Luận án tiến sĩ: Ứng dụng bức xạ gamma Co-60 chế tạo β-glucan 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
• 1. MỞ ĐẦU
• 2. CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 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 tan trong nước từ bã men bia, một nguồn nguyên liệu dồi dào và giá rẻ. Bã men bia là phụ phẩm của ngành sản xuất bia, chứa nhiều thành tế bào nấm men Saccharomyces, nơi tập trung lượng lớn β-glucan. Việc tận dụng nguồn nguyên liệu này không chỉ giúp giảm thiểu chất thải mà còn tạo ra sản phẩm có giá trị cao trong y học và công nghiệp thực phẩm.

1.1. Nguồn thu nhận β glucan

β-glucan có thể được thu nhận từ nhiều nguồn khác nhau, bao gồm nấm men, ngũ cốc và vi sinh vật. Trong nghiên cứu này, bã men bia được chọn làm nguồn nguyên liệu chính do hàm lượng β-glucan cao và tính sẵn có. Bã men bia là phụ phẩm của quá trình lên men bia, chứa thành tế bào nấm men Saccharomyces, nơi tập trung lượng lớn β-glucan. Việc tách chiết β-glucan từ bã men bia không chỉ giúp tận dụng nguồn nguyên liệu giá rẻ mà còn góp phần giảm thiểu chất thải công nghiệp.

1.2. Cấu trúc của β glucan

β-glucan có cấu trúc mạch thẳng hoặc phân nhánh, với các liên kết β-(1,3) và β-(1,6) giữa các đơn vị glucose. Cấu trúc này quyết định tính chất vật lý và hoạt tính sinh học của β-glucan. β-glucan có khối lượng phân tử cao thường khó tan trong nước, hạn chế khả năng ứng dụng. Do đó, việc sử dụng bức xạ gamma Co-60 để cắt mạch β-glucan và tạo ra các phân tử có khối lượng thấp, tan trong nước là một hướng nghiên cứu tiềm năng.

II. Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu này sử dụng bức xạ gamma Co-60 để cắt mạch β-glucan từ bã men bia, tạo ra các phân tử β-glucan có khối lượng thấp và tan trong nước. Quá trình nghiên cứu bao gồm các bước chính: tách chiết β-glucan từ bã men bia, chiếu xạ bằng bức xạ gamma Co-60, và đánh giá hoạt tính sinh học của sản phẩm. Bức xạ gamma Co-60 được chọn do khả năng cắt mạch polymer hiệu quả mà không làm thay đổi cấu trúc hóa học cơ bản của β-glucan.

2.1. Tách chiết β glucan từ bã men bia

Quá trình tách chiết β-glucan từ bã men bia bao gồm các bước: thu nhận thành tế bào nấm men, xử lý bằng phương pháp hóa học hoặc vật lý để phá vỡ thành tế bào, và tách chiết β-glucan từ dịch chiết. Phương pháp hóa học sử dụng NaOH để hòa tan các thành phần khác, giữ lại β-glucan. Kết quả thu được là β-glucan có độ tinh khiết cao, phù hợp cho các bước nghiên cứu tiếp theo.

2.2. Chiếu xạ bằng bức 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 thấp và tan trong nước. Quá trình chiếu xạ được thực hiện ở các liều lượng khác nhau để đánh giá hiệu quả cắt mạch. Kết quả cho thấy, bức xạ gamma Co-60 có khả năng cắt mạch β-glucan hiệu quả, tạo ra các phân tử có khối lượng từ 11 đến 50 kDa, phù hợp cho các ứng dụng trong y học và thực phẩm.

III. Kết quả và thảo luận

Nghiên cứu đã thành công trong việc tạo ra β-glucan tan trong nước từ bã men bia bằng phương pháp chiếu xạ bức xạ gamma Co-60. Sản phẩm β-glucan có khối lượng phân tử thấp (11-50 kDa) và hoạt tính sinh học cao, bao gồm khả năng chống oxy hóa, bảo vệ gan, và tăng cường miễn dịch. Kết quả này mở ra tiềm năng ứng dụng lớn cho β-glucan trong các lĩnh vực y học và công nghiệp thực phẩm.

3.1. Hoạt tính sinh học của β glucan

β-glucan sau khi chiếu xạ có hoạt tính sinh học cao, đặc biệt là khả năng chống oxy hóa và tăng cường miễn dịch. Các thử nghiệm in vitro và in vivo cho thấy, β-glucan có khối lượng phân tử thấp (25 kDa) có khả năng bảo vệ gan, hạ mỡ máu và đường huyết, đồng thời tăng cường các chỉ số miễn dịch ở chuột và gà. Kết quả này khẳng định tiềm năng ứng dụng của β-glucan trong y học và chăn nuôi.

3.2. Ứng dụng thực tiễn

Sản phẩm β-glucan tan trong nước có khối lượng phân tử thấp được tạo ra từ nghiên cứu này có tiềm năng ứng dụng lớn trong các lĩnh vực như thực phẩm chức năng, chế phẩm bổ sung trong chăn nuôi, và các sản phẩm y tế. β-glucan có thể được sử dụng để tăng cường miễn dịch, hỗ trợ điều trị các bệnh liên quan đến gan, mỡ máu và đường huyết, đồng thời giảm thiểu việc sử dụng kháng sinh trong chăn nuôi.