Ứng dụng sóng siêu âm cho trích ly các hoạt chất chống oxy hóa từ rong Mơ Việt Nam. (Khóa luận tốt nghiệp)

Ứng dụng sóng siêu âm cho trích ly các hoạt chất chống oxy hóa từ rong Mơ Việt Nam. (Khóa luận tốt nghiệp)Ứng dụng sóng siêu âm cho trích ly các hoạt chất chống oxy hóa từ rong Mơ Việt Nam. (Khóa luận tốt nghiệp)Ứng dụng sóng siêu âm cho trích ly các hoạt chất chống oxy hóa từ rong Mơ Việt Nam. (Khóa luận tốt nghiệp)Ứng dụng sóng siêu âm cho trích ly các hoạt chất chống oxy hóa từ rong Mơ Việt Nam. (Khóa luận tốt nghiệp)Ứng dụng sóng siêu âm cho trích ly các hoạt chất chống oxy hóa từ rong Mơ Việt Nam. (Khóa luận tốt nghiệp)Ứng dụng sóng siêu âm cho trích ly các hoạt chất chống oxy hóa từ rong Mơ Việt Nam. (Khóa luận tốt nghiệp)Ứng dụng sóng siêu âm cho trích ly các hoạt chất chống oxy hóa từ rong Mơ Việt Nam. (Khóa luận tốt nghiệp)Ứng dụng sóng siêu âm cho trích ly các hoạt chất chống oxy hóa từ rong Mơ Việt Nam. (Khóa luận tốt nghiệp)Ứng dụng sóng siêu âm cho trích ly các hoạt chất chống oxy hóa từ rong Mơ Việt Nam. (Khóa luận tốt nghiệp)

-Thái Nguyên 2015

: Chính quy Chuyên ngành :

Khoa : Khoa CNSH & CNTP

2011-2015

Thái Nguyên 2015

-Sinh viên

- Nha Trang .6

9

22

fucoxanthin 43

trích ly 44

45

46

47

48

phlorotannin 49

phlorotannin 50

5

Hình 2.2: C u trúc phân t c a fucoxanthin 9

Hình 2.3: Các d ng chuy n hoá c a fucoxanthin 10

ng chuy n hóa sinh h c c a fucoxanthin 11

Hình 2.5: c u trúc c a fucoidan; liên k t 1,3 15

Hình 2.6: C u trúc hóa h c c a các nhóm phlorotannin 20

Hình 2.7: Quá trình hình thành, phát tri n và v c a b ng l ng 29

c u t o thi t b siêu âm 31

Hình 4.1: quy trình trích ly fucoxanthin, fucoidan và phlorotannin t 52

PH N 1 M U 1

1.1 .1

1.2 - 2

2

2

1.3 .3

3

3

PH N 2 T NG QUAN TÀI LI U 4

4

4

6

7

8

, fucoidan và .9

9

15

2.2.3 Ho t ch t phlorotannin 19

fucoxanthin, fucoidan và .22

2.3 ng d ng sóng siêu âm trong quá trình trích ly 28

2.3.1 Khái ni m trích ly 28

2.3.2 Sóng siêu âm 28

khoa h c c a quá trình trích ly fucoxanthin, fucoidan và phlorotannin t .31

PH NG, N U 33

33

33

33

33

34

34

35

hlorotannin [51] 35

36

36

37

37

42

PH N 4 K T QU VÀ TH O LU N 43

43

fucoxanthin 43

fucoxanthin 44

fucoxanthin 45

46

phlorotannin 47

fucoidan và phlorotannin 47

48

phlorotannin 49

phlorotannin 50

52

PH N 5 K T LU NGH 54

54

54

TÀI LI U THAM KH O 55

pháCon

Sargassum)

g siêu âm trong trích ly các t

(Phaeophyta) Rong M ch y u Trung Qu c, Nh t B

Vi t Nam lo i th c v t này phân b r ng, kéo dài t vùng bi n Qu n Kiên Giang và các h o, t p trung nhi u nh t vùng b bi n c a thành ph

N ng và các t nh Qu nh, Khánh Hòa, Ninh Thu n, Qu ng Ninh

i 5,5 kg/m2, t o nên ngu n nguyên li u b n v ng cho vi c khai thác ch bi n và

m ch nh ng nuôi tr ng thu n l i [4]

khu v c mi n Trung, rong M m s ng l n nh t, chi m 98%

t ng tr ng c a các bãi rong, m cây trung bình 43,8 ± 20,2 cây/m2 và kh i

t 456 ± 64,2 g khô /m2[14]

m th c v t h c c a rong M

Rong có kích t c l n 4 mét hay có khi trên 6 8 mét, rong dài hay

hay h th ng r bò phân nhánh Thân rong g m m t tr c chính r t ng

ng dài kho ng 1 cm, hình tr , s n s nh c a tr c chính s phân ra t n 4

5 nhánh chính Hai bên nhánh chính m c ra nhi u nhánh bên Các nhánh chính và nhánh bên s t o ra chi u dài c a rong Chi u dài này khác nhau tùy các chi, loài và

ng g n gi à các túi ch y không khí g i là phao Nh có h th ng phao luôn gi cho rong v trí th ng

c và cái trên hai cây khác nhau (cây khác g c), m t s khác cùng cây (cùng g c)

nhánh có ch a n Giao t c còn g i là tinh trùng s c phóng thích kh i giao t c và có kh i Giao t cái g i là tr ng hay noãn c u c phóng thích kh i giao t cái S th tinh ch x y ra v i các giao t c phóng thích [11]

Hình

T ng khoáng có t 20 40% v i các nguyên t khoáng c n thi t cho

sinh v t, là iod v ng t 0,08 0,34% Ngoài ra rong Mcòn ch a các phospholipid và các h p ch t có ho t tính sinh h c khác [11]

Khi nghiên c u v thành ph n hóa h c c a loài Sargassum naozhouense (tính

theo tr ng khô) các nhà khoa h y r ng ng protein 11,20%,

ch t khoáng 35,18%; lipid 1,06%; carbohydrate t ng s 47,73%; t ng carbohydrate

4,83% [32]

a nhi u nguyên t hóa h Al, Si, Mg, Ca, Sr, Ba,

c bi t là t các nguyên t hóa h c, vì v y n các nguyên tnày trong tro c a chúng có th g p nh u l n so v c bi n [6]

c khai thác lâu và ph bi n nh t t chúng là mannitol (35000 t

(hàng tri u t 11] c s d ng r ng rãi trong công nghi p th c

Mannitol hi u qu trong vi c làm gi m áp su t trong m t, gi

não sau ch u tr b nh giãn m ch vành, tr t có l i cho

i b b nh ti

Thành ph n c ng d ng r t nhi u trong s n xu t là acid alginic i nguyên li u chính trích ly keo alginate, dùng trong nhi u ngành công

d t lo i thu c ch a b u c Không nh ng th chúng còn cung c p

m t s D, E, K và h u h t các acid amin không thay th

2.1.4

, r

Mùa sinh , l

fucoxanthin có s h p thu và tích h p vào các t bào ch i

e)

trên chu t, k t qu là v i li ng 750 mg/kg th tr ng m i ngày trong 4

tu n không có b t k d u hi n nhi m c x y ra

mô h c c a vi c nghiên c u l p l i Iio và c ng s c tính c a

c v i li u 2000 mg/kg th tr ng trong 13 tu n nghiên c u li u u ng, không

th y có tác d ng ph không có t vong và không có s c th hi n

Nh ng nghiên c u trên cho th y fucoxanthin là m t h p ch không

2.2.2

2.2.2.1 Khái quát v fucoidan

t cho m t d ng anion polysaccharide ch có trong rong Nâu (m t s ng v t thân m m s d ng rong Nâu làm th ph n

chúng, tuy nhiên c u trúc nh ng sulfate fucan

gi n, là m ch th ng và ch có fucose trong thành ph ng) Rong N c

t s còn g i là fucan, fucosan ho c sulfate fucan [6, 15].Fucoidan là m t polysaccharide có ch a t l ph L-Fucose và nhóm ester sulfate l n, là thành ph n c a rong Nâu và m t s ng v t không ng

n [18]

Fucoidan có m t trong thành t bào c a các loài rong Nâu ch y u thu c B

Laminariales và B Fucales c a l p Phaeophyceae [15] C u trúc c a fucoidan gi ng

u trúc c a chondroitin sulfate, có m ch th ng v u trúc 1,2- Galactose ho c 1,2- -D-Mannose, phân nhánh t i v trí 1,2 ho c 1,4- -L-Fucose, 1,4- -D-Glucoronic acid, -D- u cu - -D-Glucose Các d ng c u

-D-n hì-D-nh v i liê-D-n k t 1,3 c c trình bày trong hình 2.5 [15]

Hình 2.5: c u trúc c a fucoidan; liên k t 1,3 [15]

2.2.2.2 Tác d ng sinh h c c a fucoidan

Các h th ng mi n d ch c a chúng ta b t n công không ng ng và các r i lo n

mi n d ch m t m c khác nhau Trong các nghiên c u m y cho r ng s r i

lo n mi n d ch là nguyên nhân s t i u ki n gây ra các b nh tim, béo phì và nhi u lo c n ch n b nh b i u ch nh và h tr h th ng mi n

d ch là bi n pháp t t nh t chúng ta c n làm kéo dài tu i th và t ng c ng s c

kh e Fucoidan kích thích s s n xu t t bào mi n d ch c n cho s s ng, giúp cho

có kh ng ch ng l i nh ng y u t gây b nh vi khu n, virut, n m, ký sinh trùng và ngay c các t bào ung th

Fucoidan ch c bi c g i là gluconutrients thúc y các tbào di t t nhiên ch ng l i m t s b nh Nghiên c ã ch ra r ng khi nh i

s c kh e y ng m c s d ng glyconutrients, s t bào NK t ng lên ng k làm cho h có kh ng t b o v b n thân nhi n kh i s c c a các mô mà

nó i kèm v i b nh t t, thoái hóa T p h p cân b ng các glyconutrients c a fucoidan làm t ng s tái t o t bào NK và t bào B, nh v y làm t ng t mi n

d ch c th , ch ng l i s xâm nh p bên ngoài Trong m t nghiên c c ti n hành phòng thí nghi m tr i h c Kagoshima, fucoidan ch a trong rong cho chu n trong 20 ngày Qua xét nghi m, các t bào di t t nhiên và các i

th c bào c ng v t th nghi ã t ng lên hai l n [21, 40]

b) Kháng khu n và kháng virus

N m 1995, các nhà khoa h ã công b r ng fucoidan có kh n ng

c ch ng k s phát tri n c a các vi khu ng (Gr(+)) và vi khu n gram âm (Gr(-)), trong khi l i khích thích h th ng mi n d ch b ng cách t ng

c ng th c bào

H n th n c công b n ch n viêm màng não, m t bi n

ch ng c a viêm do virut và vi khu n Phát hi n này cùng nh ng phát hi ã

ch ra r ng fucoidan v a có kh n t vi khu n l i v ng c ng h mi n d ch

c li t kê là m t h p ch t d i u tr HIV, chúng làm t ng kh

ng s n xu t các d ng interleukin và interferon c ti t ra nh các t bào mi n

d ch gi ng t bào T nh m kích ho t các t bào mi n d ch khác nhau c n thi

phòng nhi m trùng và b nh t t Nh hi u ng này, các nhà khoa h c tin r ng fucoidan có th giúp i u tr hi u qu ch ng l i các virút gây ra viêm gan và ngay

c AIDS [40] Fucoidan còn th hi n kh ng liên k t v i các virut c n tr kh

ng t n công vào t bào ch , khi n chúng không th sao chép c

c) Làm gi m cholesterol và phòng ch ng cao huy t áp

M c dù fucoidan c bi n b i s h tr h mi n d ch ng th i nó còn

có tác d ng tính lên các h th khác K t qu phòng thí nghi m cho th y

các h p ch t rong làm thay i ho t tính c a các enzym trong gan, ki m soát

c chuy n hóa, d n m c cholesterol th n trong máu.Các nhà nghiên c u c a Nh t B ã ti n hành m t nghiên c u, các ng ki m

n 5 gam rong bi n (có ch a fucoidan)/ngày trong 3 tu n K t quhuy t áp và m c cholesterol c a h c c i thi n ng k T ch c y t th gi icông b r ng thành ph n fucoidan c a m t s th c v t bi n giúp t ch t béo trong

các m c c a men HGF trong gan mà cholesterol c t o ra và các axit béo

c t ng h n n a, fucoidan có th n ch n s t o thành các c ng, làm gi m r n au tim và t qu Ho t tính này ã c kh o sát trên

ng i h c Malmo công b r ng fucoidan c ch vi c t o thành các c c máu

b n ch n các t bào máu k t thành nhóm và dính vào thành ng

polysacarit này làm gi m cân b ng h p th i u này cho th y r ng các h p

ch t polysacarit gi ng fucoidan làm ch m vi c truy n glucose vào máu t ru t, nh

v y giúp gi m ng máu nh và ng n ch n ph n ng insulin quá m c [54]

g) Góp ph n h tr u tr viêm loét và các v d dày

Fucoidan còn có l i cho các v v d dày và ru t non Trong nghiên c u

v d dày th ng g p s d ng, k t qu cho th y vi c b sung ng fucoidan thích h p có tác d ng c i thi n ho ng c a d dày, ru t non H n n a các nhà khoa h c m y ã công b r n ch n Helicobacteria pylori (m t

lo i vi khu n gây loét d dày) bám lên t bào t o thành l p lót d dày Các nhà khoa

h c ã d oán r ng h p ch t fucoidan này có th bao ph b m t vi khu n làm cho chúng khó bám vào các t bào d dày [50]

Fucoidan có th kích thích s i mô trong da Các nhà khoa h c Nh t

B ã công b r ng thành ph n fucoidan c a rong thúc y vi c s n xu t m t protein c g i là integrin làm t ng s n ch c và s ph c h i da, th y s co

ng v t thí nghi ã ch ra r ng ng d ng d ch chi t ro i hàm l ng fucoidan cao) trong m t vài tu n làm cho da c ng h n i nh

r ng các h p ch t rong th c ra làm ng n chu k tái t o t bào [23]

b các b nh gan, mà còn cho ni m hy v i v i t t c nh ng ai m c các b nh suy thoái, bao g m suy y u mô xu t hi n khi có tu i [39].

dung fucoidan an toàn là 300 mg/

2.2.3 Ho t ch t phlorotannin

2.2.3.1 Khái quát v phlorotannin

Theo Toshiyuki Shibata [53], h p ch t thu c nhóm h p ch t polyphenol ph

bi n trong rong Nâu là phlorotannin Phlorotannin là ch t chuy n hóa th c p, xu t

hi n ch y u t i các mô

Phlorotannin là các polyme phloroglucinol (1,3,5-trihydroxybenzen) và có thchi n 15% tr ng khô c a liên h c a phenolic v i

c nghiên c u thêm Kh ng phân t c a phlorotannin khác nhau t 126

u h t là trong kho ng 10-100 kDa

Phlorotannin có th chia thành sáu nhóm: fucol, phlorethol, fucophlorethol, fuhalol, isofuhalol, và eckol Các nhóm ch i s khác nhau trong liên k t c u trúc g phloroglucinol và s ng nhóm hydroxyl

Hình 2.6: C u trúc hóa h c c a các nhóm phlorotannin: phlorogluciol (1) và tetrafucol A (2), tetraphlorethol (3), fucodiphlorethol (4), tetrafuhalol (5),

- Phlorotannin có vai trò quan tr ng trong b o v n i bào và ngo i bào

Phlorotannin h p th tia UV (ch y u là UVC và m t ph n UVB) v c

2.2.3.2.Vai trò sinh h c c a phlorotannin

mang l i l i ích s c kh e cho i Phlorotannin ho t ch t

ch ng oxy hóa b ng cách góp phân t hydro ph n ng v i g c t

c n tri s hình thành g c t do [46]

Phlorotannin có tác d ng di t khu n, ch ng l i vi khu n gây b nh truy n qua

th c ph m, Staphylococcus aureus và Streptococcus pyogenes Tác d ng di t khu n

c c ki m tra và so sánh v i catechin V i phlorotannin các vi

khu n Vibrio parahaemolyticus tiêu di t trong vòng 0,5-2 gi

oxy hóa h u hi u nh t hi n nay (g p 100 l n vitamin C và 25 l n vitamin E)

Phaeodactylum tricornutum

5,71 -

trong khai thác fucoxanthin

15,42

Adah fung và c ng s trong, 2013 t fucoxanthin t Undaria pinnatifida

b ng dung môi methanol nhi phòng K t qu cho th ng fucoxanthin

bi ng fucoxanthin là 20,8 ± 0,04 mg/g rong khô, i tháng ng là 17,7 ± 0,22 và 20,4 ± 2,01 mg/ g rong khô

t ch t có ho t tính sinh h c cao nên

c nhi c trên th gi i nghiên c u

oshiyuki Shibata và c ng s t i h c Kyushu (Nh t B

t tính ch ng oxy hóa c a d ch trích ly phlorotannin t loài

Laminariaceae b c b ng cách s d ng c ch peoxy phospholipid trong h

và dioxinodehydroeckol cho th y ho t tính ch ng oxy hóa cao [45]

ng s t tính ch ng oxy hóa c a

phlorotannin t loài Fucus vesiculsion b ng DPPH S d c ký

c t ho c siêu l tinh ch K t qu cho th y ho t tính c a chúng c t nhi u so v i acid ascorbic [56]

Bên c ng nghiên c u v ho t ch

vesiculosus và F.spiralis, b ng cách chi t v c sôi trong 24 gi , lo i b alginate

và protein b ng Pb-acetate và k t t t ph c hydroxide b ng cách

thêm Ba(OH)2 Th y phân ph c v i H2SO4 c phân

l p c th m tách kéo dài [41]

o sát ng c a pH, nhi , th i gian chi t và

t l dung d ch chi t v i rong lên hi u su t thu h i fucoidan K t qu cho th u

ki n t i chi t fucoidan bao g m khu y huy n phù rong v i dung d ch HCl pH= 2,0 - 2,5 (t l 1/10) t i 700C trong 1 gi B ng cách x lý này sau m t l n trích ly có th rút ra c 50% fucoidan, khi trích ly 3 l n có th

80% fucoidan Fucoidan còn có th c chi t b t ph n rong khô

th c hi n b i Mian và Percival [35] Mian và Percival tri

chi t tu n t , b u b ng x lý v i formaldehyde, ti p theo b ng chi t v i c n

n lo i b mannitol, mu i và các s n ph m kh ng phân t th p,

c khu y tr n v i dung d ch CaCl2 2% ( nhi phòng và t i

trình chi t này cho các nghiên c u ti p theo

d ch CaCl2 2% và dung d ch HCl loãng (pH=2) Trong c ng h p vi c chi t

s n ph nhau trong c ng h p v i ch m t s ít khác bi t Các dung d ch chi t nhi phòng cho ra s n ph m fucoidan giàu L-fucose, D-

herpes simplex virus 1 và 2 c t bào S n ph m khác là thành

các monosacarit khác, m t ng nh sulfat ester,

nghiên c u gi a Vi n khoa h c và công ngh Vi t Nam và Nga v

c u c u trúc, ho t tính sinh h c c a các polysaccarit và nh ng s n ph m chuy n hóa

thi n quy tình công ngh s n xu t fucoidan và công ngh alginate t bã th i rong

t d u quy trình tách chi t fucoidan t

n xu t biofuco h tr u tr c B khoa h c và Công ngh phê duy t cho công ty công ngh hóa sinh Vi t Nam th c hi

Vi n Nghiên c u và ng d ng Công Ngh Nha Trang th c hi tài c p t nh:

ký thành th c ph m ch h tr u tr b nh nhân m c b nh r i lo nlipid máu vào m 2011

các thông s t thu nh n phlorotannin t ng s t Dictyota dichotoma có hàm

tính kháng khu n trên m t s lo i vi khu c k t qu cao [1]

T n nay, nghiên c u xây d ng quy trình tách chi t và sàng l cphlorotannin có ho t tính sinh h c t rong Nâu t i vùng bi n Nam Trung B

c th c hi n b i Tr n Th Thanh Vân và c ng s

Ngoài ra còn m t s công b v chi t tách và nghiên c u bi ng phlorotannin t c công b b i Vi n Nghiên c u và ng d ng Công Ngh Nha Trang S phlorotannin trong m t s loài rong Nâu

phlorotannin t argassum aemulum Khánh Hòa [3].

-15

2.3 ng d ng sóng siêu âm trong quá trình trích ly

2.3.1 Khái ni m trích ly

Trích ly là quá trình tách m t ho c m t s ch t ch t tan trong ch t l ng ho c

ch t r n b ng m t ch t l ng khác g i là dung môi

lý thuy t c a quá trình trích ly là quá trình là d a vào s khác nhau v

h ng s n môi c a dung môi và ch t c n trích ly Nh ng ch t có h ng s n môi g n nhau s d hòa tan vào nhau

vào dung môi trích ly, vì th dung môi trích ly c m b o các yêu c u sau:

- Nhi sôi th d dàng tách ra kh i s n ph m b

c c th p quá vì gây t n th t dung môi, d gây cháy n

- Dung môi không tác d ng hóa h c v i s n ph m

- nh t c rút ng n th i gian trích ly

- Dung môi hòa tan nguyên li u l p ch t

g n nhau nh liên k t hóa h c khi có sóng siêu âm, trong chu trình nén các phân t

m th ng các l c liên k t gi a các phân t và t o thành nh ng b t

khí nh B t khí tr thành h t nhân c a hi ng xâm th c khí, bao g m b t khí

nh và b t khí t m th i

- B t khí nh là ngu n g c c a nh ng bong bóng nh c c a

ng nh trong các chu trình kéo và nén Sau nhi u ch

c cân b c bên trong và bên ngoài b t khí

Di n tích b m t b t khí trong chu trình kéo l

v y s khu ch tán khí trong chu trình kéo l b

-2.3.2.4 Thi t b phát sóng siêu âm

Thi t b phát sóng siêu âm g m có 3 ph n:

b ph n bi i

- B ph n bi n xoay chi u t n s cao thành nh ng

bi i n i v i h th ng truy n sóng thông qua m t thi t b ph (Povey M.I.W.and Mason T.J., 1998)