Nghiên cứu ứng dụng bức xạ gamma Co-60 để chế tạo β-glucan khối lượng phân tử thấp tan trong nước từ bã men bia

• Tác giả: Nguyễn Thành Long
• Người hướng dẫn: PGS. Lê Quang Luân
• Trường học: Học viện Khoa học và Công nghệ
• Chuyên ngành: Công nghệ sinh học
• Đề tài: Nghiên cứu ứng dụng bức xạ gamma Co-60 để chế tạo β-glucan khối lượng phân tử thấp tan trong nước có hoạt tính sinh học từ bã men bia
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2020
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• MỞ ĐẦU. MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Giới thiệu tổng quan về β-glucan
• 1.2. Nguồn thu nhận β-glucan
• 1.3. Cấu trúc của β-glucan
• 1.4. Sơ lược về nấm men Saccharomyces
• 1.5. Phương pháp thu nhận thành tế bào từ nấm men bia Saccharomyces
• 1.5.1. Phương pháp vật lý
• 1.5.2. Phương pháp hóa học
• 1.5.3. Phương pháp sinh học
• 1.6. Phương pháp tách chiết β-glucan từ thành tế bào nấm men bia Saccharomyces
• 1.7. Các phương pháp cắt mạch β-glucan
• 1.7.1. Phương pháp hóa học
• 1.7.2. Phương pháp sinh học
• 1.7.3. Phương pháp chiếu xạ
• 1.8. Hoạt tính sinh học của β-glucan
• 1.8.1. Tăng cường khả năng miễn dịch
• 1.8.2. Chống ung thư
• 1.8.3. Hạ mỡ máu và đường huyết
• 1.8.4. Chống oxi hóa và bảo vệ gan
• 1.9. Ứng dụng của β-glucan
• 1.9.1. Ứng dụng của β-glucan Mw thấp
• 2. CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Nguyên vật liệu và thiết bị nghiên cứu
• 2.1.1. Nguyên vật liệu
• 2.1.2. Thiết bị chính
• 2.2. Nội dung và phương pháp nghiên cứu
• 2.2.1. Tách chiết β-glucan từ bã tế bào nấm men bia
• 2.2.2. Cắt mạch β-glucan bằng phương pháp chiếu xạ tia gamma Co-60
• 2.2.3. Xác định hoạt tính sinh học của β-glucan cắt mạch bằng phương pháp chiếu xạ
• 2.2.4. Thiết lập qui trình chế tạo β-glucan có Mw thấp tan trong nước trong khoảng liều xạ thấp dưới 100 kGy
• 2.3. Phương pháp xử lý số liệu
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Tách chiết β-glucan từ tế bào nấm men bã men bia
• 3.1.1. Thu nhận nấm men từ bã nấm men bia từ nhà máy sản xuất bia
• 3.1.2. Tách và thu nhận thành tế bào nấm men
• 3.1.3. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất tách chiết β-glucan từ thành tế bào nấm men Saccharomyces
• 3.2. Cắt mạch β-glucan bằng phương pháp chiếu xạ
• 3.2.1. Xác định hiệu suất thu nhận β-glucan tan bằng phương pháp chiếu xạ β-glucan
• 3.2.2. Sự suy giảm khối lượng phân tử
• 3.2.3. Phân tích phổ UV
• 3.2.4. Phân tích phổ FTIR
• 3.2.5. Phân tích phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H và 13C
• 3.2.6. Phân tích hàm lượng β-glucan
• 3.3. Hoạt tính sinh học của β-glucan tan nước chế tạo bằng phương pháp chiếu xạ
• 3.3.1. Hoạt tính kháng oxi hóa của β-glucan chiếu xạ trong điều kiện in vitro
• 3.3.2. Khả năng bảo vệ gan của β-glucan chiếu xạ trong điều kiện in vivo
• 3.3.3. Ảnh hưởng của β-glucan chiếu xạ đến các chỉ số miễn dịch ở chuột
• 3.3.4. Khả năng hạ mỡ máu và đường huyết của β-glucan chiếu xạ trong điều kiện in vivo trên chuột
• 3.3.5. Hiệu ứng của β-glucan chiếu xạ lên sự tăng trưởng và miễn dịch ở gà Lương phượng
• 3.4. Thiết lập quy trình chế tạo β-glucan Mw thấp tan trong nước trong khoảng liều xạ thấp
• 3.4.1. Cắt mạch β-glucan bằng phương pháp chiếu xạ ở điều kiện pH khác nhau
• 3.4.2. Cắt mạch β-glucan bằng phương pháp chiếu xạ ở điều kiện hiệu chỉnh pH và có H2O2
• 4. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ
• DANH MỤC BẢNG
• DANH MỤC HÌNH
• DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

Tóm tắt

I. Giới thiệu tổng quan về β glucan

β-glucan là một polysaccharide có cấu trúc phức tạp, được tìm thấy trong thành tế bào của nấm men, ngũ cốc và một số vi sinh vật. β-glucan có nhiều hoạt tính sinh học quan trọng như tăng cường miễn dịch, chống ung thư, hạ mỡ máu và chống oxy hóa. Nghiên cứu này tập trung vào việc ứng dụng bức xạ gamma Co-60 để tạo ra β-glucan khối lượng phân tử thấp từ bã men bia, một nguồn nguyên liệu dồi dào và giá rẻ.

1.1. Nguồn thu nhận β glucan

Bã men bia là phụ phẩm của ngành công nghiệp bia, chứa nhiều thành tế bào nấm men Saccharomyces, nơi tập trung lượng lớn β-glucan. Việc tận dụng bã men bia không chỉ giúp giảm thiểu chất thải mà còn tạo ra nguồn β-glucan chất lượng cao.

1.2. Cấu trúc của β glucan

β-glucan có cấu trúc mạch thẳng hoặc phân nhánh, với liên kết β-(1,3) và β-(1,6) giữa các đơn vị glucose. Cấu trúc này quyết định tính chất hòa tan và hoạt tính sinh học của β-glucan.

II. Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu này sử dụng bức xạ gamma Co-60 để cắt mạch β-glucan, tạo ra các phân tử có khối lượng phân tử thấp và dễ hòa tan trong nước. Quá trình này bao gồm các bước: tách chiết β-glucan từ bã men bia, chiếu xạ để cắt mạch, và đánh giá hoạt tính sinh học của sản phẩm.

2.1. Tách chiết β glucan từ bã men bia

Quy trình tách chiết bao gồm việc thu nhận thành tế bào nấm men từ bã men bia, sau đó sử dụng các phương pháp hóa học và vật lý để tách β-glucan. Hiệu suất tách chiết phụ thuộc vào nhiệt độ, nồng độ NaOH và thời gian thủy phân.

2.2. Chiếu xạ gamma Co 60

Bức xạ gamma Co-60 được sử dụng để cắt mạch β-glucan, tạo ra các phân tử có khối lượng phân tử thấp. Liều xạ và điều kiện pH ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất cắt mạch và tính chất của sản phẩm.

III. Kết quả và thảo luận

Nghiên cứu đã thành công trong việc tạo ra β-glucan khối lượng phân tử thấp từ bã men bia bằng phương pháp chiếu xạ. Sản phẩm có độ tinh khiết cao và hoạt tính sinh học đáng kể, đặc biệt là khả năng kháng oxy hóa và bảo vệ gan.

3.1. Hoạt tính sinh học của β glucan

β-glucan sau chiếu xạ có hoạt tính kháng oxy hóa mạnh, đặc biệt là các phân tử có khối lượng phân tử thấp. Thử nghiệm trên chuột cho thấy khả năng bảo vệ gan và giảm mỡ máu của β-glucan.

3.2. Ứng dụng thực tế

Sản phẩm β-glucan có tiềm năng ứng dụng trong thực phẩm chức năng và chăn nuôi, giúp tăng cường miễn dịch và cải thiện sức khỏe động vật. Nghiên cứu cũng đề xuất quy trình sản xuất β-glucan quy mô lớn.

IV. Kết luận và đề nghị

Nghiên cứu đã chứng minh hiệu quả của việc sử dụng bức xạ gamma Co-60 để tạo ra β-glucan khối lượng phân tử thấp từ bã men bia. Sản phẩm có hoạt tính sinh học cao và tiềm năng ứng dụng rộng rãi. Cần tiếp tục nghiên cứu để tối ưu hóa quy trình và mở rộng ứng dụng trong thực tế.

4.1. Hướng phát triển

Nghiên cứu tiếp theo nên tập trung vào việc cải thiện hiệu suất tách chiết và chiếu xạ, cũng như đánh giá hiệu quả của β-glucan trong các mô hình bệnh lý khác nhau.

4.2. Ứng dụng công nghiệp

Việc sản xuất β-glucan từ bã men bia có thể trở thành một ngành công nghiệp tiềm năng, góp phần tận dụng phụ phẩm và tạo ra sản phẩm giá trị cao.