Nghiên cứu đóng gói curcumin bằng fibroin tơ tằm ứng dụng trong thực phẩm chức năng

Chia sẻ: Lý Mân Hạo | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:3

Thêm vào BST

Báo xấu

31
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài viết nghiên cứu hạt nano fibroin curcumin (Cur-SFN) được tạo ra bằng cách sử dụng kỹ thuật microdot mao dẫn và microdot mao dẫn kết hợp với đánh sóng siêu âm. Các hạt sau đó được đánh giá kích thước, hình thái, cấu trúc hóa học, khả năng nạp và giải phóng curcumin. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Nghiên cứu đóng gói curcumin bằng fibroin tơ tằm ứng dụng trong thực phẩm chức năng

Giải thưởng Sinh viên nghiên cứu khoa học Euréka lần thứ 21 năm 2019 Kỷ yếu khoa học NGHIÊN CỨU ĐÓNG GÓI CURCUMIN BẰNG FIBROIN TƠ TẰM ỨNG DỤNG TRONG THỰC PHẨM CHỨC NĂNG Đặng Thị Cẩm Tú*, Đoàn Nguyên Vũ, Trần Lê Bảo Hà Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – ĐHQG Thành phố Hồ Chí Minh *Tác giả liên hệ: camtuiris@gmail.com TÓM TẮT Thực�� hức năng (TPCN) bổ sung chất có hoạt tính sinh học mà cụ thể là curcumin đang phát triển một cách nhanh chóng cả trên thế giới và Việt Nam nhưng do những hạn chế gây cản trở cho việc sử dụng curcumin. Việc đóng gói curcurrmin bằng fibroin tơ tằm tạo ra các hạt giúp bảo vệ curcumin khỏi những hạn chế nêu trên. Trong đề tài này hạt nano fibroin curcumin (Cur-SFN) được tạo ra bằng cách sử dụng kỹ thuật microdot mao dẫn và microdot mao dẫn kết hợp với đánh sóng siêu âm. Các hạt sau đó được đánh giá kích thước, hình thái, cấu trúc hóa học, khả năng nạp và giải phóng curcumin. Kết quả cho thấy hạt Cur-SFN có kích thước nano chứa được curcumin bên trong và có khả năng giải phóng chúng, giữ được tính kháng k�� không gây độc tính cấp tính; đặc biệt có khả năng kích thích sự di cư và tăng sinh của tế bào. Từ những tính chất trên cho thấy hạt Cur-SFN có các đặc tính phù hợp hướng đến ứng dụng trong TPCN. Từ khóa: Thực�� hức năng, curcumin, fibroin. RESEARCH OF CURCUMIN-LOADED SILK FIBROIN NANOPARTICLE FOR APPLICATIONS IN FUNCTIONAL FOODS Dang Thi Cam Tu*, Doan Nguyen Vu, Tran Le Bao Ha University of Science – VNU Ho Chi Minh City *Corresponding Author: camtuiris@gmail.com ABSTRACT Functional foods supplement with bioactive substances, in particular curcumin is developing rapidly both in the world and in Vietnam but due to limitations inhibit the useful of curcumin. The packing of curcurrmin with silk fibroin creates nanoparticles to help protect curcumin from the above limitations. Fibroin curcumin nanoparticles (Cur-SFN) are created by using capillary-microdot and capillary-microdot technique combined with sonication. The generated particles were evaluated in size, morphology, chemical structure, the loading and releasing of curcumin. The results show that the Cur-SFN particle is nano-sized, contains curcumin inside and has the ability to release them, retain antibacterial properties, does not cause acute toxicity; especially it is capable of stimulating cell migration and proliferation. From the above properties, Cur-SFN particles have suitable properties towards application in functional food. Keywords: Functional food, curcumin, fibroin. TỔNG QUAN cho sức khỏe con người bằng cách ngăn chặn Thực phẩm chức năng (TPCN) là công cụ bảo hoặc kìm hãm sự xuất hiện của các bệnh, vệ sức khỏe của thế kỷ 21, là “vaccine” dự chúng thường không được thêm vào thực phòng dịch bệnh mãn tính không lây vì bổ phẩm ở trạng thái tinh khiết do dễ bị phân hủy sung cho cơ thể các vi chất thiếu hụt, chất bởi tác nhân vật lý, hóa học, enzyme trong quá chống oxy hóa và chất xơ, đáp ứng nhu cầu trình chế biến, vận chuyển và lưu trữ. Do đó, chăm sóc và bảo vệ sức khỏe. Thị trường việc đóng gói các hợp chất có hoạt tính sinh TPCN là một trong những thị trường tăng học là vô cùng quan trọng để cho phép kết hợp trưởng nhiều và nhanh nhất (20-30%/năm). chúng trong thực phẩm. Ứng dụng công nghệ Các hợp chất có hoạt tính sinh học như chất micro và nano tạo ra các hệ thống phân phối chống oxy hóa, chất kháng khuẩn, vitamin, trong thực phẩm là một giải pháp cho các khó probiotic, prebiotic, khoáng chất, chất dinh khăn hiện tại. Do ở kích thước nhỏ, các hệ dưỡng và polyphenol cung cấp một số lợi ích thống micro và nano có thể cải thiện độ hòa 78
Giải thưởng Sinh viên nghiên cứu khoa học Euréka lần thứ 21 năm 2019 Kỷ yếu khoa học tan, tính khả dụng sinh học và các đặc tính hạt tạo ra giữ được cấu trúc phiến β đặc trưng; cảm quan, ngăn chặn các phản ứng vật lý, hóa ngoài ra kết quả còn biểu hiện các đỉnh đặc học không mong muốn, bảo vệ các hợp chất trưng cho nhóm −OH (3291,02 cm−1) và có hoạt tính sinh học khỏi sự phân hủy. Ngoài vòng benzen (3076,53 và 684,20 cm−1) ra các hệ thống phân phối thực phẩm còn giúp chứng tỏ các hạt tạo ra giữ được curcumin ở giải phóng chúng có kiểm soát và chỉ kích hoạt bên trong. Tương tự, các hạt Cur-SFN 2 tạo ra chúng trong vị trí đích. có đỉnh 1628,53 cm−1 (Amide I, C=O Tơ tằm được xem như một vật liệu tiềm năng Stretching); 1234,97 cm −1 (Amide III; C–N cho việc tạo hạt nano trong phân phối TPCN stretch, N–H bend) tương ứng với cấu trúc do những thuộc tính ưu việt như dễ khử trùng, phiến β chứng tỏ các hạt tạo ra giữ được cấu có khả năng tự phân hủy, độ bền cao, ít gây trúc phiến β đặc trưng; ngoài ra kết quả còn đáp ứng miễn dịch, thân thiện với môi trường, cho thấy các hạt tạo ra biểu hiện các đỉnh đặc không gây độc cho cơ thể, khả năng kháng trưng cho nhóm −OH (3506,63 và 3295,32 khuẩn cao đã được FDA công nhận. Việc sử cm−1) và vòng benzen (964,84 và 809,05 dụng tơ tằm kết hợp với hợp chất có hoạt tính cm−1) chứng tỏ các hạt tạo ra giữ được sinh học như curcumin tạo ra một hệ thống curcumin ở bên trong. phân phối mới dùng trong TPCN mang lại Đánh giá khả năng nạp curcumin: Lượng nhiều lợi ích. Curcumin là một polyphenol tan curcumin trong các hạt được xác định gián trong chất béo nhận được sự quan tâm ngày tiếp bằng cách đo OD của nước rửa ở bước càng tăng của cộng đồng khoa học vì có khả sóng 424 nm, hiệu suất nạp curcumin của hạt năng chống oxy hóa, chống ung thư, chống Cur-SFN tạo ra bằng phương pháp microdot viêm và kháng khuẩn. Do đó, chúng tôi thực mao dẫn kết hợp sonicate gần như tương hiện đề tài này nhằm tạo tiền đề cho ứng dụng đương với hạt Cur-SFN chỉ tạo ra bằng tơ tằm vào việc phân phối curcumin dùng phương pháp microdot mao dẫn (hiệu suất nạp trong TPCN. khoảng 96 %). Đánh giá khả năng giải phóng curcumin: Hạt KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Cur-SFN khô có khối lượng 0,01-0,02g được Kết quả tạo hạt nano từ fbroin tơ tằm cho vào PBS 1X và đặt trong tủ ấm lắc để đánh chứa curcumin giá khả năng giải phóng curcumin liên tục Ban đầu dung dịch fibroin có màu trắng đục, trong 8 ngày. Lượng curcumin giải phóng sau khi huyền phù với curcumin tạo thành hỗn được đo mỗi ngày bằng phương pháp đo mật hợp fibroin/curcumin có màu vàng đặc trưng độ quang ở bước sóng 424 nm của dung dịch của curcumin. Sau khi đông khô, kết tinh với ngâm hạt và dựa vào đường chuẩn curcumin methanol, rửa PBS và sấy khô thu được các trong methanol để xác định. hạt Cur-SFN dạng bột, có màu vàng của Hạt Cur-SFN ở cả hai nghiệm thức có khả curcumin, kết lại với nhau thành khối. năng giải phóng curcumin liên tục trong 8 Kết quả đánh giá các đặc tính của hạt ngày. Lượng curcumin giải phóng ra tăng lên Cur-SFN từ ngày 1 đến ngày 7, cao nhất là ngày 7 và Đánh giá kích thước và cấu trúc của các hạt: chiếm khoảng 0,074% tổng lượng curcumin Kết quả chụp SEM cho thấy các hạt Cur-SFN chứa trong các hạt. So sánh sự giải phóng từng 1 và Cur-SFN 2 đều có cấu trúc hình cầu, Cur- ngày ở 2 nhóm thí nghiệm sử dụng phần mềm SFN 1 có kích thước trong khoảng 98 nm đến Graphpad Prism 8.02 cho thấy không có sự 315 nm, Cur-SFN 2 có kích thước khoảng 60 khác biệt trong sự giải phóng curcumin của nm đến 99 nm, tương đối đều nhau hơn so với hai loại hạt Cur-SFN. Tổng lượng curcumin các hạt Cur-SFN 1. giải phóng ra trong 8 ngày chiếm 0,338% Đánh giá cấu trúc hóa học của hạt: Kết quả (Cur-SFN 1); 0,336% (Cur-SFN 2) lượng phân tích phổ hồng ngoại cho thấy các hạt curcumin nạp vào và còn lại khoảng 99,662%. Cur-SFN 1 tạo ra có đỉnh 1635,74 cm−1 Lượng curcumin chưa được giải phóng hoàn (Amide I, C=O stretch); 1529,06 cm−1 toàn và còn lại một lượng lớn curcumin trong (Amide II, N–H deformation) và 1236,21 các hạt Cur-SFN. cm−1 (Amide III; C–N stretch, N–H bend) Đánh giá khả năng kháng khuẩn của hạt Cur- tương ứng với cấu trúc phiến β chứng tỏ các SFN 2: Khả năng kháng khuẩn của hạt Cur- 79
Giải thưởng Sinh viên nghiên cứu khoa học Euréka lần thứ 21 năm 2019 Kỷ yếu khoa học SFN 2 được đánh giá trên hai chủng vi khuẩn việc quan sát sự di chuyển của tế bào từ hai Gram âm và Gram dương lần lượt là mép vào vết rạch sau 24 giờ.Vào thời điểm 24 Escherichia coli và Staphylococcus aureus. giờ, xuất hiện những tế bào di cư vào hai bên Đánh giá độc tính cấp tính của hạt Cur-SFN 2: vết rạch, trong đó tế bào được nuôi trong môi Độc tính cấp tính của các hạt được đánh giá trường nuôi cấy hoàn chỉnh di cư nhiều vào gián tiếp bằng thử nghiệm dịch chiết theo tiêu vết rạch vì trong môi trường có chứa các nhân chuẩn ISO 10993-5-2009. Các tế bào nguyên tố kích thích sự di cư của nguyên bào sợi. Tế bào sợi của mẫu dịch chiết hạt Cur-SFN 2 có bào được nuôi trong dịch chiết hạt Cur-SFN 2 các hạt trong bào tương riêng lẽ, không có sự có lượng tế bào di cư nhiều và gần như bằng ly giải của tế bào. Dựa vào bảng đánh giá mức với các tế bào được nuôi trong môi trường độ độc tính của ISO 10993-5-2009 có thể kết hoàn chỉnh. Tế bào được nuôi trong môi luận rằng mẫu mẫu hạt Cur-SFN 2 phản ứng trường không bổ sung FBS chỉ có vài tế bào ở mức 0 và mẫu chứng dương phản ứng ở mức di cư vào. 4. Kết luận được rằng hạt Cur-SFN 2 không gây độc tính cấp tính với nguyên bào sợi. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ Đánh giá khả năng kích thích tăng sinh NBS Kết luận của hạt Cur-SFN 2: Tế bào được cấy với mật Tạo thành công hạt nano Cur-SFN 1 bằng độ ban đầu là 103 tế bào/giếng. Sau đó chúng phương pháp microdot mao dẫn có kích thước lần lượt được nuôi với môi trường nuôi cấy 98 nm đến 315 nm, có khả năng nạp hoàn chỉnh, môi trường không bổ sung FBS (96,055%) và phóng thích curcumin (> 8 và môi trường dịch chiết hạt Cur-SFN 2. Xác ngày) in vitro và hạt micro Cur-SFN 2 bằng định sự tăng trưởng của tế bào bằng thí phương pháp microdot mao dẫn kết hợp với nghiệm MTT qua các mốc thời gian 0, 2, 4 sonicate có kích thước 60 nm đến 99 nm, có ngày. Sự tăng sinh của tế bào nguyên bào sợi khả năng nạp (96,616%) và phóng thích người được biểu thị thông qua biểu đồ về chỉ curcumin (> 8 ngày) in vitro. Chứng minh số OD qua các ngày. Ở môi trường nuôi cấy được hạt nano fibroin tạo thành không gây độc hoàn chỉnh và môi trường dịch chiết hạt Cur- tính cấp tính, có khả năng khả năng kháng SFN 2 từ ngày 0 đến ngày 2 tế bào gần như khuẩn, kích thích sự di cư và tăng sinh của không tăng sinh do đây là giai đoạn ổn định, nguyên bào sợi người in vitro. Với tất cả các tế bào bắt đầu bám dính vào bề mặt nuôi cấy; đặc tính nêu trên các hạt Cur-SFN tạo thành từ ngày 2 đến ngày 4 tế bào bắt đầu tăng sinh có tiềm năng để làm hệ thống phân phối một cách nhanh chóng. Ở môi trường không curcumin ứng dụng trong TPCN. bổ sung FBS không có sự tăng sinh do thiếu Kiến nghị các yếu tố tăng trưởng. Điều này chứng tỏ dịch Đánh giá khả năng bắt gốc tự do của hạt Cur- chiết hạt Cur-SFN 2 có khả năng kích thích SFN tạo thành. tăng sinh nguyên bào sợi. Thí nghiệm về khả năng kích thích tăng sinh Đánh giá khả năng kích thích di cư NBS: Sau NBS ở các mốc 0, 2, 4, 6, 8, 10 ngày. khi bỏ đói tế bào, tạo đường rạch bằng cách Thí nghiệm giải phóng các hạt Cur-SFN trong dùng đầu tip vàng rạch một đường thẳng, dứt dung dịch mô phỏng môi trường dạ dày và khoát trên bề mặt đĩa, bổ sung môi trường theo ruột non. các nghiệm thức. Quan sát tế bào ở mốc 0 giờ, Kết hợp hạt Cur-SFN vào thực phẩm chức 24 giờ. Khả năng kích thích tế bào di cư của năng. dịch chiết hạt Cur-SFN 2 được đánh giá bằng Thử nghiệm sản phẩm trên mô hình động vật. TÀI LIỆU THAM KHẢO GUPTA V., ASEH A., RÍOS C. N., AGGARWAL B. B. AND MATHUR A. B. (2009), "Fabrication and characterization of silk fibroin-derived curcumin nanoparticles for cancer therapy", International journal of nanomedicine, 4, pp.115. MONTALBÁN M. G., COBURN J. M., LOZANO-PÉREZ A. A., CENIS J. L., VÍLLORA G. AND KAPLAN D. L. (2018), "Production of curcumin-loaded silk fibroin nanoparticles for cancer therapy", Nanomaterials, 8(2), pp.126. 80