375.
58. Lei, N., et al., 2015, Effects of low molecular weight yeast β-glucan on antioxidant and immunological activities in mice, International journal of molecular sciences. 16(9), pp. 21575-21590.
59. Xie, J.-H., et al., 2016, Sulfated modification, characterization and antioxidant activities of polysaccharide from Cyclocarya paliurus, Food Hydrocolloids. 53, pp. 7-15.
60. Kim, Y.H., et al., 2014, Antihyperlipidemic Activities of a Chemically Engineered Sulfated Mushroom β-glucan on High Fat Dietary-induced Hyperlipidemia in Sprague-Dawley Rats,Journal of Life Science. 24(11), pp. 1209-1216.
61. Groth, I., N. Grunewald, and S. Alban, 2009, Pharmacological profiles of animal- and nonanimal-derived sulfated polysaccharides--comparison of unfractionated heparin, the semisynthetic glucan sulfate PS3, and the sulfated polysaccharide fraction isolated from Delesseria sanguinea, Glycobiology. 19(4), pp. 408-417.
62. Williams, D.L., et al., 1991, Development, physicochemical characterization and preclinical efficacy evaluation of a water soluble glucan sulfate derived from Saccharomyces cerevisiae, Immunopharmacology. 22(3), pp. 139-156.
63. Williams, D.L., et al., 1992, Development of a water-soluble, sulfated (1→ 3)-β-D-glucan biological response modifier derived from Saccharomyces cerevisiae, Carbohydrate Research. 235, pp. 247-257.
64. Susanne Alban, W.J., Dieter Welzel, Gerhard Franz, Jawed Fareed,, 1995, Anticoagulant and antithrombotic actions of a semisynthetic β-1,3- glucan sulfate, Thrombosis Research. 78(3), pp. 201-210.
65. Bae, I.Y., et al., 2008, Anticoagulant activity of sulfated barley β-glucan, Food Science and Biotechnology. 17(4), pp. 870-872.
66. Zhang, H., et al., 2017, Chemical Synthesis of Sulfated Yeast (Saccharomyces cerevisiae) Glucans and Their In Vivo Antioxidant Activity,Molecules. 22(8), pp. 1266.
67. Wang, M., et al., 2016, Improvement of immune responses to influenza vaccine (H5N1) by sulfated yeast beta-glucan, International journal of biological macromolecules. 93, pp. 203-207.
68. Sedmak, J.,2010, Production of beta-glucans and mannans, in
US20060263415A1. Sensient Flavors Inc: US. p. 1-16.
69. Naruemon, M., et al., 2013, Influence of additives on Saccharomyces cerevisiae β-glucan production, International food research journal.
20(4), pp. 1953-1959.
70. Pengkumsri, N., et al., 2017, Extraction of β-glucan from Saccharomyces cerevisiae: comparison of different extraction methods and in vivo assessment of immunomodulatory effect in mice, Food Science and Technology. 37(1), pp. 124-130.
71. Upadhyay, T.K., et al., 2017, Preparation and characterization of beta- glucan particles containing a payload of nanoembedded rifabutin for enhanced targeted delivery to macrophages,Excli Journal. 16, pp. 210. 72. McCleary, B.V. and A. Draga, 2016, Measurement of β-glucan in
mushrooms and mycelial products, Journal of AOAC International.
99(2), pp. 364-373.
73. Morrison, I.M.,1991, Methods in plant biochemistry, vol. 2: Carbohydrates| edited byP. M. Dey, Academic Press, 1990.£ 79.00 (xii+ 657 pages) ISBN 0 12 461012 9. Elsevier Current Trends. p. 352-367.
74. Nedra, D., R.G.U. Jayalal, and V. Karunaratne, 2012, Lichen Polysaccharides.
75. Hanes, C.S., 1929, An application of the method of Hagedorn and Jensen to the determination of larger quantities of reducing sugars,Biochemical Journal. 23(1), pp. 99-110.
76. Kono, H., et al., 2017, Two-dimensional NMR data of a water-soluble beta-(1-->3, 1-->6)-glucan from Aureobasidium pullulans and schizophyllan from Schizophyllum commune, Data Brief. 15, pp. 382-
388.
77. Gabrielle, C.C., et al., 2017, Sulfonation of (1→6)-β-D-Glucan (Lasiodiplodan) and Its Antioxidant and Antimicrobial Potential, Journal of Pharmacy and Pharmacology. 5(12).
78. Wang, M., et al., 2014, Sulfated glucan can improve the immune efficacy of Newcastle disease vaccine in chicken, International journal of biological macromolecules. 70, pp. 193-198.
79. Sun, Z., et al., 2009, Sulfation of (1→ 3)-β-D-glucan from the fruiting