Luận án tiến sĩ: Chế tạo hệ nano chứa lycopen, resveratrol và pycnogenol - Học viện KH&CN

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ----------------------------- HỒ THỊ OANH NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO, XÁC ĐỊNH HÌNH THÁI, CẤU TRÚC, TÍNH CHẤT CÁC HỆ NANO CHỨA MỘT SỐ HỢP CHẤT LYCOPEN, RESVERATROL VÀ PYCNOGENOL LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC HÀ NỘI – 2021 luan an 1 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ----------------------------- HỒ THỊ OANH NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO, XÁC ĐỊNH HÌNH THÁI, CẤU TRÚC, TÍNH CHẤT CÁC HỆ NANO CHỨA MỘT SỐ HỢP CHẤT LYCOPEN, RESVERATROL VÀ PYCNOGENOL Chuyên ngành: Hóa hữu cơ Mã số: 9 44 01 14 LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC Hà Nội – 2021 luan an LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận án này là công trình nghiên cứu của riêng tôi, dưới sự hướng dẫn của TS. Hoàng Mai Hà và TS. Đặng Thị Tuyết Anh. Các kết quả nghiên cứu là trung thực, không trùng lặp và chưa từng công bố trong tài liệu khác.

Hà nội, ngày tháng năm 2021 Tác giả luận án Hồ Thị Oanh luan an LỜI CẢM ƠN Trong quá trình nghiên cứu và hoàn thành bản luận án, tôi đã nhận được rất nhiều sự giúp đỡ quý báu của các thầy cô giáo, các nhà khoa học thuộc nhiều lĩnh vực cùng đồng nghiệp và bạn bè. Với lòng kính trọng và biết ơn, tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến TS. Hoàng Mai Hà và TS. Đặng Thị Tuyết Anh đã luôn tận tình hướng dẫn, góp ý, chỉ bảo, động viên và tạo điều kiện cho tôi hoàn thành bản luận án này.

Tôi xin trân trọng cảm ơn Ban lãnh đạo Viện Hóa học, tập thể cán bộ nghiên cứu phòng Vật liệu tiên tiến, Viện Hóa học, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã ủng hộ, tạo mọi điều kiện thuận lợi giúp tôi thực hiện và hoàn thành luận án. Tôi xin trân trọng cảm ơn Ban lãnh đạo Học viện Khoa học và Công nghệ, bộ phận đào tạo của Học viện đã đào tạo và giúp tôi trau dồi nhiều kiến thức để hoàn thành tốt luận án. Tôi xin được gửi lời cảm ơn chân thành tới Tập đoàn Vingroup- Công ty CP và chương trình học bổng đào tạo thạc sĩ, tiến sĩ trong nước của Quỹ Đổi mới sáng tạo Vingroup (VINIF), Viện Nghiên cứu Dữ liệu lớn (VinBigdata) đã cấp học bổng cho quá trình thực hiện luận án của tôi. Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến gia đình, người thân và bạn bè đã luôn quan tâm, động viên và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận án.

Tôi xin trân trọng cảm ơn! Hà nội, ngày tháng năm 2021 Tác giả luận án Hồ Thị Oanh luan an i MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC. i DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT.v DANH MỤC BẢNG. vi DANH MỤC HÌNH. vii MỞ ĐẦU .1 * Mục tiêu của luận án: .2 * Những nội dung nghiên cứu chính của luận án: .2 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN.

Tổng quan về đối tượng nghiên cứu. Hợp chất lycopen từ trái gấc. Cấu trúc và tính chất hóa lý của lycopen. Ưu điểm và hạn chế của lycopen.

Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước về chiết tách lycopen từ quả gấc. Hợp chất resveratrol từ cốt khí củ. Cấu trúc và tính chất hóa lý. Tác dụng của resveratrol đối với sức khỏe.

Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước về chiết tách resveratrol từ cốt khí củ. Pycnogenol từ cây thông đỏ. Cấu trúc và tính chất hóa lý. Tác dụng của pycnogenol đối với sức khỏe.

Tổng quan về phương pháp nghiên cứu. Khái quát về công nghệ nano và vật liệu nano. Công nghệ chế tạo vật liệu nano của một số hợp chất có hoạt tính sinh học. Một số dạng nano của các hợp chất có hoạt tính sinh học.

Dạng hạt nano. Dạng nhũ tương nano. Dạng vi nhũ tương .21 luan an ii 1. Dạng hạt nano lipid rắn/chất mang nano và dạng chất mang lipid cấu trúc nano.

Giới thiệu về nano lycopen. Ứng dụng của nano lycopen. Giới thiệu về nano resveratrol. Ứng dụng của nano resveratrol.

Tình hình nghiên cứu trong nước và trên thế giới về các hệ nano chứa một số hợp chất lycopen, resveratrol và pycnogenol. Tình hình nghiên cứu trong nước và trên thế giới về nano lycopen. Tình hình nghiên cứu trong nước và trên thế giới về nano resveratrol. Tình hình nghiên cứu trên thế giới về hệ lycopen/resveratrol và hệ lycopen/pycnogenol.

Một số thực phẩm chức năng có liên quan đến hướng nghiên cứu của luận án .31 CHƯƠNG II. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU VÀ THỰC NGHIỆM. Đối tượng nghiên cứu. Nguyên vật liệu và hóa chất.

Dụng cụ và thiết bị. Nghiên cứu chiết tách các hợp chất tự nhiên lycopen và resveratrol sử dụng làm nguyên liệu cho quá trình chế tạo các dạng hạt nano của chúng. Chiết tách, tinh chế và bảo quản lycopen từ quả gấc. Nghiên cứu quá trình chiết tách và tinh chế resveratrol từ rễ cốt khí củ.

Tổng hợp copolymer PLA-PEG sử dụng làm chất bao bọc vi nang cho quá trình chế tạo hệ nano chứa lycopen. Nghiên cứu chế tạo các hệ nano chứa một số hợp chất lycopen, resveratrol và pycnogenol. Chế tạo nano lycopen và nano resveratrol. Chế tạo hệ nano tổ hợp chứa lycopen .44 luan an iii 2.

Nghiên cứu các phương pháp tạo bột nano. Phương pháp sấy phun. Phương pháp đông khô. Các phương pháp phân tích định lượng.

Định lượng lycopen và resveratrol bằng phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao HPLC. Định lượng các hợp chất bằng quang phổ hấp thụ UV-Vis. Đánh giá độ bền của các hạt nano. Khảo sát sự biến đổi hàm lượng hợp chất của các hạt nano.

Nghiên cứu sự biến đổi hình thái của các hạt nano. Các phương pháp phân tích cấu trúc và tính chất của vật liệu.51 CHƯƠNG III. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN. Kết quả chiết tách lycopen, resveratrol và tổng hợp copolymer PLA-PEG, sử dụng làm nguồn nguyên liệu cho quá trình chế tạo các hệ nano.

Chiết tách lycopen từ màng quả gấc. Xác định nhiệt độ và thời gian thích hợp cho quá trình sấy màng gấc. Xác định dung môi hữu cơ phù hợp để chiết lycopen từ màng gấc khô bằng phương pháp Soxhlet. Đánh giá cấu trúc và độ tinh khiết của lycopen chiết tách được.

Bảo quản lycopen. Chiết tách resveratrol từ rễ cốt khí củ. Phân tích cấu trúc của resveratrol sau quá trình chiết tách. Định lượng resveratrol bằng quang phổ hấp thụ UV-Vis và phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao HPLC.

Kết quả tổng hợp copolymer PLA-PEG. Kết quả chế tạo các hệ nano chứa một số hợp chất lycopen, resveratrol và pycnogenol. Kết quả chế tạo nano lycopen. Ảnh hưởng của chất hoạt động bề mặt tới quá trình chế tạo nano lycopen.

Đánh giá khả năng phân tán trong nước của các mẫu bột nano lycopen. Phân tích cấu trúc của các mẫu bột nano lycopen .79 luan an iv 3. Hình thái và sự phân bố kích thước hạt của nano lycopen. Đánh giá độ bền của nano lycopen.

Kết quả chế tạo nano resveratrol. Đánh giá khả năng phân tán trong nước của các mẫu bột nano resveratrol. Phân tích cấu trúc của các mẫu bột nano resveratrol. Hình thái hạt nano resveratrol.

Khảo sát độ ổn định và hình thái hạt nano resveratrol trong các môi trường có độ pH khác nhau. Kết quả chế tạo hệ nano lycopen/resveratrol. Phân tích cấu trúc hệ nano lycopen/resveratrol. Đặc điểm hình thái và sự phân bố kích thước hạt của hệ nano lycopen/resveratrol.

Đánh giá độ bền của lycopen trong các mẫu hệ nano lycopen/resveratrol. Kết quả chế tạo hệ nano lycopen/pycnogenol. Phân tích cấu trúc hệ nano lycopen/pycnogenol. Đánh giá khả năng phân tán của các mẫu bột nano lycopen/pycnogenol.

Hình thái của các mẫu bột nano lycopen/pycnogenol. Đánh giá hình thái của nano lycopen/pycnogenol trong các môi trường pH khác nhau .105 NHỮNG ĐIỂM MỚI VÀ ĐÓNG GÓP CỦA LUẬN ÁN .107 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ .108 TÀI LIỆU THAM KHẢO .122 luan an v DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Chữ Tiếng Anh Tiếng Việt viết tắt BHT Butylated hydroxytoluene Butylated hydroxyl toluen CDCl3 Chloroform Chloroform DCM Dichloromethane Diclometan DMSO Dimethyl sulfoxide Dimetyl sunfoxide DME Dimethyl ether Dimetyl ether EtOAc Ethyl acetate Ety acetate Fourier Transform Infrared FT-IR Phổ hồng ngoại Spectroscopy High-performance liquid HPLC Sắc ký lỏng hiệu năng cao chromatography NC Nanocapsule Viên nang nano Mw Molecular weight Khối lượng phân tử Nuclear Magnetic Resonance NMR Phổ cộng hưởng từ hạt nhân spectroscopy PEG Polyethylene glycol Polyethylene glycol PLA Polylactic acid Polylactic acid RH40 Cremophor RH 40 Cremophor VTE Tocopherol Vitamin E THF Tetrahydrofuran Tetrahydrofuran TEM Transmission electron microscopy Kính hiển vi điện tử truyền qua UV-Vis Ultraviolet–visible spectroscopy Phổ tử ngoại – khả kiến luan an vi DANH MỤC BẢNG Bảng 1. So sánh hàm lượng các carotenoid và giá thành thương mại của chúng. Ưu, nhược điểm của một số dạng nano của hợp chất.

Một số thực phẩm chức năng liên quan đến hướng nghiên cứu của luận án. Tỷ lệ mol của PEG và lactide trong các mẫu. Thành phần các mẫu nano lycopen. Thành phần các mẫu nano resveratrol.

Thành phần mẫu nano lycopen/resveratrol. Thành phần các mẫu nano lycopen/pycnogenol. Màu sắc và mùi vị màng gấc khi sấy ở các nhiệt độ khác nhau sau 15 giờ. Độ hòa tan của lycopen trong một số dung môi hữu cơ ở nhiệt độ phòng.

Các tín hiệu đặc trưng trong phổ hồng ngoại của lycopen. Số liệu phổ 1H-NMR và 13C-NMR của lycopen. Kết quả sự phụ thuộc giữa diện tích pic và nồng độ lycopen. Kết quả định lượng lycopen trong sản phẩm chiết.7: Số liệu phổ 1H-NMR và 13C-NMR của resveratrol.

Kết quả sự phụ thuộc giữa diện tích pic và nồng độ resveratrol. Khối lượng phân tử của các mẫu copolymer khối PLA-PEG. Kết quả đánh giá khả năng phân tán trong nước của lycopen và các mẫu nano lycopen. Độ bền của lycopen trong các mẫu bột nano theo thời gian bảo quản ở nhiệt độ phòng.

Kết quả đánh giá khả năng phân tán trong nước của resveratrol và các mẫu nano resveratrol. Độ bền của lycopen trong các mẫu bột nano lycopen/resveratrol theo thời gian bảo quản ở nhiệt độ phòng. Độ bền của lycopen trong các hệ nano theo thời gian bảo quản ở -16oC .96 luan an vii DANH MỤC HÌNH Hình 1. Quả gấc Việt Nam.

Công thức cấu tạo của lycopen. Các đồng phân của lycopen. Lycopen dạng bột. Một số hình ảnh về cây thảo mộc cốt khí củ .