Nghiên cứu hoạt tính kháng khuẩn của màng chitosan kết hợp với chiết xuất lá bần ổi

Chia sẻ: ViTokyo2711 ViTokyo2711 | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:4

Thêm vào BST

Báo xấu

85
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Màng chitosan kết hợp với chiết xuất lá bần ổi (SO) được tổng hợp thành công bằng phương pháp phối trộn đơn giản. Kết quả thu được từ phân tích kính hiển vi điển tử quét (SEM) cho thấy bề mặt màng hỗn hợp thu được đồng nhất và không có vết nứt. Tương tác hydrogen giữa các phần hoạt tính của chiết SO với nhóm NH2 hoạt tính của chitosan cũng được chứng minh qua phân tích quang phổ hồng ngoại (FTIR).

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Nghiên cứu hoạt tính kháng khuẩn của màng chitosan kết hợp với chiết xuất lá bần ổi

48 Tạp chí Khoa học & Công nghệ Số 8 N hi n cứu hoạt t nh kh n khuẩn c m n chitos n k t hợp v i chi t xuất l ần ổi Đ o Thị Tố Uyên, Nguyễn Thị Th ơn , Hoàng Ngọc Bích* Viện Kĩ thuật C n n hệ c o N uyễn Tất Th nh, Đại Học N uyễn Tất Th nh * hnbich@ntt.edu.vn Tóm tắt Màng chitosan k t hợp v i chi t xuất lá bần ổi (SO) ợc tổng hợp thành công bằn ph ơn Nhận 08.08.2019 pháp phối tr n ơn iản. K t quả thu ợc t phân tích kính hi n vi i n tử quét (SEM) cho Đ ợc duyệt 10.12.2019 thấy b m t màng hỗn hợp thu ợc ng nhất và không có v t nứt T ơn t c hy ro n iữa Công bố 25.12.2019 các phần hoạt tính c a chi t SO v i nhóm NH2 hoạt tính c chitos n cũn ợc chứng minh qua phân tích quang phổ h ng ngoại (FTIR). Ngoài ra, k t hợp 1% n n chi t xuất SO (wt/v) có th cải thiện hoạt tính kháng khuẩn c a màng chitosan thông qua khả năn ức ch hoàn toàn ối v i hai loại vi khuẩn gây bệnh nh Salmonella Typhimurium và Pseudomonas aeruginosa T khóa sau 24 giờ nuôi cấy. Những k t quả ạt ợc cho thấy ti m năn c a màng chitosan k t hợp v i chitosan, chi t xuất bần chi t xuất bần ổi ứng dụng trong bao gói và bảo quản th c phẩm. ổi, màng kháng khuẩn, Salmonella Typhimurium, ® 2019 Journal of Science and Technology - NTTU Pseudomonas aeruginosa 1 Gi i thiệu l ợng giác quan, l m tăn h m l ợng chất rắn hòa tan, tăn axit chuẩn v h m l ợng axit ascorbic, giảm nứt b Gần ây nhi u nghiên cứu ã tập trung vào việc phát tri n m t N cũn ức ch s phát tri n c a vi sinh vật. Dữ liệu bao gói th c phẩm có hoạt tính sinh học p ứng nhu cho thấy, việc áp dụng l p ph chitosan kéo dài hiệu quả cầu n y c n tăn v an toàn th c phẩm c a xã h i. Ngoài các thu c tính chất l ợng và kéo dài thời hạn sử dụng c a những tính chất chống thấm kh , hơi ẩm v n c, bao bì trái xoài[4] Năm 2 13, nh m t c iả Natalia Susenoa, hoạt tính cần những chức năn ảo vệ chống lại s thâm Emm S vitri , L nny S p i , K rsono S P m wij y ã nhập c a vi khuẩn nhằm kéo dài thời gian bảo quản th c dùng chitosan 2% v i mức decetyl hóa 80% và không bổ phẩm. Ngay t năm 1968, K Ar i v c ng s ã x c ịnh sung chất nhũ h TEA bảo quản chuối Cavendish. K t chitosan hầu nh kh n c t nh c, kh n ây c trên quả cho thấy rằng: Chitosan làm chậm quá trình chín c a ng vật th c nghiệm v n ời. Nhi u tác giả chỉ rõ chuối, duy trì chất l ợng và thời gian bảo quản chuối trong chitosan, chitosan glucosamine có tính chất cơ học tốt, dễ vài ngày[5]. Năm 2 16, nh m t c iả Jorge M. Vieiraa, tạo màng và có nhi u c tính sinh học ạn nh : có khả María L. Flores-Lópezb, Diana Jasso de Rodríguezc, Maria kháng khuẩn, kháng nấm v i nhi u ch ng loại khác nhau, C Sous , Ant nio A Vic nt , Jo n T M rtins ã k t kích thích s tăn sinh c a t o, ợc bổ sung vào th c hợp Chitosan và chi t xuất Aloe vera bảo quản quả việt phẩm làm chất phụ gia và làm tác nhân giữ ẩm trong mĩ quất ở 5 . Ph ơn ph p n y kéo i thời gian bảo quản phẩm[1,2]. Hiện nay, chitosan, chitin và chitosan oligomer việt quất lên t i 15 n y, tăn tr ởng vi sinh và mức mất là những vật liệu m i ã v n ợc ứng dụng rất phổ n c ã iảm 30-40%[6]. bi n tron c c lĩnh v c nh : c n n hiệp th c phẩm, mĩ Trong nghiên cứu này, chúng tôi tổng hợp màng composit có phẩm, nông nghiệp, ợc phẩm, y t , m i tr ờng, công th ăn ợc d a trên s k t hợp c a chitosan (CH) và chi t nghệ sinh học và vật liệu m i. Tùy thu c vào t n lĩnh v c xuất bần ổi (SO) có ti m năn ứng dụn tron o n mà sử dụng chitosan ở các mức tinh sạch khác nhau[3]. gói th c phẩm. Bần ổi là loài cây ngập m n và có giá trị cao Năm 2 7, nh m t c iả Po-Jung Chien, Fuu Sheu, Feng- trong ngành y học, ẩm th c, kinh t , phát tri n ở các r ng Hsu Y n ã n hi n cứu việc sử dụng màng chitos n ven bi n, cửa sông và bãi b i… chi t xuất t lá bần ổi có bảo quản xoài ở 6 . Qua nghiên cứu, các tác giả n y ã k t hoạt tính chốn un th i u m , un th phổi v un th v luận rằng: chitosan làm chậm s mất n c và giảm chất ở n ời, kháng khuẩn, kh n oxi h , ng thời cũn c khả Đại học Nguyễn Tất Thành
Tạp chí Khoa học & Công nghệ Số 8 49 năn ức ch enzym Acetylcholinesterase. M t số các hợp n n cuối cùng là 1% (w/v dung dịch màng). Dung dịch chất c a bần ợc phân loại thành 7 nhóm: Steroid, m n ợc r t v o ĩ p trix nh ờng kính 90mm và Triterpenoid, Flavonoid, Lignan, Megastigmane, sấy khô ở 40 trong 48 giờ M n kh ợc tách khỏi polyphenolic và các nhóm hợp chất khác[7,8]. Những thành khuôn và bảo quản tránh ánh sáng ở 25 v 5 % ẩm phần n y c li n qu n n hoạt tính sinh học c a chi t xuất t ơn ối cho n khi nh i bần, cho thấy khả năn kh n khuẩn chống lại các vi khuẩn 2 3 Ph ơn ph p nh i hoạt tính kháng khuẩn c a màng r m ơn (Staphylococcus aureus, Staphylococcus chitosan: epidermis, Bacillus cereus, Bacillus subtilis, Listeria Ph ơn ph p: sử dụn m i tr ờng thạch lỏng. Cắt mi ng monocytogenes) và các khuẩn gam âm bacteria (Escherichia m n c k ch th c 1x2cm t vào ống nghiệm có chứa coli, Salmonella Typhimurium, Salmonella enterididis, 2ml m i tr ờn S u , th m ,5% dịch khuẩn (E. coli, S. Klebsiella pneumonia, Pseudomonas aeruginosa)[9] Nh typhi, S ur us, P A inos , S su tilis) ã nu i cấy 12 giờ vậy, việc k t hợp chi t xuất SO vào màng chitosan là m t vào ống nghiệm. Ống nghiệm ợc ở nhiệt phòng. Lấy c i m i tạo ra màng sinh học có hoạt tính kháng mẫu theo thời gian (0 giờ, 6 giờ , 24 giờ) r i cấy gạt trên khuẩn, ợc kì vọng sẽ n p qu n trọng cho khuynh ĩ thạch LB x c ịnh số l ợng vi khuẩn có trong dịch h ng phát tri n c a màng th c phẩm hoạt tính. nuôi cấy. Mẫu ối chứn ợc chuẩn bị chứa màng không có cao chi t. C ch t nh CFU ml nh s u: 2 Th c nghiệm 2.1 Hóa chất: Chitosan chi t xuất t vỏ tôm v i Deacetyl hóa > 70% ợc mua t Công ty trách nhiệm MTV Chitosan Việt Nam, bảo quản ở nơi tho n m t, tr nh nh s n , ẩm mốc. Lá bần ổi ợc sử dụng lá bần non trích li lấy dịch. Lá bần ợc thu hái tr c ti p tại huyện Cần Giờ, TP.HCM. Acid axetic (CH3COOH), Glyc rol ợc sản xuất bởi Công ty Xilong, Trung Quốc. Ethanol (CH3CH2OH, 99 7%), N c cất ợc cung cấp bởi Công ty CHEMSOL, Việt Nam. A r, Y st xtr ct, P pton xtr ct ợc cung cấp bởi Công ty HIMEDIA, Ấn Đ . 2.2 Ph ơn ph p ch tạo màng kháng khuẩn: (A) (B) Hình 2 Ảnh FTIR c a màng CH-G (A), CH-G-SA1(B) Tron : A: số t o ( ơn vị hình thành khuẩn lạc) vi khuẩn trong 100µm 100µm 1g hay 1ml mẫu N: tổng số khuẩn lạc m ợc tr n c c ĩ ã chọn Hình 1 Ảnh SEM c a màng CH-G (A), CH-G-SA1(B) ni: số l ợn ĩ cấy tại pha loãng thứ i Chitos n 1% (w v) ợc hòa tan bằng acid acetic 1% (w/w) V: th tích dịch mẫu (ml) cấy vào trong mỗi ĩ và khuấy bằng máy khuấy t ở nhiệt phòng trong 24h. fi: ph loãn t ơn ứng. Sau khi chitosan hòa tan hoàn toàn, thêm Glycerol 30% vào 2.4 Phân tích thống kê: làm chất hóa dẻo và ti p tục khuấy trong 1 giờ S u , Mỗi thí nghiệm sẽ ợc l p lại 3 lần. Phân tích các bi n so chi t xuất SO ợc thêm vào dung dịch polym r ạt sánh các giá trị c n hĩ c a các y u tố v i mức ý n hĩ l 5% Bảng 1: Bảng k t quả ịnh l ợng kháng khuẩn c a màng CH-G, CH-G-SA1. Số lượng colonies (CFU/ml) Loại vi khuẩn Cấu trúc màng 0h 6h 24 h Salmonella CH-G 1.1x1011 +++++ ++++++ Typhimurium CH-G-SA1 11x1011 2x1011 - 11 Pseudomonas CH-G 16.1x10 57.6x1011 +++++ aeruginosa CH-G-SA1 13x1011 - - (+++++): không ức chế, (-): ức chế hoàn toàn Đại học Nguyễn Tất Thành
50 Tạp chí Khoa học & Công nghệ Số 8 4 K t quả và thảo luận hơn c th cho rằng có s xuất hiện c a cao chi t bần ổi. Ảnh th c c a màng chi t cũn cho thấy màng chitosan Phân tích kính hi n vi iện tử quét (SEM): nguyên chất trắn v tron hơn so v i màng có chi t nh n Theo k t quả phân tích SEM, b n m t màng chitosan k t màng có chi t vẫn giữ ợc sáng bóng và không có v t nứt hợp v i chi t trở nên tối m u hơn so v i màng chitosan tinh ãy tr n m n Đi u này cho thấy màng có s t ơn hợp khi t. Tuy nhiên, b m t c m n u ng nhất cho thấy giữa chitosan và chi t xuất bần ổi. s k t hợp tốt, nh n m n c chi t cho thấy b m t g gh Phân tích quang phổ h ng ngoại: Bảng 2: K t quả khả năn ảo quản c a màng CH-G, CH-G-SA1. Tính chất Không phủ màng Chitosan Chitosan + chiết xuất Ngày 0 T ơi T ơi T ơi Ngày 1 T ơi T ơi T ơi Ngày 2 Hơi héo T ơi T ơi Ngày 3 Héo, ốm n Hơi héo Hơi héo Ngày 4 Nhi u ốm n, h Đốm n Hơi héo Ngày 6 Nhi u ốm n, thối Đốm n, h Đốm n Quang phổ h ng ngoại c a màng chitosan và màng chitosan Ứng dụng bảo quản trái cây: k t hợp chi t xuất SO ợc th hiện nh H nh 2 M n V cảm quan c a chuối sau khi ph màng chitos n ợc chitosan không bi n tính th hiện c c ỉnh c tr n tại vùng th c hiện ở nhiệt phòng 29oC trong vòng 6 ngày khảo số sóng 3282cm-1 ( o ng dãn dài c a nhóm hydroxyl t do s t ợc trình bày trong Bảng 2. và nhóm –NH), 2920cm-1 ( o ng c a nhóm –CH2), Không phủ màng CH-G CH-G-SA1 1554cm-1 (nhóm amide II c a chuỗi carbon chitosan), 1407cm- 1 (A) (nhóm amide III c a chuỗi c r on chitos n) v o ng dãn dài C-O (1028cm-1)[10–12]. Khi bổ sung chi t xuất t lá bần ổi vào màng chitosan, các mẫu m n u th hiện c t nh c tr n c a màng chitosan không bi n tính. Tuy nhiên, n n chi t xuất th m v o t ơn ối t o kh n qu n s t rõ c c ỉnh o ng c a các liên k t có trong hợp chất Polyphenol. (B) Khi h m l ợng chi t xuất thêm vào cao dẫn n giảm c ờng o ng c a các liên k t có trong màng chitosan không bi n tính. S hiện diện c Polyph nol c tron m n ợc quan sát thông qua s dịch chuy n cs n o ng c a các liên k t O-H và N-H do có s t ơn tác giữa các nhóm Hình 3 Ảnh bảo quả trải chuối chức trên Polyphenol v i các nhóm chức trên Chitosan[13]. (A) tr c khi bảo quản, (B) bảo quản sau 6 ngày. Tuy nhiên, s dịch chuy n n y kh n n k , không có s Sau 6 ngày bảo quản, tính chất cảm quan c a chuối ngày càng khác biệt l n trong phổ FTIR khi k t hợp chi t xuất bần ổi vào xấu i Mẫu chuối không ph m n , s u 6 n y ã h hỏng, màng chitosan. thối hoàn toàn. Mẫu chuối ph màng chitosan bắt ầu bị vi Khả năn kh n khuẩn c a màng chitosan: khuẩn xâm nhập, xuất hiện c c ốm n, h hỏng m t phần. Hai vi khuẩn Salmonella Typhimurium và Pseudomonas Tuy nhiên, mẫu chuối có bổ sung thêm chi t xuất SO thì sau 6 aeruginosa ại diện cho vi khuẩn r m âm v r m ơn ngày, l p vỏ vẫn giữ ợc bóng, bắt ầu xuất hiện c c ốm nh i hoạt tính kháng khuẩn c a màng chitosan k t n, kh n c t nh trạn h hỏn n o ợc quan sát. hợp v i chi t xuất bần ổi. K t quả ợc nh i a trên số l ợng khuẩn lạc ợc ghi nhận ở 0, 6 và 24 giờ ti p xúc 5 K t luận ợc th hiện trong Bảng 1. Trong khi khả năn kh n khuẩn c a màng chitosan nguyên chất kém thì việc k t hợp Màng kháng khuẩn t chitosan trong nghiên cứu này ợc v i chi t xuất bần ổi ã cải thiện rõ ràng khả năn kh n tổng hợp thành công bằng việc k t hợp tr c ti p chi t xuất khuẩn c a màng chitosan. Ở thời i m 6 giờ k t quả màng bần ổi. Ở n n 1% cho thấy s phân t n n uc a có chi t cho thấy số l ợng khuẩn giảm và ở thời i m 24 chi t tron m n chitos n, x m nh m t ngu n giờ bị ức ch hoàn toàn. Những k t quả này cho thấy chi t polyphenolic và flanavoid t nhiên k t hợp v i mạch xuất SO ợc k t hợp vào trong màng chitosan có th trở chitosan. Khả năn kh n khuẩn chống lại Salmonella thành vật liệu bao gói th c phẩm tuyệt vời cho bảo vệ Typhimurium và Pseudomonas aeruginosa ợc tìm thấy chống lại những vi khuẩn gây bệnh. tron m n chitos n Đ chứng minh cho khả năn kh n khuẩn tốt nên các thí nghiệm bảo quản tr i cây cũn ợc Đại học Nguyễn Tất Thành
Tạp chí Khoa học & Công nghệ Số 8 51 th c hiện và cho thấy khả năn ảo quản trái cây tuyệt vời Lời cảm ơn c a màng chitosan khi k t hợp v i chi t xuất bần ổi. Những Nghiên cứu ợc th c hiện v i s hỗ trợ kinh phí c tài k t quả thu ợc cho thấy rằng màng chitosan k t hợp v i cấp tr ờn Đại học Nguyễn Tất Thành, mã số chi t xuất bần ổi là vật liệu ti m năn v i hoạt tính kháng 2 19 1 36 HĐ-KHCN. khuẩn cao trong bảo quản th c phẩm. Tài liệu tham khảo 1. F Sh hi i n R A uz ytoun, “Chitin, Chitosan, and Co-Products: Chemistry, Production, Applications, and Health E cts,” 2 5, pp 93–135. 2. T K n n M Th nou, “Ch pt r 1 Chitin n Chitos n: Sourc s, Pro uction n M ic l Applic tions,” pp 292–318. 3. E. I. Rabea, M. E.-T B wy, C V St v ns, G Sm h , n W St ur ut, “Chitos n s Antimicro i l A nt: Applic tions n Mo o Action,” Biomacromolecules, vol. 4, no. 6, pp. 1457–1465, Nov. 2003. 4. P.-J. Chien, F. Sheu, and F.-H Y n , “E cts o i l chitos n co tin on qu lity n sh l li o slic m n o ruit,” Journal of Food Engineering, vol. 78, no. 1, pp. 225–229, Jan. 2007. 5. N Sus no, E S vitri, L S p i, n K S P m wij y , “Improvin Sh l -life of Cavendish Banana Using Chitosan E i l Co tin ,” Procedia Chemistry, vol. 9, pp. 113–120, 2014. 6. J. M. Vieira, M. L. Flores-L p z, D J Ro r u z, M C Sous , A A Vic nt , n J T M rtins, “E ct o chitos n– Aloe vera coating on postharvest quality of blueberry ( Vaccinium corym osum ) ruit,” Postharvest Biology and Technology, vol. 116, pp. 88–97, Jun. 2016. 7. S S , M T h r, D Sus nti, H Q r ll h, n A F I B Aw n , “In vitro ntimicro i l ctivity o m n rov pl nt Sonn r ti l ,” Asian Pacific Journal of Tropical Biomedicine, vol. 2, no. 6, pp. 427–429, 2012. 8. “1 -2012-In vitro ntimicro i l ctivity o m n rov pl nt Sonn r ti l p ” 9. S Thom s n J K rsl y, “B t l qui n or l c nc r: A r vi w,” European Journal of Cancer. Part B: Oral Oncology, vol. 29, no. 4. pp. 251–255, 1993. 10. J F Ru il r, R M S Cruz, H D Silv , A A Vic nt , I Khm linskii, n M C Vi ir , “Physico-mechanical properties of chitos n ilms with c rv crol n r p s xtr ct,” Journal of Food Engineering, vol. 115, no. 4, pp. 466–474, Apr. 2013. 11. V G L Souz , A L F rn n o, J R A Pir s, P F Ro ri u s, A A S Lop s, n F M B F rn n s, “Physic l prop rti s of chitos n ilms incorpor t with n tur l ntioxi nts,” Industrial Crops and Products, vol. 107, pp. 565–572, Nov. 2017. 12. M. H. Hosseini, S. H. Razavi, and M. A. Mousavi, “Antimicrobial, physical and mechanical properties of chitosan-based films incorporated with thyme, clove and cinnamon essential oils,” Journal of Food Processing and Preservation, vol. 33, no. 6, pp. 727–743, Dec. 2009. 13. E. Talón et al., “Antioxi nt i l ilms s on chitos n n st rch cont inin polyph nols rom thym xtr cts,” Carbohydrate Polymers, vol. 157, pp. 1153–1161, Feb. 2017. Study on the antibacterial activity of chitosan film incorporated with Sonneratia ovata leaf extract Hoang Ngoc Bich*, Dao Thi To Uyen, Nguyen Thi Thuong Nguyen Tat Thanh Institute of Hi-Technology, Nguyen Tat Thanh University * hnbich@ntt.edu.vn Abstract Chitosan films incorporated with Sonneratia ovata (SO) leaf extract were successfully prepared through a simple mixing method. The results obtained by Scanning Electron Microscope (SEM) analyses showed homogeneous film surface without fracture. The formation of hydrogen interaction between active compounds of SO extract and active NH 2 groups of chitosan was evidenced by Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR) analyses. Besides, 1% of SO concentration (w/v), when incorporated, could improve the antibacterial activity of the chitosan film via inhibitory effects against two pathogenic bacteria, namely Salmonella Typhimurium and Pseudomonas aeruginosa after 24 hour exposure. The obtained results show the promising potential of chitosan film incorporated with Sonneratia ovata leaf extract for food packaging application. Keywords Chitosan; Antibacterial Membranes; Sonneratia ovata, Pseudomonas aeruginosa, Salmonella Typhimurium. Đại học Nguyễn Tất Thành