Nghiên cứu bảo quản thanh long bằng chế phẩm sinh học nano chitosan kết hợp với tinh dầu nghệ

  • Số trang: 66 |
  • Loại file: PDF |
  • Lượt xem: 41 |
  • Lượt tải: 0
nhattuvisu

Đã đăng 26946 tài liệu

Mô tả:

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN --------------------- CHU THỊ THỦY NGHIÊN CỨU BẢO QUẢN THANH LONG BẰNG CHẾ PHẨM SINH HỌC NANO CHITOSAN KẾT HỢP VỚI TINH DẦU NGHỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội – Năm 2013 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN --------------------- CHU THỊ THỦY NGHIÊN CỨU BẢO QUẢN THANH LONG BẰNG CHẾ PHẨM SINH HỌC NANO CHITOSAN KẾT HỢP VỚI TINH DẦU NGHỆ Chuyên ngành: Vi sinh vật học Mã số: 60 42 40 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS. PHẠM VIỆT CƢỜNG Hà Nội – Năm 2013 MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT. .............................................................. 3 DANH MỤC CÁC BẢNG VÀ SƠ ĐỒ .............................................................................. 4 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ............................................................................................. 5 MỞ ĐẦU ............................................................................................................................. 6 Chƣơng 1 – TỔNG QUAN ................................................................................................. 8 1.1. Nano chitosan .......................................................................................................... 8 1.1.1. Chitosan ............................................................................................................ 8 1.1.2. Phương pháp điề u chế nano chitosan từ chitosan. .......................................... 9 1.1.3. Hoạt tính đối kháng vi sinh vật của chitosan ................................................. 12 1.1.4. Ứng dụng nano chitosan................................................................................. 13 1.2. Tinh dầu nghệ ........................................................................................................ 15 1.2.1. Giới thiệu chung về nghệ ................................................................................ 15 1.2.2. Thành phần hóa học ....................................................................................... 15 1.2.3. Hoạt tính sinh học của tinh dầu nghệ............................................................. 18 1.3. Thanh Long ............................................................................................................ 23 1.3.1. Thanh long và giá trị kinh tế .......................................................................... 23 1.3.2. Vi sinh vật gây hỏng quả ................................................................................ 26 1.3.3. Biện pháp bảo quản rau hoa quả tươi sau thu hoạch .................................... 28 Chƣơng 2: VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........................................ 32 2.1. Nguyên vật liệu ...................................................................................................... 32 2.1.1 Đối tượng nghiên cứu ...................................................................................... 32 2..1.2. Hóa chất sử dụng........................................................................................... 32 2.1.3. Thiết bị, dụng cụ sử dụng trong nghiên cứu ................................................... 33 2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu ....................................................................................... 34 1 2.2.1. Phương pháp đo độ đục định lượng tế bào nấm men .................................... 34 2.2.2. Phương pháp đếm khuẩn lạc nấm men .......................................................... 35 2.2.3. Phương pháp tìm nồng độ diệt tối thiểu (MBC) của hỗn hợp nano chitosan và tinh dầu nghệ cho nấm men ................................................................................. 36 2.2.4. Phương pháp kiểm tra khả năng đối kháng nấm mốc của chế phẩm tinh dầu nghệ và nano chitosan .............................................................................................. 37 2.2.5. Phương pháp thử nghiệm hoạt tính đối kháng vi sinh vật của tinh dầu nghệ và nano chitosan trên quả thanh long ...................................................................... 38 2.2.6 Bảo quản thanh long trong điều kiện phòng thí nghiệm bằng NCS-TDN....... 38 Chƣơng 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ........................................................................ 40 3.1. Đánh giá khả năng đối kháng nấm men của chế phẩm nano chitosan và tinh dầu nghệ in vitro .................................................................................................................. 40 3.2. Đánh giá khả năng đối kháng nấm mốc của chế phẩm nano chitosan và tinh dầu nghệ in vitro .................................................................................................................. 43 3.3 Đánh giá khả năng đối kháng nấm của nano chitosan-tinh dầu nghệ in vivo trên thanh long...................................................................................................................... 46 3.4. Đánh giá khả năng bảo quản thanh long bằng chế phẩm nano chitosan và tinh dầu nghệ ........................................................................................................................ 48 3.4.1. Bảo quản thanh long ở nhiệt độ phòng............................................................... 48 3.4.2. Bảo quản thanh long ở nhiệt độ lạnh (10 ± 2oC) ................................................ 50 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ........................................................................................... 55 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................. 56 2 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT. ĐC: Đối chứng. Đ-d: đƣờng kính kháng khuẩn. LDL: Low – density Lipoprotein. MBC: Minimum bactericidal concentration. MTL2: Cladosporium clasdosporioides de Vries. MTL4: Cladosporium tenuisimum Cooke. NCS – TDN: Nano chitosan kết hợp với tinh dầu nghệ. OD: Optical Density. TL1: Rhodoturola sp. 3 DANH MỤC CÁC BẢNG VÀ SƠ ĐỒ Bảng 1.1: Giá trị dinh dƣỡng trong 100g quả thanh long. Bảng 2.1: Độ chuẩn Mc Farland ở bƣớc sóng 550nm. Bảng 2.2: Sơ đồ thí nghiệm xác định tính đối kháng nấm men của NCS-TDN. Bảng 3.1: Kết quả đo OD ở bƣớc sóng 550nm của mẫu TL1. Bảng 3.2: Khả năng ức chế sinh trƣởng nấm men của NCS-TDN. Bảng 3.3: Hoạt tính đối kháng nấm mốc của NCS-TDN. Bảng 3.4: Khả năng ức chế nấm của NCS-TDN trên thanh long. Bảng 3.5: Kết quả thanh long đƣợc bảo quản ở nhiệt độ phòng. Bảng 3.6: Kết quả thanh long bảo quản lạnh 10±20C. Bảng 3.7: Kết quả phân tích hàm lƣợng dinh dƣỡng của thanh long sau khi bảo quản lạnh 30 ngày. Sơ đồ 2.1: Nghiên cứu khả năng bảo quản thanh long sau thu hoạch của chế phẩm NCS-TDN. 4 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1: Cấu trúc hóa học của chitosan đƣợc điều chế từ chitin. Hình 1.2: Hình thái cây nghệ Hình 1.3: Cấu trúc của các hợp chất curcumin trong tinh dầu nghệ. Hình 1.4: Cấu trúc của một số hợp chất trong tinh dầu nghệ. Hình 1.5: Vị trí và các cơ chế trong tế bào vi khuẩn đƣợc cho là điểm hoạt tính của tinh dầu. Hình 1.6: Các giống quả thanh long. Hình 1.7: Cladosporium cladospotioides. Hình 1.8: Cladosporium tenuisimum cooke. Hình 1.9: Rhodoturola sp. Hình 2.1: Pha loãng mẫu theo dãy thập phân. Hình 2.2: Cấy trải mẫu vào môi trƣờng Hansen cứng trên đĩa peptri. Hình 3.1: Đánh giá hoạt tính đối kháng nấm men TL1 của NCS-TDN. Hình 3.2: Hoạt tính đối kháng của NCS-TDN đối với MTL2. Hình 3.3: Thử hoạt tính kháng của NCS-TDN với MTL4. Hình 3.4: Thanh long bị hỏng do nhiễm nấm. Hình 3.5: Thanh long đƣợc bảo quản ở nhiệt độ phòng. Hình 3.6: Thanh long bảo quản sau 7 ngày ở nhiệt độ phòng. Hình 3.7: Thanh long đƣợc bảo quản sau 15 ngày ở nhiệt độ phòng. Hình 3.8: Thanh long đƣợc bảo quản lạnh 10±2oC. Hình 3.9: Thanh long đƣợc bảo lạnh sau 15 ngày. Hình 3.10: Thanh long đƣợc bảo lạnh sau 30 ngày. 5 MỞ ĐẦU Tinh dầu nghệ đƣợc biết đến nhƣ là một chất có khả năng chống oxy hóa và có tính đối kháng vi sinh vật tốt, nhất là ức chế các vi sinh vật có khả năng gây hỏng quả. Trong khi chitosan là một loại polymer carbohydrate tự nhiên đƣợc tạo ra bằng cách deacetyl hóa chitin, có thể tìm thấy trong nhiều loài động vật giáp xác, côn trùng và một vài loại nấm. Với nhiều tính năng nhƣ tính tƣơng thích sinh học, phân hủy sinh học, bám dính màng và không độc hại nên hiện nay nó trở thành nguyên liệu cho nhiều ứng dụng trong dƣợc sinh học và thực phẩm chức năng. Vì những tính chất ƣu việt của nó mà trong những năm gần đây, chitosan đã đƣợc nghiên cứu sử dụng để tạo ra các hạt nano chitosan. Cùng với tinh dầu nghệ, nano chitosan là chất có khả năng kháng nấm và vi khuẩn mạnh. Quả tƣơi và rau rất dễ bị hỏng và mẫn cảm đối với các bệnh sau thu hoạch, hạn chế thời gian bảo quản và đƣa chúng ra thị trƣờng. Ngoài ra, hƣ hỏng sau thu hoạch gây thất thu kinh tế đáng kể trên toàn thế giới. Nhƣ đã biết, các loại thuốc diệt nấm tổng hợp đƣợc sử dụng từ lâu nhƣ phƣơng thức chính để kiểm soát các bệnh sau thu hoạch. Nhƣng hiện ngƣời ta lo ngại về ảnh hƣởng của các chất này đến sức khỏe ngƣời tiêu dùng cũng nhƣ sự xuất hiện của các nguồn bệnh kháng thuốc. Vì vậy cần có các biện pháp thay thế để kiểm soát nguồn bệnh sau thu hoạch có hiệu quả, dƣ lƣợng thấp, ít độc hoặc không độc đối với cơ thể không đích. Trong sản phẩm rau hoa quả của Việt Nam, quả Thanh Long đang chiếm vị trí quan trọng trong xuất khẩu, mang lại hiệu quả kinh tế cao. Vì vậy việc sử dụng các chất hoạt tính sinh học tự nhiên để bảo quản quả Thanh Long không những có ý nghĩa kinh tế, mà còn mở ra phƣơng pháp mới trong ngành bảo quản sau thu hoạch ở nƣớc ta. 6 Với đề tài nghiên cứu “ Nghiên cứu bảo quản Thanh long bằng chế phẩm sinh học nano chitosan kết hợp với tinh dầu nghệ ” sẽ đóng góp thêm một phƣơng pháp bảo quản rau hoa quả an toàn và hiệu quả. Mục tiêu của đề tài:  Thử nghiệm in vitro chế phẩm nano chitosan và tinh dầu nghệ với vi sinh vật gây hỏng quả Thanh Long để tìm nồng độ ức chế vi sinh vật tối thiểu MBC.  Thử nghiệm chế phẩm nano chitosan và tinh dầu nghệ trên quả để kéo dài thời gian bảo quản thanh long, đảm bảo thanh long còn tƣơi, không bị vi sinh vật làm hỏng quả. Nội dung nghiên cứu:  Xác định hoạt tính đối kháng nấm của chế phẩm nano chitosan kết hợp với tinh dầu nghệ.  Nghiên cứu thăm dò ứng dụng nano chitosan kết hợp với tinh dầu nghệ trong bảo quản quả thanh long. 7 Chƣơng 1 – TỔNG QUAN 1.1. Nano chitosan 1.1.1. Chitosan Chitosan, đƣợc phát hiện bởi Rouget năm 1859 [55], là một loại polymer polysaccharide sinh học quan trọng. Về mặt hóa học, đó là một phân tử có trọng lƣợng phân tử cao, polycationic gồm hai monosaccharide, N-acetyl-D-glucosamine và Dglucosamine, liên kết với nhau bởi cầu nối β-(1 → 4) glycosidic (Hình 1.1). Hàm lƣợng tƣơng đối của hai monosaccharide trong chitosan có thể khác nhau, mỗi mẫu ở các mức độ khác nhau phụ thuộc vào mức độ deacetyl hóa (75-95%), khối lƣợng phân tử (502.000 kDa), độ nhớt, giá trị pKa, v.v... [27]. Do đó, chitosan không thể đƣợc định nghĩa là một hợp chất duy nhất, nó chỉ đơn thuần là họ của các copolymer với các phân số khác nhau của các đơn vị acetyl. Hình 1.1: Cấu trúc hóa học của chitosan đƣợc điều chế từ chitin. Chitosan liên kết (1→4) 2- amino-2-deoxy-β-D-glucan, đƣợc điều chế từ chitin qua quá trình thủy phân bằng kiềm nhóm N-acetyl. 8 Chitosan chủ yếu đƣợc sản xuất từ quá trình deacetyl hóa chitin xảy ra ở môi trƣờng kiềm: chitin sôi trong kiềm nồng độ cao vài giờ (40-45% natri hydroxit, 120°C, 1-3 h). Trong điều kiện đó N-deacetyl hóa xảy ra không hoàn toàn, chitosan đƣợc xem nhƣ là một dẫn xuất một phần N-deacetyl hóa của chitin. Chitosan cũng đƣợc tìm thấy trong tự nhiên, chẳng hạn nhƣ trong thành tế bào của nấm thuộc lớp Zygomycetes [43], tảo xanh Chlorella sp., nấm men và động vật nguyên sinh cũng nhƣ lớp biểu bì trong côn trùng [ 47]. Gần đây trong công nghệ lên men cho thấy nấm (Aspergillus niger) có thể cung cấp một nguồn thay thế chitosan. 1.1.2. Phương pháp điều chế nano chitosan từ chitosan. Công nghệ nano là một công nghệ rất quan trọng trong khoa học, chủ yếu là do ứng dụng rộng rãi của nó trong một phạm vi rộng lớn bao gồm các ngành kỹ thuật, y học, hóa học và sinh học. Việc sử dụng các biopolymer nhƣ polysaccharide trong công nghệ nano ngày càng đƣợc quan tâm, là trọng tâm các nghiên cứu của các nhà khoa học trên toàn thế giới. Trong 30 năm qua, kỹ thuật điều chế nano chitosan đã đƣợc phát triển dựa trên công nghệ chitosan vi hạt. Nano chitosan có thể đƣợc chế tạo bằng một vài phƣơng pháp khác nhau. Trƣớc kia, ngƣời ta dùng sodium sulphate nhƣ chất để tủa. Năm 1994, một số tác giả đã sử dụng glutaraldehyde nhƣ chất liên kết để liên kết chéo các nhóm amino tự do của chitosan, sau đó nhũ tƣơng hóa (emulsifier), tạo hạt 5-fluorouracil (5FU) chitosan với kích thƣớc trung bình 0,8 ± 0,1µm [42]. Phƣơng pháp này hiện vẫn đƣợc dùng. Nhìn chung, kỹ thuật chế tạo hạt nano chitosan đã đƣợc phát triển dựa trên kỹ thuật vi hạt chitosan. Có ít nhất 4 phƣơng pháp: sự đông đặc ion hóa (ionotropic gelation); vi nhũ tƣơng (microemulsion), khuếch tán dung môi nhũ tƣơng (emulsification solvent diffusion) và tổ hợp đa điện phân (polyelectrolyte complex). 9 Hai phƣơng pháp thƣờng sử dụng là ionotropic gelation và tự lắp ráp polyelectrolyte [50]. Phương pháp Ionotropic gelation Nano chitosan chuẩn bị bằng kỹ thuật gel ionotropic lần đầu tiên đƣợc Calvo và cộng sự báo cáo. Cơ chế tạo nanochitosan dựa trên tƣơng tác tĩnh điện giữa nhóm amine của chitosan và nhóm tích điện âm của polyanion nhƣ tripolyphosphate. Phƣơng pháp này đơn giản, nhẹ nhàng. Trƣớc tiên, chitosan có thể hòa tan trong axit axetic, có hoặc không có chất ổn định, sau đó bổ sung anionic polyme. Khuấy ở nhiệt độ phòng và các hạt nano đƣợc tạo thành một cách tự phát. Có thể thay đổi kích thƣớc và điện tích bề mặt của hạt bằng cách thay đổi tỉ lệ chitosan và chất ổn định [7]. Phương pháp Microemulsion Nano chitosan đƣợc điều chế bằng kỹ thuật microemulsion lần đầu tiên đƣợc phát triển bởi Maitra và cộng sự [7]. Kỹ thuật này dựa trên sự hình thành của nano chitosan bên trong giọt micellar đảo ngƣợc và sau đó liên kết ngang qua glutaraldehyde. Trong phƣơng pháp này, một chất hoạt động bề mặt đƣợc hòa tan trong N-hexane, sau đó, chitosan trong dung dịch axetic và glutaraldehyde đƣợc thêm vào chất có hoạt tính bề mặt / hỗn hợp hexane, khuấy liên tục ở nhiệt độ phòng. Hạt nano đƣợc hình thành trong sự hiện diện của chất hoạt động bề mặt. Hệ thống này đƣợc khuấy qua đêm để hoàn thành liên kết ngang, và nhóm amin của chitosan kết hợp với glutaraldehyde. Các dung môi hữu cơ đƣợc lấy ra bằng cách bay hơi dƣới áp suất thấp. Sản lƣợng thu đƣợc là nano chitosan liên kết ngang và chất hoạt động bề mặt dƣ thừa. Chất hoạt động bề mặt dƣ thừa đƣợc lấy ra bằng cách kết tủa với CaCl2 và sau đó đƣợc loại bỏ bằng ly tâm. Cuối cùng các hạt nano đƣợc thẩm tách và lyophilyzation. Kỹ thuật này cung cấp hạt kích thƣớc nhỏ hơn 100 nm và kích thƣớc các hạt có thể đƣợc 10 kiểm soát bằng cách thay đổi lƣợng glutaraldehyde từ đó làm thay đổi mức độ liên kết ngang. Tuy nhiên, phƣơng pháp có một số nhƣợc điểm nhƣ việc sử dụng các dung môi hữu cơ, quá trình chuẩn bị tốn thời gian, và sự phức tạp trong bƣớc rửa. Phương pháp khuếch tán dung môi nhũ tương hóa El-Shabouri báo cáo nano chitosan đƣợc điều chế bằng phƣơng pháp khuếch tán dung môi nhũ tƣơng, (Ban đầu đƣợc phát triển bởi Niwa và cộng sự sử dụng PLGA) [7]. Phƣơng pháp này đƣợc dựa trên một phần sự trộn lẫn của dung môi hữu cơ bằng nƣớc. Nhũ tƣơng thu đƣợc sau khi trộn chất hữu cơ vào dung dịch chitosan có chứa một chất ổn định (poloxamer) khuấy cơ, tiếp theo là đồng nhất áp suất cao. Nhũ tƣơng này sau đó đƣợc pha loãng với một số lƣợng lớn nƣớc để khắc phục sự trộn lẫn dung môi hữu cơ trong nƣớc. Sự kết tủa polymer xuất hiện nhƣ là kết quả của sự khuếch tán dung môi hữu cơ vào trong nƣớc, dẫn đến hình thành của các hạt nano. Phƣơng pháp này phù hợp cho các loại thuốc kỵ nƣớc và cho thấy tỷ lệ ngậm thuốc cao. Những nhƣợc điểm chính của phƣơng pháp này bao gồm điều kiện xử lý khắc nghiệt (ví dụ, việc sử dụng các dung môi hữu cơ) và lực cắt cao đƣợc sử dụng khi điều chế các hạt nano. Phương pháp polyelectrolyte complex (PEC) Màng polyelectrolyte hoặc tập hợp nhóm polyelectrolyte là một thuật ngữ để mô tả màng đƣợc hình thành bằng cách tự lắp ráp của polyme mang cation và DNA plasmid. Cơ chế của PEC hình thành liên quan đến việc trung hòa điện tích giữa cation polymer và DNA dẫn phá vỡ phân tử ƣa nƣớc. Một số polyme cation (tức là gelatin, polyethylenimine) cũng có tính chất này. Nói chung, kỹ thuật này cung cấp phƣơng pháp chuẩn bị đơn giản. Các hạt nano đƣợc hình thành một cách tự nhiên sau khi bổ 11 sung các DNA vào chitosan hòa tan trong dung dịch axit axetic, theo khuấy cơ học ở nhiệt độ phòng. Kích thƣớc phức hợp có thể đƣợc thay đổi từ 50 nm đến 700 nm. [7] 1.1.3. Hoạt tính đối kháng vi sinh vật của chitosan Khả năng đối kháng vi sinh vật của chitosan đƣợc sử dụng rộng rãi, tuy nhiên, cơ chế đối kháng vi sinh vật chính xác của nó cho đến nay vẫn chƣa đƣợc xác định rõ ràng. Một vài cơ chế tác động kháng khuẩn của chitosan đã đƣợc đƣa ra: (i) tạo phức với các nguyên tố vết hoặc các chất dinh dƣỡng thiết yếu, nhƣ vậy ức chế sinh trƣởng của vi khuẩn; (ii) có thể tƣơng tác với các nhóm anion trên bề mặt tế bào và tạo ra các phức hợp điện phân với các hợp chất trên bề mặt vi khuẩn, tạo ra một lớp không thấm quanh tế bào, ngăn cản sự vận chuyển của các chất hòa tan cần thiết vào trong tế bào. Kiểm tra bằng kính hiển vi điện tử của chế phẩm chitosan ức chế vi sinh vật cho thấy, vị trí hoạt động của nó là ở trên bề mặt tế bào vi sinh vật. Các chủng Candida albicans tiếp xúc với chitosan hoặc các dẫn xuất của chitosan dƣới kính hiển vi điện tử thấy tổn thƣơng tế bào mức độ khác nhau [37]. Cơ chế đối kháng vi sinh vật của chitosan đƣợc cho là do cation của chitosan tƣơng tác và làm gián đoạn màng tế bào. Có giả định cho rằng bản chất polycationic của chitosan, tích điện dƣơng do mang nhóm – của glucosamine, có thể là một yếu tố cơ bản góp phần tƣơng tác với các thành phần tích điện âm trên màng của nhiều loại nấm và vi khuẩn, gây ra thay đổi bề mặt tế bào, rò rỉ các chất trong tế bào, cuối cùng dẫn đến suy giảm các hoạt động quan trọng của vi sinh vật [19]. Chitosan đƣợc chứng minh có hoạt tính đối kháng nấm nhƣ Aspergillus niger, Alternaria alternata, Rhizopus oryzae, Phomopsis asparagi, và Rhizopus stolonifer. Có 12 3 cơ chế đƣợc đƣa ra cho các cách ức chế của chitosan. (i) màng plasma của nấm là đích chính của chitosan. Điện tích dƣơng của chitosan tƣơng tác với các thành phần phospholipid tích điện âm của màng nấm, điều này làm tăng tính thấm của màng làm cho các thành phần trong tế bào bị thoát ra, dẫn đến tế bào bị chết; (ii) chitosan hoạt động nhƣ một chất kẹp (chelating) bằng cách gắn với các nguyên tố vết, làm cho nấm không thể sử dụng các chất dinh dƣỡng thiết yếu để sinh trƣởng bình thƣờng; và (iii) chitosan có thể thâm nhập vào màng tế bào và gắn với DNA, điều này sẽ ức chế tổng hợp mRNA và nhƣ vậy ảnh hƣởng đến việc tạo ra các protein và enzyme cần thiết. Mặt khác, một số báo cáo cho rằng còn các cơ chế hoạt động khác, nhƣ liên kết với nƣớc, làm bất hoạt enzyme, chọn lọc chelation vi lƣợng khoáng cần thiết cho các enzyme của vi khuẩn, có thể sáng tỏ cơ chế kháng vi sinh vật của chitosan [33]. Young và cộng sự [45] cho rằng chitosan làm cho ion Ca2+ đƣợc giải phóng từ phức tạo ổn định màng tế bào của Glycine max, kết quả làm mất ổn định của màng và gây rò rỉ các thành phần tế bào. Tokura và cộng sự [52], đã quan sát thấy chitosan (MW = 9300) xếp chồng lên nhau trên thành tế bào và ức chế sự tăng trƣởng của vi khuẩn E. coli. Họ cho rằng hoạt tính kháng khuẩn có liên quan đến việc kìm hãm các hoạt động trao đổi chất của vi khuẩn bằng cách ngăn chặn cung cấp chất dinh dƣỡng qua màng tế bào [52]. Rõ ràng, các cơ chế hoạt động không loại trừ lẫn nhau, kể từ lúc chitosan ức chế hoạt động của vi sinh vật, và cuối cùng có thể dẫn đến một quá trình giết hại. 1.1.4. Ứng dụng nano chitosan Các hạt nano chitosan chủ yếu đƣợc ứng dụng trong y học nhƣ chất mang và phân phối thuốc. Ở Việt Nam, đã có một số nghiên cứu tạo hạt nano trên cơ sở polysacarit, đặc biệt là chitosan. Nói chung, những hạt nano này mới chỉ đƣợc khảo sát về tính chất hóa lý và khả năng mang thuốc, đƣợc ứng dụng trong sinh y, cụ thể là ứng 13 dụng dẫn thuốc còn hầu nhƣ chƣa đƣợc nghiên cứu cho những ứng dụng khác (ngoại trừ nghiên cứu về axit glutamic ứng dụng cho mục đích làm chất mang thuốc paclitaxel củaViện Hóa học, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam) [3]. Trên thế giới đã có nhiều công bố ứng dụng hạt nano trong y học. Hạt có kích cỡ nano có thể đƣợc tiêm tĩnh mạch vì đƣờng kính của mao mạch máu là khoảng 4 nm. Các hạt có đƣờng kính lớn hơn 100 nm nhanh chóng đƣợc hấp thụ bởi hệ thống lƣới nội mô (RES) trong gan, lá lách, phổi và xƣơng tủy, trong khi các hạt có kích cỡ nhỏ hơn có xu hƣớng lƣu thông kéo dài một thời gian. Tạo ra hạt nano với điện tích bề mặt ƣa nƣớc nhƣng trung lập là một phƣơng pháp khả thi để giảm đại thực bào và do đó nâng cao hiệu quả điều trị của thuốc. Thuốc hứa hẹn nhất đã đƣợc nghiên cứu rộng rãi là những chất chống ung thƣ. Sau khi tiêm tĩnh mạch, nhiều hạt nano chitosan tích tụ trong một số khối u. Nano chitosan kìm hãm sự phát triển của khối u và nâng cao tỷ lệ sống của chuột có khối u sau khi đƣợc điều trị [6]. Ngoài ra, hạt nano chitosan có kích thƣớc nhỏ hơn 100 nm đƣợc dùng nhƣ thuốc kháng khuẩn, kháng virus, kháng nấm và thuốc chống ký sinh trùng ...[6]. Có giả thuyết cho rằng các hạt nano có thể bảo vệ thuốc không bị phân giải bởi enzyme trong đƣờng tiêu hóa. Pan và cộng sự báo cáo rằng tác dụng hạ đƣờng huyết đã đƣợc quan sát ở các con chuột mắc bệnh tiểu đƣờng sau khi uống các hạt nano chitosan [7]. Chitosan là vector chuyển gen hứa hẹn lần đầu tiên đƣợc đề xuất bởi Mumper [17]. Chitosan đƣợc chứng minh có hiệu quả trong chuyển gen in vitro. Hạt nano thƣờng thể hiện tác dụng bổ trợ đáng kể cho vắc-xin. Kích thƣớc siêu nhỏ của hạt nano cho phép chúng đƣợc hấp thụ bởi các tế bào M, trong mô bạch huyết niêm mạc , kích hoạt các vị trí của phản ứng miễn dịch mạnh mẽ [35]. 14 1.2. Tinh dầu nghệ 1.2.1. Giới thiệu chung về nghệ Cây nghệ thuộc họ Zingiberaceae, chi Curcuma, loài Longa. Tên khoa học của cây nghệ là: Curcuma longa Linaeus (C. longa L.). Hình 1.2: Hình thái cây nghệ Nghê ̣ đƣợc trồng ở khu vực ấm áp và có mƣa nhiều trên thế giới nhƣ Trung Quốc, Ấn Độ, In-đô-nê-xi-a. Tại Ấn Độ, nó đƣợc phổ biến và đƣợc gọi là Haldi (Tiếng Hin-ddi). Tại Ma-lay-xi-a, In-đô-nê-xi-a và Ấn Độ, nghệ đã đƣợc nghiên cứu do tầm quan trọng về kinh tế của nó. Thân rễ của nó là thuôn dài, hình trứng và thƣờng phân nhánh ngắn [20]. 1.2.2. Thành phần hóa học Thành phần trong nghệ gồm: protein (6,3%), chất béo (5,1%), khoáng chất (3,5%), carbohydrates (69,4%) và độ ẩm (13,1%). Phenolic diketone, curcumin (diferuloylmethane) (3 - 4%) quy định màu vàng của nghệ, và bao gồm curcumin I (94%), chất curcumin II (6%) và chất curcumin III (0,3%) (Hình 1.3). Phenolic 15 diketones demethoxycurcumin và bis-demethoxycurcumin cũng đã đƣợc phân lập từ thân rễ Curcuma longa. Sự có mặt của tumerone (a, b), curdione, curzerenone, monovà di-demethoxycurcumin đã đƣợc tìm thấy trong thân rễ. Tinh dầu (5,8%) thu đƣợc bằng cách chƣng cất hơi nƣớc phần thân rễ có chứa thành phần phellandrene(1%), sabinene (0,6%), cineol (1%), borneol (0,5%), zingiberene (25%) và sesquiterpines (53% ) [10]. Hình 1.3: Cấu trúc của các hợp chất curcumin trong tinh dầu nghệ Kelkar và Sanjeev Rao [32] báo cáo rằng tinh dầu nghệ đƣợc điều chế bằng phƣơng pháp chƣng cất hơi nƣớc dễ bay hơi chủ yếu là một hỗn hợp của sesquiterpene xeton và rƣợu. Malingre [38] báo cáo thành phần chiết của C.longa gồm p-cymene, bsesquiphellandrene, turmerone, ar-turmerone và rƣợu sesquiterpene (Hình 1.4). 16 Hình 1.4: Cấu trúc của một số hợp chất trong tinh dầu nghệ Chen và cộng sự [11] so sánh thành phần của các loại dầu dễ bay hơi của thân rễ và củ nghệ nguồn gốc Trung Quốc C. Longa gồm: Turmerone (24%), ar-turmerone (8,4%) và curdione (11,58%) (Hình 1.4) là các hợp chất quan trọng trong cả hai loại dầu. Tuy nhiên, ar-curcumene đã đƣợc tìm thấy trong dầu thân rễ là 12,2%, nhƣng nó đã không đƣợc báo cáo trong dầu củ. Gopalan và Ratnambal [21] so sánh các thành 17 phần chính của dầu nghệ sản xuất từ giống cây trồng khác nhau. Có sự thay đổi đáng kể trong các thành phần chính phụ thuộc vào giống và nguồn gốc sản xuất. Dầu lá nghệ Việt Nam chứa chủ yếu là α-phellandrene (24,5%), 1,8-cineole (15,9%), p-cymene (13,2%) và β-pinene (8,9%). Cooray và cộng sự [13] cho biết các thành phần chính của dầu thân rễ đƣợc sản xuất từ một giống nghệ duy nhất đƣợc trồng ở Sri Lanka, và nó đã đƣợc báo cáo rằng ar-turmerone (24,7-48,9%) và turmerone (20-39%) là những hợp chất chính. McCarron và cộng sự [36] đã sử dụng phƣơng pháp phân tích GC-MS để so sánh hợp chất monoterpene hydrocarbon của các loại dầu sản xuất từ lá và rễ của C. longa tƣơi, phát hiện ra rằng hydrocarbon monoterpene của lá và các loại dầu thân rễ tƣơi tƣơng ứng là 92,9 và 16,3%. Dầu thân rễ của C. longa nguồn gốc Trung Quốc đƣợc phân tích bằng GC-MS [54]. Dầu này đƣợc cho là chứa 17 thành phần hóa học, trong đó turmerone (24%), ar-turmerone (18%) và germacrone (11%) là các hợp chất chính. 1.2.3. Hoạt tính sinh học của tinh dầu nghệ Hoạt tính chống viêm: Tinh dầu của Curcuma longa có hiệu quả chống viêm và anti-hyaluronidase [40]. Các tác giả cho rằng hiệu quả chống oxy hóa của dầu đƣợc chứng minh bằng sự ức chế khả năng khuếch tán của hyaluronidase enzyme. Dầu từ lá Curcuma longa cũng cho thấy hoạt tính chống viêm ở chuột bạch thực nghiệm. Dịch chiết thân rễ làm giảm sự phát triển của u hạt và không độc đối với động vật. Hoạt tính chống oxy hóa: Scatezzini và cộng sự (2000) đã nghiên cứu hoạt tính chống oxy hóa của một số thực vật sử dụng trong y học cổ truyền của Ấn Độ. Nghiên cứu này chỉ ra rằng cây nghệ đƣợc sử dụng nhiều trong quá trình chuẩn bị liệu pháp Ayurvedic cách đây hàng ngàn năm [49]. Lee (2006) phát hiện ra thành phần hủy tiểu cầu ar-turmerone có nguồn gốc từ thân rễ của cây nghệ Curcuma longa L., ở nồng độ ức chế 50% (IC50) ar-turmerone ức chế sự tạo khối của tiểu huyết cầu do collagen cảm 18
- Xem thêm -