(Luận Văn Thạc Sĩ Hóa Hữu Cơ) Nghiên Cứu Tạo Màng Sinh Học Polysaccharide Được Chiết Xuất Từ Xương Rồng (Opuntia Dillenii) Và Khảo Sát Một Số Đặc Tính Của Chúng

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

BÞ GIÁO DþC VIÞN HÀN LÂM

HÞC VIÞN KHOA HÞC VÀ CÔNG NGHÞ

Ngô Trung Tín

NGHIÊN CþU T¾O MÀNG SINH HÞC

POLYSACCHARIDE ¯þC CHI¾T XU¾T Tþ

NG¯ÞI H¯ÞNG D¾N KHOA HÞC:

1 TS Nguyßn Hà Thanh 2 PGS.TS Hoàng Thß Kim Dung

Thành phß Hß Chí Minh 3 2023

i

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.TS 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

ii

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

TP Hß Chí Minh, ngày 10 tháng 10 nm 2023

Hßc viên thÿc hißn lu¿n vn

Ngô Trung Tín

iii

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 14.095 3 136.192 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%

iv

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.

1.3 Tình hình nghiên cÿu t¿o màng sinh hßc Polysaccharide chi¿t xu¿t tÿ x±¡ng rßng

1.3.3 Tßng quan vß nghiên cÿu t¿o màng tÿ Polysachride chi¿t xu¿t tÿ x±¡ng rßng và

vi

2.3.2 Kh¿o sát mßt sß y¿u tß ¿n quá trình chi¿t nh± thßi gian, nhißt ß, tß lß dung

2.3.2.3 Kh¿o sát ¿nh h±ßng cÿa tß lß nguyên lißu/dung môi trong quá trình chi¿t xu¿t

2.3.3 Xác ßnh mßt sß tính ch¿t cÿa polysaccharide chi¿t tÿ x±¡ng rßng O dillenii

2.3.5 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¿

vii

3.1 Kh¿o sát mßt sß y¿u tß ¿n quá trình chi¿t nh± thßi gian, nhißt ß, tß lß dung môi:

3.1.1 Kh¿o sát ¿nh h±ßng cÿa thßi gian trong quá trình chi¿t xu¿t polysaccharide 30

3.1.3 Kh¿o sát ¿nh h±ßng cÿa tß lß nguyên lißu/dung môi trong quá trình chi¿t xu¿t 32

3.2 Xác ßnh mßt sß tính ch¿t cÿa polysaccharide chi¿t tÿ x±¡ng rßng O dillenii nh±:

3.4 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

viii

3.4.5 Kh¿ nng phân hÿy tÿ nhiên trong môi tr±ßng ¿t và phân hÿy cÿa màng d±ßi tác ßng cÿa vi khu¿n và n¿m 55 3.4.5.1 Kh¿ nng phân hÿy tÿ nhiên trong môi tr±ßng ¿t cÿa màng 55 3.4.5.2 Kh¿ nng phân hÿy cÿa màng d±ßi tác ßng cÿa vi khu¿n và n¿m 57

x

DANH SÁCH B¾NG

TRANG

B¿ng 3.3 K¿t qu¿ kh¿o sát tß lß nguyên lißu/dung môi chi¿t polysaccharide 33

B¿ng 3.5 K¿t qu¿ thành ph¿n các lo¿i ±ßng ¡n trong m¿u polysaccharide tÿ x±¡ng

B¿ng 3.17 K¿t qu¿ t¿o màng pectin, chitosan, PVA và mußi acetat kim lo¿i 47

xi

DANH SÁCH HÌNH

TRANG

Hình 2.2 Thành ph¿n các lo¿i ±ßng ¡n trong m¿u x±¡ng rßng ±ÿc xác ßnh b¿ng

Hình 2.4 S¿c ký ß GPC xác ßnh trßng l±ÿng phân tÿ cÿa polysaccharide 39

Hình 2.10 Màng PT/CTS (3:2) và PVA trong dung dßch acid lactic 2% 43

Hình 2.12 B¿n quét XPS thß hißn sÿ liên k¿t giÿa PVA và silica 44

Hình 2.14 Bißu ß ß dày trung bình cÿa màng phßi trßn mußi acetat kim lo¿i(mm) 50

Hình 2.17 Thÿ nghißm kh¿o sát ß bßn cÿa màng P1ZnAc 0,05% trong các lo¿i dung

Hình 2.18 Thÿ nghißm kh¿o sát ß bßn cÿa màng P1ZnAc 0,05% trong các lo¿i dung

xii

Hình 2.21 Bißu ß ß tr±¡ng nß cÿa màng phßi trßn mußi acetat trong n±ßc 53

Hình 3.28 M¿u màng polymer trên môi tr±ßng có vi khu¿n Bacillus sp sau 1 tu¿n thí

xiii

DANH SÁCH K¾T QU¾ THþ NGHIÞM

TRANG

1 MÞ ¾U

Cùng vßi sÿ phát trißn cÿa khoa hßc công nghß, công nghß v¿t lißu tßng hÿp t¿o ra các lo¿i màng nhÿa nh± Polyethylene (PE), Polyvinyl chloride (PVC), Polypropylene (PP), Polystyrene (PS), ß sÿ dÿng trong vißc b¿o qu¿n thÿc ph¿m ¯u ißm các lo¿i màng này là có thß b¿o qu¿n thÿc ph¿m t±¡i lâu, ngn ch¿n ±ÿc tác nhân gây h± hßng tÿ môi tr±ßng, giá thành hÿp lý và dß dàng s¿n xu¿t vßi sß l±ÿng lßn Tuy nhiên, chúng cing có mßt sß h¿n ch¿ nh¿t ßnh nh± làm ¿nh h±ßng ch¿t l±ÿng cÿa thÿc ph¿m, thßi gian ß phân hÿy chúng kéo dài, khó xÿ lý, gây ô nhißm môi tr±ßng và có h¿i sÿc khße cÿa con ng±ßi

ß kh¿c phÿc h¿n ch¿ nói trên và h±ßng ¿n phát trißn <v¿t lißu xanh=, <thân thißn= h¡n vßi môi tr±ßng, các nhà nghiên cÿu ang h±ßng ¿n nghiên cÿu các lo¿i màng có ngußn gßc tÿ nhiên, vÿa có kh¿ nng b¿o qu¿n ±ÿc thÿc ph¿m vÿa duy trì ch¿t l±ÿng thÿc ph¿m trong quá trình b¿o qu¿n do làm ch¿m quá trình oxy hóa, ngn ngÿa sÿ phát trißn cÿa vi khu¿n, làm gi¿m trao ßi khí và ißu quan trßng là không gây ¿nh h±ßng tßi sÿc khße con ng±ßi, dß dàng phân hÿy trong môi tr±ßng Mßt trong sß nhÿng v¿t lißu có thß áp ÿng cho các ±u ißm ß c¿p ß trên có thß kß ¿n các polysaccharide tÿ nhiên

Þ vùng Duyên h¿i mißn Trung n±ßc ta, n¡i có khí h¿u kh¿c nghißt, x±¡ng rßng là mßt lo¿i cây phß bi¿n, chÿa nhißu polysaccharide nh±ng l¿i ch±a ±ÿc khai thác sÿ dÿng Vißc nghiên cÿu sÿ dÿng x±¡ng rßng làm ngußn nguyên lißu cho vißc t¿o màng sinh hßc vÿa góp ph¿n chßng ô nhißm môi tr±ßng, vÿa t¿n dÿng tißm nng cÿa loài cây này, góp ph¿n làm phong phú, a d¿ng s¿n xu¿t Hißn nay, trên th¿ gißi ã có nhißu nghiên cÿu t¿o màng sinh hßc tÿ các ch¿t ±ÿc chi¿t xu¿t tÿ nhißu loài x±¡ng rßng khác nhau và ±ÿc phßi trßn vßi các thành ph¿n khác nhau tùy vào l)nh vÿc ÿng dÿng [1-4] Tuy nhiên, t¿i Vißt Nam v¿n ch±a có nhißu nghiên cÿu t¿o màng sinh hßc tÿ x±¡ng rßng cing nh± kh¿o sát ¿c tính màng ±ÿc t¿o thành, ngo¿i trÿ mßt sß nghiên cÿu thành ph¿n pectin có trong x±¡ng rßng ß ÿng dÿng trong vißc t¿o màng sinh hßc ã ±ÿc thÿc hißn và công bß [5,6] Vì v¿y, 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= ã ±ÿc ti¿n hành

Mÿc tiêu nghiên cÿu: 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 chúng

Ý ngh)a khoa hßc và thÿc tißn cÿa ß tài:

- K¿t qu¿ nghiên cÿu cÿa ß tài là c¡ sß ß ßnh h±ßng nghiên cÿu t¿o màng sinh hßc ÿng dÿng trong b¿o qu¿n thÿc ph¿m, tng c±ßng kh¿ nng kháng khu¿n khi bao gói, giúp tng thßi h¿n b¿o qu¿n cÿa s¿n ph¿m dài h¡n, nâng cao ch¿t l±ÿng cÿa s¿n ph¿m

- Gi¿m ô nhißm môi tr±ßng do rác th¿i có ngußn gßc là các lo¿i bao bì nhÿa tßng hÿp&

- T¿n dÿng ±ÿc mßt ngußn nguyên lißu s¿n có trong tÿ nhiên và hißn ang ít ±ÿc khai thác.

CH¯¡NG 1: TÞNG QUAN

1.1. Tßng quan vß cây x±¡ng rßng Oputina dillenii

1.1.1 Vß trí phân lo¿i, hình thái và phân bß [7] Phân lo¿i:

Theo tß chÿc qußc t¿ nghiên cÿu vß thÿc v¿t mßng n±ßc hay ICSG, hß x±¡ng rßng bao gßm 125 ¿n 130 chi, 1400 ¿n 1500 loài, thußc 4 phân hß và 9 tông Loài

x±¡ng rßng t¿i Vißt Nam có tên khoa hßc Opuntia dillenii (Ker-Gawl.) Haw Tên khoa hßc ßng ngh)a là Cactus dillenii Ker-Gawl., Opuntia stricta (Haw.).var dillenii (Ker-

Gawl.) L.Benson Loài x±¡ng rßng này thußc gißi Plantae, ngành Magnoliophyta, lßp

Magnoliopsida, bß Caryophyllales, hß Cactaceae, chi Opuntia Mill và loài Opuntia

dillenii (Ker Gawl.)

Hình thái:

Þ Vißt Nam, loài O dillenii còn có tên gßi khác phß bi¿n là Vÿt gai do phi¿n lá

có hình d¿ng nh± cây vÿt cùng vßi nhißu gai ¿c tr±ng trên m¿t lá Cây tr±ßng thành ¿t chißu cao tÿ 1 3 1,8 m, lóng dài 15,2 cm Thân và cành có màu xanh lÿc, có d¿ng phi¿n ovan, d¿t gißng hình lá nên gßi là cành d¿ng lá Cây phát trißn tÿ mßt thân chính, sau ó mßc ra hai nhánh nhß, có vài tr±ßng hÿp mßc ra nhißu nhánh h¡n nh±ng r¿t ít Thân cây mßng n±ßc và dÿ trÿ r¿t nhißu n±ßc do lá bi¿n ßi thành gai, h¿n ch¿ tßi a sÿ th¿t thoát h¡i n±ßc Các lá t¿p hÿp thành các nhóm gai, ±ÿc gßi là cußng lá, có ±ßng kính kho¿ng 2 cm, trên mßi lóng có kho¿ng 35 cußng lá

Hình 1.1 X±¡ng rßng Opuntia dillenii t¿i Ninh Thu¿n

(a) cây x±¡ng rßng, (b): qu¿ x±¡ng rßng

Hoa x±¡ng rßng có màu vàng, l±ÿng tính, mßc theo chu kì, ¡n tính có ±ßng kính tÿ 5-6 cm vßi 4 lá ài, màu xanh lÿc, chißu dài 1,7 cm, ài hoa rßng 1,8 cm Tràng hoa có 12 cánh, ßu, màu vàng, dài 3,2 cm, rßng 1,5 cm Nhß hoa a sÿi, vô h¿n

(kho¿ng 300 ¿n 450 nhß hoa), a d¿ng, chißu dài không b¿ng nhau tÿ 8 ¿n 13 mm Nhÿy có 8 ¿u thùy, mßi thùy dài kho¿ng 6 mm Trên mßi lóng có kho¿ng 15 hoa, mßi hoa mßc tÿ nách lá, khi rÿng ß l¿i v¿t s¿o ß gßc Mùa ra hoa b¿t ¿u tÿ tu¿n thÿ hai cÿa tháng 5 ¿n giÿa tháng 8, cao ißm nh¿t là tu¿n thÿ ba tháng 5 ¿n tu¿n ¿u tháng 6

Qu¿ x±¡ng rßng màu hoa hßng ho¿c tím, r¿t nh¿y, có nhißu thßt, hình pyriform, lõm ß ßnh, dài kho¿ng 6,1 cm, ±ßng kính kho¿ng 3,1 cm và trßng l±ÿng kho¿ng 24,92 g Mßi qu¿ chÿa kho¿ng 125 h¿t hình d¿u ph¿y, có ±ßng kính tÿ 4-5 mm, trßng l±ÿng mßi h¿t kho¿ng 23 mg và thß tích 25 ¿L Mùa k¿t qu¿ b¿t ¿u tÿ kho¿ng tháng 11 ¿n tháng 2, nh±ng mßt sß qu¿ v¿n còn trên cây cho ¿n tháng 4

Phân bß: Cây x±¡ng rßng phân bß lan rßng kh¿p Trung và Nam Mÿ, Úc và

Nam Phi, bao gßm c¿ ßa Trung H¿i Tuy nhiên nó có ngußn gßc ban ¿u là tÿ mißn Tây Nam n±ßc Mÿ và mißn B¿c Mexico Cây x±¡ng rßng th±ßng ±ÿc tìm th¿y trên các s±ßn ßi ß nhÿng khu vÿc n¿ng khô h¿n Cây x±¡ng rßng là mßt lo¿i cây bÿi mßng n±ßc mßc trong môi tr±ßng kh¿c nghißt và khô h¿n nh± sa m¿c và s±ßn ßi Cây có kh¿ nng sinh tr±ßng tßt ß ß cao tÿ 0-2400 mét và có kh¿ nng chßu nhißt ß cao ¿n 50 oC Þ n±ßc ta, cây x±¡ng rßng mßc nhißu n¡i, ¿c bißt mßc nhißu ß mißn Trung

1.1.2. Thành ph¿n hóa hßc cÿa O dillenii

Opuntia spp có giá trß dinh d±ÿng cao do chÿa hàm l±ÿng cao các khoáng

ch¿t, protein, ch¿t x¡ và hÿp ch¿t hóa thÿc v¿t cÿa chúng [8]

1.1.2.1. Tßng hàm l±ÿng phenolic và flavonoid trong Opuntia spp

Các hÿp ch¿t phenolic: Các hÿp ch¿t phenol có nhißu ho¿t tính sinh hßc tßt

và là ch¿t chßng oxy hóa Tßng hàm l±ÿng cácc hÿp ch¿t phenolic có trong Opuntia

spp thay ßi theo giai o¿n tr±ßng thành, mùa thu ho¿ch, ißu kißn môi tr±ßng, xÿ lý

sau thu ho¿ch và loài x±¡ng rßng Theo k¿t qu¿ các nghiên cÿu, qu¿ cÿa loài O

ficus-indica chÿa 218 mg GAE/100 g FW Fruit weight), O undulata chÿa 164,6 mg

GAE/100 g FW, O megacantha chÿa 130 mg GAE/100 g FW, O streptacantha chÿa 120 mg GAE/100 g FW và O dinellii chÿa 117 mg GAE/ 100 g FW Hàm l±ÿng

flavonoid cÿa mßi loài ±ÿc mô t¿ khác nhau áng kß n¿m trong kho¿ng tÿ 9,8 ¿n 50,24 mg QE/100 g FW Màu s¿c cÿa trái cây phÿ thußc vào tßng hàm l±ÿng các hÿp ch¿t phenolic Hàm l±ÿng phenolic cÿa hoa và vß ±ÿc xác ßnh cao h¡n cÿa trái cây

(kho¿ng 45,7 g/100 g FW), vì v¿y hoa và vß th±ßng ±ÿc sÿ dÿng ß thu th¿p các hÿp ch¿t sinh hßc có ¿c tính chßng oxy hóa [8]

C¿u trúc phenolic có trong Opuntia r¿t phÿc t¿p, kaempferol, quercetin,

isorhamnetin, và isorhamnetin glucoside ±ÿc xác ßnh là các hÿp ch¿t phß bi¿n nh¿t

hißn dißn trong hß Opuntia tÿ các loài hoang dã và trßng trßt ¿c bißt, kaempferol O-arabinofuranoside chß có trong O streptacantha, quercetin 3-O-rhamnosyl- (1-2) - [rhamnosyl- (1-6)] - glucoside chß có trong O ficus-indica cladodes, và isorhamnetin-3-O-rutinoside chß có trong n±ßc ép và vß tÿ O dilleni [8]

3-Betalains: Betalain là các dß vòng có hai ho¿c ba nguyên tÿ nit¡ tßn t¿i trong

tÿ nhiên, chúng th±ßng ±ÿc sinh tßng hÿp tÿ tißn ch¿t có trong tÿ nhiên là axit betalamic ¿n nay, kho¿ng 55 c¿u trúc betalain ã ±ÿc xác ßnh, bao gßm betaxanthins vàng cam và betacyanins ß tím Betalain có ho¿t tính chßng oxy hóa cao g¿p 3-4 l¿n so vßi catechin, axit ascorbic, rutin và cao h¡n g¿p ôi so vßi lê, táo, cà chua, chußi, nho tr¿ng, b±ßi hßng, nho ß và cam Theo các nghiên cÿu, hàm l±ÿng các betalain khác nhau trong trái x±¡ng rßng phÿ thußc vào loài, gißng cây trßng và vùng ßa lý Các betacyanin có trong trái Opuntia bao gßm betanidin, betanin, isobetanin, isobetanidin, neobetanin, phyllocactin, và gomphrenin I Các liên k¿t cÿa axit betalamic vßi mßt sß axit amin hißn dißn trong trái, t±¡ng ÿng vßi miraxanthine II (axit aspartic), indicaxanthin (proline), vulgaxantin I (glutamine), vulgaxantin II (axit glutamic), vulgaxantin III (asparagin), vulgaxantin IV (leucine), portulacaxanthin I (tyrosine), portulacaxanthin III (lysine), c-aminobutyric axit-betaxanthin, serine-betaxanthin, valine-betaxanthin, isoleucine-betaxanthin, isoproline-betaxanthin, phenylalanine-betaxanthin, histidine-betaxanthin, phenethylaminebetaxanthin và muscaaurin Trái x±¡ng rßng ±ÿc sÿ dÿng nh± mßt ngußn betalain r¿t ±ÿc quan tâm vì chúng có h±¡ng vß, có giá trß dinh d±ÿng tßt h¡n so vßi cÿ dßn ß [8]

1.1.2.2 Vitamin

Các vitamin chính trong Opuntia spp bao gßm vitamin E, vitamin C, vitamin K và tocopherols Hàm l±ÿng vitamin phÿ thußc vào gißng cây trßng O ficus-indica, ngußn gßc tÿ Ý có giá trß dao ßng tÿ 30336 mg Vit C/100 g FW trong trái, O ficus-

indica và O lindheimeri (da tím), O streptacantha (da ß), O undulata và O dinellii

tÿ Texas, có giá trß dao ßng tÿ 12,1 ¿n 81,5 mg Vit C/100 g, trong khi ß các gißng

O dillenii và O ficusindica tÿ Tenerife, hàm l±ÿng dao ßng t±¡ng ÿng tÿ 17 ¿n

29,7 mg/100 g Thông th±ßng, hàm l±ÿng carotenoid cao nh¿t trong trái có vß vàng

(23,7 mg/g FW) và axit ascorbic cao nh¿t có trong các lo¿i trái cây có vß ß (815 mg/g FW) Các nghiên cÿu cho th¿y các hÿp ch¿t khác có trong Opuntia có thß thß hißn ¿c tính chßng oxy hóa, tuy nhiên các báo cáo ßu cho th¿y r¿ng polyphenol, betalain và vitamin là nhÿng hÿp ch¿t chính quy¿t ßnh ¿n các ¿c tính sinh hßc cÿa chúng [8]

1.1.2.3 Polysaccharide

Polysaccharide bao gßm hai d¿ng là ch¿t x¡ không hòa tan và ch¿t x¡ hòa tan Ch¿t x¡ không hòa tan là các thành ph¿n không thß thi¿u trong c¿u trúc cÿa thÿc v¿t nh± thành t¿ bào bao gßm cellulose, hemiaellulose và lignin không hòa tan trong n±ßc Các ch¿t x¡ hòa tan ±ÿc t¿o thành tÿ các polysaccharide phi c¿u trúc nh± pectin, nhÿa cây và ch¿t nh¿y

Các thành ph¿n x¡ nh± ch¿t nh¿y và pectin bao gßm các carbohydrate/ polysaccharide phÿc t¿p vßi các monome ±ßng cÿa arabinose, galactose, rhamnose và axit galacturonic

Nghiên cÿu cÿa Goycoolea và các cßng sÿ ã chß ra r¿ng pectin là mßt heteropolysaccharide có hàm l±ÿng cao các monome acid galacturonic ±ÿc liên k¿t bßi các liên k¿t ³- (1®4) Ngoài ra còn có sÿ hißn dißn cÿa mßt sß lo¿i ±ßng acetyl hóa ho¿c ester hóa vßi các nhóm methyl [9]

1.1.2.4 Các hÿp ch¿t khác

Các nghiên cÿu cho th¿y trong x±¡ng rßng còn có các hÿp ch¿t khác gßm alcaloid, steroid, ch¿t khoáng (Ca, P, Fe, K, Mg, Mn, Zn, Na, Cu) và các acid béo (Linoleic, palmitic, stearic acid) [10, 11]

1.1.2.5 Các nghiên cÿu vß thành ph¿n hóa hßc cÿa O dillenii t¿i Vißt Nam

Theo Huÿnh Hÿu ông (2014), hàm l±ÿng ch¿t khô chi¿m 6,81 ÷ 7,21%, hàm l±ÿng n±ßc tÿ do chi¿m 51,84 ÷ 60,07%; hàm l±ÿng n±ßc tÿ liên k¿t 32,10÷39,29%; và pH tÿ 4,3 ÷ 5,0; hàm l±ÿng khoáng tßng thay ßi trong kho¿ng 20,01 ÷ 21,88%, hàm l±ÿng nitrogen tßng chi¿m 0,321 ÷ 0,654 mg% cao nh¿t trong giai o¿n tr±ßng thành, hàm l±ÿng lipid 1,03÷2,03% và cao nh¿t ß thân non; hàm l±ÿng protein tÿ do dao ßng trong kho¿ng 0,415 ÷ 0,867mg%; hàm l±ÿng cellulose kho¿ng 14,1÷17,46%, hàm l±ÿng roten ¿t tÿ 18,15 ÷ 20,06g/100g m¿u và không chênh lßch nhißu giÿa các giai o¿n sinh tr±ßng Hàm l±ÿng vitamin C ¿t 121,3 ÷ 195,7mg/100g m¿u, g¿p 4 l¿n nha am và chÿa ¿y ÿ l±ÿng amino axit c¿n thi¿t cho c¡ thß cùng 5% ch¿t chßng oxi hóa flavonoid ¿c bißt hàm l±ÿng ch¿t x¡ chi¿m kho¿ng 48.5% ±ÿc tìm th¿y trong rß, cành, hoa, qu¿ và gai cÿa cây [12]

1.1.3 þng dÿng cÿa x±¡ng rßng

R¿t nhißu các qußc gia trên th¿ gißi sÿ dÿng x±¡ng rßng ß làm thÿc ph¿m (ph¿n non mßm cÿa thân th±ßng ±ÿc dùng làm rau trong món salad, qu¿ x±¡ng rßng ±ÿc tiêu thÿ d±ßi d¿ng trái cây t±¡i) nh± Mexico, Ý, Chile, Nam Phi và Hoa Kÿ [8]

Nghiên cÿu cÿa González-Stuart và Rivera (2019) cho th¿y x±¡ng rßng là lo¿i cây làm

thÿc ph¿m có giá trß dinh d±ÿng cao Qu¿ x±¡ng rßng có chÿa kho¿ng 85% n±ßc, 15% ±ßng, 0,3% tro và ít h¡n 1% protein Trong thßt qu¿ có chÿa nhißu khoáng ch¿t, acid amine (alanin, arginin và asparagin), các vitamin quan trßng bao gßm vitamin C (ascorbic acid), E, K và beta-carotenes Vì v¿y có thß sÿ dÿng qu¿ x±¡ng rßng làm thÿc ph¿m [14]

Ngoài ra, flavonoid, ch¿t chßng oxy hóa hißu qu¿ cing là mßt thành ph¿n quan trßng khác cÿa lo¿i qu¿ này Các s¿c tß betalain chßu trách nhißm cho màu s¿c cÿa trái

cây và cing có ¿c tính chßng oxy hóa Theo Wu (2019), polysaccharide trong O

dillenii có ho¿t tính kháng khu¿n và chßng oxy hóa và có thß t¿o thành lßp phÿ bán

th¿m ngn ch¿n quá trình hóa nâu, sÿ phát trißn cÿa vi sinh v¿t và tßc ß hô h¿p, ßng thßi ÿc ch¿ sÿ gi¿m trßng l±ÿng và hình thành ±ßng tßng trong quá trình b¿o qu¿n ß 5°C do ó ng±ßi ta ã t¿o ra lßp phÿ n ±ÿc dÿa trên ODP ß kéo dài thßi gian b¿o qu¿n khoai tây t±¡i mßi c¿t [13]

H¡n nÿa, O dillenii còn ±ÿc ÿng dÿng nhißu trong l)nh vÿc nh± y hßc, y sinh,

mÿ ph¿m Thßt qu¿ x±¡ng rßng có tác dÿng chÿa lành v¿t th±¡ng, v¿t loét, hß trÿ ißu trß các bßnh vß ±ßng tiêu hóa, tißu ±ßng và x¡ vÿa ßng m¿ch Nhißu nghiên cÿu ã xác nh¿n hißu qu¿ cÿa x±¡ng rßng trong vißc hß trÿ ißu trß tng ±ßng huy¿t và tng cholesterol trong máu Trong thßt qu¿ có chÿa nhißu ch¿t chßng oxy hóa, kích thích tuy¿n tÿy ti¿t ra insulin, ch¿t x¡ làm gi¿m mÿc ß LDL cholesterol trong máu X±¡ng rßng còn có tác dÿng trong vißc hß trÿ gi¿m cân, ¿nh h±ßng tích cÿc ¿n các y¿u tß gây nguy c¡ vß các bßnh tim m¿ch H¿t cÿa x±¡ng rßng có chÿa d¿u giàu axit béo không bão hòa, có ¿c tính chßng viêm và chßng oxi hóa Thành ph¿n Preparami® ER ±ÿc chi¿t tÿ cây có ¿c tính chßng oxi hóa, làm dßu v¿t viêm da và côn trùng c¿n [8], [14]

1.2. Tßng quan vß polysaccharide trong O dillenii

1.2.1 Tßng quan vß polysaccharide

Polysaccharide (còn ±ÿc gßi là glycans) là mßt carbohydrate cao phân tÿ ±ÿc t¿o thành tÿ nhißu monosaccharide nßi vßi nhau b¿ng c¿u nßi glycoside (Hình 1.2) Sß

l±ÿng ±ßng ¡n trong polysaccharide r¿t lßn tÿ 100-100000 ¡n vß Polysaccharide có thß ±ÿc phân lo¿i theo ¿c ißm phân tÿ cÿa chúng (lo¿i, sß l±ÿng, liên k¿t và trình tÿ cÿa monosaccharide); ¿c tính hóa lý (ß hòa tan trong n±ßc, ß nhßt, kh¿ nng ho¿t ßng bß m¿t); chÿc nng dinh d±ÿng (tiêu hóa ho¿c không tiêu hóa) [15]

Hình 1.2 C¿u trúc polysaccharide

Polysaccharide ±ÿc phân lo¿i thành hai nhóm chính bao gßm homopolysaccharide và heteropolysaccharide Homopolysaccharide chÿa mßt lo¿i monosaccharide l¿p l¿i trong chußi ch¿ng h¿n nh± tinh bßt, cellulose và glycogen ±ÿc hình thành tÿ chß glucose (Hình 1.3) Trong khi ó, heteropolysaccharide ±ÿc t¿o thành tÿ hai ho¿c nhißu monosaccharide c¿u thành (Hình 1.4) Nhóm này có c¿u trúc phÿc t¿p, tùy theo thành ph¿n cÿa ±ßng mà ng±ßi ta còn chia thành nhißu nhóm nhß nh± pectin, hemicellulose, ch¿t nh¿y và gums,&

Hình 1.3 C¿u trúc homopolysaccharide [17]

Polysulfated glycosaminoglysan

Hình 1.4 C¿u trúc heteropolysaccharide [18]

Tùy thußc vào lo¿i monosaccharide nào ±ÿc k¿t nßi và lo¿i cacbon nào trong các monosaccharide liên k¿t vßi nhau mà polysaccharide có nhißu d¿ng khác nhau Chußi monosaccharide th¿ng ±ÿc gßi là polysaccharide tuy¿n tính, trong khi chußi có nhánh và xo¿n ±ÿc gßi là polysaccharide phân nhánh [15]

Theo Ramesh và các cßng sÿ (2003), polysaccharide có các lo¿i phân tÿ chính nh±: pectin, celluloses, hemicelluloses, lipopolysaccharide, gums (ch¿t nh¿y), proteoglycan, tinh bßt, chitin

Sÿ khác bißt vß c¿u trúc cÿa polysaccharide t¿o nên sÿ khác bißt vß tính ch¿t v¿t lý cing nh± tính ch¿t hóa hßc cÿa chúng Các polysaccharide có các tính ch¿t hóa hßc ¿c tr±ng nh± sau: chúng không có vß ngßt, chÿa nhißu ch¿t không tan trong n±ßc, không t¿o thành tinh thß khi hút ¿m, ¿c và không th¿m th¿u bên trong các t¿ bào và có thß ±ÿc chi¿t xu¿t ß t¿o thành bßt tr¿ng [19]

1.2.2 Thành ph¿n cÿa polysaccharide trong cây x±¡ng rßng O dillenii

Pectin và ch¿t nh¿y (mucilage) là hai lo¿i polysaccharide có trßng l±ÿng phân

tÿ cao hòa tan trong n±ßc ±ÿc tìm th¿y trong x±¡ng rßng O dillenii Pectin và ch¿t

nh¿y thußc nhóm heteropolysaccharide và có c¿u trúc phÿc t¿p h¡n so vßi nhóm homopolysaccharide vì chúng có hai hay nhißu thành ph¿n ±ßng ¡n liên k¿t vßi nhau và vß trí liên k¿t cÿa chúng a d¿ng h¡n Các lo¿i ±ßng ¡n thông th±ßng c¿u thành nên ch¿t nh¿y và pectin là glucose, mannose, galactose và arabinose ho¿c các d¿n xu¿t uronic cÿa chúng nh± acid glucuronic, acid manuronic và acid galacturonic,& [9]

1.2.2.1 Ch¿t nh¿y trong O dillenii

Ch¿t nh¿y là ch¿t lßng có ß nhßt ¿c tr±ng ±ÿc ti¿t ra bßi trái và vß cÿa x±¡ng rßng Nó không t¿o gel khi có canxi, có ß pH trung tính, hàm l±ÿng tro, ß ¿m

th¿p và có tính ch¿t tr±¡ng nß Ch¿t nh¿y chi¿t xu¿t tÿ nhánh cây cÿa O dillenii trong

môi tr±ßng n±ßc có hißu su¿t là 6,2% thu ±ÿc ±ßng trung tính bao gßm arabinose (38,80%), galactose (33,00%), rhamnose (15,70%), xyloza (5,10%) và glucose (5,10%) [20]

Ch¿t nh¿y tÿ O dillenii có ho¿t tính ÿc ch¿ lipase, tng ti¿t mÿ, au d¿ dày,

kinh nguyßt không ßu, au ¿u và tißu không kißm soát Ngoài ra, ch¿t nh¿y còn hß trÿ gi¿m béo b¿ng cách liên k¿t vßi ch¿t béo trong ch¿ ß n ußng, gi¿m sÿ h¿p thu

acid béo và cußi cùng làm gi¿m trßng l±ÿng c¡ thß Do ó, có nhißu tißm nng ÿng dÿng ch¿t nh¿y trong l)nh vÿc ch¿ ph¿m thÿc ph¿m và d±ÿc ph¿m [20]

1.2.2.2 Pectin trong O dillenii

Pectin (Hình 1.5) là mßt heteropolysaccharide d¿ng m¿ch th¿ng, là mßt polymer cÿa các polygalacturonic acid và các methyl ester cÿa chúng Pectin có công thÿc phân tÿ là (C6H10O7)n, phân tÿ l±ÿng trung bình MPectin = (194.319)n, kho¿ng 50000 3 150000 vC và thành ph¿n nguyên tß C% = 37,11; H% = 5,16; O% = 57,73 Pectin ±ÿc c¿u t¿o tÿ các phân tÿ acid D-galacturonic liên k¿t vßi nhau b¿ng liên k¿t ³-1,4-glucoside Chißu dài cÿa các chußi polygalacturonic acid trong pectin có thß thay ßi tÿ vài ¡n vß cho ¿n hàng trm ¡n vß polygalacturonic acid Pectin ß d¿ng bßt vô ßnh hình có màu xám tr¿ng, tan trong n±ßc, formamic và trong glycerin nóng và không hòa tan trong ethanol, isopropanol, acetone nên có thß dùng các dung môi này ß tÿa pectin

Hình 1.5 C¿u t¿o cÿa pectin

Hàm l±ÿng pectin ±ÿc tìm th¿y khác nhau trong các loài O dillenii khác nhau

và dao ßng trong ph¿m vi t±¡ng ßi rßng tÿ 0,13% ¿n 2,64% v¿t lißu khô và 1,00% ¿n 23,87% v¿t lißu ±ßt [9] Pectin ±ÿc c¿u t¿o tÿ liên k¿t ³- (1-4) cÿa D-galacturonic acid

Ph¿n lßn các nhóm acid ±ÿc ester hóa vßi các nhóm methoxy trong d¿ng tÿ nhiên cÿa chúng Còn nhóm rhamnose ít khi xu¿t hißn trong chußi Galacturonic acid c¡ b¿n vì nó phá vÿ tính ßn ßnh cÿa c¿u trúc polysaccharide, ±a chußi xo¿n vào chußi tuy¿n tính, thúc ¿y quá trình gel hóa và ngn ngÿa k¿t tÿa Pectin cing có các nhánh tÿ chußi tuy¿n tính chÿa các lo¿i ±ßng trung tính khác nh± xylose, galactose và arabinose [21, 22]

Tính ch¿t hóa lý cÿa pectin và ch¿t nh¿y khác nhau do l±ÿng polygalacturonic acid m¿ch th¿ng và các thành ph¿n hóa hßc cÿa chúng khác nhau, ¿c bißt là các tính ch¿t c¡ b¿n trong vißc ÿng dÿng polysaccharide x±¡ng rßng trong nhißu l)nh vÿc khác nhau Pectin ±ÿc dùng làm thußc c¿m máu ±ßng rußt; làm các tác nhân nhi hóa khi

n

k¿t hÿp vßi gums Arabic và ±ÿc dùng s¿n xu¿t bánh k¿o, mÿt,&[21, 22] Trong môi tr±ßng acid, pectin có thß t¿o thành gel n±ßc có ß nhßt ¿c bißt Do ó, c¡ ch¿ t¿o gel ¿c bißt này ±ÿc sÿ dÿng ß t¿o màng sinh hßc Do kh¿ nng phân hÿy sinh hßc tßt, tính t±¡ng hÿp sinh hßc cao, có thß n ±ÿc và các ¿c tính hóa lý linh ho¿t nh± gel hóa, tính th¿m khí chßn lßc nên pectin là mßt nßn polymer r¿t thích hÿp ß t¿o màng

sinh hßc Vì v¿y, polysaccharide pectin ±ÿc chi¿t tÿ Opuntia dillenii ±ÿc chßn làm

nßn polymer sinh hßc cho ß tài nghiên cÿu này

1.2.3 Ho¿t tính sinh hßc và ÿng dÿng cÿa polysaccharide

Polysaccharide có các tính ch¿t hóa 3 lý quan trßng, ±ÿc ÿng dÿng khá rßng rãi trong nhißu l)nh vÿc cÿa cußc sßng Theo thßng kê, có ít nh¿t 30 lo¿i polysaccharide ang ±ÿc ti¿n hành các thÿ nghißm lâm sàng liên quan ¿n chßng ung th±, chßng vi rút, ißu trß bßnh tißu ±ßng,& trên th¿ gißi [23]

a Ho¿t ßng chßng ung th±

Ph¿n lßn các polysaccharide không có tác ßng trÿc ti¿p lên các t¿ bào khßi u, nh±ng chúng thúc ¿y hß thßng mißn dßch cÿa c¡ thß b¿ng cách thúc ¿y sÿ sinh tr±ßng và sinh s¿n cÿa ba lo¿i t¿ bào gßm có t¿ bào tiêu dißt tÿ nhiên, ¿i thÿc bào và lympho ßng thßi kích ho¿t các hß thßng nßi mô mßi trên m¿ng l±ßi nßi ch¿t, thúc ¿y sÿ s¿n sinh ra các lo¿i cytokine khác nhau và cußi cùng là ÿc ch¿ sÿ phát trißn cÿa các t¿ bào khßi u ho¿c khi¿n các t¿ bào khßi u này tÿ ch¿t Cho ¿n nay, có r¿t nhißu các polysaccharide có ho¿t tính chßng ung th± ã ±ÿc tìm th¿y nh± ³-glucans có c¿u trúc ph¿ng và ba chißu khác nhau, polysaccharide pectic và polysaccharide trong rong bißn [23]

b Tác dÿng h¿ ±ßng huy¿t

Khác vßi monosaccharide và oligosaccharide làm tng ±ßng trong máu, nhißu polysaccharide không nhÿng không làm tng mà trái l¿i, chúng có thß làm gi¿m l±ÿng ±ßng trong máu Do ó, polysaccharide ±ÿc xem s¿ là mßt nhóm thußc h¿ ±ßng huy¿t mßi Mßt sß nghiên cÿu cho th¿y r¿ng m¿c dù mßt sß polysaccharide không làm tng bài ti¿t insulin trong c¡ thß, nh±ng chúng có thß c¿i thißn áng kß ho¿t ßng cÿa glucokinase, hexokinase và glucose-6-phosphate dehydrogenase (G6PD) trong gan và cing làm gi¿m mÿc ß ch¿t béo trung tính và cholesterol trong huy¿t t±¡ng [23] c. Sÿ dÿng polysaccharide làm ch¿t trung gian tßng hÿp nên nano b¿c giúp phân

hÿy thußc nhußm Rhodamine B trong n±ßc

Polysaccharide ±ÿc chi¿t xu¿t tÿ cây x±¡ng rßng có chußi polymer chÿa có nhißu chÿc nng hóa hßc khác nhau ch¿y dßc theo chußi polyme Các chi¿t xu¿t này ßn ßnh trong các dung môi hÿu c¡ thông th±ßng và có ái lÿc cao vßi các ion kim lo¿i nh± Ag+ Sÿ t±¡ng tác giÿa các nhóm chÿc tÿ polysaccharide và các h¿t nano th±ßng x¿y ra bßi các hißu ÿng t)nh ißn và các t±¡ng tác không cßng hóa trß Do ó, chi¿t xu¿t polysaccharide tÿ nhánh cây s¿ là ch¿t nßn lý t±ßng cho quá trình tßng hÿp nano b¿c ¡n l¿ [24]

Nghiên cÿu này chÿng minh r¿ng tßng hÿp nano b¿c vßi ch¿t trung gian là polysaccharide có thß là mßt ch¿t phân hÿy thußc nhußm Rhodamine B r¿t hißu qu¿ Ngoài ra, sÿ t±¡ng tác cÿa thußc nhußm Rhodamine B vßi polysaccharide-nano b¿c có thß ngn ch¿n thußc nhußm bß rÿa trôi nên gi¿m thißu ±ÿc ßc tính cÿa thußc nhußm trong n±ßc [24]

d Các tác dÿng khác

Tsujita và các cßng sÿ (2007) ã chÿng minh r¿ng mßt lo¿i polysaccharide c¡ b¿n có kh¿ nng ngn ch¿n sÿ h¿p thÿ ch¿t béo tÿ rußt non b¿ng cách ÿc ch¿ ho¿t ßng cÿa lipase tÿy, giúp ¿t ±ÿc mÿc tiêu gi¿m cân [25] Ngoài ra, polysaccharide cing có tác dÿng chßng oxy hóa, h¿ huy¿t áp, thúc ¿y tng tr±ßng tóc, gi¿m cholesterol, ißu trß ho, tng c±ßng m¿t ß x±¡ng, chßng loét&

Bên c¿nh các ho¿t tính sinh hßc nêu trên, các ho¿t tính mßi cÿa polysaccharide v¿n ang ±ÿc ti¿p tÿc nghiên cÿu

1.3 Tình hình nghiên cÿu t¿o màng sinh hßc polysaccharide pectin chi¿t xu¿t tÿ

x±¡ng rßng O dilleni trên th¿ gißi và t¿i Vißt Nam

1.3.1 Màng phân hÿy sinh hßc

Màng polymer phân hÿy sinh hßc là lo¿i màng polymer có kh¿ nng phân hÿy thành các phân tÿ ¡n gi¿n nh± CO2, H2O, CH4 và sinh khßi Các tác nhân, ch¿ng h¿n nh± vi sinh v¿t (vi khu¿n và n¿m), nhißt ß, ß ¿m và ánh sáng, có thß làm phá vÿ màng polymer phân hÿy sinh hßc

Màng thÿc ph¿m tÿ polymer sinh hßc ph¿i áp ÿng các yêu c¿u c¡ b¿n sau: không chÿa ßc tß; an toàn ßi vßi sÿc khße con ng±ßi; có tính bßn vÿng vß m¿t hóa hßc, hóa lý và vi sinh v¿t, có hißu qu¿ c¿n trao ßi ch¿t và ß bßn c¡ hßc cao; và có ch¿t l±ÿng c¿m quan tßt

Màng polymer phân hÿy sinh hßc có thß ±ÿc phân lo¿i dÿa trên nguyên lißu c¿u thành ra các lo¿i nh± sau: polylactic acid (PLA), polyhydroxyalkanoates (PHA), chitosan, agar, alginate, carrageenan, collagen và gelatin [26]

1.3.2 Tình hình nghiên cÿu màng phân hÿy sinh hßc 1.3.2.1 Nghiên cÿu trên th¿ gißi

ã có nhißu nghiên cÿu ã ±ÿc công bß vß t¿o màng sinh hßc tÿ các v¿t lißu khác nhau nh± Xu và các cßng sÿ (2005) ã nghiên cÿu k¿t hÿp giÿa chitosan và tinh bßt ß t¿o màng k¿t hÿp phân hÿy sinh hßc Màng tinh bßt có tính giòn, khi bß sung chitosan giúp màng tng ß bßn kéo và ß giãn dài ÿt, ßng thßi làm gi¿m tßc ß truyßn h¡i n±ßc cÿa màng Bên c¿nh ó, quá trình hß hóa tinh bßt ã ngn ch¿n chitosan k¿t tinh trong dung dßch màng [27]

Su và các cßng sÿ (2010) ã ti¿n hành nghiên cÿu t¿o màng tÿ carboxymethyl cellulose (CMC) và protein ¿u nành Nghiên cÿu này t¿o ra các thành ph¿n polymer có tính t±¡ng tích sinh hßc cao Sÿ bß sung CMC vào màng giúp tng ß bßn kéo và gi¿m ß nh¿y n±ßc Ngoài ra sÿ bß sung Glycerol cing giúp làm gi¿m ß k¿t tinh cÿa hßn hÿp t¿o màng Lo¿i màng này thích hÿp ß b¿o qu¿n các lo¿i d±ÿc ph¿m và thÿc ph¿m có ß ¿m th¿p [28]

Dou và các cßng sÿ (2018) ã ti¿n hành nghiên cÿu t¿o ra màng k¿t hÿp tÿ gelatin, soldium alginate và polyphenol tÿ trà xanh Nghiên cÿu này cho th¿y bß sung tea phenol óng vai trò nh± mßt ch¿t liên k¿t ngang, làm tng tính ch¿t c¡ lý và là mßt ch¿t chßng oxy hóa hißu qu¿ Lo¿i màng này có tißm nng lßn trong vißc t¿o ra bao bì phân hÿy sinh hßc, thân thißn vßi môi tr±ßng và kháng khu¿n, giúp kéo dài thßi h¿n sÿ dÿng cÿa thÿc ph¿m [29]

1.3.2.2 Nghiên cÿu t¿i Vißt Nam

Nm 2008, Lê Thß Minh Thÿy ã nghiên cÿu phßi trßn chitosan-gelatin làm màng b¿o qu¿n phi lê cá ngÿ ¿i d±¡ng Hßn hÿp chitosan và gelatin ±ÿc phßi trßn ß các tß lß khác nhau, sau ó dùng các màng này ß bao gói b¿o qu¿n phi lê cá ngÿ và b¿o qu¿n ß nhißt ß l¿nh K¿t qu¿ cho th¿y màng có tÿ lß phßi trßn chitosan/gelatin là 60/40 và chitosan/gelatin/natri benzoate 60/40/0,1% là tßi ±u vß sÿc cng và ß ¿m, có kh¿ nng kháng khu¿n và h¿n ch¿ sÿ hình thành histamin trong quá trình b¿o qu¿n phi lê cá ngÿ ¿i d±¡ng [30]

Nm 2012, Hß S¡n Lâm và Nguyßn Thß Thu Th¿o ã thÿc hißn nghiên cÿu vß tßng hÿp polymer phân hÿy sinh hßc Vinapol có thß ±ÿc sÿ dÿng trong nông nghißp

Khi ±ÿc sÿ dÿng, Vinapol, mßt d¿ng polymer nßn có d¿ng khßi trÿ ho¿c viên c¿u, chß c¿n hòa tan trong n±ßc ¿m tÿ 70 ¿n 80oC ß t¿o thành d¿ng theo khuôn K¿t qu¿ nghiên cÿu cho th¿y polymer này có kh¿ nng phân hÿy trong ¿t trong kho¿ng thßi gian tÿ 45 ¿n 60 ngày, phÿ thußc vào thành ph¿n và tÿ lß nguyên lißu ß bßn và ß h¿p thÿ n±ßc cÿa polymer Vinapol tßt và phÿ thußc vào các thành ph¿n nguyên lißu chính và thành ph¿n ch¿t phÿ gia cÿa nó [31]

Nm 2017, Nguyßn Thÿ an Huyßn và các cßng sÿ ã thÿc hißn nghiên cÿu t¿o

màng sinh hßc tÿ gum arabic và dßch chi¿t vi khu¿n Pseudomonas 199B nh¿m kháng n¿m Asperilus flavus T1 trong b¿o qu¿n h¿t ngô gißng K¿t qu¿ nghiên cÿu cho th¿y dßch chi¿t vi khu¿n P putida ÿc ch¿ tßt sÿ phát trißn cÿa m¿m mßc A flavus gây bßnh

mßc en trên gißng ngô n¿p nù NK66 (ngô lai), tÿ lß n¿y m¿m cÿa h¿t gißng ngô ¿t 97,91 % sau 30 ngày b¿o qu¿n vßi tÿ lß nhißm mßc th¿p (20 %) [32]

Nm 2019, Lâm Thß Ni Na ã thÿc hißn nghiên cÿu t¿o màng polymer phân hÿy sinh hßc b¿ng cách k¿t hÿp giÿa chitosan và poly vinyl alcohol (PVA) K¿t qu¿ nghiên cÿu cho th¿y vßi hàm l±ÿng acid acetic và glutaraldehyde (GA) l¿n l±ÿt là 3,5/100 và 1/100 vß khßi l±ÿng so vßi PVA, nhißt ß óng r¿n là 90¡C, thßi gian là 7 giß là ißu kißn tßt nh¿t cho quá trình óng r¿n cÿa màng PVA Bß sung thêm chitosan và GA ß t¿o thêm các liên k¿t ngang trong màng, c¿i thißn ß tan trong n±ßc cÿa PVA và tng kh¿ nng kháng khu¿n cÿa màng [33]

Nm 2020, D±¡ng Th¿ Hy cing ã thÿc hißn nghiên cÿu t¿o màng phân hÿy sinh hßc trên cß sß k¿t hÿp giÿa chitosan và polyvinyl alcohol [34]

1.3.3 Tßng quan vß nghiên cÿu t¿o màng tÿ polysaccharide pectin chi¿t xu¿t tÿ x±¡ng rßng và ¿c tính cÿa chúng

1.3.3.1 Tình hình nghiên cÿu trên th¿ gißi

Nm 2010, Espino-Díaz và các cßng sÿ ã nghiên cÿu và công bß r¿ng ch¿t

nh¿y cÿa x±¡ng rßng Opuntia ficus-indica (L.) có thß ±ÿc sÿ dÿng ß t¿o ra màng

sinh hßc Thành ph¿n cÿa màng bao gßm ch¿t nh¿y x±¡ng rßng, glycerol và n±ßc c¿t vßi tÿ lß 2:1:50 và ±ÿc kh¿o sát ß các ißu kißn pH là 4, 5, 6, 7 và 8, ßng thßi trong quá trình t¿o màng, canxi cing ±ÿc bß sung K¿t qu¿ thí nghißm cho th¿y ch¿t nh¿y x±¡ng rßng có kh¿ nng t¿o màng ß pH tÿ 4 ¿n 8 Tuy nhiên màng t¿o thành cÿng và dß vÿ nên trong quá trình t¿o màng ch¿t hóa d¿o ±ÿc thêm vào ß c¿i thißn tính ch¿t c¡ hßc cÿa chúng Màng có c±ßng lÿc cao nh¿t ß pH 5, 6 và 7 C±ßng ß cÿa màng gi¿m i khi bß sung canxi Þ pH 4, màng có bß sung canxi có c±ßng lÿc m¿nh nh¿t là

0,55 MPa Màng có tính ch¿t ngn h¡i n±ßc tßt nh¿t và c±ßng lÿc tßt nh¿t khi ß ißu kißn pH tÿ nhiên và không bß sung canxi [1]

Nm 2014, Lira-Vargas và các cßng sÿ ã nghiên cÿu thành công màng sinh hßc ±ÿc chi¿t xu¿t tÿ x±¡ng rßng và trßn vßi gelatin và sáp ong cùng vßi ch¿t hóa d¿o glycerol và ch¿t nhi hóa Tween 80 ß các tÿ lß khác nhau K¿t qu¿ cho th¿y vißc bß sung gelatin không ¿nh h±ßng ¿n ß dày và ß trong sußt cÿa màng nh±ng l¿i làm tng ß bßn kéo và kh¿ nng th¿m h¡i n±ßc cÿa màng, và cing làm gi¿m kh¿ nng th¿m khí cÿa màng Tuy nhiên, sáp ong l¿i giúp ß dày màng mßng h¡n, làm tng ß bßn kéo và kh¿ nng th¿m h¡i n±ßc cÿa màng, tuy nhiên l¿i làm gi¿m kh¿ nng th¿m khí và th¿m n±ßc cÿa màng ã có mßt sß nghiên cÿu vß lo¿i màng này vßi mÿc ích b¿o qu¿n thÿc ph¿m nông nghißp [2]

Nm 2017, Treviño-Garza và các cßng sÿ ã nghiên cÿu cách t¿o ra màng b¿o qu¿n trái dÿa b¿ng cách sÿ dÿng polysaccharide x±¡ng rßng có bß sung chitosan Trái dÿa ±ÿc ngâm vào dung dßch polysaccharide x±¡ng rßng 4% tr±ßc khi ±ÿc ngâm vào dung dßch chitosan 1,5% Sau ó, trái dÿa ±ÿc b¿o qu¿n ß nhißt ß 4oC trong 18 ngày Ti¿n hành so sánh các m¿u ±ÿc b¿o qu¿n tÿ các dung dßch polysaccharide ±ÿc chi¿t xu¿t tÿ các loài thÿc v¿t khác, ch¿ng h¿n nh± pullulan, nha am và h¿t lanh Sau 18 ngày b¿o qu¿n, m¿u ±ÿc phÿ b¿ng dung dßch chÿa polysaccharide chitosan và x±¡ng rßng có ß gi¿m trßng th¿p nh¿t ißu này là do ch¿t nh¿y x±¡ng rßng có kh¿ nng hình thành liên k¿t ngang, tng kh¿ nng giÿ n±ßc cho m¿u dÿa Giá trß pH cÿa m¿u ±ÿc bao phÿ bßi dung dßch polysaccharide x±¡ng rßng và chitosan cao h¡n (3,7533,76), d¿n ¿n sÿ gi¿m l±ÿng citric acid trong trái cây M¿u cing không ngn ch¿n ±ÿc sÿ m¿t mát cÿa hàm l±ÿng ascorbic acid trong trái Nhìn chung, t¿t c¿ các dung dßch b¿o qu¿n ßu giúp duy trì ch¿t l±ÿng và các ¿c tính cÿa trái cây, ch¿ng h¿n nh± màu s¿c, mùi vß, k¿t c¿u và các d¿u hißu phân rã [3]

Nm 2019, Olicón-Hernándeza và các cßng sÿ ã nghiên cÿu t¿o màng polysaccharide ±ÿc trßn tÿ chi¿t xu¿t x±¡ng rßng, chitosan và gelatin Sau ó, Kh¿ nng kháng khu¿n kháng n¿m cÿa màng ±ÿc ánh giá theo sÿ phßi trßn các tß lß khác nhau cÿa hßn hÿp dßch chi¿t x±¡ng rßng, chitosan, gelatin và glycerol Tÿ ó, k¿t lu¿n ±ÿc r¿ng màng có 20% dßch chi¿t x±¡ng rßng, 10% gelatin, 3% glycerol và 0.2% chitosan ¿t ±ÿc ß bßn, ß àn hßi và ß ßng nh¿t tßt nh¿t Ngoài ra, khi thÿ nghißm b¿o qu¿n trái cà chua trong 30 ngày, màng cing có kh¿ nng kháng n¿m và kháng khu¿n Do ó, màng tÿ polysaccharide cÿa x±¡ng rßng có bß sung chitosan và

gelatin ±ÿc sÿ dÿng ß b¿o qu¿n thÿc ph¿m Màng này b¿o vß thÿc ph¿m khßi vi sinh v¿t và n¿m bên ngoài, làm tng thßi gian b¿o qu¿n và không gây h¿i cho ng±ßi tiêu dùng [4]

Nm 2020, Scognamiglio và các cßng sÿ ã nghiên cÿu t¿o màng tÿ ch¿t nh¿y x±¡ng rßng k¿t hÿp vßi tinh bßt nhÿa nhißt d¿o ß t¿o thành màng, ch¿t nh¿y cô ¿c ±ÿc chi¿t tÿ x±¡ng rßng ±ÿc trßn vßi tinh bßt và glycerol Trong quá trình kh¿o sát, ch¿t nh¿y cô ¿c tÿ x±¡ng rßng ã ±ÿc sÿ dÿng ß t¿o ra màng tinh bßt nhißt d¿o có ß bßn cao, ß trong sußt cao và ß dày mßng nh¿t là 0,139 mm Màng ±ÿc sÿ dÿng ß s¿n xu¿t nhÿa sinh hßc, thay th¿ cho nhÿa có ngußn gßc tÿ d¿u mß [35]

1.3.3.2 Tình hình nghiên cÿu ß Vißt Nam

T¿i Vißt Nam, mßt sß nghiên cÿu vß thành ph¿n pectin có thß ±ÿc sÿ dÿng ß t¿o màng sinh hßc ã ±ÿc công bß nh± Ngô Thß Minh Ph±¡ng và Tr¿n Thß Xô (2016) ã nghiên cÿu cách t¿o màng pectin b¿ng cách chi¿t xu¿t vß chußi có bß sung alginate Dung dßch pectin 3% và dung dßch alginate 3% ±ÿc trßn vßi nhau vßi tÿ lß 1:1, sau ó m¿u qu¿ m¿n ±ÿc nhúng vào các dung dßch trên và sau ó ±ÿc nhúng ti¿p vào CaCl2 b¿o qu¿n ß 28oC Màng pectin: alginate vßi tÿ lß 1:1 có ß bßn và ß kéo cng cao nh¿t cÿa alginate, còn bß dày và ß th¿m khí cÿa màng thußc mÿc trung bình cÿa pectin so vßi các tÿ lß khác ßng thßi, qu¿ m¿n sau khi ±ÿc bao b¿ng màng pectin - alginate có màu s¿c t±¡i sáng và bóng h¡n so vßi qu¿ không bao màng, làm tng giá trß c¿m quan cÿa qu¿ Màng pectin - alginate có thß b¿o qu¿n qu¿ m¿n ¿n 16 ngày trong thùng xßp và ß nhißt ß b¿o qu¿n 28oC [5]

Nm 2016, Ngô Thß Minh Ph±¡ng ã ti¿n hành nghiên cÿu vß cách sÿ dÿng pectin t¿o màng ß b¿o qu¿n xoài và gÿng Pectin ±ÿc chi¿t xu¿t tÿ lá s±¡ng sâm và vß b±ßi ±ÿc trßn vßi carbonmethyl cellulose (CMC) Sau ó, ß b¿o qu¿n, các m¿u thÿ xoài và gÿng ±ÿc nhúng vào dung dßch Màng k¿t hÿp giÿa pectin và CMC ±ÿc t¿o ra thành công vßi các ¿c ißm c¿m quan tßt nh± trong sußt, nh¿n mßn, không v¿t nÿt và không có bßt khí Màng chÿa pectin và CMC vßi tÿ lß 1:1 là tßt nh¿t ß b¿o qu¿n xoài và gÿng ßi vßi b¿o qu¿n xoài, xoài v¿n giÿ ±ÿc tình tr¿ng c¿m quan tßt và gi¿m trßng l±ÿng r¿t ít sau 18 ngày ±ÿc b¿o qu¿n Còn ßi vßi b¿o qu¿n gÿng, gÿng v¿n ¿m b¿o ±ÿc t±¡i và tr¿ng thái c¿m quan tßt sau 20 ngày ±ÿc b¿o qu¿n [36]

Nm 2018, Ngô Thß Minh Ph±¡ng và các cßng sÿ ã nghiên cÿu t¿o màng pectin ±ÿc chi¿t tÿ lá s±¡ng sâm có bß sung thêm CMC và tinh d¿u s¿ Dung dßch t¿o

màng gßm dung dßch pectin 2%, dung dßch CMC 2% và tinh d¿u s¿ 0,5% và 1% Nghiên cÿu cho th¿y r¿ng hàm l±ÿng CMC trong dung dßch t¿o màng làm tng ß dày cÿa màng, ß bßn ÿt và ß giãn dài cÿa màng, ßng thßi tng kh¿ nng kÿ n±ßc cÿa

màng Vißc bß sung tinh d¿u s¿ giúp tng kh¿ nng kháng các vi khu¿n nh± E coli,

Saccharomyces serevisiae và Aspergillus niger Nghiên cÿu cho th¿y hàm l±ÿng tinh

d¿u càng tng, ±ßng kính vòng kháng khu¿n càng tng, cho nên sÿ dÿng màng này phù hÿp vßi mÿc ích b¿o qu¿n thÿc ph¿m [6]

Tuy nhiên cho ¿n nay t¿i Vißt Nam v¿n ch±a có nhißu nghiên cÿu t¿o màng sinh hßc polysaccharide chi¿t xu¿t tÿ x±¡ng rßng cing nh± ánh giá ¿c tính cÿa lo¿i màng này

CH¯¡NG 2 V¾T LIÞU VÀ PH¯¡NG PHÁP NGHIÊN CþU 2.1 Nßi dung nghiên cÿu

- Chi¿t tách và tinh ch¿ polysaccharide tÿ x±¡ng rßng O dillenii

- 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

- Xác ßnh mßt sß tính ch¿t cÿa polysaccharide chi¿t tÿ x±¡ng rßng O dillenii

nh± hàm l±ÿng ±ßng khÿ, hàm l±ÿng ±ßng tßng, ß tr±¡ng nß, các thành ph¿n ±ßng ¡n

- Nghiên cÿu kh¿ nng t¿o màng polysaccharide chi¿t xu¿t tÿ x±¡ng rßng O

dillenii và màng phßi trßn vßi mßt sß hÿp ch¿t khác

- Kh¿o sát mßt sß ¿c tính cÿa màng polysaccharide chi¿t xu¿t tÿ x±¡ng rßng

O dillenii 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

2.2 V¿t lißu, dÿng cÿ và hóa ch¿t thí nghißm

V¿t lißu: X±¡ng rßng O dillenii ±ÿc thu th¿p t¿i tßnh Bình Thu¿n, Vißt Nam

Lÿa chßn nhÿng lá xanh, không bß n¿m mßc, thßi hßng, d¿p nát, c¿t bß gai, rÿa s¿ch ß lo¿i bß các t¿p ch¿t còn bám trên nhánh cây sau ó c¿t nhß x±¡ng rßng Ti¿n hành s¿y x±¡ng rßng ß nhißt ß 60oC ¿n khi khßi l±ÿng không thay ßi Sau ó ti¿n hành xay nhuyßn chúng thành bßt x±¡ng rßng

Hóa ch¿t: acetone, acid chlohydric, chloroform, ßng (II) sulfate, ethanol, ethyl acetate, kali sulfate, natri hydroxit, n-buthanol, canxi chlorua, n-hexan, ethanol absolute, chitosan, polyvinyl alcohol, sorbitol, glycerol, citric acid, acetic acid, chlohydric acid, sodium hydroxide &tinh khi¿t phân tích cÿa Xilong (Trung Qußc) và Vißt Nam

Dÿng cÿ: bình c¿u, cßc thÿy tinh, bình tam giác (bình erlen), ßng nghißm, pipet các lo¿i&

Thi¿t bß: tÿ s¿y, máy cô quay chân không, máy ly tâm, b¿p khu¿y tÿ có gia nhißt, máy xay, cân kÿ thu¿t ß chính xác 0,01 và cân phân tích ß chính xác 0,0001mg&

2.3 Ph±¡ng pháp nghiên cÿu

2.3.1 Tách chi¿t và tinh ch¿ polysaccharide tÿ x±¡ng rßng O dillenii [9, 23]

Bßt x±¡ng rßng khô ±ÿc ngâm trong n±ßc vßi tÿ lß 1:15 (g/mL) Sau 01 giß

ngâm, hßn hÿp ±ÿc em i un t¿i 80oC (thÿc hißn quá trình chi¿t polysaccharide hai l¿n trong n±ßc) Sau ó, hßn hÿp ±ÿc ly tâm vßi tßc ß 4000 vòng/phút trong 20 phút Ph¿n bã s¿ l¿ng xußng áy và sau ó thu ph¿n dßch nßi bên trên Dßch nßi H2O ±ÿc cô quay b¿ng thi¿t bß cô quay chân không sao cho thß tích sau khi cô quay còn l¿i mßt ph¿n ba so vßi ban ¿u Cho ethanol 96o vào dßch sau cô quay theo tß lß 4:1 (mL/mL) sau ó em ly tâm hßn hÿp tÿa này trong vòng 10 phút vßi tßc ß 4000 vòng/phút, ti¿n hành thu k¿t tÿa ß áy ßng ly tâm Rÿa ph¿n k¿t tÿa b¿ng ethanol (2 l¿n) sau ó rÿa l¿i b¿ng acetone em k¿t tÿa ±ÿc s¿y trong tÿ s¿y ß nhißt ß 45oC, ph¿n tÿa sau khi s¿y ±ÿc gßi là polysaccharide thô

Polysaccharide thô ±ÿc hòa tan trong n±ßc c¿t và sau ó em i lßc bß ph¿n c¿n không tan Ti¿n hành khÿ protein trong m¿u thu ±ÿc theo mô t¿ cÿa ph±¡ng pháp Sevag là dùng hßn hÿp CHCl3 : n-BuOH Sau khi ly tâm, thu ph¿n dßch nßi bên trên, ph¿n dßch nßi ±ÿc tÿa l¿i b¿ng ethanol theo tÿ lß 1:4 (mL/mL) Sau ó em rÿa tÿa b¿ng ethanol và acetone, sau ó em tÿa này i s¿y trong tÿ s¿y ß t¿o ra polysaccharide tinh Quy trình trên ±ÿc l¿p l¿i cho ¿n khi không còn protein giÿa m¿t phân cách giÿa hai pha

2.3.2 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 [9, 23, 43, 44]

2.3.2.1 Kh¿o sát thßi gian chi¿t xu¿t polysaccharide

Ti¿n hành kh¿o sát thßi gian chi¿t xu¿t polysaccharide trong kho¿ng thßi gian 30 phút, 1 giß, 2 giß, 3 giß và 4 giß Tÿ lß nguyên lißu/dung môi ±ÿc cß ßnh là 1:15 (g/mL) và nhißt ß chi¿t xu¿t là 80 oC Quá trình chi¿t tách ±ÿc thÿc hißn trong bình c¿u 100 mL vßi l±ÿng m¿u là 1 g bßt x±¡ng rßng

Hàm l±ÿng polysaccharide thô thu ±ÿc ±ÿc tính theo công thÿc:

2.3.2.2 Kh¿o sát nhißt ß chi¿t xu¿t polysaccharide

Ti¿n hành kh¿o sát nhißt ß chi¿t xu¿t polysaccharide t¿i các nhißt ß sau: nhißt ß phòng, 40°C, 50°C, 60°C, 70°C, 80°C và 90°C, cß ßnh thßi gian là 2 giß và tÿ lß nguyên lißu/dung môi cing ±ÿc cß ßnh là 1:15 (g/mL) Quá trình chi¿t tách ±ÿc thÿc hißn trong bình c¿u 100 mL vßi l±ÿng m¿u là 1 g bßt x±¡ng rßng

Hàm l±ÿng polysaccharide thô thu ±ÿc ±ÿc tính theo công thÿc nh± ß ph¿n 2.3.2.1

2.3.2.3 Kh¿o sát ¿nh h±ßng cÿa tß lß nguyên lißu/dung môi trong quá trình chi¿t xu¿t polysaccharide

Ti¿n hành kh¿o sát tß lß nguyên lißu/dung môi ß các giá trß tß lß cÿ thß sau: 1/5, 1/10, 1/15, 1/20 và 1/30 ß tìm ra ±ÿc tß lß nguyên lißu/dung môi thích hÿp cho quá trình chi¿t tách polysaccharide Các thông sß cß ßnh trong quá trình chi¿t tách gßm thßi gian, nhißt ß ã ±ÿc xác ßnh ß ph¿n 2.3.2.1 và 2.3.2.2

Hàm l±ÿng polysaccharide thô thu ±ÿc cing ±ÿc tính theo công thÿc nh± ß ph¿n 2.3.2.1

2.3.2.4 Kh¿o sát pH chi¿t xu¿t polysaccharide

Ti¿n hành kh¿o sát pH t¿i các pH b¿ng chlohydric acid nh± sau: 1, 2, 3, 4, 5, 6 ß tìm ra pH thích hÿp cho quá trình chi¿t xu¿t polysaccharide Các thông sß cß ßnh trong quá trình chi¿t tách gßm thßi gian, nhißt ß, tß lß nguyên lißu/dung môi ã ±ÿc xác ßnh ß ph¿n 2.3.2.1, 2.3.2.2 và 2.3.2.3

Hàm l±ÿng polysaccharide thô thu ±ÿc cing ±ÿc tính theo công thÿc nh± ph¿n 2.3.2.1

2.3.3 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

2.3.3.1 Ph±¡ng pháp thÿy phân t¿o monosaccharide

Ph±¡ng pháp ±ÿc tham kh¿o tÿ nghiên cÿu cÿa Dai và cßng sÿ (2010) [57] vßi mßt vài thay ßi nh± sau

Cho 1 mL dung dßch HCl 4M vào 5 mL dung dßch polysaccharide (800 mg/l) Sau ó, m¿u ±ÿc thÿy phân trong 3 giß ß nhißt ß 100oC K¿t thúc thÿy phân, m¿u ±ÿc trung hòa b¿ng mßt l±ÿng tßi thißu Na2CO3 bão hòa Sau ó m¿u ±ÿc ßnh mÿc ¿n 100 mL ¿t nßng ß 40 mg/l

M¿u polysaccharide sau thÿy phân ±ÿc lßc qua màng lßc 0.22 µm và ±ÿc phân tích b¿ng hß thßng s¿c ký trao ßi ion hißu nng cao HPAEC-PAD DionexTM

ICS 3000 ±ÿc trang bß ißn cÿc vàng dùng mßt l¿n, cßt phân tích (3,0 × 150) mm CarboPac PA 20 (Dionex), vßi dung môi rÿa gi¿i A (NaOH 0.1 M) và B (NaOH 0.1 M + NaOAc 0.1 M) Ch¿ ß rÿa gi¿i ¿ng dòng (0.2 mL/phút) t¿i nhißt ß 30oC cho t¿t c¿ các m¿u Thß tích m¿u n¿p cßt là 25 µL Dÿ lißu ±ÿc ghi và xÿ lí b¿ng ph¿n mßm Chromeleon ver 6.8 ß xác ßnh thành ph¿n các ±ßng ¡n monosaccharide

2.3.3.2 Ph±¡ng pháp xác ßnh hàm l±ÿng ±ßng tßng và ±ßng khÿ [55]

Polysaccharide sau khi thÿy phân ±ÿc ti¿n hành khÿ t¿p ch¿t b¿ng cách cho thêm 5 mL dung dßch Carrer I và thêm ti¿p vào 5 mL dung dßch Carrer II, l¿c k) và ß l¿ng 5 phút Ti¿n hành lßc ch¿t lßng vào bình ßnh mÿc 100 mL, thêm n±ßc ¿n v¿ch mÿc cÿa bình, l¿c kÿ thu ±ÿc dung dßch thÿ

Cho 25ml dung dßch Luff-Schoorl vào bình erlen có dung tích 250 ml, thêm vào ó 25 ml dung dßch thÿ ¿y bình b¿ng mßt nút cao su có g¿n ßng sinh hàn ß hßi l±u ¿t erlen lên b¿p ißn un cho sôi Thßi gian un cho ¿n lúc b¿t ¿u sôi 2 phút là tßt nh¿t Khi dung dßch b¿t ¿u sôi thì nâng erlen cách b¿p ißn 5-8 cm Giÿ cho sôi trong úng 10 phút L¿y ra làm ngußi nhanh

Cho vào erlen này 25 ml dung dßch H2SO4 3M và ngay sau ó cho vào 10 ml dung dßch KI 30% Chu¿n ß b¿ng dung dßch natri thiosulfat cho ¿n khi xu¿t hißn màu vàng s¿m sau ó thêm chß thß hß tinh bßt và chu¿n ß ¿n ißm k¿t thúc

2.3.3.3 Ph±¡ng pháp xác ßnh trßng l±ÿng phân tÿ cÿa polysaccharide

Trßng l±ÿng phân tÿ trung bình cÿa polysaccharide ±ÿc xác ßnh b¿ng s¿c ký lßc gel GPC ±ÿc thÿc hißn trên Hß thßng phân tích GPC-SEC Agilent 1100 (Trung tâm nghiên cÿu thÿ nghißm Hóa d±ÿc, Vißn Khoa hßc V¿t lißu ÿng dÿng, Vißn Hàn lâm Khoa hßc và Công nghß Vißt Nam) sÿ dÿng cßt Shodex OHPax KB-804, dung môi: H2O, tßc ß dòng 1mL/phút, ¿u dò ELSD, khí N2: 1,8mL/phút; nhißt ß: 70oC, ß gain 600, thß tích tiêm m¿u: 10uL

2.3.3.4 ß tr±¡ng nß cÿa polysaccharide [20]

Kh¿ nng tr±¡ng nß cÿa polysaccharide ±ÿc ánh giá b¿ng cách ngâm 0,01g bßt polysaccharide vào 5 mL n±ßc c¿t t¿o ch¿t nh¿y Sau khi ch¿t nh¿y polysaccharide l¿ng xußng, l¿y h¿t n±ßc ra và em cân khßi l±ÿng ch¿t nh¿y này Tính ±ÿc ß tr±¡ng nß cÿa ch¿t nh¿y polysaccharide trong n±ßc b¿ng cách so sánh vßi khßi l±ÿng polysaccharide ban ¿u

2.3.4 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

2.3.4.1 Nghiên cÿu kh¿ nng t¿o màng polysaccharide chi¿t xu¿t tÿ x±¡ng rßng

Ph±¡ng pháp t¿o màng polysaccharide hay có thß gßi là màng Pectin tÿ x±¡ng

rßng Opuntia dillenii và ch¿t hóa d¿o ±ÿc ti¿n hành theo Espino và các cßng sÿ

(2010) nh± sau:

Pha trßn dung dßch Pectin 5% tÿ x±¡ng rßng O dillenii và ch¿t hóa d¿o 2%

(ch¿t hóa d¿o có thß sÿ dÿng là Sorbitol ho¿c Glycerol) b¿ng cách khu¿y trßn cho ¿n khi hßn hÿp ßng nh¿t, ta thu ±ÿc dung dßch màng Pectin

ß tránh hißn t±ÿng bßt khí gây ¿nh h±ßng ¿n ch¿t l±ÿng màng, dùng máy siêu âm ánh h¿t bßt khí trong lòng dung dßch Sau ó, rót dung dßch t¿o màng theo tÿng tß lß vào khuôn PE có dißn tích 22x14.5x7 cm sao cho dung dßch tráng ßu trên khuôn

Ti¿n hành cho khuôn chÿa dung dßch t¿o màng vào tÿ s¿y, s¿y ß nhißt ß 50oC cho ¿n khi dung dßch khô hoàn toàn và ta thu ±ÿc màng mßng pectin trên khuôn [1]

Hình 2.1 Quy trình t¿o màng polysaccharide tÿ x±¡ng rßng O dillenii

2.3.4.2 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

Khu¿y ßng nh¿t 50o

a T¿o màng pectin, chitosan (PT/CTS)

Chitosan là mßt polysaccharide không ßc h¿i có thß ±ÿc sÿ dÿng trong thÿc ph¿m vì nó có kh¿ nng t¿o màng có ß bßn c¡ hßc cao, dß phân hÿy sinh hßc, không hút ¿m và kÿ n±ßc [48] Vì v¿y, nh±ÿc ißm cÿa pectin, mßt polysaccharide tan trong n±ßc, ±ÿc kh¿c phÿc b¿ng cách thêm chitosan Các ch¿t hóa d¿o th±ßng ±ÿc sÿ dÿng trong thÿc ph¿m và th±ßng ±ÿc sÿ dÿng trong nghiên cÿu vß t¿o màng polymer sinh hßc Vißc thêm các ch¿t hóa d¿o vào c¿u trúc màng là vô cùng quan trßng vì chúng làm tng ß mßm d¿o và tính linh ho¿t cÿa nó Hai lo¿i ch¿t hóa d¿o phß bi¿n nh¿t, ±ÿc bi¿t ¿n rßng rãi là glycerol và sorbitol C¿ hai ch¿t hóa d¿o này ßu là polyol, trong phân tÿ có nhißu nhóm hydroxyl Trong khi glycerol có ba nhóm hydroxyl và trong sorbitol có sáu nhóm hydroxyl, các nhóm hydroxyl này r¿t ±a n±ßc Vßi ba nhóm hydroxyl, glycerol linh ho¿t h¡n sorbitol trong chußi cao phân tÿ, kích thích không gian nßi phân tÿ nhß h¡n và có kh¿ nng liên k¿t tßt h¡n vßi các polymer t¿o màng khác, d¿n ¿n gi¿m th¿m h¡i n±ßc qua màng Sorbitol ho¿t ßng tßt h¡n khi so sánh vßi các tính ch¿t v¿t lý khác, ch¿ng h¿n nh± ß bßn, sÿc cng và ß dày màng [48] Tuy nhiên, sÿ dÿng ch¿t hßa d¿o nào tùy vào mÿc ích sÿ dÿng, trong nghiên cÿu này glycerol ±ÿc sÿ dÿng vì nó giúp h¿n ch¿ th¿m h¡i n±ßc qua màng

Quy trình t¿o màng tÿ pectin tÿ x±¡ng rßng Opuntia Dillenii ±ÿc thÿc hißn

theo Chetouani và các cßng sÿ (2017) [37] và Velickova và các cßng sÿ (2017) [38] Phßi trßn hßn hÿp r¿n gßm pectin và chitosan theo tÿ lß 1:4, 2:3, 3:2 và 4:1 vßi ch¿t hóa d¿o glycerol trong dung dßch acetic acid 1% ß 80oC, khu¿y trßn cho ¿n khi hßn hÿp ßng nh¿t Sau ó, hßn hÿp thu ±ÿc ±ÿc em i ly tâm ß lo¿i bß ph¿n ch¿t r¿n không tan

Ti¿n hành rót dung dßch t¿o màng theo tÿng tß lß vào tÿng khuôn )a petri ±ßng kính 8,5cm sao cho dung dßch tráng ßu trên )a ß các khuôn )a petri chÿa dung dßch t¿o màng này ß nhißt ß phòng trong 24 3 36 giß, ta thu ±ÿc màng mßng pectin

B¿ng 2.1 Ký hißu, tÿ lß phßi trßn và ch¿t hóa d¿o t¿o màng PT/CTS Ký hißu m¿u Tß lß phßi trßn Pectin : Chitosan Ch¿t hóa d¿o

b T¿o màng pectin, chitosan và PVA

Quy trình t¿o màng tÿ pectin tÿ x±¡ng rßng Opuntia Dillenii ±ÿc thÿc hißn

theo Chetouani và các cßng sÿ (2017) [37]

Phßi trßn dung dßch PT/CTS và PVA 3% theo tÿ lß 1:2, 2:1 và 1:1, khu¿y trßn ¿n khi hßn hÿp ßng nh¿t, dùng máy siêu âm lo¿i bßt khí có trong dung dßch nh¿m tránh hißn t±ÿng bßt khí gây ¿nh h±ßng ¿n ch¿t l±ÿng thành ph¿m

Ti¿n hành rót dung dßch t¿o màng theo tÿng tß lß vào tÿng khuôn )a petri ±ßng kính 8,5cm sao cho dung dßch tráng ßu trên khuôn ß các khuôn )a petri chÿa dung dßch t¿o màng này ß nhißt ß phòng trong 24 3 36 giß, ta thu ±ÿc màng mßng pectin

B¿ng 2.2 Ký hißu m¿u, tÿ lß phßi trßn t¿o màng pectin, chitosan và PVA Ký hißu m¿u Tÿ lß phßi trßn PT/CTS :

PVA

c T¿o màng pectin, chitosan, PVA và oxit

Phßi trßn dung dßch PT/CTS và PVA 3% theo tÿ lß 1:2, 2:1 và 1:1

Bß sung thêm oxit SiO2/ZnO vào hßn hÿp trên theo 4 mÿc tÿ lß 0,05%, 0,1%, 0,3% khßi l±ÿng/thß tích Khu¿y trßn ¿n khi hßn hÿp ßng nh¿t, dùng máy siêu âm lo¿i bßt khí có trong dung dßch nh¿m tránh hißn t±ÿng bßt khí gây ¿nh h±ßng ¿n ch¿t l±ÿng thành ph¿m

Ti¿n hành rót dung dßch t¿o màng theo tÿng tß lß vào tÿng khuôn )a petri ±ßng kính 8,5cm sao cho dung dßch tráng ßu trên khuôn ß các khuôn )a petri chÿa dung dßch t¿o màng này ß nhißt ß phòng trong 24 3 36 giß, ta thu ±ÿc màng mßng pectin

B¿ng 2.3 Ký hißu m¿u, tß lß phßi trßn vßi oxit kim lo¿i t¿o màng

Ký hißu m¿u Tß lß phßi trßn PT/CTS : PVA Oxit

d T¿o màng pectin, chitosan, PVA và các mußi acetat kim lo¿i:

Phßi trßn dung dßch PT/CTS và PVA 3% theo tÿ lß 1:2, 2:1 và 1:1

Bß sung thêm Mußi acetat kim lo¿i ZnAc, CuAc, CaAc l¿n l±ÿt vào hßn hÿp trên theo các tÿ lß 0,05%, 0,1%, 0,3% khßi l±ÿng/thß tích Khu¿y trßn ¿n khi hßn hÿp ßng nh¿t, dùng máy siêu âm lo¿i bßt khí có trong dung dßch nh¿m tránh hißn t±ÿng bßt khí gây ¿nh h±ßng ¿n ch¿t l±ÿng thành ph¿m

Ti¿n hành rót dung dßch t¿o màng theo tÿng tß lß vào tÿng khuôn )a petri ±ßng kính 8,5cm sao cho dung dßch tráng ßu trên khuôn ß các khuôn )a petri chÿa dung dßch t¿o màng này ß nhißt ß phòng trong 24 3 36 giß, ta thu ±ÿc màng mßng pectin

B¿ng 2.4 Ký hißu m¿u, tß lß phßi trßn và mußi acetat kim lo¿i t¿o màng

Ký hißu m¿u Tß lß phßi trßn PT/CTS : PVA Mußi acetat kim lo¿i