Tóm tắt Luận án tiến sĩ Hóa học: Nghiên cứu thu nhận, khảo sát cấu trúc và tính chất của exopolysaccharide sinh tổng hợp từ Lactobacillus fermentum

28 26 0
Tóm tắt Luận án tiến sĩ Hóa học: Nghiên cứu thu nhận, khảo sát cấu trúc và tính chất của exopolysaccharide sinh tổng hợp từ Lactobacillus fermentum

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

Luận án được nghiên cứu với mục tiêu nhằm xác định được điều kiện thu nhận EPS từ một số chủng Lb. fermentum hiệu quả nhất; khảo sát một số tính chất có tiềm năng ứng dụng trong công nghệ thực phẩm, đồng thời xác được một số thông tin về phân tử lượng, thành phần đường, mối liên kết của một số EPS mới được tách chiết từ các chủng vi khuẩn nghiên cứu.

ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TRẦN THỊ ÁI LUYẾN NGHIÊN CỨU THU NHẬN, KHẢO SÁT CẤU TRÚC VÀ TÍNH CHẤT CỦA EXOPOLYSACCHARIDE SINH TỔNG HỢP TỪ Lactobacillus fermentum Chuyên ngành: Hóa hữu Mã số: 9440114 LUẬN ÁN TIẾN SĨ HĨA HỌC NĂM 2019 Cơng trình hoàn thành tại: Trường Đại học khoa học, Đại học Huế Người hướng dẫn khoa học: PGS TS Đỗ Thị Bích Thủy Phản biện 1: PGS TS Vũ Đình Hồng – Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Phản biện 2: PGS TS Lý Nguyễn Bình – Trường Đại học Cần Thơ Phản biện 3: PGS TS Phạm Xuân Núi – Trường Đại học Mỏ Địa chất Hà Nội Luận án bảo vệ ………………………………………………… Vào hồi………giờ……… ngày………tháng…….năm……… Có thể tìm hiểu luận án thư viện: Trường Đại học khoa học, Đại học Huế MỞ ĐẦU Trong năm gần đây, khuynh hướng ứng dụng polymer tự nhiên nhiều lĩnh vực tăng lên dẫn đến phát triển nghiên cứu thu nhận exopolysaccharide (EPS) từ vi khuẩn Nhiều vi khuẩn tổng hợp polysaccharide (PS) ngoại bào tiết chúng bên ngồi mơi trường [115] Các PS tách chiết có đa dạng cấu trúc tính chất chức Chính vậy, nguồn EPS ngày sử dụng rộng rãi công nghệ thực phẩm mỹ phẩm Chúng tác nhân làm đặc, ổn định kết cấu, nhũ hóa, tạo gel, Hơn nữa, gần đây, hoạt tính sinh học khác liên quan đến EPS khả chống oxy hóa, chống ung thư, làm giảm cholesterol, hoạt động probiotic nghiên cứu phổ biến [88], [125], [139] … Mặc dù có nhiều đóng góp quan trọng công nghiệp y học EPS từ vi khuẩn tồn nhược điểm suất thu nhận thấp Đây lý khiến khả thương mại hóa EPS từ vi khuẩn nói chung từ vi khuẩn lactic (LAB-Lactic acid bacteria) nói riêng hạn chế Từ LAB "cơng nhận vi sinh vật an toàn” (GRAS-Generally Recognized As Safe), việc cải thiện trình thu nhận, tách chiết EPS coi phương pháp hữu ích để sản xuất EPS đáp ứng phương diện ứng dụng thực phẩm [59] Nhiều chủng LAB biết đến nguồn sản xuất EPS – với tác động liên quan đến việc cải thiện cấu trúc sản phẩm lên men sữa chua, phomat, Bên cạnh đó, nhờ đặc điểm đa dạng cấu trúc an toàn sức khỏe người mà EPS sinh tổng hợp từ vi khuẩn lactic (LAB) quan tâm nhiều so với EPS từ loài khác Nhiều nghiên cứu kết luận rằng, thành phần monosaccharide, vị trí liên kết cấu trúc tính chất có tiềm ứng dụng EPS sinh tổng hợp chủng thuộc LAB khác phụ thuộc vào loại chủng, điều kiện nuôi cấy thành phần môi trường [74], [102], [104], [126],… Như vậy, đa dạng cấu trúc lồi vi khuẩn khác liên quan đến nguồn phân lập vi khuẩn, thành phần chất dinh dưỡng trình lên men điều kiện nuôi cấy thu nhận Sự đa dạng tạo nên ảnh hưởng không nhỏ đến hoạt tính sinh học tính chất chức cơng nghệ thực phẩm Chính vậy, để nâng cao hiệu thu nhận EPS đặc biệt cung cấp số thông tin chi tiết đặc tính cấu trúc EPS sinh tổng hợp từ chủng LAB nói chung số chủng Lactobacillus fermentum nói riêng, chúng tơi thực đề tài “Nghiên cứu thu nhận, khảo sát cấu trúc tính chất exopolysaccharide sinh tổng hợp từ Lactobacillus fermentum” Với đề tài luận án này, xác định điều kiện thu nhận EPS từ số chủng Lb fermentum hiệu nhất; khảo sát số tính chất có tiềm ứng dụng công nghệ thực phẩm, đồng thời xác số thông tin phân tử lượng, thành phần đường, mối liên kết số EPS tách chiết từ chủng vi khuẩn nghiên cứu Với đặc tính phát hiện, chúng tiền đề cho nghiên cứu ứng dụng y dược, thực phẩm thay cho hợp chất tổng hợp hóa học CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tổng quan polysaccharide 1.1.1 Giới thiệu chung polysaccharide 1.1.2 Ứng dụng polysaccharide công nghiệp 1.2 Tổng quan vi khuẩn Lactobacillus fermentum 1.3 Tổng quan exopolysaccharide từ vi khuẩn lactic 1.3.1 Khái niệm 1.3.2 Phân loại tính chất lý hóa exopolysaccharide 1.3.3 Tính chất chức ứng dụng EPS 1.4 Tình hình nghiên cứu exopolysaccharide từ LAB 1.4.1 Về điều kiện nuôi cấy 1.4.2 Về trình tách chiết tinh chế EPS 1.4.3 Về đặc tính hóa lý EPS 1.4.4 Tính chất cơng nghệ tác dụng sức khỏe CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Đối tượng nghiên cứu 2.2 Hóa chất, thiết bị dụng cụ 2.3 Phương pháp nghiên cứu 2.3.1 Phương pháp xác định mật độ tế bào vi khuẩn phương pháp đo mật độ quang (OD) 2.3.2 Phương pháp nuôi cấy thu nhận sinh khối 2.3.3 Phương pháp thu nhận tách EPS 2.3.4 Sơ đồ tổng thể phương pháp nghiên cứu cải thiện hiệu suất thu nhận EPS từ số chủng Lb fermentum 2.3.5 Xác định hàm lượng EPS phương pháp phenol – sulfuric 2.3.6 Xác định hàm lượng nitơ tổng số phương pháp Kjeldahl 2.3.7 Phương pháp khảo sát số tính chất có tiềm ứng dụng công nghệ thực phẩm 2.3.8 Phương pháp xác định khối lượng phân tử đặc điểm cấu trúc EPS 2.3.9 Phương pháp xử lý số liệu Chương 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BÀN LUẬN 3.1 Kết nghiên cứu cải thiện hiệu suất thu nhận EPS từ số chủng Lb fermentum 3.1.1 Kết tuyển chọn số chủng Lb fermentum sinh tổng hợp EPS cao 140 119,142a EPS (µg/ml) 120 116,744a 100,768b 88,776c 100 68,980d 62,516e 80 68,370d 50,728g 43,248h 60 40 35,484i 56,581f 69,508d 58,939ef 20 Chủng vi khuẩn lactic Hình 3.1 Khả sinh tổng hợp EPS số chủng vi khuẩn lactic (Trong đó: - TC12: Lb fermentum TC12 - TC20: Lb fermentum TC20 - TC13: Lb fermentum TC13 - TC21: Lb fermentum TC21 - TC14: Lb fermentum TC14 - MC2: Lb fermentum MC2 - TC15: Lb fermentum TC15 - MC3: Lb fermentum MC3 - TC16: Lb fermentum TC16 - N9: Lb fermentum N9 - TC18: Lb fermentum TC18 - N10: Lb fermentum N10 - TC19: Lb fermentum TC19 Các chữ a, b, c, d, e, f, g thể sai khác hàm lượng EPS đạt chủng Kết Hình 3.1 cho thấy, chủng Lb fermentum TC13, TC16, TC21 Lb fermentum MC2, MC3) Lb fermentum MC3 có khả sinh tổng hợp tốt so với chủng lại Từ kết này, bốn chủng lựa chọn để tiến hành nghiên cứu luận án Lb fermentum (TC13, TC16, TC21, MC3) Lb fermentum TC16 Lb fermentum TC13 215.159 238.817 216.988 EPS (µg/ml) 224.183 Nồng độ bổ sung (%) Glucose Lactose Sucrose Nồng độ bổ sung (%) Glucose Lactose Sucrose 250 200 150 100 50 EPS (µg/ml) Lb fermentum TC21 EPS (µg/ml) 250 200 150 100 50 231.988 EPS (µg/ml) 250 200 150 100 50 250 200 150 100 50 179.752 176.581 Glucose Nồng độ bổ sung (%) Lactose Sucrose Lb fermentum MC3 178.207 Nồng độ bổ sung (%) Glucose Lactose Sucrose Hình 3.2 Ảnh hưởng nguồn carbon nồng độ bổ sung chúng vào môi trường MRS đến khả tổng hợp EPS chủng Lb fermentum * Kết số liệu nghiên cứu cụ thể trình bày phụ lục 4.1 3.1.2 Ảnh hưởng thành phần mơi trường lên q trình sinh EPS chủng Lb fermentum (TC13, TC16, TC21, MC3) 3.1.2.1 Ảnh hưởng nguồn C nồng độ chúng Kết từ Hình 3.2 cho thấy rằng, trình sinh tổng hợp EPS Lb fermentum TC13, TC16, TC21 MC3 xảy tốt bổ sung loại đường với nồng độ tương ứng 4% glucose, 3% sucrose, 4% lactose 4% glucose 3.1.2.2 Ảnh hưởng nguồn nitrogen nồng độ chúng Lượng EPS sinh tổng hợp đạt cao chủng Lb fermentum TC16, TC21 môi trường chứa 0,8% cao thịt nồng độ cao nấm bổ sung 0,4% cho chủng Lb fermentum TC16 0,3% cho chủng Lb fermentum MC3 (Hình 3.3) Hình 3.3 Ảnh hưởng nguồn N nồng độ bổ sung chúng vào MTTH đến khả tổng hợp EPS chủng Lb fermentum * Các mức 1, 2, 3, 4, tương ứng với nồng độ pepton, cao thịt 0,2%; 0,4%; 0,6%; 0,8%; 1,0% cao nấm 0,1%; 0,2%; 0,3%; 0,4%; 0,5% bổ sung vào MTTH 3.1.3 Ảnh hưởng điều kiện nuôi cấy đến trình sinh tổng hợp EPS chủng Lb fermentum TC13, TC16, TC21, MC3 3.1.3.1 Ảnh hưởng mật độ tế bào ni cấy ban đầu Q trình sinh tổng hợp EPS đạt cao chủng Lb fermentum TC16, TC21, MC3 mật độ tế bào nuôi cấy ban đầu 106 cfu/ml chủng Lb fermentum TC13 107 cfu/ml (Hình 3.4) Hình 3.4 Ảnh hưởng mật độ tế bào nuôi cấy ban đầu 3.1.3.2 Ảnh hưởng pH ban đầu Lượng EPS sinh chủng Lb fermentum TC16, TC21, MC3 đạt cực đại pH 6,0 pH 5,5 chủng TC13 (Hình 3.5) 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 ĐC Hình 3.5 Ảnh hưởng pH ban đầu 3.1.3.3 Ảnh hưởng nhiệt độ nuôi cấy Hình 3.6 Ảnh hưởng nhiệt độ ni cấy Kết Hình 3.6 cho thấy, trình sinh tổng hợp EPS chủng vi khuẩn khảo sát xảy tốt khoảng nhiệt độ từ 35 – 40 oC 3.1.4 Đường cong sinh trưởng ảnh hưởng thời gian lên men Hình 3.7 Ảnh hưởng thời gian lên men Lượng EPS sinh tổng hợp chủng Lb fermentum TC13, TC16, MC3 đạt cực đại sau 48 lên men sau 36 lên men với chủng Lb fermentum TC21 Thời điểm EPS tổng hợp đạt cực đại thời điểm mà giá trị OD môi trường đạt cao Kết Hình 3.7 mối quan hệ định hàm lượng EPS tổng hợp được, OD pH môi trường suốt thời gian lên men Kết luận : Kết luận 2: Bảng 3.2 Các điều kiện tách EPS từ dịch nuôi cấy chủng Lb fermentum Nồng độ Tỉ lệ dịch Thời gian Các chủng Hiệu suất TCA bổ nổi: tủa Lb thu nhận sung ethanol Ethanol fermentum tăng (%) (%) (v/v) (giờ) TC13 15 1:1 24 121,19 TC16 35 1:1 24 101,73 TC21 20 1:1 24 110,93 MC3 20 1:1 24 106,81 3.2 Kết khảo sát tính chất EPS thu từ chủng Lb fermentum (TC13, TC16, TC21, MC3) có tiềm ứng dụng công nghệ thực phẩm 3.2.1 Khả hòa tan nước Bảng 3.3 Độ hòa tan nước EPS EPS tách chiết từ chủng Độ hòa tan (%) Lb fermentum EPS- TC13 73,33±3,81 EPS-TC16 75,33±5,17 EPS-TC21 64,00±4,97 EPS-MC3 87,00±2,49 Các EPS thu từ chủng Lb fermentum (TC13, TC16, TC21, MC3) có khả hòa tan nước tốt 3.2.2 Khảo sát khả giữ nước giữ dầu Kết Bảng 3.4 cho thấy rằng, EPS thu từ chủng Lb fermentum TC13, TC16, TC21, MC3 có khả giữ nước tốt 12 Khả giữ dầu tương ứng EPS từ chủng Lb Fermentum TC13, TC16, TC21, MC3 thể Bảng 3.5 Bảng 3.4 Khả giữ nước EPS từ chủng Lb fermentum EPS tách chiết từ chủng Lb fermentum EPS- TC13 EPS-TC16 EPS-TC21 EPS-MC3 Khả giữ nước (%) 140,55 ± 0,45 136,22 ± 0,6 120,63 ± 1,99 135,70 ± 3,11 Bảng 3.5 Khả giữ dầu EPS từ chủng Lb fermentum EPS tách chiết từ chủng Khả giữ dầu Lb fermentum (%) EPS- TC13 EPS-TC16 EPS-TC21 EPS-MC3 590,78 ± 1,94 594,57 ± 1,42 608,30 ± 0,45 599,97 ± 1,14 3.2.3 Khả chống oxy hóa Bảng 3.6 Tỷ lệ bắt gốc tự DPPH (%) EPS thu từ chủng Lb fermentum (TC13, TC16, TC21, MC3) Nồng độ (mg/mL) Hoạt lực chống oxy hóa (%) EPSTC13 EPSTC16 1,0 - - 1,5 - - 29,14 ± 0,52 38,56 ± 0,37 55,01 ± 0,25 76,01 ± 0,35 2,85 27,34 ± 0,32 35,95 ± 0,52 51,08 ± 0,22 72,11 ± 0,45 2,96 2,0 2,5 3,0 3,5 IC50 EPSTC21 36,94 ± 0,35 57,14 ± 0,32 67,41 ± 0,30 78,99 ± 0,30 - Ascorbic acid EPSMC3 27,14 ± 0,30 47,66 ± 0,55 68,05 ± 0,47 80,93 ± 0,45 - - 1,32 2,06 13 Nồng độ (mg/mL) 0,00125 0,0025 0,0050 0,1250 Hoạt lực chống oxy hóa (%) 27,05 ± 0,12 58,3 ± 0,17 89,57 ± 0,1 93,12 ± 0,12 0,00217 Kết từ Bảng 3.6 cho thấy, EPS sinh tổng hợp từ chủng Lb fermentum TC13, TC16, TC21, MC3 có khả chống oxy hóa Khả chống oxy hóa tăng dần theo chiều tăng nồng độ EPS thay đổi không giống so sánh EPS từ chủng khác 3.3 Kết phân tích khối lượng phân tử số đặc điểm cấu trúc EPS sinh tổng hợp từ Lb fermentum MC3 3.3.1 Khối lượng phân tử a) Khối lượng trung bình (kDa) Hình 3.14 Sắc kí đồ khối lượng phân tử EPS-MC3 phương pháp sắc ký thẩm thấu gel EPS sinh tổng hợp từ Lb fermentum MC3 có khối lượng phân tử khoảng 98,5 kDa (Hình 3.14) 3.3.2 Đặc điểm cấu trúc EPS - Thành phần monosaccharide EPS Bảng 3.7 Các dẫn xuất monosaccharide thu từ EPS sinh STT tổng hợp Lb fermentum MC3 Thời gian Hợp chất lưu (phút) 1,5,6-tri-O-acetyl-2,3,4-tri-O5,134 methyl-D- glucitol 1,3,5-tri-O-acetyl-2,4,6-tri-O6,025 methyl-D-mannitol 14 Diện tích peak 6665390 6034772 Kết Bảng 3.7 cho thấy thành phần monosaccharide tương ứng cấu trúc EPS-MC3 gồm D-glucose, Dmannose Dữ liệu Bảng 3.8 thể tỷ lệ thành phần phần trăm monosacharide có cấu trúc EPS-MC3 Bảng 3.8 Tỷ lệ, thành phần (%) monosaccharide cấu trúc EPS sinh tổng hợp Lb fermentum MC3 STT Thành phần Tỷ lệ Thành phần (%) D-glucose 1,00 52,48 D-mannose 0,91 47,52 - Xác định vị trí liên kết glycoside EPS GC-MS Bộ khung EPS-MC3 sinh tổng hợp có dạng mannoglucan với hai liên kết chủ yếu (1→6) glucoside (1→3) mannoside (Bảng 3.9) Bảng 3.9 Các dẫn xuất methyl alditol acetate monosaccharide thu liên kết glycoside tương ứng EPS sinh tổng hợp Lb fermentum MC3 STT Hợp chất Liên kết glycoside 1,5,6-tri-O-acetyl- →6)-D- 2,3,4-tri-O-methyl- glucopyranoside-(1→ Tỷ lệ 1,00 D-glucitol 1,3,5-tri-O-acetyl- →3)-D- 2,4,6-Tri-O-methyl- mannopyranoside-(1→ 0,91 D-mannitol - Sử dụng phổ cộng hưởng từ hạt nhân để xác định đặc điểm cấu trúc EPS-MC3 15 Kết phân tích phổ NMR thể hình 3.16, hình 3.17, hình 3.18, hình 3.19, hình 3.20, hình 3.21 Hình 3.16 Phổ 1H-NMR EPS-MC3 Các tín hiệu phổ 1H-NMR EPS-MC3 cho thấy, vùng từ  4,5 đến  4,9 có diện thành phần đường thơng qua tín hiệu đặc trưng hai proton anomer độ chuyển dịch 4,87 ppm 4,55 ppm; proton nhóm Omethyl từ H 3,00 đến 3,62 ppm (Hình 3.16) Hai monosaccharide chúng tơi kí hiệu A B theo chiều giảm dần độ chuyển dịch hóa học Từ giá trị độ chuyển dịch proton anomer 1H NMR, cấu trúc EPS-MC3 chứa liên kết glycoside dạng β-pyranose [9] Hình 3.17 Phổ 13C-NMR EPS-MC3 16 Kết Hình 3.17 phổ 13C –NMR cho thấy EPS-MC3 có xuất hai tín hiệu carbon độ chuyển dịch hóa học 94,1 94,0 ppm vùng carbon mạch vòng từ 61,5 đến 77,2 ppm Kết hợp kết công bố trước [9], [41], [49], [108] từ phổ 1H, 13C-NMR EPS-MC3 có tín hiệu carbon anomer  94,1 nên quy cho β-Dmannopyranose tín hiệu C1 94,0 β-D-glucopyranose b) a) c) Hình 3.18 Phổ HSQC (a, b, c) EPS-MC3 Các đỉnh đường cắt ngang phổ HSQC giúp xác định vị trí phân tử carbon anomer proton anomer cấu trúc dạng vòng từ đến chúng (Hình 17 3.18) Điều cho phép xác định vị trí proton nối với nguyên tử carbon cấu trúc phân tử EPS-MC3 Những tương tác 1H → 1H phổ COSY tương tác proton carbon cận kề cấu trúc EPS-MC3 sinh tổng hợp Lb fermentum MC3 Từ cho phép thiết lập trật tự liên kết carbon thành phần đường tương ứng cấu trúc phân tử EPS-MC3 (Hình 3.19) Hình 3.19 Phổ đồ COSY EPS-MC3 Bảng 3.10 Độ chuyển dịch hóa học 1H –NMR 13C – NMR EPS-MC3 đo DMSO →6)-βDglucopyranoside-(1→ →3)-β-Dmannopyranoside(1→ Phần đường →6)-βDglucopyranoside-(1→ →3)-β-Dmannopyranoside(1→ 4,87 3,53 3,62 3,49 3,28 Đơn vị: ppm 3,51 A 4,55 3,01 3,47 3,27 3,50 3,43 B C-1 94,0 C-2 71,6 C-3 61,5 C-4 70,6 C-5 73,8 C-6 71,4 A 94,1 77,2 73,2 67,1 67,4 61,5 B Đối chiếu với tài liệu tham khảo [41], [54], [101], [137], [142] phân tích phổ 1H -NMR, 13C – NMR, 18 COSY HSQC, chúng tơi xác định độ chuyển dịch hóa học thành phần đường EPS-MC3 (Bảng 3.10) Hình 3.21 Phổ đồ NOESY EPS-MC3 Hình 3.20 Phổ đồ HMBC EPS-MC3 Các tương tác proton anomer nguyên tử C phổ HMBC (Hình 3.20) NOESY (Hình 3.21) mối liên kết glycoside cấu trúc EPS-MC3 tương ứng A(1→3)B B(1→6)A Thông tin cho phép định vị gốc đường (Bảng 3.11) Bảng 3.11 Các dạng liên kết cấu trúc EPS-MC3 qua phổ NOESY, HMBC Đơn vị: ppm Phần đường Ký H1 NOESY HMBC Mối liên kết hiệu (1→6)-β-D-glucopyranoside A 4,87 A: H1 với B: H3 3,47 (1→3)-β-D- B 73,2 4,55 mannopyranoside A: H1 với B: C3 B: H1 với A: H6 3,51 71,4 B: H1 với A: C6 Từ kết phân tích phổ cộng hưởng từ hạt nhân phân tích thành phần monosacharide EPS-MC3 cho phép xếp 19 đơn vị mắt xích lặp lại với dạng liên kết cụ thể sau: [6)-βD-Glcp-(13)-β-D-Manp-(16)-β-D-Glc-(1]n (Hình 3.22) Hình 3.22 Các đơn vị lặp lại cấu trúc EPS-MC3 thủy phân phần EPS sinh tổng hợp từ Lb fermentum MC3 PS KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Từ kết nghiên cứu thu luận án cho phép có kết luận sau: 1.1 Về hiệu suất thu nhận EPS: 1.1.1 Từ chủng LAB sử dụng nghiên cứu, chọn 04 chủng có khả sinh tổng hợp EPS tốt Đó chủng Lb fermentum TC13, Lb fermentum TC16, Lb fermentum TC21 Lb fermentum MC3 1.1.2 Đối với chủng vi khuẩn lựa chọn nghiên cứu, xác định nguồn dinh dưỡng (nguồn C, N) điều kiện nuôi cấy (mật độ gieo cấy ban đầu, pH ban đầu, nhiệt độ, thời 20 gian) thích hợp hiệu cao cho trình sinh tổng hợp EPS chủng vi khuẩn sử dụng Cụ thể sau: + Chủng Lb fermentum TC13 có khả sinh tổng hợp EPS cao phát triển môi trường MRS có bổ sung thêm 4% glucose, 0,4% cao nấm với điều kiện lên men 40 oC, pH ban đầu 5,5, mật độ tế bào nuôi cấy ban đầu 107 CFU/mL thời gian 48 + Chủng Lb fermentum TC16 có khả sinh tổng hợp EPS cao mơi trường MRS có bổ sung thêm 3% sucrose, 0,8% cao thịt sau 48 điều kiện lên men bao gồm mật độ tế bào nuôi cấy ban đầu 106 CFU/mL, pH ban đầu 6,0 nhiệt độ nuôi cấy 35 oC + Chủng Lb fermentum TC21 có khả sinh tổng hợp EPS cao sau 36 lên men nhiệt độ 35 oC, pH ban đầu 6,0, mật độ tế bào nuôi cấy ban đầu 106 CFU/mL mơi trường MRS có bổ sung thêm 4% lactose, 0,8% cao thịt + Ở điều kiện nuôi cấy 35 oC, pH ban đầu 6,0, mật độ tế bào nuôi cấy ban đầu 106 CFU/mL thời gian 48 với mơi trường MRS có bổ sung thêm 4% glucose, 0,3% cao nấm, chủng Lb fermentum MC3 có khả sinh tổng hợp EPS cao 1.1.3 Từ dịch lên men thu nhận chủng Lb fermentum (TC13, TC16, TC21, MC3) xác định điều kiện tách EPS hiệu tương ứng + Nồng độ TCA bổ sung vào dịch lên men chủng Lb fermentum TC13, TC16, TC21, MC3 phù hợp nhằm loại bỏ protein thu EPS tốt làm sáng tỏ nghiên cứu tương ứng 15%, 35%, 20% 20% 21 + Quá trình tách EPS đạt hiệu tốt thời gian tủa EtOH thực 24 với tỉ lệ dịch EtOH 1:1 cho tất chủng sử dụng nghiên cứu 1.2 Về số tính chất có tiềm ứng dụng công nghệ thực phẩm: Các EPS sinh tổng hợp từ chủng Lb fermentum (TC13, TC16, TC21, MC3) thể tốt tính chất có tiềm ứng dụng công nghệ thực phẩm Cụ thể là: - Khả hòa tan nước EPS thu nhận từ chủng Lb fermentum TC13, TC16, TC21, MC3 theo thứ tự giảm dần sau: EPS-MC3 > EPS-TC16 > EPS-TC13 > EPS-TC21 - Khả giữ nước EPS tăng theo trình tự sau: EPS-TC21 < EPS-MC3 < EPS-TC16 < EPS-TC13 - Khả giữ dầu EPS đạt nghiên cứu tương đối cao EPS có khả giữ dầu cao EPSTC21, tiếp đến EPS-MC3, EPS-TC16 thấp EPS-TC13 - Khả chống oxy hóa EPS sinh tổng hợp từ chủng Lb fermentum khác theo trình tự giảm dần sau: EPS-TC21 > EPS-MC3 > EPS-TC13 > EPS-TC16 Cụ thể là, tỉ lệ bắt gốc tự DPPH EPS đạt 50% nồng độ 1,32 mg/mL Lb fermentum TC21, 2,06 mg/mL Lb fermentum MC3, 2,85 mg/mL Lb fermentum TC13 2,96 mg/mL Lb fermentum TC16 1.3 Về khối lượng phân tử số đặc điểm cấu trúc EPS tách chiết từ chủng Lb fermentum MC3 (EPS-MC3) 22 - Đã xác định khối lượng phân tử EPS-MC3 98,5 kD nhờ phương pháp sắc ký thẩm thấu gel - EPS sinh tổng hợp từ Lb fermentum MC3 PS Một số thông tin cấu trúc EPS-MC3 bao gồm thành phần, tỉ lệ monosaccharide loại liên kết chủ yếu khung làm sáng tỏ Cụ thể: + Thành phần monosaccharide có EPS-MC3 bao gồm đơn vị lặp lặp lại D-glucose, D-mannose với tỉ lệ phân tử tương ứng 1,00:0,91 + Các loại liên kết glycoside chủ yếu tạo nên khung EPS-MC3 (1→6) glucoside (1→3) mannoside Kiến nghị Do thời gian tiến hành đề tài nghiên cứu có hạn, đồng thời, trình thực luận án, chúng tơi gặp số khó khăn vấn đề trang thiết bị chúng tơi chưa thể thực sâu thông tin liên quan đến kết phạm vi ứng dụng thực tiễn Vì vậy, để kết từ luận án ứng dụng tốt thực tiễn, xin phép kiến nghị tiếp tục: Nghiên cứu ảnh hưởng nguồn dinh dưỡng khác lên đặc điểm cấu trúc EPS sinh tổng hợp từ chủng Lb fermentum Tiến hành nghiên cứu ứng dụng EPS thu lên số sản phẩm lên men cụ thể việc cải thiện tính chất lưu biến sản phẩm khả giữ nước, khả tạo gel, khả làm đặc, 23 Tiến hành nghiên cứu số tính chất sinh lý tác động đến sức khỏe người EPS như: khả kháng khuẩn, tác động làm giảm cholesterol, hoạt tính chống khối u, 24 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC CĨ LIÊN QUAN ĐÃ CƠNG BỐ Trần Thị Ái Luyến, Trần Bảo Khánh, Đỗ Thị Bích Thủy, Trần Thị Văn Thi (2017), Nghiên cứu điều kiện tách chiết đặc điểm cấu trúc exopolysaccharide sinh tổng hợp từ Lactobacillus fermentum MC3 Lactobacillus plantarum W12, Tạp chí Hóa học, Số 55 (4E23), 243-249 Trần Bảo Khánh, Trần Thị Ái Luyến, Đỗ Thị Bích Thủy (2017), Xác định khối lượng phân tử số tính chất lý hóa exopolysaccharide sinh tổng hợp Lactobacillus fermentum MC3 Lactobacillus plantarum W12, Tạp chí Hóa học, Số 55 (4E34), 17-21 Trần Thị Ái Luyến, Đỗ Thị Bích Thủy (2016), Optimal conditions for the production of exopolysaccharide by Lactobacillus fermentum TC16, Tạp chí Khoa học kỹ thuật nơng lâm nghiệp, Đại học Nơng lâm Thành phố Hồ Chí Minh, số 06, 50-62 Trần Thị Ái Luyến, Đỗ Thị Bích Thủy (2016), Ảnh hưởng nguồn dinh dưỡng khác điều kiện ni cấy lên q trình sinh tổng hợp exopolysaccharide từ Lactobacillus fermentum TC13, Kỷ yếu hội thảo khoa học toàn quốc tiến khoa học thực phẩm kỹ thuật sinh học: từ nghiên cứu đến sản xuất, Đại học Bách khoa Hà nội, 58-66 Trần Thị Ái Luyến, Đỗ Thị Bích Thủy, Trần Bảo Khánh, Nguyễn Quốc Khánh (2016), Effect of some factors on exopolysaccharide production of Lactobacillus fermentum TC21 25 isolated from ‘tom chua’ in Hue, Vietnam, Tạp chí khoa học Đại học Huế: Khoa học tự nhiên, Tập 116, số 02, 55-66 Trần Thị Ái Luyến, Đỗ Thị Bích Thủy, Hồng Thị Hồng Ánh (2016), Ảnh hưởng nguồn nitơ điều kiện nuôi cấy lên khả sinh tổng hợp exopolysaccharide Lactobacillus fermentum MC3, Tạp chí Khoa học Đại học Huế: Kỹ thuật công nghệ, Tập 121, số 07, 89-100 Trần Thị Ái Luyến, Đỗ Thị Bích Thủy (2018), Nghiên cứu ảnh hưởng số yếu tố lên q trình tách chiết tính chất exopolysaccharide sinh tổng hợp Lactobacillus fermentum phân lập từ Tôm chua, Tạp chí Khoa học cơng nghệ, Trường Đại học Khoa học, Đại học Huế, Tập 11, số 1, 7182 Trần Thị Ái Luyến, Đỗ Thị Bích Thủy, Trần Thị Văn Thi, Phan Thị Thu Huyền (2018), Study on the biosynthesis and structure characterization of exopolysaccharide from Lactobacillus fermentum MC3, Tạp chí khoa học Đại học Huế: Khoa học tự nhiên, Tập 127, số 01, 13-22 26 ... Lactobacillus fermentum nói riêng, thực đề tài Nghiên cứu thu nhận, khảo sát cấu trúc tính chất exopolysaccharide sinh tổng hợp từ Lactobacillus fermentum Với đề tài luận án này, xác định điều kiện thu. .. lại cấu trúc EPS-MC3 thủy phân phần EPS sinh tổng hợp từ Lb fermentum MC3 PS KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Từ kết nghiên cứu thu luận án cho phép chúng tơi có kết luận sau: 1.1 Về hiệu suất thu. .. kết từ luận án ứng dụng tốt thực tiễn, xin phép kiến nghị tiếp tục: Nghiên cứu ảnh hưởng nguồn dinh dưỡng khác lên đặc điểm cấu trúc EPS sinh tổng hợp từ chủng Lb fermentum Tiến hành nghiên cứu

Ngày đăng: 28/06/2020, 12:57

Hình ảnh liên quan

Hình 3.1. Khả năng sinh tổng hợp EPS của một số chủng vi khuẩn lactic (Trong đó:   - TC12: Lb - Tóm tắt Luận án tiến sĩ Hóa học: Nghiên cứu thu nhận, khảo sát cấu trúc và tính chất của exopolysaccharide sinh tổng hợp từ Lactobacillus fermentum

Hình 3.1..

Khả năng sinh tổng hợp EPS của một số chủng vi khuẩn lactic (Trong đó: - TC12: Lb Xem tại trang 6 của tài liệu.
Kết quả Hình 3.1 cho thấy, các chủng Lb. fermentum TC13, TC16,  TC21  và Lb.  fermentum MC2,  MC3)  và  Lb - Tóm tắt Luận án tiến sĩ Hóa học: Nghiên cứu thu nhận, khảo sát cấu trúc và tính chất của exopolysaccharide sinh tổng hợp từ Lactobacillus fermentum

t.

quả Hình 3.1 cho thấy, các chủng Lb. fermentum TC13, TC16, TC21 và Lb. fermentum MC2, MC3) và Lb Xem tại trang 7 của tài liệu.
TC16 và 0,3% cho chủng Lb. fermentum MC3 (Hình 3.3). - Tóm tắt Luận án tiến sĩ Hóa học: Nghiên cứu thu nhận, khảo sát cấu trúc và tính chất của exopolysaccharide sinh tổng hợp từ Lactobacillus fermentum

16.

và 0,3% cho chủng Lb. fermentum MC3 (Hình 3.3) Xem tại trang 8 của tài liệu.
Hình 3.5. Ảnh hưởng của pH ban đầu - Tóm tắt Luận án tiến sĩ Hóa học: Nghiên cứu thu nhận, khảo sát cấu trúc và tính chất của exopolysaccharide sinh tổng hợp từ Lactobacillus fermentum

Hình 3.5..

Ảnh hưởng của pH ban đầu Xem tại trang 9 của tài liệu.
Hình 3.6. Ảnh hưởng của nhiệt độ nuôi cấy Hình 3.4. Ảnh hưởng của mật độ tế bào nuôi cấy ban đầu  - Tóm tắt Luận án tiến sĩ Hóa học: Nghiên cứu thu nhận, khảo sát cấu trúc và tính chất của exopolysaccharide sinh tổng hợp từ Lactobacillus fermentum

Hình 3.6..

Ảnh hưởng của nhiệt độ nuôi cấy Hình 3.4. Ảnh hưởng của mật độ tế bào nuôi cấy ban đầu Xem tại trang 9 của tài liệu.
Kết quả Hình 3.6 cho thấy, quá trình sinh tổng hợp EPS của các chủng vi khuẩn khảo sát đều xảy ra tốt trong khoảng nhiệt độ  từ 35 – 40 oC - Tóm tắt Luận án tiến sĩ Hóa học: Nghiên cứu thu nhận, khảo sát cấu trúc và tính chất của exopolysaccharide sinh tổng hợp từ Lactobacillus fermentum

t.

quả Hình 3.6 cho thấy, quá trình sinh tổng hợp EPS của các chủng vi khuẩn khảo sát đều xảy ra tốt trong khoảng nhiệt độ từ 35 – 40 oC Xem tại trang 10 của tài liệu.
Bảng 3.1. Điều kiện thu nhận EPS cao của các chủng Lb. fermentum nghiên cứu trong luận án  - Tóm tắt Luận án tiến sĩ Hóa học: Nghiên cứu thu nhận, khảo sát cấu trúc và tính chất của exopolysaccharide sinh tổng hợp từ Lactobacillus fermentum

Bảng 3.1..

Điều kiện thu nhận EPS cao của các chủng Lb. fermentum nghiên cứu trong luận án Xem tại trang 11 của tài liệu.
Hình 3.8. Ảnh hưởng của nồng độ TCA bổ sung lên khả năng loại bỏ protein và lượng EPS tách từ dịch lên men Lb - Tóm tắt Luận án tiến sĩ Hóa học: Nghiên cứu thu nhận, khảo sát cấu trúc và tính chất của exopolysaccharide sinh tổng hợp từ Lactobacillus fermentum

Hình 3.8..

Ảnh hưởng của nồng độ TCA bổ sung lên khả năng loại bỏ protein và lượng EPS tách từ dịch lên men Lb Xem tại trang 11 của tài liệu.
Kết quả trên các Hình 3.8, 3.9, 3.10, 3.11 cho thấy, khi nồng độ TCA bổ sung vào tăng lên, lượng protein còn lại trong dịch  nuôi cấy đều có xu hướng giảm dần - Tóm tắt Luận án tiến sĩ Hóa học: Nghiên cứu thu nhận, khảo sát cấu trúc và tính chất của exopolysaccharide sinh tổng hợp từ Lactobacillus fermentum

t.

quả trên các Hình 3.8, 3.9, 3.10, 3.11 cho thấy, khi nồng độ TCA bổ sung vào tăng lên, lượng protein còn lại trong dịch nuôi cấy đều có xu hướng giảm dần Xem tại trang 12 của tài liệu.
Hình 3.10. Ảnh hưởng của nồng độ TCA bổ sung lên khả năng loại bỏ protein và lượng EPS tách từ dịch lên men Lb - Tóm tắt Luận án tiến sĩ Hóa học: Nghiên cứu thu nhận, khảo sát cấu trúc và tính chất của exopolysaccharide sinh tổng hợp từ Lactobacillus fermentum

Hình 3.10..

Ảnh hưởng của nồng độ TCA bổ sung lên khả năng loại bỏ protein và lượng EPS tách từ dịch lên men Lb Xem tại trang 12 của tài liệu.
Kết quả từ Hình 3.13 cho thấy thời gian áp dụng thích hợp và hiệu quả để thu EPS tủa bằng EtOH trong quá trình tách chiết  EPS từ dịch nổi là 24 giờ. - Tóm tắt Luận án tiến sĩ Hóa học: Nghiên cứu thu nhận, khảo sát cấu trúc và tính chất của exopolysaccharide sinh tổng hợp từ Lactobacillus fermentum

t.

quả từ Hình 3.13 cho thấy thời gian áp dụng thích hợp và hiệu quả để thu EPS tủa bằng EtOH trong quá trình tách chiết EPS từ dịch nổi là 24 giờ Xem tại trang 13 của tài liệu.
Bảng 3.2. Các điều kiện tách EPS từ dịch nuôi cấy của các - Tóm tắt Luận án tiến sĩ Hóa học: Nghiên cứu thu nhận, khảo sát cấu trúc và tính chất của exopolysaccharide sinh tổng hợp từ Lactobacillus fermentum

Bảng 3.2..

Các điều kiện tách EPS từ dịch nuôi cấy của các Xem tại trang 14 của tài liệu.
Bảng 3.4. Khả năng giữ nước của EPS từ các chủng Lb. fermentum - Tóm tắt Luận án tiến sĩ Hóa học: Nghiên cứu thu nhận, khảo sát cấu trúc và tính chất của exopolysaccharide sinh tổng hợp từ Lactobacillus fermentum

Bảng 3.4..

Khả năng giữ nước của EPS từ các chủng Lb. fermentum Xem tại trang 15 của tài liệu.
Kết quả từ Bảng 3.6 cho thấy, các EPS sinh tổng hợp từ 4 chủng Lb. fermentum  TC13, TC16, TC21, MC3 đều có khả năng  chống oxy hóa - Tóm tắt Luận án tiến sĩ Hóa học: Nghiên cứu thu nhận, khảo sát cấu trúc và tính chất của exopolysaccharide sinh tổng hợp từ Lactobacillus fermentum

t.

quả từ Bảng 3.6 cho thấy, các EPS sinh tổng hợp từ 4 chủng Lb. fermentum TC13, TC16, TC21, MC3 đều có khả năng chống oxy hóa Xem tại trang 16 của tài liệu.
Kết quả phân tích phổ NMR thể hiện ở hình 3.16, hình 3.17, hình 3.18, hình 3.19, hình 3.20, hình 3.21  - Tóm tắt Luận án tiến sĩ Hóa học: Nghiên cứu thu nhận, khảo sát cấu trúc và tính chất của exopolysaccharide sinh tổng hợp từ Lactobacillus fermentum

t.

quả phân tích phổ NMR thể hiện ở hình 3.16, hình 3.17, hình 3.18, hình 3.19, hình 3.20, hình 3.21 Xem tại trang 18 của tài liệu.
Hình 3.17. Phổ 13C-NMR của EPS-MC3 - Tóm tắt Luận án tiến sĩ Hóa học: Nghiên cứu thu nhận, khảo sát cấu trúc và tính chất của exopolysaccharide sinh tổng hợp từ Lactobacillus fermentum

Hình 3.17..

Phổ 13C-NMR của EPS-MC3 Xem tại trang 18 của tài liệu.
Kết quả ở Hình 3.17 của phổ 13C –NMR cho thấy EPS-MC3 có sự xuất hiện của hai tín hiệu carbon ở độ chuyển dịch hóa học là  94,1 và 94,0 ppm và các vùng carbon trong mạch vòng của nó từ  61,5 đến 77,2 ppm - Tóm tắt Luận án tiến sĩ Hóa học: Nghiên cứu thu nhận, khảo sát cấu trúc và tính chất của exopolysaccharide sinh tổng hợp từ Lactobacillus fermentum

t.

quả ở Hình 3.17 của phổ 13C –NMR cho thấy EPS-MC3 có sự xuất hiện của hai tín hiệu carbon ở độ chuyển dịch hóa học là 94,1 và 94,0 ppm và các vùng carbon trong mạch vòng của nó từ 61,5 đến 77,2 ppm Xem tại trang 19 của tài liệu.
Bảng 3.10. Độ chuyển dịch hóa học 1H –NMR và 13C –NMR của EPS-MC3 đo trong DMSO  - Tóm tắt Luận án tiến sĩ Hóa học: Nghiên cứu thu nhận, khảo sát cấu trúc và tính chất của exopolysaccharide sinh tổng hợp từ Lactobacillus fermentum

Bảng 3.10..

Độ chuyển dịch hóa học 1H –NMR và 13C –NMR của EPS-MC3 đo trong DMSO Xem tại trang 20 của tài liệu.
Bảng 3.11. Các dạng liên kết trong cấu trúc của EPS-MC3 - Tóm tắt Luận án tiến sĩ Hóa học: Nghiên cứu thu nhận, khảo sát cấu trúc và tính chất của exopolysaccharide sinh tổng hợp từ Lactobacillus fermentum

Bảng 3.11..

Các dạng liên kết trong cấu trúc của EPS-MC3 Xem tại trang 21 của tài liệu.
Hình 3.22. Các đơn vị lặp lại trong cấu trúc của EPS-MC3 - Tóm tắt Luận án tiến sĩ Hóa học: Nghiên cứu thu nhận, khảo sát cấu trúc và tính chất của exopolysaccharide sinh tổng hợp từ Lactobacillus fermentum

Hình 3.22..

Các đơn vị lặp lại trong cấu trúc của EPS-MC3 Xem tại trang 22 của tài liệu.

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan