Đồ án tốt nghiệp đánh giá hoạt tính kháng khuẩn của một số loại cao chiết nước từ thực vật tại vườn quốc gia bidoup núi bà tı̉nh lâm đồng

Đồ án nghiên cứu tốt nghiệp đánh giá hoạt tính kháng khuẩn của một số loại cao chiết nước từ thực vật tại vườn quốc, áp dụng công nghệ tiên tiến, tối ưu giải pháp kỹ thuật cho bài

• Tác giả: Trần Thị Tú Vy
• Người hướng dẫn: Th.S Phạm Minh Nhựt
• Trường học: Trường Đại học Công nghệ TP. Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công nghệ sinh học
• Đề tài: Đánh giá hoạt tính kháng khuẩn của một số loại cao chiết nước từ thực vật tại Vườn Quốc Gia Bidoup Núi Bà, tỉnh Lâm Đồng
• Loại tài liệu: đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2016
• Địa điểm: TP. Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM KẾT
• LỜI CẢM ƠN
• MỞ ĐẦU
• 0.1. Mục tiêu nghiên cứu
• 0.2. Nội dung nghiên cứu
• 0.3. Phạm vi nghiên cứu
• 0.4. Kết cấu của Đồ án tốt nghiệp
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Vai trò của cây thuốc dân gian trong đời sống
• 1.1.1. Vai trò của cây thuốc nam trong đời sống
• 1.1.2. Lợi ích của việc sử dụng thuốc
• 1.1.3. Tình hình sử dụng cây thuốc nam
• 1.2. Thành phần hóa học của thực vật
• 1.2.1. Khái niệm
• 1.2.2. Tính chất
• 1.2.3. Vai trò
• 1.3. Tổng quan về kháng khuẩn thực vật
• 1.3.1. Cơ chế kháng khuẩn
• 1.3.2. Một số hợp chất kháng khuẩn thực vật
• 1.3.2.1. Terpenoids và tinh dầu
• 1.3.2.2. Phenol đơn và acid phenolic
• 1.3.2.3. Lectin và polypeptide
• 1.3.3. Một số vi sinh vật gây bệnh điển hình
• 1.3.3.1. Nhóm vi sinh vật gây bệnh tiêu chảy
• 1.3.3.2. Nhóm vi sinh vật gây bệnh cơ hội trên da
• 2. CHƯƠNG 2: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Địa điểm và thời gian
• 2.1.1. Nguồn mẫu phân tích
• 2.1.2. Vi sinh vật chỉ thị
• 2.1.3. Hóa chất, môi trường
• 2.1.4. Dụng cụ, thiết bị
• 2.2. Phương pháp nghiên cứu
• 2.2.1. Phương pháp thu và xử lý nguồn mẫu
• 2.2.2. Phương pháp tăng sinh vi sinh vật chỉ thị
• 2.2.3. Phương pháp định lượng tế bào vi sinh vật bằng phương pháp đo OD
• 2.2.4. Phương pháp bảo quản và giữ giống
• 2.2.5. Phương pháp tách chiết cao
• 2.2.6. Chuẩn bị dung dịch cao thuốc kháng sinh
• 2.2.7. Phương pháp khuếch tán trên giếng thạch (agar well diffusion method)
• 2.2.8. Phương pháp xác định thành phần hóa học
• 2.2.9. Phương pháp xử lý số liệu
• 2.3. Sơ đồ bố trí thí nghiệm tổng quát
• 2.3.1. Thí nghiệm 1: Đánh giá hiệu quả chiết cao của dung môi nước đối với các mẫu cây
• 2.3.2. Thí nghiệm 2: Đánh giá hoạt tính kháng khuẩn của các cao chiết nước
• 2.3.3. Thí nghiệm 3: Xác định thành phần hóa học của các cao chiết
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của dung môi đến hiệu suất tách chiết cao
• 3.2. Kết quả đánh giá hoạt tính kháng khuẩn của các mẫu cao chiết nước
• 3.2.1. Kết quả đánh giá hoạt tính kháng khuẩn đối với nhóm vi khuẩn E.
• 3.2.2. Kết quả đánh giá hoạt tính kháng khuẩn đối với nhóm vi khuẩn Listeria
• 3.2.3. Kết quả đánh giá hoạt tính kháng khuẩn đối với nhóm vi khuẩn Salmonella
• 3.2.4. Kết quả đánh giá hoạt tính kháng khuẩn đối với nhóm vi khuẩn Shigella
• 3.2.5. Kết quả đánh giá hoạt tính kháng khuẩn đối với nhóm vi khuẩn Vibrio
• 3.2.6. Kết quả đánh giá hoạt tính kháng khuẩn đối với nhóm vi khuẩn gây bệnh cơ hội trên da
• 3.2.7. Tổng hợp kết quả các kết quả kháng khuẩn
• 3.3. Kết quả thử nghiệm định tính xác định thành phần hóa học của các mẫu cao chiết nước
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về hoạt tính kháng khuẩn và thực vật tại Vườn Quốc Gia Bidoup Núi Bà

Nghiên cứu này tập trung vào hoạt tính kháng khuẩn của các cao chiết nước từ thực vật tại Vườn Quốc Gia Bidoup Núi Bà. Vườn quốc gia này nổi tiếng với sự đa dạng sinh học, là nguồn dược liệu quý giá cho các nghiên cứu về kháng khuẩn. Các cao chiết nước được chiết xuất từ các loại thực vật địa phương, nhằm đánh giá khả năng ức chế vi khuẩn gây bệnh. Nghiên cứu này không chỉ góp phần vào việc tìm kiếm các hợp chất kháng khuẩn tự nhiên mà còn hỗ trợ bảo tồn và phát triển nguồn dược liệu từ thực vật.

1.1. Vai trò của thực vật trong nghiên cứu kháng khuẩn

Thực vật từ lâu đã được sử dụng trong y học cổ truyền để điều trị các bệnh nhiễm khuẩn. Các hợp chất tự nhiên từ thực vật có khả năng ức chế sự phát triển của vi khuẩn gây bệnh. Nghiên cứu này tập trung vào việc khai thác tiềm năng kháng khuẩn của các loại thực vật tại Bidoup Núi Bà, một khu vực giàu đa dạng sinh học. Các cao chiết nước được chiết xuất từ các loại thực vật này sẽ được đánh giá về khả năng ức chế các vi khuẩn gây bệnh như Escherichia coli, Salmonella, và Staphylococcus aureus.

1.2. Phương pháp chiết xuất và đánh giá hoạt tính kháng khuẩn

Phương pháp chiết xuất thực vật được sử dụng trong nghiên cứu này là chiết xuất bằng nước, một phương pháp đơn giản và thân thiện với môi trường. Các cao chiết nước sau đó được đánh giá hoạt tính kháng khuẩn thông qua phương pháp khuếch tán trên giếng thạch. Kết quả cho thấy một số loại thực vật có khả năng ức chế mạnh mẽ sự phát triển của vi khuẩn, mở ra tiềm năng ứng dụng trong y học và công nghiệp dược phẩm.

II. Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Kết quả nghiên cứu cho thấy các cao chiết nước từ một số loại thực vật tại Vườn Quốc Gia Bidoup Núi Bà có hoạt tính kháng khuẩn đáng kể. Các loại thực vật như Xidi klung, Acorus sp., và Calamus sp. cho thấy khả năng ức chế mạnh mẽ các vi khuẩn gây bệnh. Đặc biệt, cao chiết nước từ Xidi klung có khả năng ức chế Escherichia coli và Salmonella với hiệu quả cao. Kết quả này khẳng định tiềm năng của các loại thực vật địa phương trong việc phát triển các hợp chất kháng khuẩn tự nhiên.

2.1. Đánh giá hoạt tính kháng khuẩn của các cao chiết nước

Các cao chiết nước được đánh giá trên các chủng vi khuẩn gây bệnh như Escherichia coli, Salmonella, và Staphylococcus aureus. Kết quả cho thấy, cao chiết nước từ Xidi klung có khả năng ức chế mạnh mẽ Escherichia coli với đường kính vùng ức chế lên đến 15mm. Điều này cho thấy tiềm năng ứng dụng của cao chiết nước trong việc phát triển các sản phẩm kháng khuẩn tự nhiên.

2.2. Thành phần hóa học của các cao chiết nước

Phân tích thành phần hóa học của các cao chiết nước cho thấy sự hiện diện của các hợp chất như terpenoids, phenol, và flavonoids. Các hợp chất này được biết đến với khả năng kháng khuẩn mạnh mẽ. Đặc biệt, terpenoids và phenol có khả năng phá vỡ màng tế bào vi khuẩn, dẫn đến ức chế sự phát triển của chúng. Kết quả này góp phần làm sáng tỏ cơ chế kháng khuẩn của các cao chiết nước từ thực vật.

III. Kết luận và đề xuất

Nghiên cứu này đã chứng minh tiềm năng kháng khuẩn của các cao chiết nước từ thực vật tại Vườn Quốc Gia Bidoup Núi Bà. Các kết quả cho thấy, một số loại thực vật có khả năng ức chế mạnh mẽ các vi khuẩn gây bệnh, mở ra hướng nghiên cứu mới trong việc phát triển các hợp chất kháng khuẩn tự nhiên. Nghiên cứu cũng đề xuất việc tiếp tục khai thác và bảo tồn nguồn dược liệu từ thực vật tại khu vực này, đồng thời ứng dụng các kết quả nghiên cứu vào thực tiễn y học và công nghiệp dược phẩm.

3.1. Ứng dụng thực tiễn của nghiên cứu

Các cao chiết nước từ thực vật tại Bidoup Núi Bà có tiềm năng ứng dụng trong việc phát triển các sản phẩm kháng khuẩn tự nhiên, thay thế các loại kháng sinh tổng hợp. Nghiên cứu này cũng góp phần vào việc bảo tồn và phát triển nguồn dược liệu từ thực vật, đặc biệt trong bối cảnh tình trạng kháng kháng sinh đang gia tăng trên toàn cầu.

3.2. Hướng nghiên cứu trong tương lai

Trong tương lai, cần tiếp tục nghiên cứu sâu hơn về cơ chế kháng khuẩn của các hợp chất trong cao chiết nước, cũng như mở rộng phạm vi nghiên cứu sang các loại thực vật khác tại Vườn Quốc Gia Bidoup Núi Bà. Ngoài ra, việc kết hợp các phương pháp chiết xuất hiện đại sẽ giúp tối ưu hóa hiệu quả kháng khuẩn của các cao chiết nước.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1. Vai trò của cây thuốc dân gian trong đời sống 1.1 Vai trò của cây thuố c nam trong đời số ng Thuốc nam được coi như những di sản quý báu của dân tộc Việt Nam, danh y Tuệ Tĩnh từng nói “Nam dược trị nam nhân” (thuốc nam chữa bệnh cho người Nam). Từ xa xưa, cây thuốc nam gắn liền với cuộc sống của các gia đình người Việt và có giá trị quý báu trong điều trị bệnh. Chỉ là những cỏ cây gần gũi thân quen xung quanh con người cũng được sử dụng làm bài thuốc chữa bệnh đơn giản, thông thường cho người Việt Nam.

Ví dụ, ban đầu củ gừng, củ tỏi. chỉ được dùng với mục đích nấu nướng để làm thay đổi và đa dạng hóa mùi vị, tạo ra những thức ăn ngon miệng, nhưng dần dần về sau người ta nhận thấy chúng còn có khả năng làm ấm bụng và dễ tiêu, làm hết đi lỏng do ăn phải những đồ sống lạnh.1 Một số cây thuốc nam phổ biến (từ trái sáng, trên xuống: lô hội, atiso, tía tô, mã đề) 4 Đồ án tốt nghiệp Trong dân gian thuốc nam có từ hơn 3.000 năm trước, cùng với sự phát triển của y học cổ truyền. Nước ta có nhiều dược liệu, kể cả cỏ cây, động vật và khoáng vật, trong đó có những thứ rất quý, cần được sưu tầm nghiên cứu và sử dụng để phòng bệnh, chữa bệnh cho nhân dân. Trải qua kinh nghiệm quý báu của cha ông, những bài thuốc nam có tác dụng trong chữa bệnh được lưu truyền từ đời này sang đời khác và được áp dụng hiệu quả.2 Lợi ı́ch của viê ̣c sử dụng thuố c Trái với Tây y, Đông y xem toàn bộ thân thể người là một hệ thống hoàn chỉnh.

Học thuyết về kinh lạc, tử ngọ lưu chú đồ, học thuyết âm dương ngũ hành, đều nhấn mạnh vào chỉnh thể. Từ góc nhìn ấy, Đông y tinh vi hơn Tây y. Tất cả được khái quát lại bằng 7 lợi ích trọng yếu như sau: - Trị bệnh theo các bài thuốc Đông y, tuy thời gian khỏi bệnh có tiến triển chậm hơn, nhưng khi khỏi bệnh thì tỷ lệ tái phát rất thấp hơn so với những phương pháp khác. - Chữa bệnh Đông y trị bệnh từ gốc, Tây y trị bệnh ở ngọn.

- Tây y dùng chiết xuất từ dược liệu tự nhiên nhưng thành phần chủ yếu là tinh chất và hàm lượng rất lớn nguyên liệu. Trong khi đó, các hoạt chất tồn tại trong mỗi cây thuốc Đông y là phức hợp và liều lượng phù hợp. Vì vậy, khi dùng thuốc từ cây cỏ hoa lá tự nhiên ngoài tác dụng chữa bệnh sẽ ít những phản ứng phụ gây hại cho con người. - Không gây tổn hại gan, thận như thuốc Tây bởi thuốc Đông y không sản sinh độc tố nên ít gây tổn hại cho cơ thể.

- Nền y học phương Tây mặc dù có nhiều tiến bộ hơn châu Á và châu Phi, nhưng khả năng đề kháng với các loại bệnh tật của họ lại yếu hơn người ở hai châu lục này. Điều này chứng tỏ thói quen dùng thuốc Tây làm giảm đi khả năng miễn dịch của cơ thể. Còn dùng thuốc từ cỏ cây hoa lá giúp cho hệ miễn dịch tốt hơn. 5 Đồ án tốt nghiệp - Người dùng thuốc Tây nhiều có khả năng bị ung thư cao hơn gần 10 lần so với người có thói quen dùng thuốc Đông y.

- Thuốc Tây tuy tiện lợi nhưng thời gian sử dụng là hữu hạn. Thuốc Đông y dễ trồng, dễ tìm: Xung quanh chúng ta đâu đâu cũng là cây thuốc, vị thuốc hữu ích.3 Tı̀nh hı̀nh sử dụng cây thuố c nam Ngay từ thời xa xưa khi con người còn sống trong xã hội nguyên thủy, người ta đã biết lựa chọn và sử dụng các loại cây cỏ sẵn có để làm thuốc chữa bệnh và bảo vệ sức khỏe. Vốn kinh nghiệm này ngày càng được tích lũy, sàng lọc và bổ sung thêm để tạo dựng nên một nền Y – Dược học cổ truyền có bản sắc riêng trong cộng đồng các dân tộc Việt Nam. Và trên thực tế, nền Y học cổ truyền (YHCT) đó đã đảm nhận vai trò chăm sóc và bảo vệ sức khỏe của nhân dân và đồng hành cho đến khi có Y học hiện đại (YHHĐ) du nhập vào nước ta.

Việt Nam nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa, thích hợp cho sự phát triển của cây trồng nói chung. Một số vùng cao lại có khí hậu á nhiệt đới, phù hợp với việc trồng cây thuốc ưa khí hậu mát. Đất đai ở miền núi nước ta, đặc biệt trên dãy Trường Sơn rộng lớn, còn rất nhiều đất hoang chưa được khai thác sử dụng để phát triển kinh tế.874 ha đất có độ dốc dưới 200 có thể khai thác cho sản xuất nông nghiệp, và 25.766 ha đất đồi núi chưa sử dụng. Từ trước đến nay, nhiều địa phương trong nước ta đã có truyền thống trồng cây thuốc, như Quế (ở Yên Bái, Thanh Hoá, Quảng Nam, Quảng Ngãi…), Hồi (ở Lạng Sơn, Cao Bằng, Hà Giang, Lai Châu), Hoè (ở Thái Bình).

Có những làng chuyên trồng cây thuốc như Đại Yên (Hà Nội), Nghĩa Trai (Văn Lâm, Hưng Yên). Gần đây, nhiều loài cây thuốc ngắn ngày cũng được trồng thành công trên quy mô lớn như Ác ti sô, Bạc hà, Cúc hoa, Địa liền, Gấc, Hương nhu, Ích mẫu, Kim tiền thảo, Mã đề, Sả, Thanh cao hoa vàng, Ý dĩ, vv. Những số liệu trên cho thấy việc phát triển trồng cây thuốc ở nước ta có nhiều tiềm năng và cho hiệu quả kinh tế cao. Cần giúp cho người dân biết cách chuyển đổi 6 Đồ án tốt nghiệp cơ cấu cây trồng, kết hợp trồng rừng với trồng cây thuốc ở những nơi có khí hậu và đất đai phù hợp, để nâng cao thu nhập, cải thiện đời sống, góp phần tích cực trong việc xoá đói giảm nghèo cho người dân ở vùng núi.

Theo kinh nghiệm ở Sa Pa, thu nhập từ trồng cây thuốc đạt 14-24 triệu đồng/ha/năm, trong khi thu nhập từ cây lương thực chỉ đạt 2,4-4,8 triệu đồng/ha/năm (N.2 Thành phần hóa học của thực vật 1.1Khái niệm Carbohydrate là một phân tử sinh học gồm các nguyên tử carbon (C), hydro (H) và oxy (O), thường tỷ lệ nguyên tử hydro-oxy trong phân tử carbonhydrate là 2:1, công thức thực nghiệm Cm(H2O)n (thường m = n). Một số trường hợp ngoại lệ tồn tại; ví dụ, deoxyribose, một thành phần đường của DNA, có công thức C5H10O4. Cowles, 1930) Ở thực vật carbohydrate tập trung chủ yếu ở thành tế bào, mô nâng đỡ và mô dự trữ. Carbohydrate có thể chia thành 4 nhóm: - Monosaccharide: glucose, fructose - Disaccharide: saccharose, lactose, maltose - Oligosaccharide: raffinose, kestose,, stachyose - Polysaccharide: tinh bột, cellulose.2 Tính chất Chúng có đặc tính chung là dễ hoà tan trong nước, đồng hoá và sử dụng nhanh để tạo glycogen.

Các carbohydrate đơn giản đều có vị ngọt, khi vào cơ thể xuất hiện tương đối nhanh trong máu. 7 Đồ án tốt nghiệp Hình 1.2 Cấu trúc phân tử của các loại Carbonhydrate 1.3Vai trò - Cung cấp năng lượng cho tế bào và cơ thể thực vật - Vai trò cấu trúc, tạo hình (Cellulose,…). - Chống tạo thể cetone (mang tính acid gây độc cho cơ thể).1Khái niệm Amino acid là một phân tử chứa cả nhóm amin và carboxylate. Công thức chung: (H2N)x – R – (COOH)y.3 Alanine – Mô ̣t amino acid Hın 8 Đồ án tốt nghiệp 1.2Tính chất Các amino acid là những chất rắn ở dạng tinh thể không màu, vị hơi ngọt, dễ tan trong nước (do tồn tại kiểu muối nội phân tử).

Nhiệt độ nóng chảy khoảng từ 200 – 3000C.3Vai trò - Amino acid thiên nhiên (hầu hết là α-amino acid) là cơ sở để kiến tạo nên các loại protein của cơ thể sống. - Thúc đẩy quá trình sinh tổng hợp trao đổi chất ở thực vật. - Tăng hiệu quả của thuốc bảo vệ thực vật. - Tăng khả năng ra hoa và quả (Trumbo P, 2013) 1.1Khái niệm Glycoside là dạng phổ biến của nhiều hợp chất tự nhiên.

Glycoside là những hơ ̣p chấ t hữu cơ ta ̣o thành do sự ngưng tu ̣ giữa mô ̣t phân tử đường với mô ̣t phẩ n tử không đường khác như rươ ̣u, aicd, aldehide. Phenol,… Phần đường của glycosid gọi là glycon, phần không đường gọi là aglycon hoặc genin.1 Mô ̣t số Glycoside phổ biế n Glycoside Phân bố Tính chất Không có vị đắng. Thủy phân tạo ra Hesperidin Cùi cam, chanh, đường rhamnose, glucose, C50H60O27 quýt, bưởi hssperiten. Cà chua xanh, Solanin Vị đắng.

Khi vào cơ thể bị thủy cà tím, khoai C45H17015 phân tạo HCN rất độc tây 9 Đồ án tốt nghiệp Hạt mơ, hạt Amygdadin Vị đắng. Trong cơ thể người bị thủy hạnh nhân C20H27O11 phân cho HCN gây độc đắng, mận Manihotin Vỏ, cùi củ sắn Khi thủy phân tạo HCN gây độc 1.2Tính chất Glycoside là dạng tinh thể không màu. Phần đường và phần không đường liên kết với nhau bằng dây nối acetal vì vậy phân tử glycosid dễ bị phân huỷ khi có nước dưới ảnh hưởng của các enzyme (men) có chứa trong cây. Phần đường trong glycoside chủ yếu là monosaccarid hoặc oligosaccarid, thường là glucose, rhamnose, galactose.

Trong thành phần của một số glycoside có đường đặc biệt không có trong các glycoside khác (ví dụ trong glycosid tim). Phần aglycon của các glycoside có thể thuộc các nhóm chất hữu cơ khác nhau ví dụ cồn, andehyd, acid, phenol, dẫn chất anthracen…đôi khi có các aglycon có chứa nitơ, lưu huỳnh song thường chứa carbon, hydro, oxy. Do đặc tính dễ bị phân huỷ, khó thu được ở dạng tinh khiết nên việc nghiên cứu cấu trúc thường gặp nhiều khó khăn. Tác dụng phụ thuộc vào phần aglycon, phần glycon giúp tăng hoặc giảm tác dụng của chúng.4 Cardenolic và Bufadiennolid Hın 1.3Tác dụng - Hỗ trơ ̣ tim - Hỗ trơ ̣ hê ̣ thầ n kinh - Hỗ trơ ̣ các cơ quan trong cơ thể : gan, thân, cơ tim, các cơ.1Khái niệm Alkaloid là những hợp chất hữu cơ có chứa nitơ được cung cấp bởi amino acid, đa số có nhân dị vòng.

Alkaloid thường đươ ̣c tı̀m thấ y trong thực vâ ̣t và đôi khi còn tım ̀ thấ y trong cơ thể đô ̣ng vâ ̣t. Một số dược liệu chứa alkaloid: cà độc dược, cà phê, chè, trinh nữ hoàng cung, vàng đắng,… ̀ h 1.5 Ephedrin và Hyoscyamin Hın 1.2Tính chất Đa số các alkaloid đều có tính base yếu, song cũng có chất có tác dụng như base mạnh có khả năng làm xanh giấy quỳ đỏ như nicotin và cũng có chất tính base rất yếu như caffein, piperin… Vài trường hợp ngoại lệ có những allcaloid không có phản ứng kiềm như colchicin, ricinin, theobromine và cá biệt cũng có chất có phản ứng acid yếu như arecaidin, guvacin.