zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Nông - Lâm - Ngư

» Ngư nghiệp

Nghiên cứu thu nhận và khảo sát một số hoạt tính sinh học của sophorolipids từ quá trình lên men chủng candida bombicola sử dụng mỡ cá tra

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

Báo xấu

21
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nghiên cứu trình bày việc tiến hành thu nhận và khảo sát một số hoạt tính sinh học của sophorolipids từ quá trình lên men chủng Candida bombicola sử dụng mỡ cá tra - nguồn phụ phẩm của ngành công nghiệp chế biến thủy sản.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Nghiên cứu thu nhận và khảo sát một số hoạt tính sinh học của sophorolipids từ quá trình lên men chủng candida bombicola sử dụng mỡ cá tra

Giải thưởng Sinh viên Nghiên cứu khoa học Euréka lần thứ XIX năm 2017 Kỷ yếu khoa học NGHIÊN CỨU THU NHẬN VÀ KHẢO SÁT MỘT SỐ HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA SOPHOROLIPIDS TỪ QUÁ TRÌNH LÊN MEN CHỦNG CANDIDA BOMBICOLA SỬ DỤNG MỠ CÁ TRA Nguyễn Thanh Loan*, Nguyễn Phương Huyền, Phạm Hồng Hạnh, Lê Thị Hằng Viện Kỹ thuật Công nghệ Cao, Trường Đại học Nguyễn Tất Thành *Tác giả liên hệ: thanhloannguyen1995@gmail.com TÓM TẮT Sophorolipids (SLs) là dạng chất hoạt động bề mặt sinh học thuộc nhóm glycolipid, được tổng hợp từ quá trình lên men bởi các vi sinh vật không gây bệnh, dễ dàng thu hồi sản phẩm và có thể được sản xuất từ những nguồn phụ phẩm của các ngành khác. Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã tiến hành thu nhận và khảo sát một số hoạt tính sinh học của sophorolipids từ quá trình lên men chủng Candida bombicola sử dụng mỡ cá tra - nguồn phụ phẩm của ngành công nghiệp chế biến thủy sản. Kết quả cho thấy rằng sản lượng SLs cao nhất thu nhận được là vào ngày lên men thứ 7 với nhiệt độ thích hợp là 25oC, 10% glucose, 10% mỡ cá tra và pH 6,0. Khảo sát hoạt tính sinh học của SLs cho thấy SLs có khả năng kháng các chủng vi khuẩn như S. aureus, E. coli và P. aeruginosa. Bên cạnh đó, SLs cũng cho thấy khả năng bắt gốc tự do với IC50= 4,45 mg/ml và cho khả năng tạo nhũ với một số cơ chất kỵ nước. Từ khóa: Candida bombicola, Sophorolipids, chất hoạt động bề mặt sinh học, cá tra. THE STUDY OF PRODUCTION AND BIOLOGICAL ACTIVITIES OF SOPHOROLIPIDS FROM Candida bombicola USING CATFISH FAT Nguyen Thanh Loan*, Nguyen Phuong Huyen, Pham Hong Hanh, Le Thi Hang Hi-Tech Institute, Nguyen Tat Thanh University *Corresponding author: thanhloannguyen1995@gmail.com ABSTRACT Sophorolipids (SLs) are type of biosurfactants belong to glycolipids group which is synthesized from the fermentation process by non-pathogenic microorganisms, easily to recover the products and can be produced from the by-products in other fields. In this study, we produced and surveyed some biological activities of sophorolipids from Candida bombicola using catfish fat – the by-product of the seafood processing industry. The results showed that the highest SLs yield was obtained on the 7th fermentation day at 25°C, 10% glucose, 10% of catfish fat and pH 6,0. In addition, SLs exhibited the ability to resistant S. aureus, E. coli and P. aeruginosa. SLs also showed free radical scavenging with IC50= 4,45 mg/ml and the ability to emulsify with some hydrophobic agents. Keywords: Candida bombicola, Sophorolipids, biosurfactant, Pangaius hypophthalmus. TỔNG QUAN vòng lactone (Hình 1). SLs acidic hình thành Giới thiệu chung về sophorolipids (SLs) khi đuôi cacbonxyl của acid béo ở dạng tự Sophorolipids (SLs) là những glycolipid do. SLs lactonic hình thành do sự ester hoá ngoại bào được tổng hợp từ quá trình lên bên trong giữa đuôi cacbonxyl của acid béo men bởi các chủng nấm men như Candida và nhóm spophorose ở vị trí 4” hoặc 6’ hay bombicola, C. apicola, C. bogoriensis, 6”. Sự khác biệt trong cấu trúc hoá học dẫn Wickerhamiella domericqiae... tới sự khác biệt về đặc tính lý hoá. SLs Sophorolipids là những phân tử lưỡng cực lactonic có hoạt tính kháng khuẩn, giảm sức gồm một nhóm disaccharide sophorose liên căng bề mặt trong khi đó SLs acidic có khả kết với gốc hydroxyl của carbon kế cuối năng tạo bọt và có tính tan tốt. trong chuỗi acid béo C16 - C18. Hai dạng cấu trúc chính của SLs là dạng acid tự do và dạng 433
Giải thưởng Sinh viên Nghiên cứu khoa học Euréka lần thứ XIX năm 2017 Kỷ yếu khoa học Hình 1. Cấu trúc dạng hoá học của lactonic sophorolipid và acid sophorolipid Hiện nay, SLs đang nhận được sự quan tâm glucose, 5 g yeast extract, 1 g KH2PO4, 0,5 g nghiên cứu của các nhà khoa học nhiều nhất MgSO4, 0,1 g NaCl, 0,1 g CaCl2, 0,7 g bởi khả năng ứng dụng trong nhiều lĩnh vực peptone và 10% (v/v) mỡ cá tra. 100 ml môi như sản xuất chất tẩy rửa, thực phẩm, mỹ trường lên men được chứa trong bình erlen phẩm, dược phẩm, dệt may, xây dựng... và 250 ml, bổ sung 5% (v/v) chủng giống vào đặc tính ưu việt của chúng so với chất hoạt môi trường và tiến hành lên men trong 7 động bề mặt hoá học như khả năng phân huỷ ngày ở 25oC và lắc 180 vòng/phút. sinh học tốt hơn do có độc tính thấp và thân Phương pháp tách chiết thu nhận SLs thiện với môi trường. Bên cạnh đó SLs còn Dịch sau lên men tiến hành ly tâm thu sinh được sản xuất từ những nguyên liệu rẻ tiền khối tế bào, dịch nổi và phần cặn sinh khối và có thể tái sử dụng lại. Việc nghiên cứu sản lần lượt được chiết với n-hexane tỷ lệ 1:1 xuất SLs không chỉ góp phần giải quyết đáng (v/v) nhằm loại bỏ dầu thừa còn sót lại trong kể vấn đề cạn kiệt nguồn nguyên liệu dầu mỏ quá trình lên men. Sau đó, dịch nổi và phần mà còn tận dụng được các nguồn phế thải từ cặn sinh khối lần lượt được chiết tiếp với các ngành công nghiệp khác góp phần cải ethyl acetate tỷ lệ 1:1 (v/v) để thu nhận SLs. thiện môi trường. Trong nghiên cứu này, Phần dung môi sau khi chiết với ethyl acetate chúng tôi tận dụng nguồn phụ phẩm mỡ cá có chứa SLs được đem đi cô quay ở nhiệt độ tra cho lên men sản xuất SLs từ chủng 40oC nhằm loại bỏ dung môi, thu nhận sản Candida bombicola và khảo sát một số hoạt phẩm SLs. tính sinh học của SLs thu nhận được. Phương pháp xác định nồng độ ức chế tối thiểu (MIC) VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP Các chủng vi khuẩn sẽ được nuôi cấy trên Vật liệu nghiên cứu môi trường thích hợp có nồng độ của các tác Chủng nấm men Candida bombicola ATCC nhân kháng khuẩn khác nhau. Nồng độ thấp 22214. Các dung tách chiết như hexane, nhất của tác nhân kháng khuẩn sẽ được xác methanol, ethyl acetate được cung cấp bởi định khi tại đó có sự tác dụng ức chế hoàn công ty hóa chất Xilong (Trung Quốc). Mỡ toàn sự phát triển của vi khuẩn. cá tra được cung cấp bởi Công ty Cổ phần Phương pháp khuếch tán qua giếng thạch Xuất nhập khẩu Thủy sản AGIFISH An Phương pháp đánh giá hoạt tính kháng khuẩn Giang. của cao chiết dựa trên phương pháp khuếch Phương pháp nghiên cứu tán trên đĩa thạch của Aibinu và cộng sự Phương pháp xử lý mỡ cá tra (2007). Nguồn nguyên liệu mỡ cá tra sau khi thu Phương pháp DPPH nhận từ nhà máy sẽ được trải qua quá trình Thí nghiệm được tiến hành theo phương tiền xử lý, loại bỏ tạp chất, cặn trước khi tiến pháp của Von Gadow, Joubert và Hansmann hành lên men thu nhận. (1997). Phương pháp hoạt hóa chủng nấm men Phương pháp xác định chỉ số nhũ hóa Chủng nấm men C. bombicola được hoạt hóa Chỉ số nhũ hóa sau 24 giờ được tính theo trong môi trường MGYP (0,3% malt extract, công thức: 1% glucose, 0,3% yeast extract, và 0,5% E24 = 𝐶ℎ𝑖ề𝑢 𝑐𝑎𝑜 𝑐ủ𝑎 𝑙ớ𝑝 𝑛ℎũ 𝑡ươ𝑛𝑔 𝑡ạ𝑜 𝑡ℎà𝑛ℎ × peptone) trong 48 giờ ở 25oC và lắc 180 𝑇ổ𝑛𝑔 𝑐ℎ𝑖ề𝑢 𝑐𝑎𝑜 𝑐ủ𝑎 𝑑𝑢𝑛𝑔 𝑑ị𝑐ℎ vòng/phút. 100 Phương pháp lên men Phương pháp xử lý số liệu Môi trường lên men sản xuất SLs (g/l): 100 g Các số liệu tính toán bằng Excel và được xử 434
Giải thưởng Sinh viên Nghiên cứu khoa học Euréka lần thứ XIX năm 2017 Kỷ yếu khoa học lý bằng phần mềm SigmaPlot. lên men chủng C. bombicola với nguồn cơ chất mỡ cá tra được bổ sung chủng giống với KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN tỷ lệ 5% (v/v). Kết quả khảo sát ảnh hưởng Khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến quá của các yếu tố đến sản lượng SLs được thể trình lên men SLs được thu nhận từ quá trình hiện ở bảng 1. Bảng 1. Kết quả khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến sản lượng SLs Các yếu tố khảo sát Kết quả Thời gian lên men 7 ngày Nhiệt độ lên men 25oC pH môi trường 6,0 Hàm lượng glucose 10% Hàm lượng mỡ cá tra 10% Kết quả khảo sát cho thấy điều kiện tối ưu (2004). cho sản xuất SLs sử dụng mỡ cá tra là sau 7 Hoạt tính kháng khuẩn của SLs ngày lên men ở 25oC, pH 6.0 và nồng độ các Kết quả khảo sát hoạt tính kháng khuẩn bằng cơ chất là 10%. Kết quả thu được giống với phương pháp khuếch tán trên đĩa thạch của các kết quả nghiên cứu của Daverey và SLs được mô tả ở Bảng 2. Pakshirajan (2009), Solaiman và cộng sự Bảng 2. Kết quả khảo sát khả năng kháng khuẩn của SLs thu được trên đĩa thạch. Nồng độ ức chế Đường kính vòng STT Chủng vi khuẩn tối thiểu kháng khuẩn (mm) (mg/ml) 1 Staphylococcus aureus 21 ± 2,3 4,5 2 Pseudomonas aeruginosa 11 ± 0,5 10 3 Eschericha coli 10 ± 0,3 10 4 Bacillus subtilis 14,5 ± 0,5 5 Hỗn hợp SLs thu được có khả năng kháng lại Theo như biểu đồ cho thấy khả năng bắt các các chủng vi khuẩn thuộc Gram (+) mạnh gốc tự do DPPH của hỗn hợp SLs thu được hơn so với các chủng vi khuẩn thuộc Gram tăng dần theo nồng độ của SLs từ 0,078 – 20 (). Về nồng độ ức chế tối thiểu, SLs thu được mg/ml. Ở nồng độ 20 mg/ml SLs có khả có hoạt tính ức chế mạnh nhất là là S. aureus năng kháng oxy hóa 84,32%. Nồng độ SLs (4,5 mg/ml) và yếu nhất P. aeruginosa và E. thu được ức chế các gốc tự do DPPH ở 50% coli (10 mg/ml). Mặc dù hoạt tính kháng (IC50) cũng được xác định là 4,4531 mg/ml. khuẩn của SLs trong nghiên cứu này còn Từ kết quả trên cho thấy SLs có tiềm năng thấp, tuy nhiên vẫn cho thấy được tiềm năng ứng dụng trong ngành công nghiệp mỹ phẩm ứng dụng SLs như là chất sát trùng, dung với công dụng trẻ hoá da. dịch làm sạch trái cây và rau quả hoặc kết Hoạt tính nhũ hoá của SLs hợp với kháng sinh để tăng cường hiệu quả Khả năng tạo nhũ được coi là một trong điều trị. những hoạt tính cơ bản của chất hoạt động bề Xác định khả năng kháng oxy hoá mặt. Kết quả thấy rằng ở nhiệt độ 30oC trong Để khảo sát khả năng kháng oxy hoá của 5 - 10 phút, hỗn hợp SLs thu được tạo lớp SLs, thí nghiệm DPPH đã được thực hiện. nhũ tương và có khả nhũ hoá một vài chất Kết quả được thể hiện ở Hình 2. được khảo sát. Hỗn hợp SLs thu được có khả năng tạo nhũ mạnh đối với dầu hạt cải và yếu đối với tween. Điều này chứng minh rằng khả năng tạo nhũ của SLs phụ thuộc vào sự tương tác trực tiếp giữ phần kị nước và phần ưa nước. Hình 2. Khả năng bắt gốc tự do DPPH 435
Giải thưởng Sinh viên Nghiên cứu khoa học Euréka lần thứ XIX năm 2017 Kỷ yếu khoa học Bảng 3. Kết quả nhũ hoá của SLs thu được Bước đầu nghiên cứu thu nhận sophorolipids với các chất kị nước từ quá trình lên men chủng C. bombicola sử Chỉ số nhũ hoá dụng nguồn nguyên liệu mỡ các tra và STT Cơ chất kị nước glucose ở quy mô phòng thí nghiệm, chúng (%) 1 Xăng 37,39% ± 1,08 tôi đã thu nhận sản lượng SLs cao nhất là 2 Dầu hạt cải 61,67% ± 1,80 1,05 g/100 ml sau 7 ngày lên men ở 25oC, pH 3 Dầu đậu nành 63,23% ± 1,82 = 6, tốc độ lắc 180 vòng/phút. SLs thu nhận có một số hoạt tính : khả năng kháng một số 4 Tween 24,25% ± 1,76 vi khuẩn như S. aureus, E. coli và P. Như vậy, hỗn hợp SLs thu được có khả năng aeruginosa. Bên cạnh đó, SLs cũng cho thấy nhũ hoá một số chất kị nước như là dầu đậu khả năng bắt gốc tự do với IC50= 4,45 mg/ml nành, dầu hạt cải, xăng. Khả năng nhũ hoá và cho khả năng tạo nhũ với một số cơ chất của SLs thu được có chỉ số (E24) = 24,25% - kỵ nước như: xăng, dầu hạt cải, dầu đậu nành 63,23%. và tween. Kết quả này cho thấy SLs có tiềm năng ứng dụng trong lĩnh vực mỹ phẩm. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ TÀI LIỆU THAM KHẢO ASHBY R.D, NUNEZ A, SOLAIMAA D.K.Y AND FOGLIA T.A (2005), “Sophorolipid biosynthesis from a biodiesel co-product stream”, J Am Oil Chem Soc, 82, 625-630. DAVEREY A AND PAKSHIRAJAN K (2009), “Production, characterization, and properties of sophorolipids from the yeast Candida bombicola using a low-cost fermentative medium”, Appl Biochem Biotechnol, 158: 663-674. DEVELTER D AND LAURYSSEN L.M.L (2010), “Properties and industrial applications of sophorolipids”, Eur J Lipid Sci Technol, 112, 628-638. FELSE A.P, SHAH V, CHAN J, RAA K.J AND GROSS R.A (2007), “Sophorolipid biosynthesis by Candida bombicola from industrial fatty acid residues”, Enzyme Microb Technol, 40(2), 316-323. HIRATA Y, RYU M, ODA Y, IGARASHI K, NAGATSUKA A, FUTURA T (2009), “Novel characteristics of sophorolipids, yeast glycolipid biosurfactants, as biodegradable low- foaming surfactants”, J Biosci Bioeng, 108, 142-146. KIM H. S, KIM Y. B , LEE B. S, KIM E. K (2005), “Sophorolipid production by Candida bombicola ATCC 22214 from a corn-oil processing byproduct”, J. Microbiol Biotechnol, 15: 55-58. LÊ VĂN TRỊ, PHẠM THỊ THU HIỀN, NGUYỄN THỊ BÍCH LIÊN, VŨ THỊ MÌNH ĐỨC (2008), “Phân lập và tuyển chọn các vi khuẩn sinh tổng hợp các chất hoạt động bề mặt”, Tạp chí Công nghệ sinh học, 46(4), 49-55. SOLAIMAN D. K. Y, ASHBY R. D, NUNEZ A, FOGLIA T. A (2004), “Production of sophorolipids by Candida bombicola grown on soy molasses as substrate”, Biotechnol Lett, 26: 1241-124. TAKAHASHI M, MORITA T, WADA J, HIROSE N, FUKUOKA T, IMURA T AND KITAMOTO D (2011), “Production of sophorolipid glycolipid biosurfactants from sugarcane molasses using Starmerella bombicola” NBRC 10243, J Oleo Sci, 60(5), 267-273. 436

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.