Số liệu trình bày trong báo cáo này là giá trị trung bình của 3 lần thí nghiệm. Tính giá trị trung bình, vẽ đồ thị và so sánh sự khác biệt có ý nghĩa về mặt thống kê (P < 0,05) của các giá trị trung bình sử dụng phần mềm Microsoft Excel 2007.
Chƣơng 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
3.1. KHẢ NĂNG KHỬ GỐC TỰ DO DPPH CỦA CHITOSAN VÀ CÁC COS 3.1.1. Khả năng khử gốc tự do DPPH của chitosan
Khả năng khử gốc tự do DPPH của chitosan đƣợc trình bày trên hình 3.1.
Hình 3.1. Khả năng khử gốc tự do DPPH của chitosan ở các nồng độ khác nhau.
Từ kết quả trên hình 3.1 ta thấy chitosan có hoạt tính chống oxy hóa vì có khả năng khử gốc tự do DPPH và hoạt tính chống oxy hóa của chitosan phụ thuộc vào nồng độ của nó trong hỗn hợp phản ứng hay nói cách khác là khi nồng độ chitosan càng tăng thì nồng độ gốc DPPH bị khử càng tăng. Ta có thể giải thích kết quả này nhƣ sau:
Chitosan dùng trong thí nghiệm này có DD = 83% là tƣơng đối lớn điều này có nghĩa là gốc –NH2 sẽ càng nhiều. trong môi trƣờng axit acetic 0.5% thì –NH2 sẽ nhận một proton của axit và chuyển thành NH3+. Và rất có thể là khả năng khử gốc DPPH của chitosan là do NH3+ sẽ cho hydrogen để chuyển DPPH về DPPH-H.
Với lý do trên ta có thể kết luận rằng chitosan có hoạt tính chống oxy hóa và nồng độ gốc tự do DPPH bị khử càng nhiều khi nồng độ chitosan càng tăng.
3.1.2. Khả năng khử gốc tự do DPPH của COS1
Hình 3.2. Khả năng khử gốc tự do DPPH của cos1 ở các nồng độ khác nhau.
Từ kết quả trên hình 3.2 ta có thể thấy rằng COS1 có hoạt tính chống oxy hóa vì có khả năng khử gốc tự do DPPH và hoạt tính chống oxy hóa của COS1 phụ thuộc vào nồng độ của nó trong hỗn hợp phản ứng hay nói cách khác là khi nồng độ COS1 càng tăng thì nồng độ gốc DPPH bị khử càng tăng. So với chitosan ở cùng một nồng độ thì nồng độ gốc DPPH bị khử có tăng hơn nhƣng không đáng kể. Ta có thể giải thích điều này nhƣ sau:
Tƣơng tự nhƣ chitosan thì DD của COS1 =88% nên có nghĩa là gốc –NH2 sẽ càng nhiều. trong môi trƣờng axit acetic 0.5% thì –NH2 sẽ nhận một proton của axit và chuyển thành NH3+. Và rất có thể là khả năng khử gốc DPPH của COS1 là do NH3+ sẽ cho hydrogen để chuyển DPPH về DPPH-H.
Phân tử lƣợng của chitosan là 308kDa, phân tử lƣợng của COS1 là 291kDa. Chính điều này đã tạo nên sự tăng lên về nồng độ gốc DPPH bị khử. Lý do là vì chitosan có phân tử lƣợng lớn thì độ nhớt sẽ rất cao nên khả năng linh động cũng nhƣ hoạt tính sinh học sẽ thấp hơn COS1. Do đó, khả năng tiếp xúc và phản ứng với gốc DPPH bị hạn chế so với COS1.[6]
Với những lý do trên thì ta có thể kết luận rằng COS1 có khả năng chống oxy hóa và nồng độ gốc tự do DPPH bị khử càng nhiều khi tăng nồng độ COS1, khả năng quét gốc tự do của COS1 tốt hơn chitosan.
3.1.3. Khả năng khử gốc tự do DPPH của COS2
Hình 3.3. Khả năng khử gốc tự do DPPH của COS2 ở các nồng độ khác nhau.
Từ kết quả trên hình 3.3 ta có thể thấy rằng COS2 có hoạt tính chống oxy hóa vì có khả năng khử gốc tự do DPPH và hoạt tính chống oxy hóa của COS2 phụ thuộc vào nồng độ của nó trong hỗn hợp phản ứng hay nói cách khác là khi nồng độ COS2 càng tăng thì nồng độ gốc DPPH bị khử càng tăng. So với chitosan và COS1 ở cùng một nồng độ thì nồng độ gốc DPPH bị khử trong trƣờng hợp này tăng lên rất lớn. Ta có thể giải thích điều này nhƣ sau:
Tƣơng tự nhƣ chitosan thì DD của COS2 =88% nên có nghĩa là gốc –NH2 sẽ càng nhiều. trong môi trƣờng axit acetic 0.5% thì –NH2 sẽ nhận một proton của axit và chuyển thành NH3+. Và rất có thể là khả năng khử gốc DPPH của COS2 là do NH3+ sẽ cho hydrogen để chuyển DPPH về DPPH-H.
Phân tử lƣợng của COS2 là 38kDa nên khả năng tan của COS2 là khá tốt và tạo dung dịch có độ nhớt thấp nên sự linh động trong quá trình phản ứng quét gốc tự do DPPH là rất cao. Và chính điều này đã giải thích vì sao COS2 khử đƣợc gốc tự do nhiều hơn rất nhiều so với chitosan và COS1.
Ngoài ra, từ chitosan ban đầu (301kDa) sau khi thủy phân thì phân tử lƣợng của COS2 còn 38kDa điều này sẽ tạo ra rất nhiều các nhóm đƣờng khử, các nhóm đƣờng khử này có rất dễ bị oxy hóa nhƣng cũng lại có khả năng chống oxy hóa rất tốt. Do vậy cũng góp phần tăng nồng độ gốc DPPH bị khử [3].
Với những lý do trên thì ta có thể kết luận rằng COS2 có khả năng chống oxy hóa và nồng độ gốc tự do DPPH bị khử càng nhiều khi tăng nồng độ COS2, khả năng quét gốc tự do của COS2 tốt hơn nhiều so với chitosan và COS1.
3.1.4. Khả năng khử gốc tự do DPPH của COS3
Khả năng khử gốc tự do DPPH của COS3 đƣợc trình bày trên hình 3.4.
Hình 3.4. Khả năng khử gốc tự do DPPH của COS3 ở các nồng độ khác nhau.
Từ kết quả trên hình 3.4 ta có thể thấy rằng COS3 có hoạt tính chống oxy hóa vì có khả năng khử gốc tự do DPPH và hoạt tính chống oxy hóa của COS3 phụ thuộc vào nồng độ của nó trong hỗn hợp phản ứng hay nói cách khác là khi nồng độ COS3 càng tăng thì nồng độ gốc DPPH bị khử càng tăng. So với chitosan và COS1 ở cùng một nồng độ thì nồng độ gốc DPPH bị khử trong trƣờng hợp này tăng lên rất lớn nhƣng lại nhỏ hơn COS2. Ta có thể giải thích điều này nhƣ sau:
Tƣơng tự nhƣ chitosan thì DD của COS3 =88% nên có nghĩa là gốc –NH2 sẽ càng nhiều. Trong môi trƣờng axit acetic 0.5% thì –NH2 sẽ nhận một proton của axit và chuyển thành NH3+. Và rất có thể là khả năng khử gốc DPPH của COS3 là do NH3+ sẽ cho hydrogen để chuyển DPPH về DPPH-H.
Tƣơng tự nhƣ COS2 thì phân tử COS3 cũng có chứa nhiều nhóm đƣờng khử có tính chất chống oxy hóa rất tốt nên sẽ góp phần trung hòa gốc DPPH. [3].
Phân tử lƣợng của COS3 là 27kDa nên khả năng khử gốc tự do DPPH là tốt hơn chitosan và COS1. Nhƣng do COS3 đƣợc tạo thành do thủy phân chitosan ở nhiệt độ 45 0C, nồng độ H2O2 1.5%, t= 4h nên phản ứng thủy phân khá mãnh liệt và kết quả là tạo ra COS3 có phân tử lƣợng nhỏ và môt số phân tử chitosan bị cắt mạch tới các oligosaccharide với nhóm aldehyd. Chính các nhóm này sẽ phản ứng với các thành phần phi chitosan tạo nên các sản phẩm trung gian phức tạp khác. Mặt khác các olygoglucosanmin này cũng có nhóm -OH bán acetan giống nhƣ glucose, nhóm -OH này dễ dàng tham gia vào phản ứng oxy hoá khử để chuyển oligoglucosamin về các sản phẩm có cấu trúc dạng axit Gluconic,cuối cùng tạo nên các sản phẩm có màu vàng đậm [1]. Do đó chắc chắn có sự biến đổi về cấu trúc
trong phân tử COS3 và làm tăng các thành phần tạp chất nên đã làm giảm hoạt tính chống oxy hóa của COS3.
Với những lý do trên thì ta có thể kết luận rằng COS3 có khả năng chống oxy hóa và nồng độ gốc tự do DPPH bị khử càng nhiều khi tăng nồng độ COS3, khả năng quét gốc tự do của COS3 tốt hơn nhiều so với chitosan và COS1 nhƣng thấp hơn COS2.
3.2. TỔNG NĂNG LỰC KHỬ CỦA CHITOSAN VÀ CÁC COS
Bên cạch phƣơng pháp xác định khả năng khử gốc tự do DPPH, đánh giá hoạt tính chống oxy hóa dựa vào tổng năng lực khử cũng là một phƣơng pháp đơn giản, dễ thực hiện và đƣợc áp dụng khá phổ biến. Cũng nhƣ phƣơng pháp xác định khả năng khử gốc tự do DPPH, phƣơng pháp này chỉ phản ánh hoạt tính chống oxy hóa gián tiếp thông qua khả năng khử Fe3+ thành Fe2+ trong hỗn hợp phản ứng. Kết quả phân tích tổng năng lực khử của chitosan và COS đƣợc trình bày nhƣ sau:
3.2.1. Tổng năng lực khử của chitosan
Tổng năng lực khử của chitosan đƣợc trình bày trên hình 3.5.
Hình 3.5. Tổng năng lực khử của chitosan ở các nồng độ khác nhau
Từ kết quả trên hình 3.5 ta thấy rằng chitosan có hoạt tính chống oxy hóa vì có khả năng khử Fe3+ thành Fe2+ làm chuyển màu vàng của hỗn hợp phản ứng sang màu xanh hấp thụ ở bƣớc sóng 700nm. Kết quả phân tích cũng cho thấy hoạt tính chống oxy hóa của chitosan cũng phụ thuộc vào nồng độ của nó trong hỗn hợp phản ứng hay nói các khác là nồng độ chitosan càng cao thì độ hấp thụ ở bƣớc sóng 700nm càng lớn tức là khả năng khử Fe3+ thành Fe2+ càng nhiều. Ta có thể giải thích kết quả này nhƣ sau:
Trong phân tử chitosan có nhiều nhóm -NH2, -OH mà trong đó các nguyên tử nitơ và oxy còn có cặp electron chƣa sử dụng. Do đó chúng có khả năng cho đi 1 eclectron để khử Fe3+ thành Fe2+.[18].
Với lý do trên thì có thể kết luận rằng chitosan có hoạt tính chống oxy hóa và năng lực khử của chitosan tăng khi ta tăng nồng độ chitosan.
3.2.2. Tổng năng lực khử của COS1
Tổng năng lực khử của COS1 đƣợc trình bày trên hình 3.6.
Hìn h 3.6. Tổng năng lực khử của COS1 ở các nồng độ khác nhau
Từ kết quả trên hình 3.6 ta thấy rằng COS1 có hoạt tính chống oxy hóa vì có khả năng khử Fe3+ thành Fe2+ làm chuyển màu vàng của hỗn hợp phản ứng sang màu xanh hấp thụ ở bƣớc sóng 700nm. Kết quả phân tích cũng cho thấy hoạt tính chống oxy hóa của COS1 cũng phụ thuộc vào nồng độ của nó trong hỗn hợp phản ứng hay nói các khác là nồng độ COS1 càng cao thì độ hấp thụ ở bƣớc sóng 700nm càng lớn tức là khả năng khử Fe3+ thành Fe2+ càng nhiều. Ở cùng một nồng độ thì khả năng khử Fe3+ thành Fe2 của COS1 lớn hơn so với chitosan. Ta có thể giải thích điều này nhƣ sau:
Tƣơng tự nhƣ chitosan thì trong phân tử COS1 cũng có nhiều nhóm -NH2, -OH mà trong đó các nguyên tử nito và oxy còn có cặp electron chƣa sử dụng. Do đó chúng có khả năng cho đi 1 eclectron để khử Fe3+ thành Fe2+ [18].
Phân tử lƣợng của chitosan là 308kDa, phân tử lƣợng của COS1 là 291kDa. Chính điều này đã tạo nên sự tăng lên về khả năng khử Fe3+ thành Fe2+. Lý do là vì chitosan có phân tử lƣợng lớn thì độ nhớt sẽ rất cao nên khả năng linh động cũng nhƣ hoạt tính sinh học sẽ thấp hơn COS1 [6]. Do đó, khả năng tiếp xúc và phản ứng với Fe3+ bị hạn chế hơn so với COS1.
Với những lý do trên thì có thể kết luận rằng COS1 có khả năng chống oxy hóa và năng lực khử của COS1 tăng khi ta tăng nồng độ COS1, khă năng khử tốt hơn so với chitosan.
3.2.3. Tổng năng lực khử của COS2
Tổng năng lực khử của COS2 đƣợc trình bày trên hình 3.7.
Hình 3.7. Tổng năng lực khử của COS2 ở các nồng độ khác nhau
Từ kết quả trên hình 3.7. ta thấy rằng COS2 có hoạt tính chống oxy hóa vì có khả năng khử Fe3+ thành Fe2+ làm chuyển màu vàng của hỗn hợp phản ứng sang màu xanh hấp thụ ở bƣớc sóng 700nm. Kết quả phân tích cũng cho thấy hoạt tính chống oxy hóa của COS2 cũng phụ thuộc vào nồng độ của nó trong hỗn hợp phản ứng hay nói các khác là nồng độ COS2 càng cao thì độ hấp thụ ở bƣớc sóng 700nm càng lớn tức là khả năng khử Fe3+ thành Fe2+ càng nhiều. Ở cùng một nồng độ thì năng lực khử của COS2 lớn hơn rất nhiều so với chitosan và COS1. Ta có thể giải thích kết quả này nhƣ sau:
Trong phân tử COS2 cũng có nhiều nhóm -NH2, -OH mà trong đó các nguyên tử nitơ và oxy còn có cặp electron chƣa sử dụng. Do đó chúng có khả năng cho đi 1 eclectron để khử Fe3+ thành Fe2+ [18].
Phân tử lƣợng của COS2 là 38kDa nên rất linh động trong quá trình phản ứng do đó khả năng khử Fe3+ cao hơn chitosan và COS1.
Với những lý do trên thì có thể kết luận rằng COS2 có khả năng chống oxy hóa và năng lực khử của COS2 tăng khi tăng nồng độ COS2, khả năng khử của COS2 cao hơn nhiều so với chitosan và COS1.
3.2.4.. Tổng năng lực khử của COS3
Tổng năng lực khử của COS3 đƣợc trình bày trên hình 3.8.
Hình 3.8. Tổng năng lực khử của COS3 ở các nồng độ khác nhau
Từ kết quả trên hình 3.8 ta thấy rằng COS3 có hoạt tính chống oxy hóa vì có khả năng khử Fe3+ thành Fe2+ làm chuyển màu vàng của hỗn hợp phản ứng sang màu xanh hấp thụ ở bƣớc sóng 700nm. Kết quả phân tích cũng cho thấy hoạt tính chống oxy hóa của COS3 cũng phụ thuộc vào nồng độ của nó trong hỗn hợp phản ứng hay nói các khác là nồng độ COS3 càng cao thì độ hấp thụ ở bƣớc sóng 700nm càng lớn tức là khả năng khử Fe3+ thành Fe2+ càng nhiều.
Ở cùng một nồng độ thì năng lực khử của COS3 lớn hơn rất nhiều so với chitosan và COS1 nhƣng nhỏ hơn COS2.
Ta có thể giải thích kết quả này nhƣ sau:
Tƣơng tự nhƣ chitosan thì trong phân tử COS3 cũng có nhiều nhóm -NH2, -OH mà trong đó các nguyên tử nitơ và oxy còn có cặp electron chƣa sử dụng. Do đó chúng có khả năng cho đi 1 eclectron để khử Fe3+ thành Fe2+ [18].
Phân tử lƣợng của COS3 là 27kDa nên năng lực khử Fe3+ là tốt hơn chitosan và COS1. Nhƣng do COS3 đƣợc tạo thành do thủy phân chitosan ở nhiệt độ 45 0C, nồng độ H2O2 1.5%, t= 4h nên phản ứng thủy phân khá mãnh liệt và kết quả là tạo ra COS3 có phân tử lƣợng nhỏ và môt số phân tử chitosan bị cắt mạch tới các oligosaccharide với nhóm aldehyd. Chính các nhóm này sẽ phản ứng với các thành phần phi chitosan tạo nên các sản phẩm trung gian phức tạp khác. Mặt khác các olygoglucosanmin này cũng có nhóm OH bán acetan giống nhƣ glucose, nhóm OH này dễ dàng tham gia vào phản ứng oxy hoá khử để chuyển oligoglucosamin về các sản phẩm có cấu trúc dạng axit Gluconic,cuối cùng tạo nên các sản phẩm có màu vàng đậm [1]. Do đó chắc chắn có sự biến đổi về cấu trúc trong phân
tử COS3 và làm tăng các thành phần tạp chất nên đã làm giảm hoạt tính chống oxy hóa của COS3.
Với những lý do trên thì có thể kết luận rằng năng lực khử của COS3 tăng khi tăng nồng độ COS3 và lớn hơn nhiều so với chitosan và COS1 nhƣng nhỏ hơn COS2.
3.3. KHẢ NĂNG KHỬ H2O2 CỦA CHITOSAN VÀ COS
Đánh giá hoạt tính chống oxy hóa dựa vào khả năng khử H2O2 cũng là một phƣơng pháp đơn giản, dễ thực hiện và đƣợc áp dụng phổ biến. Bản thân H2O2 là chất oxy hóa mạnh nhƣng không bền và rất linh động nên dễ dàng phân hủy tạo thành gốc OH* vì vậy ta có thể hiểu rằng khử H2O2 chính là khử OH* tạo thành. Kết quả phân tích khả năng khử H2O2 của chitosan và COS đƣợc trình bày nhƣ sau:
3.3.1. Khả năng khử H2O2 của chitosan
Khả năng khử H2O2 của chitosan đƣợc trình bày trên hình 3.9.
Hình 3.9. Khả năng khử H2O2 của chitosan
Từ kết quả trên hình 3.9 cho thấy chitosan có hoạt tính chống oxy hóa vì có khả năng khử H2O2. Tƣơng tự nhƣ khả năng khử gốc tự do DPPH và tổng năng lực khử, khả năng khử H2O2 của chitosan tăng phụ thuộc vào nồng độ của nó trong hỗn hợp phản ứng. Ta có