Luận văn Nghiên cứu tinh sạch Pullulan và tạo Nano bạc Pu-Agnps có hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định

Nội dung tài liệu: Luận văn Nghiên cứu tinh sạch Pullulan và tạo Nano bạc Pu-Agnps có hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định

1. BỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ ĐÀO TẠO VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ------------------------------ Nguyễn Mai Linh “NGHIÊN CỨU TINH SẠCH PULLULAN VÀ TẠO NANO BẠC Pu-AgNPs CÓ HOẠT TÍNH KHÁNG VI SINH VẬT KIỂM ĐỊNH” LUẬN VĂN THẠC SĨ: SINH HỌC Hà Nội – 2021
2. BỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ ĐÀO TẠO VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ------------------------------ Nguyễn Mai Linh “NGHIÊN CỨU TINH SẠCH PULLULAN VÀ TẠO NANO BẠC Pu-AgNPs CÓ HOẠT TÍNH KHÁNG VI SINH VẬT KIỂM ĐỊNH” Chuyên ngành: Sinh học thực nghiệm Mã số: 8420114 LUẬN VĂN THẠC SĨ: SINH HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: Hƣớng dẫn 1: TS. Đỗ Hữu Nghị Hƣớng dẫn 2: PGS.TS Ngô Kim Chi Hà Nội - 2021
3. Lời cam đoan Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi dƣới sự hƣớng dẫn của PGS.TS Ngô Kim Chi và TS. Đỗ Hữu Nghị và không trùng lặp với bất kỳ công trình khoa học nào khác. Các số liệu và kết quả nghiên cứu nêu trong luận án là trung thực, chƣa đƣợc sử dụng để bảo vệ một học vị nào, chƣa từng đƣợc công bố trong bất kỳ một công trình nào khác. Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm với những lời cam đoan trên. Hà Nội, ngày tháng năm 2021 Tác giả Nguyễn Mai Linh
4. Lời cảm ơn Tôi xin gửi lời cảm ơn tới PGS.TS Ngô Kim Chi và TS. Đỗ Hữu Nghị đang công tác và làm việc tại Viện Hóa học các Hợp chất thiên nhiên, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã tận tình chỉ bảo, động viên tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn. Tôi xin cảm ơn Học Viện Khoa Học và Công nghệ, phòng Đào tạo, các thầy giáo, cô giáo và cán bộ thuộc Khoa Công nghệ Sinh học tại Học Viện Khoa học và Công nghệ - Viện Hàn Lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã nhiệt tình giảng dạy giúp đỡ tôi trong quá trình học tập tại học viện. Tôi xin gửi lời cảm ơn tới toàn thể các anh chị nhân viên phòng thí nghiệm đã giúp đỡ, tạo điều kiện cho tôi trong quá trình nghiên cứu. Cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn tới những ngƣời thân trong gia đình đã luôn là điểm tựa tinh thần vững chắc, chăm lo, động viên tôi, và toàn thể bạn bè đã cộng tác giúp đỡ tôi trong thời gian thực hiện luận văn này. Hà Nội, ngày tháng năm 2021 Học viên Nguyễn Mai Linh
5. Danh mục các ký hiệu và chữ viết tắt AgNPs: Các hạt nano bạc Pu-AgNPs: Các hạt nano bạc sử dụng pullulan làm chất khử/chất ổn định
6. Danh mục các bảng Bảng 1.1: Tính chất điển hình của pullulan ...................................................... 9 Bảng 2.1: Tỷ lệ pha loãng đƣờng glucose ...39 Bảng 2.2: Pha dung dịch Pullulan ở các nồng độ khác nhau .......................... 41 Bảng 3.1: So sánh quá trình thu hồi sản phẩm rắn bằng .52 Bảng 3.2: Khả năng thu hồi pullulan bởi các dung môi khác nhau ................ 53 Bảng 3.3: Kết quả đo độ nhớt của dung dịch pullulan 10% ........................... 54 Bảng 3.4: Kết quả đo độ hấp thụ quang của ................................................... 55 Bảng 3.5: So sánh phổ FT-IR của mẫu thử nghiệm và mẫu chuẩn ................ 57 Bảng 3.6: So sánh phổ FT-IR của mẫu thử nghiệm với mẫu chuẩn và các nghiên cứu khác .............................................................................................. 62 Bảng 3.7: Kết quả đánh giá hoạt tính kháng vi sinh vật của nano bạc Pu- AgNPs ............................................................................................................. 64
7. Danh mục các hình vẽ, đồ thị Hình 1.1: Sản phẩm pullulan dạng bột .............................................................. 7 Hình 1.2: Cấu trúc hóa học đơn giản của pullulan ............................................ 8 Hình 1.3: Các sản phẩm thực phẩm có sử dụng pullulan ............................... 10 Hình 1.4: Vỏ bao thuốc sử dụng pullulan ....................................................... 11 Hình 1.5: Nấm Aureobasidium pullulans trên đĩa thạch (ảnh phải) và hình ảnh hiển vi điện tử quét (SEM) của khuẩn ty và bào tử nấm (ảnh trái)................. 14 Hình 1.6: Cơ chế sinh tổng hợp pullulan giả định từ nghiên cứu của ............ 15 Hình 1.7: Sơ đồ khối quy trình tinh sạch và thu nhận pullulan ...................... 18 Hình 1.8: Cơ chế kháng khuẩn của vật liệu nano bạc ..................................... 21 Hình 2.1: Giới hạn của định luật Beer về sự hấp thụ quang 36 Hình 2.2: Đƣờng chuẩn của pullulan .............................................................. 42 Hình 2.3: Hệ đo độ nhớt bằng nhớt kế ............................................................ 43 Hình 2.4:Mô tả thí nghiệm .............................................................................. 45 Hình 3.1: Sản phẩm thu đƣợc sau quá trình lên men ..49 Hình 3.2: Ảnh hƣởng của nhiệt độ và pH đối với quá trình tẩy màu ............. 50 Hình 3.3: Ảnh hƣởng của nồng độ H2O2 đối với quá trình tẩy màu ............... 51 Hình 3.4: Hiệu suất thu nhận pullulan khi sử dụng 2 dung môi khác nhau .... 53 Hình 3.5: Mẫu giấy chạy sắc ký ...................................................................... 54 Hình 3.6: Phổ hồng ngoại FT-IR của pulluulan tinh sạch .............................. 56 Hình 3.7: Phổ hồng ngoại FT-IR của pullulan tiêu chuẩn .............................. 56 Hình 3.8: Sự thay đổi màu sắc của dung dịch sau phản ứng ở các ................. 58 Hình 3.9: Ảnh hƣởng của nồng độ pullulan tới quá trình tổng hợp Pu-AgNP58 Hình 3.10: Sự thay đổi màu sắc của dung dịch sau phản ứng ở các ............... 59
8. Hình 3.11: Ảnh hƣởng của nồng độ AgNO3 tới quá trình tổng hợp Pu-AgNP ......................................................................................................................... 59 Hình 3.12: Sự thay đổi màu sắc của dung dịch sau phản ứng ở các ............... 60 Hình 3.13: Ảnh hƣởng của thời gian tới quá trình tổng hợp Pu-AgNP .......... 60 Hình 3.14: Kích thƣớc hạt nano Pu-AgNPs .................................................... 61 Hình 3.15: Kết quả phân tích phổ FT-IR của nano bạc Pu-AgNPs ................ 62
9. 1 MỤC LỤC MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 5 CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ........................................................ 7 1.1. TỔNG QUAN VỀ PULLULAN............................................................ 7 1.1.1. Cấu trúc hóa học của pullulan ..................................................... 7 1.1.2. Tính chất của pullulan .................................................................. 8 1.1.3. Ứng dụng của pullulan ............................................................... 10 1.1.3.1. Ứng dụng trong ngành công nghiệp thực phẩm ........................ 10 1.1.3.2. Ứng dụng trong ngành công nghiệp dược phẩm, y học ............ 11 1.1.3.3. Ứng dụng trong một số ngành công nghiệp khác ...................... 12 1.2. CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT PULLULAN TRÊN THẾ GIỚI ............. 13 1.2.1. Tình hình sản xuất pullulan trên thế giới ................................. 13 1.2.2. Giới thiệu chủng giống Aureobasidium pullulans..................... 13 1.2.3. Cơ chế lên men sinh tổng hợp pullulan ..................................... 15 1.2.4. Phƣơng pháp tinh sạch và thu hồi pullulan.............................. 17 1.3. TỔNG QUAN VỀ NANO BẠC .......................................................... 19 1.3.1. Tính chất của nano bạc ............................................................... 19 1.3.2. Nano bạc đối với sức khỏe con ngƣời. ....................................... 22 1.3.3. Ứng dụng của nano bạc .............................................................. 23 1.3.3.1. Ứng dụng trong công nghiệp thực phẩm ................................... 24 1.3.3.2. Ứng dụng trong đồ gia dụng, sản xuất hàng tiêu dùng ............. 24 1.3.3.3. Ứng dụng trong y tế ................................................................... 24 1.4. GIỚI THIỆU VỀ CÁC PHƢƠNG PHÁP TẠO NANO ...................... 25 1.4.1. Các phƣơng pháp tạo hạt nano từ polysaccharide .................. 25 1.4.1.1. Tổng hợp hạt nano từ sự hóa keo các giọt nhũ tương ............... 25
10. 2 1.4.1.2. Tổng hợp hạt nano nhờ liên kết cộng hóa trị ............................. 26 1.4.1.3. Tổng hợp hạt nano nhờ liên kết ion ........................................... 27 1.4.2. Các phƣơng pháp chế tạo nano bạc .......................................... 27 1.5. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRÊN THẾ GIỚI VÀ LỰA CHỌN PHƢƠNG PHÁP CỦA ĐỀ TÀI ................................................................. 28 CHƢƠNG 2. NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................................................................................................ 32 2.1. VẬT LIỆU ........................................................................................... 32 2.1.1. Nguyên liệu sử dụng .................................................................... 32 2.1.2. Hóa chất ....................................................................................... 32 2.1.3. Trang thiết bị sử dụng ................................................................ 32 2.2. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU........................................................ 33 2.2.1. Phƣơng pháp tinh sạch pullulan ................................................ 33 2.2.2. Phƣơng pháp tẩy màu sản phẩm của quá trình lên men ........ 34 2.2.3. Phƣơng pháp kết tủa thu hồi sản phẩm .................................... 37 2.2.4. Phƣơng pháp xác định đƣờng sót bằng DNS ........................... 38 2.2.5. Phƣơng pháp xác định và kiểm tra chất lƣợng pullulan ......... 40 2.2.5.1. Xác định pullulan theo phương pháp enzyme đặc hiệu pullulanase .............................................................................................. 40 2.2.5.2. Định lượng pullulan theo phương pháp phenol sulfuric axit .... 41 2.2.5.3. Xác định độ nhớt bằng nhớt kế .................................................. 42 2.2.5.4. Định lượng đường Mono-, di-, và oligosaccharide theo phương pháp anthrone-sulfuric axit ..................................................................... 43 2.2.5.5. Xác định khối lượng pullulan bằng phương pháp sấy ............... 44 2.2.6. Phƣơng pháp tạo nano bạc Pu-AgNPs ...................................... 45 2.2.7. Phƣơng pháp xác định sản phẩm .............................................. 46