Luận án Đánh giá hoạt tính chống oxy hoá, kháng khuẩn và tác động lên một số vi sinh vật đường ruột của bột lá lúa non (Oryza sativa)

Tên luận án:

ĐÁNH GIÁ HOẠT TÍNH CHỐNG OXY HOÁ, KHÁNG KHUẨN VÀ TÁC ĐỘNG LÊN MỘT SỐ VI SINH VẬT ĐƯỜNG RUỘT CỦA BỘT LÁ LÚA NON (Oryza sativa)

Ngành:

CÔNG NGHỆ SINH HỌC

Tóm tắt nội dung tài liệu:

Luận án "Đánh giá hoạt tính chống oxy hoá, kháng khuẩn và tác động lên một số vi sinh vật đường ruột của bột lá lúa non (Oryza sativa)" tập trung nghiên cứu tiềm năng sinh học của lá lúa non. Xuất phát từ thực tế lá non các loài ngũ cốc như lúa mì, lúa mạch có giá trị dinh dưỡng và dược liệu cao, luận án hướng tới khai thác lá lúa gạo non, vốn được ghi nhận chứa nhiều polyphenol, flavonoid, axit amin, vitamin, và terpene, nhưng còn hạn chế nghiên cứu chuyên sâu.

Mục tiêu chính của nghiên cứu là tối ưu hóa điều kiện thu hoạch lá lúa để đạt hàm lượng hợp chất sinh học cao, xây dựng quy trình thu nhận bột cao chiết lá lúa non (BLL) có hiệu quả sinh học cao, và đánh giá hoạt tính chống oxy hóa, kháng khuẩn, cùng tác động lên hệ vi sinh vật đường ruột của BLL. Nội dung nghiên cứu bao gồm xác định giống lúa tối ưu (IR50404), thời gian thu hoạch (tuần thứ 5) và điều kiện ánh sáng (không che sáng) nhằm tích lũy hợp chất sinh học và hoạt tính chống oxy hóa mạnh nhất.

Quy trình sản xuất BLL được tối ưu hóa với các bước chần nhiệt ở 100°C trong 4 phút để bất hoạt enzyme PPO, chiết xuất bằng ethanol 60% với tỷ lệ dung môi:lá 10:1, và sấy phun ở 120°C để bảo toàn hợp chất. Sản phẩm BLL ổn định nhất khi bảo quản ở 5°C hoặc -18°C.

Kết quả cho thấy BLL có hoạt tính chống oxy hóa mạnh (IC50 từ 36,67–80,9 mg/mL), khả năng ức chế vi khuẩn Gram âm (E. coli, P. aeruginosa) và Gram dương (S. aureus) với MIC 3939–4787 µg/mL, tuy nhiên tác dụng kháng nấm C. albicans yếu. Phân tích thành phần hóa học bằng HPLC xác định BLL chứa các hợp chất catechin, EGCG, ECG.

Nghiên cứu trên mô hình chuột BALB/c cho thấy BLL an toàn, không gây độc tính huyết học hay mô học ruột non. Liều 150 mg/kg BLL tối ưu kích thích lợi khuẩn (Lactobacillus, Bifidobacterium, Enterococcus), hỗ trợ kiểm soát cân nặng và tiêu hao năng lượng. Liều 300 mg/kg thúc đẩy tăng Lachnospiraceae, Ruminococcaceae, Desulfovibrio, tăng hấp thu năng lượng và tăng trưởng khối cơ. Lựa chọn liều phù hợp quyết định hiệu quả dinh dưỡng và sinh lý (kiểm soát cân nặng hoặc tăng trưởng).

Luận án đã đóng góp vào việc xây dựng quy trình công nghệ sản xuất BLL giàu hoạt tính sinh học và chứng minh tiềm năng ứng dụng của BLL trong thực phẩm chức năng, hỗ trợ sức khỏe tiêu hóa nhờ khả năng chống oxy hóa, kháng khuẩn và điều hòa hệ vi sinh vật đường ruột. Nghiên cứu này mở ra hướng phát triển sản phẩm tự nhiên có nguồn gốc thực vật, nâng cao giá trị thương mại của cây lúa.

Mục lục chi tiết:

• MỞ ĐẦU

  • 1. Tính cấp thiết thực hiện đề tài
  • 2. Mục tiêu nghiên cứu
  • 3. Nội dung nghiên cứu
  • 4. Cơ sở khoa học và thực tiễn

• Chương 1. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU

  • 1.1. Giới thiệu về cây lúa
    • 1.1.1. Nguồn gốc, phân loại và phân bố
    • 1.1.2. Tình hình sản xuất và đa dạng giống lúa tại Việt Nam
    • 1.1.3. Đặc điểm sinh lý và giai đoạn sinh trưởng
  • 1.2.2. Các hợp chất sinh học thực vật trong lá lúa
    • 1.2.2.1. Chất diệp lục (Chlorophyll)
    • 1.2.2.2. Các hợp chất polyphenol
  • 1.3. Yếu tố ảnh hưởng đến các hợp chất sinh học
    • 1.3.1. Giống lúa
    • 1.3.2. Giai đoạn sinh trưởng
    • 1.3.3. Điều kiện ánh sáng
  • 1.4. Phương pháp sử dụng trong chế biến bột lá lúa
    • 1.4.1. Dung môi sử dụng trong chiết xuất
    • 1.4.2. Phương pháp bất hoạt enzyme
    • 1.4.3. Phương pháp sấy phun
  • 1.5. Vi sinh vật đường ruột và ảnh hưởng của sản phẩm thực vật
  • 1.6. Các thử nghiệm đánh giá hoạt tính chống oxy hóa
  • 1.7. Vi sinh vật gây bệnh sử dụng trong đánh giá hoạt tính kháng khuẩn và kháng nấm
  • 1.8. Các nghiên cứu trong và ngoài nước về hoạt tính sinh học của lá lúa
    • 1.8.1. Nghiên cứu ngoài nước
    • 1.8.2. Nghiên cứu trong nước

• Chương 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

  • 2.1. Phương tiện nghiên cứu
    • 2.1.1. Địa điểm nghiên cứu
    • 2.1.2. Vật liệu nghiên cứu
  • 2.2. Phương pháp nghiên cứu
    • 2.2.1. Sơ đồ thí nghiệm chung
    • 2.2.2. Bố trí thí nghiệm
  • 2.3. Các phương pháp phân tích
    • 2.3.1. Ly trích dịch lá lúa
    • 2.3.2. Phân tích chlorophyll
    • 2.3.3. Phân tích polyphenol tổng
    • 2.3.4. Phân tích flavonoid tổng
    • 2.3.5. Phân tích xơ tan
    • 2.3.6. Xác định hoạt tính enzyme PPO
    • 2.3.7. Phân tích DPPH
    • 2.3.8. Phân tích ABTS
    • 2.3.9. Phân tích năng lực khử (RP)
    • 2.3.10. Phân tích FRAP
    • 2.3.11. Phân tích thành phần hợp chất GC-MS/MS
    • 2.3.12. Phân tích catechin bằng HPLC
    • 2.3.13. Khuếch tán giếng thạch
    • 2.3.14. Xác định MIC
    • 2.3.15. Xác định mật số LAB/vi khuẩn hiếu khí
    • 2.3.16. Môi trường nuôi cấy
    • 2.3.17. Xét nghiệm huyết học
    • 2.3.18. Phân tích mô học ruột non
    • 2.3.19. Giải trình tự gen 16S rRNA
    • 2.3.20. Phương pháp xử lý số liệu

• Chương 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

  • 3.1. Ảnh hưởng thời gian sinh trưởng và điều kiện ánh sáng đến hợp chất và hoạt tính chống oxy hoá của lá lúa non
    • 3.1.1. Hàm lượng chlorophyll tổng
    • 3.1.2. Tỷ lệ chlorophyll a/b
    • 3.1.3. Hàm lượng polyphenol tổng
    • 3.1.4. Hàm lượng xơ tan
    • 3.1.5. Hoạt tính bắt gốc tự do DPPH
    • 3.1.6. Mối tương quan hợp chất – hoạt tính chống oxy hoá
    • 3.1.7. Đánh giá chung
  • 3.1.2. Ảnh hưởng thời gian sinh trưởng đến sinh tổng hợp các hợp chất trong lá lúa non
    • 3.1.2.2. Ảnh hưởng điều kiện ánh sáng đến sinh tổng hợp các hợp chất trong lá lúa
    • 3.1.2.3. Đánh giá ảnh hưởng thời gian sinh trưởng và điều kiện che sáng đến sinh tổng hợp các hợp chất trong lá lúa non
  • 3.2. Khảo sát các điều kiện tối ưu trong sản xuất bột lá lúa non
    • 3.2.1. Phương pháp bất hoạt enzyme polyphenol oxidase
      • 3.2.1.1. Ảnh hưởng phương pháp bất hoạt enzyme đến tổn thất chlorophyll
      • 3.2.1.2. Ảnh hưởng phương pháp bất hoạt enzyme đến tổn thất polyphenol
      • 3.2.1.3. Ảnh hưởng xử lý lên ức chế enzyme PPO
      • 3.2.1.4. Đánh giá tổng hợp
    • 3.2.2. Ảnh hưởng tỷ lệ và nồng độ etanol đến chiết xuất các hợp chất trong lá lúa non
      • 3.2.2.1. Ảnh hưởng đến chiết xuất chlorophyll
      • 3.2.2.2. Ảnh hưởng đến chiết xuất polyphenol
      • 3.2.2.3. Đánh giá chung
    • 3.2.3. Ảnh hưởng nhiệt độ sấy phun đến chất lượng bột lá lúa non
      • 3.2.3.1. Ảnh hưởng đến hàm lượng chlorophyll, polyphenol và hoạt tính DPPH
      • 3.2.3.2. Tương quan giữa các hợp chất và hoạt tính DPPH
      • 3.2.3.3. Đánh giá chung
    • 3.2.4. Phân tích chất lượng bột lá lúa non theo tiêu chuẩn vệ sinh an toàn thực phẩm
    • 3.2.5. Ảnh hưởng nhiệt độ và thời gian bảo quản đến chất lượng BLL
      • 3.2.5.1. Ảnh hưởng đến hàm lượng chlorophyll tổng
      • 3.2.5.2. Ảnh hưởng đến hàm lượng polyphenol tổng
      • 3.2.5.3. Ảnh hưởng đến hàm lượng xơ tan
      • 3.2.5.4. Ảnh hưởng đến hoạt tính bắt gốc tự do DPPH
      • 3.2.5.5. Đánh giá ảnh hưởng nhiệt độ bảo quản và thời gian bảo quản
  • 3.3. Khảo sát hoạt tính chống oxy hóa của bột lá lúa non
    • 3.3.1. Phân tích HPLC xác định nhóm chất catechin
    • 3.3.2. Khảo sát hoạt tính chống oxy hóa của BLL
    • 3.3.3. Phân tích mối tương quan giữa thành phần hóa học và hoạt tính chống oxy hóa
    • 3.3.4. Đánh giá khả năng chống oxy hóa của BLL
  • 3.4. Khảo sát hoạt tính kháng khuẩn và kháng nấm của bột lá lúa non
    • 3.4.1. Khảo sát hoạt tính kháng khuẩn đối với E. coli, P. aeruginosa, S. aureus và kháng nấm C. albicans
    • 3.4.2. Đánh giá hoạt tính kháng khuẩn và kháng nấm của BLL
  • 3.5. Tác động tiêu thụ bột lá lúa lên hệ vi sinh vật đường ruột ở chuột
    • 3.5.1. Khảo sát ảnh hưởng của bột lá lúa lên hệ vi sinh vật đường ruột
      • 3.5.1.1. Chỉ số huyết học
      • 3.5.1.2. Mô học ruột non
      • 3.5.1.3. Trọng lượng cơ thể
      • 3.5.1.4. Mật số vi khuẩn LAB và AeB
      • 3.5.1.5. Thành phần hệ vi sinh vật đường ruột
      • 3.5.1.6. Chức năng dự đoán của hệ vi sinh vật

• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

  • Kết luận
  • Kiến nghị
  • Những đóng góp mới của luận án