BÞ GIÁO DþC VIÞN HÀN LÂM VÀ ÀO T¾O KHOA HÞC VÀ CÔNG NGHÞ VN HÞC VIÞN KHOA HÞC VÀ CÔNG NGHÞ NGÔ TRUNG TÍN Ngô Trung Tín HÓA HþU C¡ NGHIÊN CþU T¾O MÀNG SINH HÞC POLYSACCHARIDE ¯þC CHI¾T XU¾T Tþ X¯¡NG RÞNG (OPUNTIA DILLENII) VÀ KH¾O SÁT MÞT SÞ ¾C TÍNH CþA CHÚNG LU¾N VN TH¾C S) HOÁ HþU C¡ NM 2023 Thành phß Hß Chí Minh - 2023 BÞ GIÁO DþC VIÞN HÀN LÂM VÀ ÀO T¾O KHOA HÞC VÀ CÔNG NGHÞ VN HÞC VIÞN KHOA HÞC VÀ CÔNG NGHÞ Ngô Trung Tín NGHIÊN CþU T¾O MÀNG SINH HÞC POLYSACCHARIDE ¯þC CHI¾T XU¾T Tþ X¯¡NG RÞNG (OPUNTIA DILLENII) VÀ KH¾O SÁT MÞT SÞ ¾C TÍNH CþA CHÚNG Chuyên ngành: Hóa hÿu c¡ Mã sß: 8 44 01 14 LU¾N VN TH¾C S) NGÀNH HOÁ HþU C¡ NG¯ÞI H¯ÞNG D¾N KHOA HÞC: 1. Nguyßn Hà Thanh 2. Hoàng Thß Kim Dung Thành phß Hß Chí Minh 3 2023 LÞI C¾M ¡N Lßi ¿u tiên, tôi xin gÿi lßi c¿m ¡n ¿n Quý Th¿y Cô cÿa Hßc Vißn Khoa hßc và Công nghß Vißt Nam ã t¿n tình gi¿ng d¿y, truyßn ¿t ki¿n thÿc quý báu trong sußt quá trình hßc t¿p và nghiên cÿu. Tôi xin gÿi lßi c¿m ¡n ¿n các anh/chß phòng Hóa hÿu c¡ Polymer - Vißn Công nghß Hóa hßc ã hß trÿ phòng thí nghißm, máy móc, dÿng cÿ thí nghißm và hóa ch¿t c¿n thi¿t.
Tôi cing chân thành gÿi lßi c¿m ¡n ¿n Cô TS. Nguyßn Hà Thanh, Cô PGS. Hoàng Thß Kim Dung ã t¿n tình h±ßng d¿n, góp ý sÿa chÿa, bß sung nhißu ki¿n thÿc quý giá ß tôi hoàn thành lu¿n vn th¿c sÿ. Cußi cùng, tôi xin bày tß lòng kính trßng và bi¿t ¡n sâu s¿c ¿n cha, m¿, nhÿng ng±ßi thân luôn bên c¿nh ßng viên, thúc ¿y và hß trÿ tôi vß m¿t tinh th¿n, ß tôi có thß hoàn thành nghiên cÿu này.
Do sÿ h¿n ch¿ vß thßi gian, ki¿n thÿc chuyên môn cing nh± kinh nghißm thÿc t¿, lu¿n vn này không thß nào tránh khßi nhÿng thi¿u sót. R¿t mong sÿ óng góp ý ki¿n tÿ quý Th¿y/Cô, anh chß và b¿n bè ß báo cáo ±ÿc hoàn thißn h¡n. Trân trßng, Ngô Trung Tín i LÞI CAM OAN Tôi xin cam oan ây là công trình nghiên cÿu cÿa riêng tôi và ±ÿc sÿ h±ßng d¿n khoa hßc cÿa TS. Nguyßn Hà Thanh, và PGS.TS Hoàng Thß Kim Dung.
Các nßi dung nghiên cÿu, k¿t qu¿ trong ß tài này là trung thÿc và ch±a công bß d±ßi b¿t kÿ hình thÿc nào tr±ßc ây. Nhÿng sß lißu trong các b¿ng bißu phÿc vÿ cho vißc phân tích, nh¿n xét, ánh giá ±ÿc chính tác gi¿ thu th¿p tÿ các ngußn khác nhau có ghi rõ trong ph¿n tài lißu tham kh¿o. Ngoài ra, trong lu¿n vn còn sÿ dÿng mßt sß nh¿n xét, ánh giá cing nh± sß lißu cÿa các tác gi¿ khác, c¡ quan tß chÿc khác ßu có trích d¿n và chú thích ngußn gßc. Hß Chí Minh, ngày 10 tháng 10 nm 2023 Hßc viên thÿc hißn lu¿n vn Ngô Trung Tín ii TÓM T¾T ß tài <Nghiên cÿu t¿o màng sinh hßc polysaccharide ±ÿc chi¿t xu¿t tÿ x±¡ng rßng (Opuntia dillenii) và kh¿o sát mßt sß ¿c tính cÿa chúng= ±ÿc ti¿n hành nh¿m t¿o ±ÿc màng sinh hßc polysaccharide chi¿t xu¿t tÿ x±¡ng rßng (Opuntia dillenii) có phßi trßn vßi mßt sß phÿ gia và xác ßnh ±ÿc mßt sß ¿c tính cÿa nó.
ß tài ±ÿc thÿc hißn t¿i Vißn Công nghß Hóa hßc, Hßc vißn Khoa hßc và Công nghß tÿ tháng 7/2021 ¿n tháng 9/2023. K¿t qu¿ thu ±ÿc sau: ã xác ßnh ±ÿc sÿ ¿nh h±ßng cÿa thßi gian, nhißt ß, tÿ lß dung môi, nguyên lißu, pH ¿n quá trình chi¿t polysaccharide tÿ bßt x±¡ng rßng khô. Theo ó thßi gian chi¿t tßi ±u khi chi¿t là 2 giß. Nhißt ß chi¿t tßi ±u khi chi¿t là 70oC.
Tÿ lß nguyên lißu/dung môi tßi ±u khi chi¿t là 1/15 (g/mL). ß pH tßi ±u khi chi¿t là pH b¿ng 3. Khi chi¿t polysaccharide tÿ bßt khô x±¡ng rßng trong 2 giß t¿i nhißt ß 70oC và vßi tÿ lß nguyên lißu/dung môi là 1/15 (g/mL) thì hàm l±ÿng polysaccharide thu ±ÿc tßi a là 17,6%. Sau khi tinh ch¿ lo¿i protein thì hàm l±ÿng polysaccharide thu ±ÿc là 7,9%.
ã xác ßnh mßt sß tính ch¿t cÿa polysaccharide chi¿t tÿ x±¡ng rßng O. dillenii: Hàm l±ÿng ±ßng tßng trung bình kho¿ng 475,54 (mg/g) và hàm l±ÿng ±ßng khÿ kho¿ng 16,54 (mg/g). Nghiên cÿu b¿ng quang phß HPAEC-PAD cho th¿y sÿ hißn dißn cÿa ararbinose, fucose, galactose, glucose, rhaminose, xylose,& Phân tích b¿ng s¿c kí lßc gel thì trßng l±ÿng phân tÿ trung bình cÿa polysaccharide kho¿ng 14.192 Da cho th¿y phù hÿp vßi trßng l±ÿng phân tÿ cÿa Pectin. Sÿ khác bißt vß ißu kißn trßng trßt, cing nh± ß tußi cÿa cây và mùa thu ho¿ch, s¿ ¿nh h±ßng r¿t lßn ¿n hàm l±ÿng ±ßng cÿa polysaccharid.
ßng thßi, các thi¿t bß và ph±¡ng pháp chi¿t xu¿t khác nhau không chß ¿nh h±ßng ¿n hàm l±ÿng ±ßng mà còn ¿nh h±ßng ¿n c¿u trúc cÿa polysaccharide. ã kh¿o sát và tìm ra ±ÿc tÿ lß phßi trßn thích hÿp giÿa pectin và các polymer ßng t¿o màng, cÿ thß là chitosan vßi tÿ lß PT/CTS là 1:4. ã t¿o màng phßi trßn giÿa PT/CTS vßi PVA vßi P2 (CTS/PT : PVA 2:1) cho k¿t qu¿ tßt nh¿t vß c¿m quan: ß trong sußt, màu s¿c, d¿o dai, linh ho¿t. Kh¿ nng t¿o màng khi có bß sung các phÿ gia khác các oxit kim lo¿i: SiO2, ZnO và các mußi acetat kim lo¿i (CH3COO)2Zn, (CH3COO)2Ca, (CH3COO)2Cu cho k¿t qu¿ màng trong, d¿o dai, àn hßi tßt nh¿t, áp ÿng ¿y ÿ tiêu chí vß c¿m quan là P2 ZnO 0,05% và P2 ZnAc 0,1% iii Màng polymer sinh hßc có kh¿ nng phân hÿy khi thÿ nghißm s¡ bß trong môi tr±ßng ¿t, và khi thÿ nghißm ¿t màng trong các ißu kißn vi khu¿n Bacillus sp.
và n¿m Fusarium proliferatum cho th¿y không có ¿nh h±ßng áng kß ¿n sÿ gi¿m khßi l±ÿng cÿa màng. Trong nghiên cÿu này, theo ánh giá c¿m quan, màng P3 (COS/PT) có ß bßn th¿p nh¿t, dß rã khi ti¿p xúc vßi môi tr±ßng thí nghißm. K¿t qu¿ nghiên cÿu trên có thß ¿t nßn t¿ng c¡ b¿n cho h±ßng phát trißn trong t±¡ng lai vß màng polysaccharide sinh hßc vßi nhißu tißm nng trong ÿng dÿng trong b¿o qu¿n, b¿o qu¿n thÿc ph¿m, y sinh& góp ph¿n nâng cao giá trß kinh t¿ cho loài x±¡ng rßng Opuntia Dillenii và góp ph¿n b¿o vß môi tr±ßng. iv MþC LþC TRANG Lßi c¿m ¡n i Lßi cam oan ii Tóm t¿t iii MþC LþC v DANH MþC Tþ VI¾T T¾T ix DANH SÁCH B¾NG x DANH SÁCH HÌNH xi DANH SÁCH K¾T QU¾ THþ NGHIÞM xiii 1.
MÞ ¾U 1 Ch±¡ng 1: TÞNG QUAN 3 1. Tßng quan vß Oputina dillenii 3 1.Vß trí phân lo¿i, phân bß và hình thái 3 1.Thành ph¿n hóa hßc cÿa O.þng dÿng cÿa O. Tßng quan vß Polysaccharide trong O.Tßng quan vß Polysaccharide 7 1. Thành ph¿n cÿa Polysaccharide trong cây x±¡ng rßng O.
Ch¿t nh¿y trong O. Ho¿t tính sinh hßc và ÿng dÿng cÿa Polysaccharide 11 1. Tình hình nghiên cÿu t¿o màng sinh hßc Polysaccharide chi¿t xu¿t tÿ x±¡ng rßng O. dilleni trên th¿ gißi và t¿i Vißt Nam 12 1.
Màng phân hÿy sinh hßc 12 1.Tình hình nghiên cÿu màng phân hÿy sinh hßc 13 1. Nghiên cÿu trên th¿ gißi 13 1. Nghiên cÿu t¿i Vißt Nam 13 1. Tßng quan vß nghiên cÿu t¿o màng tÿ Polysachride chi¿t xu¿t tÿ x±¡ng rßng và ¿c tính cÿa chúng 14 1.1 Tình hình nghiên cÿu trên th¿ gißi 14 1.
Tình hình nghiên cÿu ß Vißt Nam 16 v Ch±¡ng 2: V¾T LIÞU VÀ PH¯¡NG PHÁP NGHIÊN CþU 18 2. Nßi dung nghiên cÿu 18 2. V¿t lißu, dÿng cÿ và hóa ch¿t thí nghißm 18 2. Ph±¡ng pháp nghiên cÿu 18 2.
Tách chi¿t và tinh ch¿ polysaccharide tÿ x±¡ng rßng O. Kh¿o sát mßt sß y¿u tß ¿n quá trình chi¿t nh± thßi gian, nhißt ß, tß lß dung môi: nguyên lißu, pH 19 2.1 Kh¿o sát thßi gian chi¿t xu¿t polysaccharide 19 2.2 Kh¿o sát nhißt ß chi¿t xu¿t polysaccharide 19 2.3 Kh¿o sát ¿nh h±ßng cÿa tß lß nguyên lißu/dung môi trong quá trình chi¿t xu¿t polysaccharide 20 2.4 Kh¿o sát pH chi¿t xu¿t polysaccharide 20 2. Xác ßnh mßt sß tính ch¿t cÿa polysaccharide chi¿t tÿ x±¡ng rßng O. dillenii nh±: các thành ph¿n ±ßng ¡n, hàm l±ÿng ±ßng khÿ, hàm l±ÿng ±ßng tßng, ß tr±¡ng nß 20 2.1 Ph±¡ng pháp thÿy phân t¿o monosaccharide 20 2.2 Ph±¡ng pháp xác ßnh hàm l±ÿng ±ßng tßng và ±ßng khÿ 21 2.3 Ph±¡ng pháp xác ßnh trßng l±ÿng phân tÿ cÿa polysaccharide 21 2.4 ß tr±¡ng nß cÿa polysaccharide 21 2.
Nghiên cÿu kh¿ nng t¿o màng polysaccharide chi¿t xu¿t tÿ x±¡ng rßng và màng phßi trßn vßi mßt sß hÿp ch¿t khác 21 2. Nghiên cÿu kh¿ nng t¿o màng polysaccharide chi¿t xu¿t tÿ x±¡ng rßng 21 2. Nghiên cÿu kh¿ nng t¿o màng polysaccharide chi¿t xu¿t tÿ x±¡ng rßng phßi trßn vßi mßt sß hÿp ch¿t khác 22 a. T¿o màng pectin, chitosan (PT/CTS) 23 b.
T¿o màng pectin, chitosan và PVA 24 c. T¿o màng pectin, chitosan, PVA và oxit 24 d. T¿o màng pectin, chitosan, PVA và các mußi acetat kim lo¿i 25 2. Kh¿o sát mßt sß ¿c tính cÿa màng nh± ß dày màng, ß tr±¡ng nß trong n±ßc, ß ¿m, ß bßn trong dung môi, ß tan trong n±ßc, kh¿ nng phân hÿy sinh hßc, kh¿ nng kháng khu¿n 26 vi 2.
Xác ßnh ß dày màng 26 2. Xác ßnh ß ¿m cÿa màng 26 2. Kh¿o sát ß bßn cÿa màng trong các dung môi khác 26 2. Kh¿o sát ß tan và ß tr±¡ng nß cÿa màng trong n±ßc 27 2.
Kh¿o sát kh¿ nng kháng khu¿n và phân hÿy cÿa màng 27 CH¯¡NG 3. K¾T QU¾ - TH¾O LU¾N 30 3. Kh¿o sát mßt sß y¿u tß ¿n quá trình chi¿t nh± thßi gian, nhißt ß, tß lß dung môi: nguyên lißu, pH 30 3. Kh¿o sát ¿nh h±ßng cÿa thßi gian trong quá trình chi¿t xu¿t polysaccharide 30 3.
Kh¿o sát nhißt ß chi¿t polysaccharide 31 3. Kh¿o sát ¿nh h±ßng cÿa tß lß nguyên lißu/dung môi trong quá trình chi¿t xu¿t 32 3. Kh¿o sát ¿nh h±ßng cÿa pH trong quá trình chi¿t polysaccharide 33 3. Chi¿t tách và tinh ch¿ polysaccharide 34 3.
Xác ßnh mßt sß tính ch¿t cÿa polysaccharide chi¿t tÿ x±¡ng rßng O. dillenii nh±: các thành ph¿n ±ßng ¡n, hàm l±ÿng ±ßng khÿ, hàm l±ÿng ±ßng tßng, ß tr±¡ng nß 35 3. Xác ßnh ±ßng ¡n b¿ng ¡n b¿ng hß thßng s¿c ký trao ßi ion hißu nng cao HPAEC-PAD 35 3.2 Hàm l±ÿng ±ßng khÿ và ±ßng tßng 37 3.3 Xác ßnh trßng l±ÿng phân tÿ cÿa polysaccharide 38 3.4 ß tr±¡ng nß trong n±ßc 39 3. Nghiên cÿu kh¿ nng t¿o màng polysaccharide chi¿t xu¿t tÿ x±¡ng rßng và màng phßi trßn vßi mßt sß hÿp ch¿t khác 40 3.1 T¿o màng pectin, chitosan (PT/CTS) 40 3.2 T¿o màng pectin, chitosan và PVA 42 3.3 T¿o màng pectin, chitosan, PVA và oxit 44 3.4 T¿o màng pectin, chitosan, PVA và mußi acetat kim lo¿i 46 3.