Nghiên cứu trích lý dầu tư hạt mù u bằng phương pháp enzym

Ngoài ra, phương pháp trích ly bằng dung môi n-hexan cũng được sử dụng để so sánh chất lượng và hiệu suất thu hồi dầu.. Nhiều năm qua, enzyme được ứng dụng trong các quá trình sản xuất c

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỔ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

DƯƠNG THỊ XUÂN LỢI

NGHIÊN CỨU TRÍCH LY DẦU TỪ HẠT MÙ U BẰNG

CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - ĐHQG - HCM

Cán bộ hướng dẫn khoa học: TS Nguyễn Hữu Hiếu Cán bộ chấm nhận xét 1: Cán bộ chấm nhận xét 2:

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM ngày

31 tháng 10 năm 2017

Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:

(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị của Hội đồng chấm bảo vệ luận văn thạc si)

1 Chủ tịch: GS TS Đống Thị Anh Đào

2 Phản Biện 1: PGS TS Nguyễn Tiến Thắng

3 Phản Biện 2: PGS TS Lê Thị Kim Phụng

4 Ưỷ viên: TS Lê Xuân Tiến

5 Uỷ viên, thư ký: TS Vố Đình Lệ Tâm

Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa (nếu cố)

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập ■ Tự do ■ Hạnh Phúc

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC sĩ

Họ và tên học viên: Dương Thị Xuân Lợi

Ngày, tháng, năm sinh: 28/08/1984

Chuyên ngành: Công nghệ Thực phẩm I

TÊN ĐỀ TÀI:

MSHV: 13111016 Nơi sinh: Bình Phước

Mã số: 60540101

Nghiên cứu trích ly dầu từ hạt mù u bằng phương pháp enzyme

II NỘI DUNG VÀ NHIỆM vụ

2.1 Tổng quan: cây mù u, thành phần hóa học của dầu mù u, ứng dụng của dầu mù

IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 09/2017

V CÁN Bộ HƯỚNG DẪN: TS Nguyễn Hữu Hiếu

Tôi xin trân trọng cảm ơn quý thầy cô thuộc bộ môn Công nghệ thực phẩm, Đại học Bách Khoa Tp HCM đã nhiệt tình dạy dỗ, chỉ bảo, hỗ trợ tôi trong quá trình học tập

và thực hiện luận văn

Sau cùng, tôi xin cảm ơn các anh chị, các bạn và các em khóa cao học CHTP2013.Đ2 và các em sinh viên cùng làm tại phòng thí nghiệm Công nghệ thực phẩm, phòng thí nghiệm trọng điểm, những người đã đồng hành cùng tôi trong thời gian thực hiện luận văn cao học tại trường Đại học Bách Khoa Tp HCM

Tp HCM, ngày tháng 10 năm 2017

Học viên thực hiện

Dương Thị Xuân Lọi

TÓM TẮT LUẬN VĂN

Trong luận văn này, dầu mù u được tích ly thành công bằng phương pháp enzyme Ngoài ra, phương pháp trích ly bằng dung môi n-hexan cũng được sử dụng để so sánh chất lượng và hiệu suất thu hồi dầu

Ảnh hưởng của nồng độ chế phẩm enzyme xylanase, a- amlylase và cellulase đến hiệu suất tích ly dầu mù u được khảo sát Ket quả thực nghiệm cho hiệu suất tích ly dầu cao nhất là 78,2% với nồng độ chế phẩm enzyme là 0,70% (xylanase); 1,0% (a- amlylase)

và 1,0% (cellulase)

Chất lượng dầu tích ly bằng phương pháp Soxhlet (dung môi n-hexan) và enzyme được đánh giá thông qua các chỉ số: axit, peroxit, iốt và xà phòng hóa Kết quả cho thấy chất lượng dầu của hai phương pháp này tương đương nhau

Khả năng kháng khuẩn của sản phẩm dầu được khảo sát trên chủng s aureus ATCC

25923, p aeruginosa ATCC 277853 và c albicans ATCC 10231 bằng phương pháp

khuếch tán trong thạch Ket quả cho thấy cả ba mẫu dầu đều có khả năng kháng khuẩn trên

chủng S.aureus ATCC 25923, p aeruginosa ATCC 277853 nhưng không có khả năng

kháng khuẩn trên chủng c albicans ATCC 10231

ABSTRACT

In this study, Tamanu oil was extracted successfully by enzyme method The quality and yield of the enzyme extraction was compared with n-hexane extraction

The effects of xylanase, a- amlylase and cellulase concentration on oil recovery

were investigated by the response surface methodology At the concentration of 0.70 %

xylanase, 1.0 % a- amlylase and 1.6% cellulase, the oil recovery raised up to highest value

of 78.2%

The quality of extracted oil by Soxhlet and enzyme method was evaluated by acid value, peroxide value, iodine value and saponification index The results showed that the oil quality extracted by n-hexane or enzyme method was not significantly different

The antibacterial activity of oil extracted by different methods was carried out on

s aureus ATCC 25923, p aeruginosa ATCC 277853 and c albicans ATCC 10231 using disc diffusion method Three types of oil showed antibacterial activity against s aureus ATCC 25923 and p aeruginosa ATCC 277853 but none of the extracts inhibited c

albicans ATCC 10231

LỜI CAM ĐOAN

Tác giả xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân tác giả Các kết quả nghiên cứu và các kết luận trong luận văn là trung thực, không sao chép từ bất kỳ một nguồn nào và dưới bất kỳ hình thức nào Việc tham khảo các nguồn tài liệu (nếu có) đã được thực hiện trích dẫn và ghi nguồn tài liệu tham khảo theo đúng yêu cầu

Học viên thực hiện

Dương Thị Xuân Lợi

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1: Cây mù u và lá mù u 2

Hình 1.2: Hoa mù u và quả mù u 3

Hình 1.3: Một số sản phẩm từ cây mù u 4

Hình 1.4: Công thức hóa học của coumarin 6

Hình 1.5: cấu trúc nhóm coumarin đon giản 6

Hình 1.6: cấu trúc fucocoumarin 6

Hình 1.7: cấu trúc nhóm anthylletin 7

Hình 1.8: cấu trúc nhóm dihydro 7:8 pyranocoumarin 7

Hình 1.9: Một số họp chat phenol thuộc nhóm coumarin có trong các bộ phận của cây mùu 7

Hình 1.10: cấu trúc cơ bản của xanthon 8

Hình 1.11: Một số dẫn xuất xanthon trong cây mù u 8

Hình 1.12 :Cấu trúc axit linoleic 10

Hình 1.13: cấu trúc axit linolenic 10

Hình 1.14: Một số sản phẩm dầu mù u trên thị trường thế giới 13

Hình 1.15: Một số sản phẩm dầu mù u trên thị trường Việt Nam 14

Hình 1.16 Thiết bị ép cơ học 15

Hình 1.17 Đồ thị biểu diễn vùng siêu tới hạn của một chất 17

Hình 1.18 Sơ đồ nguyên lý của hệ thống trích ly siêu tới hạn dùng lưu chất CƠ2 18

Hình 1.19 Quá trình chuyển trạng thái của CO2 19

Hình 2.1 Mù u nguyên liệu 28

Hình 2.2 Chế phẩm enzyme xylanase, d-amylase, cellulase và protease 29

Hình 2.3 Bộ chiết Soxhlet 31

Hình 2.4 Máy li tâm siêu tốc 31

Hình 2.5 Hệ thống thiết bị cô quay chân không Buchi 32

Hình 2.6 Sơ đồ nội dung nghiên cứu 35

Hình 2.7 Quy trình trích ly dầu mù u bằng Soxhlet (dung môi n-hexan) 36

Hình 2.8 Quy trình trích ly dầu mù u bang enzyme 37

Hình 2.9 Đo đường kính vòng kháng khuấn 47

Hình 3.1: Ảnh hưởng của nồng độ enzyme đến hiệu suất thu hồi dầu mù u 49

Hình 3.2 Đồ thị đáp ứng bề mặt hiệu suất thu hồi dầu trên trục Xi, x2 52

Hình 3.3 Đồ thị đáp ứng bề mặt hiệu suất thu hồi dầu trên trục Xi, x3 53

Hình 3.4 Đồ thị đáp ứng bề mặt hiệu suất thu hồi dầu trên trục x2, x3 53

Hình 3.5 Dầu mù u được trích ly bằng phương pháp Soxhlet 54

Hình 3.6 Dầu mù u được trích ly bang enzyme 54

Hình 3.7 Ket quả kiểm nghiệm khả năng kháng khuẩn của các sản phẩm dầu mù u 59

DANH MỤC BẢNG

•

Bảng 1.1: Phân loại các hợp chat phenol theo Harborne [12-13] 5

Bảng 1.2: Ba nhóm lipid chính trong dầu mù u 9

Bảng 1.3 Điểm tới hạn của một số chất thông dụng 17

Bảng 2.1: Hóa chất dùng trong thí nghiệm 29

Bảng 2.2: Dụng cụ và thiết bị dùng trong thí nghiệm 30

Bảng 2.3: Mức khảo sát nồng độ enzyme 38

Bảng 2.4 Thông số khảo sát 39

Bảng 2.5 Khối lượng mẫu thử theo chỉ số axit dự kiến 43

Bảng 2.6 Khối lượng mẫu thử theo chỉ số iốt dự kiến 44

Bảng 2.7 Bảng khối lượng mẫu thử theo chỉ số peroxit dự kiến 45

Bảng 3.1 Ảnh hưởng của nồng độ chế phẩm enzyme đến hiệu suất thu hồi dầu mù u48 Bảng 3.2 Ket quả quy hoạch thực nghiệm 50

Bảng 3.3 Ảnh hưởng của các biến độc lập đến hiệu suất thu hồi dầu 51

Bảng 3.4 Hiệu suất thu hồi dầu được trích ly bằng phương pháp enzyme 54

Bảng 3.5 Ket quả hiệu suất trích ly của dầu mù u 55

Bảng 3.6 Ket quả phân tích chỉ số chất lượng của dầu mù u 55

Bảng 3.7 Ket quả thử nghiệm hoạt tính kháng khuẩn của dầu mù u trích bang enzyme 56

Bảng 3.8 Ket quả thử nghiệm hoạt tính kháng khuẩn của dầu mù u trích bằng dung môi n-hexan 56

Bảng 3.9 Ket quả thử nghiệm hoạt tính kháng khuấn của dầu mù u trích bằng phương pháp ép cơ học (dầu thương mại) 57

Bảng phụ lục 0.1: Thông số nguyên liệu đầu vào 66

DMSO Dimethyl sulfoxide

CCF Hàm tương quan chéo (Cross correlation function)

MIC Minimal Inhibitory Concentration

p aeruginosa Pseudomonas aeruginosa ATCC 277853

s aureus Staphylococcus aureus ATCC 25923

c, albicans Candida albicans ATCC 10231

CaloBDF Dầu diesel sinh học tổng hợp từ dầu mù u

ROS Reactive oxygen species

SEM Scanning electron microscope

MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN I LỜI CẢM ƠN II TÓM TẮT LUẬN VĂN III ABSTRACT IV DANH MỤC HÌNH V DANH MỤC BẢNG VII DANH TỪ VIẾT TẮT VIII MỤC LỤC IX

ĐẶT VẤN ĐỀ 1

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 2

1.1 Cây mù u 2

1.1.1 Nguồn gốc và phân loại 2

1.1.2 Đặc điểm thực vật 2

1.1.3 Tình hình trồng mù u trên Thế giới và tại Việt Nam 3

1.1.4 Công dụng và các sản phẩm từ cây mù u 4

1.2 Dầu mù u 4

1.2.1 Tính chất vật lý và hóa học của dầu mù u [9] 4

1.2.2 Thành phần hóa học của mù u 5

1.2.3 ứng dụng của dầu mù u 10

1.3 Các phương pháp trích ly 14

1.3.1 Phương pháp ép cơ học [3] 14

1.3.2 Phương pháp chiết soxhlet [30 - 32] 15

1.3.3 Phương pháp trích ly bằng kỹ thuật lưu chất CƠ2 siêu tói hạn [33] 16

1.3.4 Phương pháp trích ly bang enzyme 19

1.4 ứng dụng enzyme trong trích ly 20

1.4.1 Cấu trúc hạt có dầu và cơ chế trích ly dầu bang enzyme [35] 20

1.4.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất thu hồi dầu được trích ly bang enzyme [35] 21 1.4.3 Các enzyme được sử dụng để trích ly dầu từ nhân hạt mù u 22

1.4.3.1 Emzyme Xylanase [36 - 39] 22

1.4.3.2 Cellulase [40-43] 23

1.4.3.3 a-amylase [44-47] 24

1.4.3.4 Protease [44 - 47] 24

1.4.4 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước 26

CHƯƠNG 2 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN cửu 28

2.1 Nguyên liệu, hóa chất, dụng cụ và địa điểm 28

2.1.1 Nguyên liệu 28

2.1.2 Hóa chất 29

2.1.3 Dụng cụ và thiết bị 30

2.1.4 Địa điểm 32

2.2 Tính cấp thiết, mục tiêu và nội dung nghiên cứu 33

2.2.1 Tính cấp thiết của đề tài 33

2.2.2 Mục tiêu của đề tài 33

2.2.3 Nội dung nghiên cứu 33

2.2.4 Sơ đồ nghiên cứu 35

2.3 Trích ly dầu mù u 36

2.3.1 Trích ly bằng phương pháp Soxhlet (dung môi n-hexan) 36

2.3.2 Trích ly bằng enzyme 36

2.3.3 Phương pháp quy hoạch thực nghiệm 40

2.3.4 Phương pháp xác định hiệu suất thu hồi dầu mù u 42

2.3.5 Phương pháp xử lý số liệu thực nghiệm 42

2.4 Phân tích chất lượng dầu mù u 42

2.4.1 Phương pháp xác định chỉ số axit (mgKOH/g) 43

2.4.2 Phương pháp xác định chỉ số iốt 43

2.4.3 Phương pháp xác định chỉ số peroxit 44

2.4.4 Phương pháp xác định chỉ số xà phòng hóa: 45

2.5 Thử nghiệm hoạt tính kháng khuấn của dầu mù u 46

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 48

3.1 Kết quả khảo sát hiệu suất trích ly dầu mù u 48

3.1.1 Ánh hưởng của nồng độ enzyme đến hiệu suất trích ly dầu mù u 48

3.1.2 Xử lý enzyme thông qua nồng độ của các enzyme bằng phương pháp quy hoạch

thực nghiệm 49

3.2 Ket quả phân tích chỉ số chấtlượng của các sản phẩm dầu mù u 55

3.3 Ket quả khảo sát hoạt tính kháng khuẩn của các sản phẩm dầumù u 56

CHƯƠNG 4 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 60

4.1 Kết luận 60

4.2 Kiến nghị 60

TÀI LIỆU THAM KHẢO 61

PHỤ LỤC 66

ĐẶT VẤN ĐỀ

Từ thập niên 20 của thế kỷ trước, dầu mù u đã được dùng tại Fiji để làm giảm sự đau nhức thần kinh trong bệnh phong Nữ tu Marie-Suzanne thuộc dòng thánh Mary đã dùng dầu mù u (được gọi là Dolno, tức không đau) để bôi lên vết vùng da của người bị bệnh phong và nhận thấy kết quả điều trị khả quan Từ kết quả lâm sàng tại Fiji, dầu mù u nhanh chóng được nghiên cứu tại Pháp vào thập niên 30 trong điều trị đau dây thần kinh và tiếp tục được quan tâm trong việc làm liền sẹo

Dầu mù u còn được khuyên dùng cho tất cả các vết bỏng (do cháy nắng hoặc do hóa chất), da khô, tái tạo nhanh vùng da non sau phau thuật, mụn trứng cá, bệnh vẩy nến, mụn rộp, vết nứt da, vết loét của bệnh tiểu đường, bệnh trĩ, rụng tóc

Trong mỹ phẩm, dầu mù u được sử dụng để sản xuất các loại mỹ phẩm tái tạo da Dầu từ hạt mù u còn được sử dụng để làm xà phòng và là một chất bôi trơn, nó cũng là một ứng dụng chủ yếu trong trường họp thấp khóp

Ở Việt Nam, dầu mù u được sử dụng nhiều nhờ lợi ích mà tác dụng dược lý mang lại Dầu mù u được trích ly (chiết xuất) chủ yếu bằng các phương pháp truyền thống như phương pháp ép cơ học và phương pháp trích ly bằng dung môi

Nhiều năm qua, enzyme được ứng dụng trong các quá trình sản xuất công nghiệp đặc biệt là trích ly enzyme trong nước ngày càng được chú ý và nghiên cứu sâu rộng mở

ra một hướng sản xuất mới thân thiện với môi trường, việc giảm chi phí bằng cách sử dụng chế phấm của enzyme để trích ly cũng góp phần cạnh tranh với các phương pháp trích ly thông thường Nhiều báo cáo về nghiên cứu sử dụng enzyme hỗ trợ quá trình trích ly rất được quan tâm như: sử dụng enzyme để chiết xuất dầu và protein từ cám gạo, sử dụng phương pháp xử lý enzyme để cải thiện việc trích ly dầu từ cám gạo hay tách chiết enzyme kết họp với các quá trình chiết xuất khác như dung môi và chiết xuất cơ học để cải thiện khả năng trích ly

Trích ly dầu bằng phương pháp enzyme có ưu điểm so với các phương pháp thông thường vì thân thiện với môi trường, không tạo ra các họp chất hữu cơ dễ bay hơi và cho hiệu quả trích ly cao Tuy nhiên phương pháp này tốn chi phí enzyme cao cần và thòi gian trích ly dài

CHƯƠNG 1 TỎNG QUAN

1.1 Cây mù u

1.2.2 Nguồn gốc và phân loại

Cây mù u thuộc chi Calophyllum, họ Cỉusiaceae và cố tên khoa học là Calophylỉum

inophyllum Trong tiếng Hy Lạp, tên của chỉ Calophyỉlum có nghĩa là "lá đẹp", ở quần đảo

Society, loài này được biết đến dưới cái tên Tiếng Anh là Tamanu, tại Philippines thì tên thường gọi là Bỉtaog, ờ Malaysia còn có tên gọi là Bintagor Ngoài ra, mù u còn có một số tên gọi khác như: Alexandrian Laurel, Laurel Wood, Hồ đồng [1-4],

Mù u có nguồn gốc từ Tahiti (Ấn Độ), về sau được tìm thấy nhiều ở vùng đảo Polynesia (Pháp) Ngày nay, cây mù u được trồng rộng rãi ở khắp nơi ừên thế giới, đặc biệt là những quốc gia nhiệt đới gió mùa như Malaysia, Indonesia và Thái Lan [3-4],

2.2.2 Đãc điểm thưc vât

MÙ u là một cây thường xanh, cố nhánh, phát triển dọc theo ven biền và rừng thấp liền kề, thường mọc cao từ 8 -20 m [3], vỏ cây có màu xám, lá mù u có màu xanh đậm, bóng láng, hình bầu dục và cứng, trên lá có nhiều gân nụ (Hình 1.1),

Hình 1.2: Cây mà u và lá mù u

Hoa trắng pha vàng cam, thơm, tạo thành chùm 6-10 hoa, ở nảch lá, đầu cành (Hình 1.2)

7 - 10 năm tuổi, quả chín rụng sẽ cho nhiều dầu nhất [3,5]

1.13 Tình hình trồng mù u trên Thế giớỉ và tại Việt Nam

Nhờ đặc tính thích nghỉ vối khí hậu nhiệt đới giỏ mùa nên cây thường phát triển mạnh ở vùng duyên hải và các vùng đất thấp Tuy nhiên cây cũng được trồng ở nhiều vùng

có độ cao vừa phải

Mù u phân hố rộng rãi ở Ấn Độ, Thái Lan, Maylaysia, Lào, Campuchỉa, Philipines, Indonesia và một số bán đảo ở Nam Thái Bình Dương Ngoài ra, cây còn mọc ở một số tỉnh miền Nam Trung Quốc, Nhật Bản

Ở Việt Nam, cây mù u được trồng từ vùng ven biển Hải Phòng đến vùng bờ biền Bà Rịa - Vũng Tàu và đồng bằng sông Cửu Long Cây thường mọc ở ven rừng kín, rừng thứ sình và rừng ở các đảo lớn Ở Nam Bộ, cây thường mọc hoang dọc theo các kênh rạch và các vùng đất cát gần bờ biển [1, 3, 5]

gỗ của cây còn được dùng đồ ừang tri mỹ nghệ [4,6]

Chiết xuất từ lá bao gồm 17 hợp chất sinh học ừong đó có nhóm coumarin, xanthan

cố tác dụng sinh học đáng kể như kháng viêm, kháng khuẩn, chống ung thư [7-8]

Vỏ cây chứa 10 - 19% tannin, được ứng dụng là chất se trong y học, vỏ cây hoạt động như một chất trùng và chất tẩy bẩn, rất hữu ích trong điều trí viêm phế quản và lao phổi mãn tính [1 ]

Hình 1.3: Một số sản phẩm từ cây mù u

1,2 Dầu mù u

1.2.1 Tính chát vệt lý và hóa học của dầu mà u [9]

- Điều kiện thường: tần tại dạng lỏng, dầu thô cổ mùa xanh hổ phách

- Mùi hương: có mùi đặc trưng

- Tính hòa tan: tan trong ethanol và các loại dầu khác, không tan trong nước

Sự phân nhóm các họp chất phenol phụ thuộc vào số cacbon trong phân tử và các nhóm họp chat phenol đã được Harbome phân loại theo bảng 1.1

Bảng 1.1: Phân loại các họp chất phenol theo Harborne [12-13]

6 C6 Họp chat phenol đơn giản, benzoquinon

8 C6-C2 Acetophenol và axit phenylacetic

9 C6-C3 Coumarin, chromon, phenylpropanoid, axit

Coumarin thuộc nhóm phenylpropanoid bao gồm các hợp chất phenol có nhân thơm gắn vào mạch nhánh 3 cacbon như hình 1.3 Trong đố, Ri cố thể là nhóm phenyl, methyl hoặc n-propyl và nếu Ri là phenyl thì họrp chát được gọi là neo-flavonoid [13- 14]

R2 •

Hình 1.4: Công thức hóa học của coumarin

Các coumarin đã được nghiên cứu phân lập và xác định cấu trúc trước đây là:

- Coumarỉn đon giản: gồm nhóm oxycoumarỉn và nhóm alkyl-oxycoumarin

- Fucocoumarin: gồm nhóm 6,7 furanocoumarin (nhóm psoralen), nhóm dihydro

6:7 furanocoumarin, nhóm 7:8 furanocoumann (nhóm angelỉcin) và nhóm dihydro 7:8 furanocoumarin

Hình 1.5: cấu trúc nhóm

coumarỉn đơn giản

Hình 1.6: cấu trúc fucocoumarin a) Nhóm psoralen, b) nhóm angeỉicin

- Pyranocoumarỉn: gồm nhỏm 6,7 pyranocoumarỉn (nhóm xanthyletin), nhóm

dỉhydro 6:7 pyranocoumarin (decursin, xanthanlin), nhóm 7:8 pyranocoumarin (seselin), nhóm dihydro 7:8 pyranocoumarin và nhóm 5:6 pyranocoumarin (nhóm này ít gặp trong thực vật, gầm một số chất như alloxanthoxyletỉn và avỉcennỉn)

Hình 1.7: cấu trúc nhóm anthylỉetỉn Hình 1.8: cấu trúc nhóm dihydro 7:8

pyranocoumarin

IhaL lái (C ĨS H H O Í K i hại Lải (CasHaOỉĩ) I.M li)

CalMolẼd A vi Cfllanoliit B íquã]

lnophyLhían

p

(Lái

ỈQii<K!i>-TpiiyjLưi SvuĩnriOLd Cfllorni.anwriJi A

0144

Hình 1.9: Một sổ hợp chất phenol thuộc nhóm coumarin có trong các bộ phận của cây

mù u

Tác dụng của một số hợp chất coumarin:

- Inophyllum B và Inophyllum p có tác dụng ức chế HTV-1 Reverse transcriptase

và hoạt tính kháng HIV-1 trong môi trường nuôi cấy tế bào [15]

- Axit calophyllic (C25H24O6) cỗ hoạt tính kháng khuẩn, kháng nấm

- Calophyllolỉde có tác dụng ngăn chặn ung thư bằng cách ức chế elastase Ngoài

ra, Cãlophylỉolỉde còn có tính chống khuẩn, khảng vỉêm, khảng nấm như axỉt calophyllic [16]

Tác dụng của một số dẫn xuất xanthan [18-19]:

- Calophylline B (C18HK5O4): kháng khuẩn trên nhiều chủng vi sinh vật

- Mesuaxanthone và euxanthon có tác dụng kháng viêm và tác động lên hệ thần

kinh trung uơng

- 4-hydroxyxanthon có tác dụng chống oxy hóa

Axit béo có tác dụng tái sinh mô, thúc đẩy quá trình tái tạo lớp thượng bì và làm lành các vết thương Các axit béo chủ yếu trong dầu mù u là axit oleic, axit linoleic, axit palmitic, axit steric, axit eicosanoic, axit linolenic

- Axit linoleic (C18ỈỈ32O2) và axit linolenic là hai loại axit béo thiết yếu, có tác

dụng dưỡng ẩm, tái tạo tế bào da, giảm mụn, giảm sẹo trên da

- Axit palmitic (C16ỈỈ32O2) và axit stearic (Ci8H3602) là hai loại axit béo bão hòa phổ biến, thường được kết hợp với nhau theo một tỷ lệ nhất định để ứng dụng trong ngành

mỹ phẩm (làm cứng xà phòng làm từ dầu thực vật)

Hình 1.12 :Cấu trúc axit linoleic Hình 1.13: cấu trúc axit linolenic

Omega: hỗn họp các axit béo thiết yếu Có 3 loại omega chủ yếu là:

- Omega 3: bao gồm axit a-linolenic, axit eicosapentaenoic và axit

docosahexaenoic, có vai trò quan trọng trong cấu trúc da, giúp ngăn ngừa tình trạng mất nước của da, giúp da mềm mại

- Omega 6: bao gồm axit linoleic, axit Y-linolenic và axit arachidonic Có tính chất chống viêm sưng, giảm đau, giảm mụn nhọt, làm lành vết thương và hỗ trợ điều trị các bệnh ngoài da

- Omega 9: bao gồm axit oleic, axit eicosenoic và axit erucic Omega 9 có tác dụng

giảm cholesterol trong cơ thể, on định lượng đường và phòng ngừa các bệnh tim mạch Các Omega là một trong những thành phần quý trong dầu mù u, là chất giúp dầu mù

u có nhiều ứng dụng trong dược phấm cũng như mỹ phấm

1.2.2 ứng dụng của dầu mù u

1.2.3.1 Đoi với da và các bệnh về da

Dầu mù u giúp các vết thương có khả năng thúc đấy sự hình thành mô mới, do đó tăng tốc quá trình lành và sự phát triển của làn da khỏe mạnh

Dầu mù u là một dược liệu truyền thống được sử dụng rộng rãi trong Y học dân gian đảo Thái Bình Dương, dầu mù u được sử dụng để làm lành vết cắt, vết trầy xước, bỏng, mẫn do côn trùng cắn, bệnh vẩy nến, vết loét tiểu đường, nứt hậu môn

Phụ nữ Polynesia sử dụng dầu mù u thúc đẩy da sáng, khỏe mạnh, không có vết bớt

và massage cho trẻ sơ sinh không bị phát ban Dầu mù u được dùng làm mỹ phẩm nhờ tính thẩm thấu qua da tốt, làm sáng da nên thường được đưa vào các thành phẩm dạng nước (dầu massage), kem, pommad và các mỹ phẩm khác Dầu mù u có tiềm năng lớn trên thị trường các sản phẩm trị bệnh ngoài da lẫn trong kỹ nghệ mỹ phẩm [18]

Trong tương lai, dầu mù u có thể kết họp với dầu dừa, vitamin E, aloes vera (cây lô hội) để tạo nên các sản phẩm săn sóc da

1.2.3.2 Tác dụng giảm đau

Dầu mù u được sử dụng theo truyền thống để giảm bớt đau dây thần kinh, thấp khóp,

và đau thần kinh tọa [5],

1.2.3.3 Hoạt tính kháng viêm

Kháng viên làm giảm phát ban, loét, sưng một phần nhờ vào Phenyl coumarincalophyllolide cùng với một nhóm xanthones trong dầu bao gồm Dehydrocycloguanadin, calophyllin-B, jacareubin, mesuaxanthone-A, mesuaxanthone- B

và euxanthone [22],

1.2.3.4 Hoạt tính kháng khuấn và kháng nấm của dầu

Dầu chứa một số chất diệt khuấn, chất diệt nấm mạnh, chứng tỏ hiệu quả chống lại các mầm bệnh khác nhau của con người và động vật Những các chất chống oxy hoá kháng khuấn bao gồm friedelin, canophyllol, axit canophyllic [22],

Axit canophyllic có hoạt tính kháng khuấn vừa phải, so với Ampicillin và

Amoxicillin chống lại Proteus mirabilis (một nguyên nhân gây ra viêm bàng quang, nhiễm khuấn vết thương, nhiễm khuấn đường huyết và viêm phối), chống lại Staphylococcus

aureus (nguyên nhân gây viêm, sưng phù, áp xe, nhọt, nhiễm trùng vết thương, nhiễm

khuấn huyết và viêm kết mạc), Comebacterium diptheriae (nguyên nhân gây bệnh bạch

hầu), viêm phối Klebsiella (một nguyên nhân gây nhiễm trùng

huyết, vết thương và nhiễm bệnh Bỏng), và Proteus mirabilis (một nguyên nhân gây nhiễm

trùng đường tiểu, nhiễm trùng huyết, và nhiễm trùng vết thương) [22],

Friedelin có hoạt tính tốt, so với ampicillin và amoxicillin chống lại s Aureus Trong

các thử nghiệm chống nấm, các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra những điều sau đây:

friedelin có hoạt tính chống nấm tốt chống lại Pseudallescheria boydii, (một nguyên nhân

gây ra viêm nấm da nấm và Madura Foot, một căn bệnh mà chân nó sưng và nở, với nhiều xoang mở)

Dầu mù u chứa một số chất diệt khuẩn, chất diệt nấm mạnh, chứng tỏ hiệu quả chống lại các mầm bệnh khác nhau của con người và động vật Những các chất chống oxy hoá kháng khuẩn bao gồm friedelin, canophyllol, axit canophyllic Axit canophyllic có hoạt

tính kháng khuẩn vừa phải so với Ampicillin và Amoxicillin chống lại Staphylococcus

aureus, nguyên nhân gây viêm, sưng phù, áp xe, nhọt, nhiễm trùng vết thương, nhiễm

khuẩn huyết và viêm kết mạc Trong khi Friedelin có hoạt tính tốt, so với ampicillin và

amoxicillin chống lại s Aureus [22],

Coumarin có hoạt tính kháng khuẩn yếu nhung khi kết họp với các hydrocarbon mạch dài như ammoresinol và ostruthin nó thể hiện khả năng kháng khuẩn rộng chống lại

các vi khuẩn gram dương như: Bacillus megaterium, Micrococcus luteus, Micrococcus

lysodeikticus và Staphylococcus aureus [23],

Theo nghiên cứu trước đây, dầu mù u cũng biểu hiện hoạt tính kháng khuẩn chống lại vi khuẩn gram âm [56], Một nghiên cứu khác thu được dịch trích ly bằng dung môi ethanol từ các phần rễ, thân, lá, quả mù u điều có khả năng kháng các loại vi khuan gram

âm, gram dương và vi nấm: Staphylococcus aureus (MTCC 3160), Pseudomonas

aeruginosa (MTCC 1934) và Candida albicans (MTCC 183) [24],

1.2.3.5 Hoạt tính chống oxy hoá

Xanthones và coumarins trong dầu mù u cho thấy tính chất chống oxy hoá, đặc biệt

ức chế lipid peroxidation Hoạt động chống oxy hoá của dầu mù u giúp bảo vệ tế bào da khỏi bị hư hại bởi các gốc oxy tự do (ROS) và các chất đối kháng oxy hoá khác [22],

1.2.3.6 ứng dụng khác [25 - 28]

Dầu mù u được sử dụng như một nguồn dầu thắp sáng ở Polynesia và được đề xuất như một nguồn biomass cho sản xuất nhiên liệu sinh học Đen nay, đã cỏ vài công trình nghiên cứu sản xuất dầu dỉesel sinh học được công bố, tại Indonesia cũng đã thành công trong việc sản xuất và đưa vào sử dụng dầu diesel sình học từ dầu mù u Tại Việt Nam, các tác giả của trường Đại học cần Thơ đã nghiên cứu dầu Diesel sinh học tổng hợp từ dầu mù

u (CaloBDF) với hiệu suất 92% ở quy mô phòng thí nghiệm

Ngoài các axit béo, dầu mù u cũng chứa tới 30% nhựa được sử dụng theo truyền thống ở Hawaii úng dụng như một loại sơn dầu, một vật liệu không thấm nước

Dầu mù u còn sử dụng để ức chế tăng trưởng của dòng tế bào ung thư cổ tử cung Hela

Chế phẩm từ dầu mủ u là thuốc mỡ Balsỉno được giấy phép sản xuất của Bộ y tế năm

1989

Một số công ty chuyên sản xuất dầu mù u ở Việt Nam như: công ty Dalosa Việt Nam (Quận 5) - chuyên sản xuất và cung cấp dầu mù u sản lượng lớn; công ty TNHH sản xuất thương mại dịch vụ Minh Hiếu (Quận Phú Nhuận) - chuyên bán sỉ và lẻ dầu Ngoài ra, còn nhiều cửa hàng nhỏ lẻ cung cấp tinh dầu mù u dùng trong xoa bốp, xông hơi với giá dao động từ 250.000/lít

Hình 1.14: Một sổ sản phẩm dầu mù u trên thị trường thế giới

Hình LI5: Một sổ sản phẩm dầu mù u trên thị trường Việt Nam

❖ Ưu điểm

- Dễ thực hiện, vốn đàu tư không cao

- Các thành phần trong dầu ít bị biến tính

❖ Nhược điểm

- Dầu được lấy ra không triệt để, bã hạt mù u sau khỉ ệp vẫn còn chứa dầu nên phải

dùng phương pháp khác để lấy lượng dầu còn lại

- Hiệu suất trích ly không cao

- Dầu mù u sau khỉ ép cần phải qua các công đoạn xử lý loại tạp chất để bảo quản được lâu hơn

Hình 1.16 Thiết bị ép cơ học 1.3,2 Phương pháp chiả soxhỉet [30 - 32]

❖ Nguyên lý

Là phương phảp dùng một dung môi đơn hoặc hỗn hợp để tách lấy một chất hoặc một nhóm các chất từ hỗn hợp càn nghiên cứu Phương pháp chiết Soxhlet là một kiểu trích ly liên tục được thực hiện nhờ một thiết bị riêng Kiểu trích ly này giống như kiểu trích ly lỏng - lỏng nên về bản chất của sự trích ly vẫn là định luật phân bố trong hai pha không trộn vào nhau Mầu ở trạng thái lỏng, bột hoặc dạng mảnh và dung môi dùng để trích ly là dạng lỏng

Mỗi loại mẫu có độ hòa tan khác nhau trong từng loại dung môi, phương pháp cổ điển trích ly một hợp chất thiên nhiên là một dãy dung môi bắt đầu từ không phân cực đến phân cực mạnh đề trích ly, phân đoạn các hợp chất ra khỏi hợp chất thiên nhiên Thứ

tự dung mồi từ không phân cực đến phân cực: n-hexan, ete dầu hỏa, ete, choloroform, cồn và nước

Dung môi được sử dụng trong nghiên cứu này là n-hexan, n-hexan là dung môi không phân cực, dễ bay hơi và cố cảc tính chất sau:

- Công thức phân tử: CgH^

- Khối lượng phân tử: 86.18 g/mol

- Ngoại quan: Chất lỏng không màu

- Tính tan trong nước ở 20°C: 13 mg/1

- Áp suất hơi: 17 kPa (ở 20°C)

- Độ nhớt: 0,294cp (ở 20°C)

♦♦♦ ưu điếm

- Tiết kiệm dung môi

- Không tốn các thao tác lọc và châm dung môi mới như các kỹ thuật khác Chỉ càn cắm điện, mở nước hoàn lưu là máy sẽ thực hiện chiết

- Chiết kiệt hợp chất trong mẫu vì mẫu luôn được liên tục chiết bằng dung môi tinh khiết

133 Phương pháp trích ly bằng kỹ thuật lưu chắt C0 2 siêu tới hạn [33]

Lưu chất siêu tới hạn được định nghĩa là một trạng thái vật lý của lưu chất ở điều kiện nhiệt độ và áp suất cao hơn nhiệt độ tói hạn và áp suất tới hạn

Vật chất ở trạng thái siêu tới hạn có tính chất trung gian, mang nhiều đặc tính của chất khí và chất lỏng Dung môi ở trạng thái siêu tới hạn giúp tăng cường tốc độ truyền khối do có nhiều tính chất vật lý tương tự như trường hợp các chất khí như: độ nhớt rất thấp, khả năng khuếch tán cao, sức căng bề mặt bé,

p

Hình 1.17 Đồ thị biểu dim vùng siêu tới hạn của một chất Hình 1.18 biểu

diễn vùng siêu tới hạn của một chất Trong đó, áp suất tại điểm 3

(PT) là điểm giao giữa 3 trạng thái tồn tại của chất: rắn, lỏng và khí Khi giá trị áp suất này tăng dần đến giá trị áp suất tới hạn (Pc), sẽ có sự biến đổi pha của vật chất Vuợt qua giá trị

áp suất Pc này, chất đó sẽ tồn tại ở trạng thái siêu tới hạn

Bảng 1.3 Điểm tới hạn của một số chất thông dụng

Chất Nhiêt đô tới han ■

(°C) Áp suất tới hạn (atm) Tỷ trọng riêng tới hạn

Bảng 1.3 trình bày điều kiện tới hạn của một số chất thông dụng, thuờng dùng làm dung

môi trong phuơng pháp trích ly siêu tới hạn số liệu thể hiện trong bảng cho thấy CO2 là một chất dễ đua tói trạng thái tới hạn nên đuợc sử dụng phố biến [14]

Ngoài ra, cc>2 còn là một chất dễ kiếm, rẻ tiền, một loại khí trơ không cháy, ít độc hại,

Hình 1.18 Sơ đồ nguyên ỉỷ của hệ thống trích ly siêu tới hạn dùng lưu chất CO 2 Chú thích: 1- bình chứa CO2, 2- thiết bị làm lạnh, 3-bơm cao áp, 4- bộ gia nhiệt, 5- thíết bị phản ứng, 6- van, 7- bình chứa sản phẩm

Nguyên lý hoạt động: khí CO2 từ bình chứa có áp suất 45 -ĩ- 55 bar được dẫn đến bộ phận

làm lạnh để hóa lỏng, nhiệt độ CO2 hóa lỏng khoảng 0 T 5°c Trước khi đi vào bình chứa nguyên liệu, CO2 lỏng có thể được trộn thêm các dung môi hỗ trợ (co- solvent) khác như: metanol, ethanol, n-hexan để tạo thành hỗn hợp dung môi tùy theo yêu càu công nghệ

Khí CO2trong bình chứa ở áp suất 45 -ĩ- 50 bar, và nhiệt độ 12 -ỉ- 20°c Khi được hạ nhiệt độ ở điều kiện đẳng áp thì CO2chuyển trạng thái từ khí sang lỏng CO2lỏng

có thể hòa trộn với các dung môi hỗ trợ một cách dễ dàng hơn Khi CO2 ở dạng lỏng,

cỗ thể sử dụng bơm cao áp để nén lên áp suất cao và điều chỉnh lưu lượng vào bình trích thuận lợi hơn

CO2 lỏng được bơm qua van điều chỉnh lưu lượng nhờ bơm cao áp vào bộ phận trao đồi nhiệt để điều chỉnh thông số cho phù hợp với yêu cầu công nghệ Dòng CO2 lỏng cao áp được giữ ở điều kiện đẳng áp và tăng nhiệt độ dàn dàn để chuyển sang trạng thải siêu tới hạn

Hình 1.19 Quá trình chuyển trạng thái của CO 2 Trong suốt quá trình trích ly, nhiệt độ và áp suất của bình trích ly luôn luôn được giữ ổn định ở một giá trị định trước cho quá trình trích vì toàn hệ thống điều khiển được kết nối với máy tính Két thúc quá trình trích ly, dịch trích ly được dẫn vào bình phân tách Tại đây quá trình tách chất tan ra khỏỉ dung môỉ thành những phân đoạn riêng được thực hiện bằng cách thay đổi các thông số áp suất và nhiệt độ Từ trạng thái siêu tới hạn sẽ được giảm

áp đến trạng thái khí CO2 sẽ trở thành chất khí và tách ra khỏi dịch trích ly để thoát ra ngoài để lạỉ sản phẩm mong muốn

Với qui mô phòng thí nghiệm CO2 sẽ không được thu hồi Tuy nhiên, trong sản xuất công nghiệp, khí CO2 tách ra sẽ được tuần hoàn trong quá trình trích ly

❖ Ưu điểm:

- Hiệu suất trích ly cao, độ tinh khiết của dầu cao

- Thuận lợi trong việc phân riêng sản phẩm

- Dung môi có thể được thu hồi và tái sửa dụng nhiều lần

❖ Nhược điểm: vốn đầu tư cao

1.3.4 Phương pháp trích ly bằng enzyme

Trích ly dầu bằng enzyme trong nước là một giải pháp thay thế thân thiện với môi trường dựa trên việc cô lập đồng thời dầu và protein từ hạt có dầu bằng cách phân tán các hạt mịn trong nước và phân tách bằng cách ly tâm thành các phân đoạn dầu, rắn và nước

Sự hiện diện của một sổ enzyme trong quá trình trích ly làm tăng hiệu suất thu hồi dầu bằng cách phá vỡ thành tế bào và giải phóng dầu Đây là phương pháp tiếp cận rất hiệu quả đối với quá trình trích ly dầu dừa, đậu nành và phôi bắp Hiệu suất thu hồi dầu trong khoảng 90-98% [34]

Sau khi xử lý mẫu nguyên liệu, enzyme hoặc hỗn hợp enzyme đuợc thêm vào để thủy phân thành phần protein và carbohydrate có trong hạt nguyên liệu Tiến hành ly tâm nhiều lần để tách dầu ra khỏi hệ nhũ tuơng bằng cách thêm dung môi Cuối cùng, sử dụng thiết bị cô quay chân không để làm bay hơi dung môi và thu hồi dầu

❖ ưu điểm:

- Hạn chế đuợc việc sử dụng dung môi, thân thiện với môi truờng, tiết kiệm chi phí đầu tu và năng luợng

- Hiệu suất trích ly cao hơn so với các phương pháp trích ly truyền thống

- Có thể áp dụng với hầu hết các loại hạt có dầu

♦♦♦ Nhược điểm

- Cần có giai đoạn loại bỏ nhũ tương

- Chi phí enzyme cao

- Thời gian trích ly dài

1.4 ứng dụng enzyme trong trích ly

Hầu như tất cả các loại dầu thực vật được sản xuất trên thế giới đều được trích ly bằng các phương pháp truyền thống Tác dụng cơ học hay các chất hóa học sẽ làm phá vỡ thành tế bào và cái túi dầu để giải phóng dầu, sau đó được hòa tan trong dung môi n-hexan hoặc eter dầu hỏa Tuy nhiên, phương pháp này không thân thiện với môi trường cũng như hiệu suất trích ly dầu thấp

Qua nhiều năm nghiên cứu, những ứng dụng của các enzyme trong công nghiệp được nghiên cứu sâu rộng hơn, trích ly bang enzyme được xem là một kỹ thuật mới trong công nghiệp khai thác dầu và chất béo do nó có nhiều ưu điểm so với phương pháp truyền thống:

- Hạn chế được việc sử dụng dung môi, tiết kiệm chi phí đầu tư và năng lượng

- Có thể áp dụng với hầu hết các loại hạt có dầu

- Cho sản phấm dầu có độ tinh khiết cao

1.4.1 Cấu trúc hạt có dầu và cơ chế trích ly dầu bằng enzyme [35]

Đặc tính các tế bào 2 lá mầm ở các loại hạt có dầu là tồn tại các bào quan nội bào riêng biệt được gọi là các túi dầu và các hạt protein

Hạt protein (Aleurone) chiếm khoảng 60- 70% tổng protein có trong hạt Kích thước của hạt phụ thuộc vào từng loại nguyên liệu Đối với hạt đậu nành, kích thước trung bình từ 8 - 10 pm nhưng khoảng dao động từ 2 - 20pm

Các túi dầu (spherosome hay oleosome) là các vị trí chứa lipid dự trữ, đường kích của các túi dầu dao động trong khoảng l-2pm Quan sát trên kính hiển vi điện tử quét (SEM), các túi dầu được treo trên mạng lưới nội chất chứa protein Khoảng không gian giữa các túi dầu trong tế bào hai lá mầm được làm đầy bởi các hạt protein và mạng lưới tế bào chất

Lóp vách bao quanh tế bào: gồm có cellulose, hemicellulose, lignin và pectin Trong phương pháp chiết suất bằng dung môi, hạt được nghiền nhỏ làm vách tế bào bị phá vỡ các túi dầu bên trong tế bào để dầu dễ dàng khuếch tán vào dung môi, trong khi đó protein được giữ lại trong hỗn họp cùng với chất xơ và carbohydrate

Trong quá trình trích ly, giai đoạn nghiền nhỏ vật liệu thúc đẩy việc phóng thích các túi dầu và protein dễ dàng hơn Tuy nhiên, do các thành phần hòa tan khuếch tán vào trong nước, lóp dầu được phóng thích sẽ nằm ở trong pha lỏng riêng biệt hoặc nhũ hóa một phần với nước

Trong phương pháp tách chiết dầu bang enzyme, thường sử dụng các enzyme như cellulase, hemicellulase hay pectinase nhằm phá vỡ cấu trúc của vách tế bào hoặc protease

để thủy phân protein trên màng tế bào cũng như bên trong tế bào chất Ngoài ra, các protease còn có khả năng thuỷ phân màng túi dầu Đầu tiên, tiến hành cô lập túi dầu từ các hạt đậu nành và phôi bắp, sau đó thực hiện phản ứng thủy phân Ket quả là màng tế bào túi dầu bị phá vỡ và có sự kết họp của các túi dầu với nhau

1.4.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất thu hồi dầu được trích ly bằng enzyme [35]

- Chủng loại enzyme: các enzyme khác nhau sẽ có vai trò khác nhau trong việc thủy

phân cấu trúc nguyên liệu Carbohydrase (pectinase, cellulase và hemicellulase) đặc hiệu cho các thành phần vách tế bào thúc đấy quá trình giải phóng dầu trong môi trường nước Protease không những thủy phân protein màng và protein trong tế bào chất mà còn thay đối các thuộc tính chức năng của protein (đặc biệt là khả năng nhũ hóa) Như vậy, ảnh hưởng của các protease lên toàn bộ quá trình phụ thuộc vào mức độ thủy phân protein

Sự kết hợp của các enzyme sẽ cải thiện đáng kể hiệu suất tách chiết dầu Hỗn hợp các loại enzyme với sự kết hợp của các hoạt tính cho kết quả tách dầu cao hơn khi sử dụng một loại enzyme

- Liều lượng enzyme: lượng enzyme bổ sung càng cao và thời gian phản ứng càng

dài thì sản lượng dầu càng tăng

- Bên cạnh chủng loại enzyme và liều lượng sử dụng, các thông số kĩ thuật như:

pH, kích thước nguyên liệu, nhiệt độ và thời gian phản ứng cũng có ảnh hưởng nhất định đến hiệu suất tác động của các enzyme

- Chế độ ly tâm: ly tâm là công đoạn quan trọng của quá trình trích ly bằng nước

Tốc độ ly tâm và thời gian ly tâm ảnh hưởng rất lớn tới sự tách pha, đặc biệt là trong giai đoạn đầu của quá trình ly tâm Tốc độ ly tâm càng lớn thì khả năng tách pha càng cao

1.4.3 Các enzyme được sử dụng để trích ly dầu từ nhân hạt mù u

1.4.3.1 Emzyme Xylanase [36-39]

Xylanase (Endo - 1,4 - 13 - xylanase (1,4 - D - xylan xylanohydrolase: E.c 3.2.1.8))

là enzyme quan trọng nhất tham gia thủy phân xylan Xylanase thủy phân xylan bằng cách cắt đứt các liên kết 13 - 1,4- glycoside, tạo thành các xylo - oligo Tuy nhiên, do cấu trúc của xylan rất phức tạp nên để phân cắt nó hoàn toàn cần một lượng lớn enzyme xylanase

Xylanase được tách chiết từ vi khuẩn, nấm chẳng hạn như: Trichoderma, Bacillus,

Cryptococcus, Aspergillus, Penicillium, Aureobasidium, Fusarium, Chaetomium, Phanerochaete, Rhizomucor, Humicola, Talaromyces

Xylanase đã được ứng dụng nhiều trong công nghệ thực phấm như: làm bánh mỳ, nước hoa quả, rượu vang, bia, thu nhận đường xylose Xylanase đã, đang và ngày càng được bố sung nhiều hơn vào thức ăn chăn nuôi

Ớ Việt Nam, nguồn vi sinh vật sinh enzyme trong đó có xylanase khá phong phú, phần lớn có nguồn gốc từ nấm và vi khuấn Đây là một thuận lợi lớn cho sự phát triển lĩnh vực nghiên cứu và sản xuất xylanase từ vi sinh vật Mặt khác, nước ta là một nước nông nghiệp nên hàng năm các phế phụ phấm nông nghiệp như rơm, lõi ngô, bã mía, bã sắn, vỏ lạc, rất lớn, đây là nguồn cung cấp chất lên men rẻ tiền và dễ kiếm Một số ứng dụng thực tiễn của xylanase:

- ứng dụng trong chuyển hóa sinh học các chất lignocellulose: các polymer thực vật chiếm một phần lớn trong các phế phụ phẩm nông nghiệp Các phế phụ phẩm này chủ yếu chứa lignocellulose, trong đó có khoảng 20-35% hemicellulose, 30-35% cellulose và 10-15% lignin Thành phần chủ yếu của hemicellulose là các đường và một lượng nhỏ các axit hữu cơ Việc phân giải xylan trong hemicellulose dẫn đến phá hủy cấu trúc tổ họp lignocellulose tạo thành các loại đường làm cơ chất cho quá trình lên men các sản phẩm công nghiệp khác

- Làm chất phụ gia cho thức ăn chăn nuôi

- Các ứng dụng khác: xylanase được ứng dụng rộng rãi trong việc làm mềm rau quả, gạn lọc chất xơ trong công nghiệp nước hoa quả và rượu vang, hóa lỏng chất nhầy trong quá trình tạo cà phê lỏng, tách chiết hương liệu và chất màu, dầu thực vật và tinh bột

1.4.3.2 Cellulose [40-43]

Enzyme cellulase là một phức hệ enzyme có tác dụng thủy phân cellulose thông qua phân cắt liên kết 1,4- D-glucoside trong cellulose tạo sản phẩm glucose cung cấp cho công nghiệp lên men

Nguồn thu nhận cellulase lớn nhất hiện nay là vi sinh vật Các chủng thường sử dụng:

- Nấm mốc: Aspergillus niger, Aspergilluse oryzae, Aspergillus candidus

- Xạ khuẩn: Actinomyces griseus, Streptomyces reticuli

- Vi khuan: Acetobacter xylinum, Bacillus Subtilis, Bacillus pumili

Ben ở pH = 5,5 và hoạt tính cao ở pH = 6

ít ảnh hưởng bởi các dung môi hữu cơ (trừ n-butanol)

Các ion kim loại và EDTA nồng độ 4-12mM ảnh hưởng làm giảm hoạt tính enzyme

❖ ứng dụng:

- Nông nghiệp: chế phẩm bảo vệ thực vật, nâng cao khả năng tăng trưởng cây trồng, bảo vệ đất

- Hóa sinh: ioethanol, dung môi hữu cơ, protein đơn bào, axit hữu cơ

- Chất tẩy rửa: loại bỏ các chất bẩn trên các loại vải bông thô, không ảnh hưởng đến hệ sợi

- Lên men: cải thiện quá trình sản xuất malt, giảm độ nhớt của dịch nha

- Thực phẩm: chất chống oxy hóa, nâng cao chất lượng tinh bột và protein, cải thiện

độ nhớt, kết cấu, hương vị của nước hoa quả

- Giấy và bột giấy: hỗ trợ quá trình nghiền bột giấy, giảm lượng chất tẩy hóa học, lượng nước tiêu thụ, sản xuất giấy dễ phân hủy sinh học

- Dệt may: làm mềm hàng may mặc, tăng tính ổn định các loại vải cellulose

1.4.3.3 a-amylase [44-47]

về cơ chế tác dụng, người ta thấy rằng a - amylase của nấm mốc cắt đứt được tất cả các liên kết a - 1,4 glucozit trong mạch polysaccharide, trừ điểm phân nhánh trong amylopeptin, để tạo thành maltose và dextrin giới hạn Như vậy chúng có khả năng chuyển khoảng 80 - 82% tinh bột thành maltose Một đặc điểm nữa là a - amylase hầu như không

có tác dụng trên tinh bột nguyên thủy, nhưng tác dụng thủy phân hồ tinh bột thì rất nhanh

a - amylase của oryea có phân tử lượng khoảng 45.000 là một metalloenzyme (enzyme cơ kim) Hoạt động của a - amylase có liên quan mật thiết đến sự có mặt của enzyme

pH tối ưu của a - amylase của nấm mốc là 4,7 - 4,9

Amylase của vi khuấn cũng thuộc kiểu a - amylase nhưng có một số tính chất khác vói a - amylase của nấm mốc Đó là khả năng dịch hóa (hòa tan) và dextrin hóa tinh bột rất cao, còn khả năng đường hóa (tạo ra maltose) tương đối yếu

1.4.3.4 Protease [44-47]

Protease là enzyme thuộc nhóm hydrolase, xúc tác phản ứng thủy phân liên kết peptide của phân tử protein và peptide thành các axit amin tự do, một ít peptide ngắn, pepton

❖ Nguồn thu nhận:

Nhiều vi sinh vật có khả năng tổng hợp mạnh protease Các enzyme này có thể ở trong tế bào hoặc được tiết vào môi trường nuôi cấy Một so enzyme ngoại bào đã sản xuất quy mô công nghiệp và được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp, nông nghiệp

và trong y học

❖ Đặc điểm và tính chất của protease vi sinh vât:

Các công trình nghiên cứu protease vsv ngày càng nhiều Các kết quả nghiên cứu cho thấy ngay cả các protease của cùng một nòi vsv cũng có thể khác nhau về nhiều tính chất Căn cứ vào cơ chế phản ứng, pH hoạt động thích hợp các nhà khoa học đã phân loại các protease vsv thành bốn nhóm như sau: protease - xerin, protease - thiol; protease

- kim loại; protease - axit Một số tác giả khác chia protease thành 3 nhóm, dựa vào pH

hoạt động của chúng bao gồm: protease - axit, protease trung tính và protease kiềm Trong bốn nhóm protease kể trên, các protease - xerin và protease - tiol có khả năng phân giải liên kết este và liên kết amin của các dẫn xuất axit của amino axit Ngược lại, các protease kim loại, protease axit thường không có hoạt tính esterase và amidase đới với các dẫn xuất của amino axit

❖ ứng dụng của enzyme protease:

- Trong công nghiệp thực phẩm: có thể dùng các chế phẩm protease để làm mềm thịt, protease có khả năng làm đông tụ sữa, ứng dụng trong công nghệ nước chấm, giảm thời gian lên men trong công nghệ sản xuất bia rượu

- Trong công nghiệp thuộc da: phá hủy một số liên kết sợi collagen, thu được da có