Nghiên cứu tách chiết astaxanthin từ sinh khối vi tảo Haematococcus pluvialis.pdf

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc Đon vị chủ trì: Trường Đại học Nguyễn Tất Thành BÁO CÁO TỎNG KÉT ĐÈ TÀI NCKH DÀNH CHO CÁN Bộ - GIẢNG VIÊN 2019 Tên đề tài: NGHIÊN cứu TÁCH CHIÉT ASTAXANTHIN TỪ SINH KHÓI VI TẢO HEAMATOCOCCUS PLUVIALIS Số hợp đồng: 2019.01.48/HĐ-KHCN Chủ nhiệm đề tài: Nguyền Hừu Thuần Anh Đơn vị công tác: Viện Kỳ thuật Công nghệ cao NTT, Trường ĐH Nguyễn Tất Thành Thời gian thực hiện: Từ tháng 04/2019 đến tháng 10/2019 TP Hồ Chí Minh, ngày 15 thảng 12 năm 2019 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc Đon vị chủ trì: Trường Đại học Nguyễn Tất Thành BÁO CÁO TỎNG KÉT ĐỀ TÀI NCKH DÀNH CHO CÁN Bộ - GIẢNG VIÊN 2019 Tên đề tài: NGHIÊN cừu TÁCH CHIẾT ASTAXANTHIN TỪ SINH KHỐI VI TẢO HEAMA TOCOCCUS PLUVIALIS Sổ hợp đồng : 2019.01.48/HĐ-KHCN Chủ nhiệm đề tài: Nguyền Hữu Thuần Anh Đơn vị công tác: Viện Kỹ thuật Công nghệ cao NTT, Trường ĐH Nguyễn Tất Thành Thời gian thực hiện: Từ tháng 04/2019 đến tháng 10/2019 Các thành viên phối hợp cộng tác: STT Họ tên Chuyên ngành Nguyễn Lâm Thu Hiền CNSH Võ Hồng Sơn CNSH Nguyễn Đoàn Nam Sơn CNSH Co’ quan công tác Trường ĐH Văn Lang Trường ĐH Bách Khoa Trường ĐH Bách Khoa Ký tên MỤC LỤC MỜ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Astaxanthin 1.1.1 Đặc điểm chung 1.1.2 Cấu trúc phân tử 1.1.3 Tính chất vật lý 1.1.4 Tính chất hóa học 1.1.5 Hoạt tính sinh học 1.1.6 Các nguồn thu nhận 1.1.7 Úng dụng 1.2 Vi tảo lục Haematococcuspluvialis 1.2.1 Sự phân bố của//, pluvialis 1.2.2 Hình thái tế bào vòng đời 1.2.3 Thành phần sinh hóa vi tảo 1.2.4 Nguồn gốc astaxanthin vi tảo 10 1.3 Các nghiên cứu nước 11 1.3.1 Các nghiên cứu nước 11 1.3.2 Nghiên cứu nước 12 CHƯƠNG NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN cứu 14 2.1 Nguyên liệu 14 2.2 Hóa chất 14 2.3 Thiết bị dụngcụ 14 2.4 Các phươngpháp phân tích 15 2.4.1 Phương pháp xác định độ ẩm theo TCVN 1867:2001 15 2.4.2 Phưong pháp định lượng astaxanthin hấp thu quang phổ theo Meyer Du Preez 15 2.4.3 Phương pháp phân tích thống kê số liệu 15 2.5 Nội dung khảo sát cách tiến hành 16 2.5.1 Khảo sát nồng độ enzyme, thời gian nhiệt độ xử lý enzyme đến trích ly astaxanthin 16 2.5.2 Khảo sát điều kiện ảnh hưởng đến trình chiết xuất astaxanthin từ vi tảo H.pluvialis dầu thực vật 17 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 19 3.1 Ket khảo sát nồng độ enzyme, thời gian nhiệt độ xử lý enzyme đến trích ly astaxanthin 19 3.1.1 Đường chuẩn astaxanthin dung môi ethanol 96° 19 3.1.2 Khảo sát nhiệt độ hoạt động enzyme 19 3.1.3 Khảo sát thời gian hoạt động enzyme 20 3.1.4 Khảo sát nồng độ hoạt động enzyme 20 3.2 Ket khảo sát điều kiện chiết xuất astaxanthin từ vi tảo H.pluvialis dầu thực vật 21 3.2.1 Đường chuân astaxanthin dung môi dầu 22 3.2.2 Dung môi dầu Olive 23 3.2.3 Dung môi dầu đậu nành 25 3.2.4 Dung môi dầu hạt cải 26 3.2.5 Dung môi dầu dừa 27 3.2.6 So sánh hàm lượng astaxanthin thu loại dung môi dầu 28 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 29 TÀI LIỆU THAM KHẢO .30 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT AST astaxanthin BKT P-carotene oxygenase CHY P-carotene hydroxylase cs cộng H.pluvialis Haematococcus pluvialis LSD The least significant difference OD Optical Density DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH Hình 1 Cấu trúc phân từ astaxanthin đồng phân Hình 1.2 Vị trí hoạt động astaxanthin màng tế bào Hình 1.3 Phản ứng Wittig tổng hợp astaxanthin Hình 1.4 Một số sản phẩm từ astaxanthin Hình 1.5 Hình chụp qua kính hiển vi quang học hình thái te bàoH.pluvialis Hình 1.6 Vịng đời H.pluvialis Hình 1.7 Con đường sinh tổng họp astaxanthin vi tảo H.pluvialis 11 Hình 2.1 Quy trình khảo sát ảnh hưởng enzyme tới trích ly 16 Hình 2.2 Quy trình khảo sát điều kiện chiết xuất astaxanthin từ vi tảo H.pluvialis dung môi dầu thực vật 17 Hình 3.1 Đường chuẩn astaxanthin dung mơi ethanol 96° 19 Hình 3.2 Ảnh hưởng nhiệt độ hoạt động enzyme đến chiết xuất astaxanthin 19 Hình 3.3 Ảnh hưởng thời gian hoạt động enzyme đến chiết xuất astaxanthin 20 Hình 3.4 Ảnh hưởng nồng độ xừ lý enzyme đến hiệu chiết suất astaxanthin 21 Hình 3.5 Đường chuẩn astaxanthin dầu olive 22 Hình 3.6 Đường chuẩn astaxanthin dầu đậu nành .22 Hình 3.7 Đường chuẩn astaxanthin dầu hạt cải 23 Hình 3.8 Đường chuẩn astaxanthin dầu dừa .23 Hình 3.9 Ảnh hưởng thời gian chiết xuất astaxanthin dầu Olive 24 Hình 3.10 Anh hưởng tỉ lệ mầu/dung môi chiết xuất astaxanthin trongdầu olive 24 Hình 3.11 Ảnh hưởng thời gian chiết xuất astaxanthintrong dầu đậu nành 25 Hình 3.12 Ảnh hưởng tỉ lệ mầu/dung mơi chiết xuất astaxanthin dầu đậu nành25 Hình 3.13 Ảnh hưởng thời gian chiết xuất astaxanthin dầu hạt cải 26 Hình 3.14 Ảnh hưởng tỉ lệ mầu/dung môi chiết xuất astaxanthin dầu hạt cải 26 Hình 3.15 Ảnh hưởng thời gian chiết xuất astaxanthin dầu dừa 27 Hình 3.16 Anh hưởng tỉ lệ mầu/dung môi chiết xuất astaxanthin dầu dừa 27 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Thành phần vi tảo H.pluvialis hai giai đoạn sinh trưởng khác Bàng 2.1 Danh sách hóa chất 14 Bảng 3.1 So sánh ảnh hưởng thời gian xử lý lên hàm lượng astaxanthin bốn loại dung môi dầu Error! Bookmark not defined TÓM TẮT KÉT QUẢ NGHIÊN cứu Sán phẩm đăng ký thuyết minh Sản phẩm thực đạt Quy trình tách chiết astaxanthin từ Quy trình tách chiết astaxanthin từ sinh khối vi tảo H.pluvialis sinh khối vi tảo H.phivialis viscoenzym ethanol viscoenzym ethanol Quy trình tách chiết astaxanthin từ Quy trình tách chiết astaxanthin từ sinh khối vi tảo H.pluvialis sinh khối vi tảo H.pluvialis autoclave dung môi dầu autoclave dung môi dầu Báo cáo tổng kết Báo cáo tổng kết Bài báo khoa học (đã nhận Bài báo khoa học (tạp chí nước tạp chí quốc te) đăng tạp chí quốc tế) Đào tạo 02 kỹ sư Công nghệ sinh học Thòi gian đăng ký : Đào tạo 02 kỳ sư Công học từ ngày 01/04/2019 đến ngày 31/10/2019 Thòi gian nộp báo cáo: tháng 12/2019 nghệ sinh MỞ ĐẦU Chất chống oxy hóa họp chất giúp ngăn chặn làm chậm q trình oxy hóa chất khác cách phản ứng với gốc tự do, tác nhân gây oxy hóa, ngăn cản ảnh hưởng chất đến tể bào, giúp tế bào khỏe manh Ngày nay, hợp chất có khả chổng oxy hóa có nguồn gốc tự nhiên thu hút nhiều quan tâm nhà khoa học bời ứng dụng chúng phịng chống bệnh tật, chống lão hóa, làm đẹp Đen nay, nhà khoa học phát nhiều loại chất chống oxy hóa khác như: Vitamin c, vitamin E, glutathione, enzyme catalase, axit citric đó, astaxanthin chất có khả chống oxy hóa mạnh biết với tên “siêu vitamin E” khả kháng oxy hóa gấp 65 lần so với vitamin c 100 lần so với vitamin E [21] Astaxanthin phát nhiều lồi sinh vật khác cá hồi, tơm, vi khuân, nấm vi tảo lục Haematococcus pluvialis lồi có khả tích lũy hàm lượng astaxanthin cao nhất, tối đa 5% sinh khối khô (Johnson & Schroeder, 1995) Tuy nhiên, thành tế bào vi tảo dày khiến việc chiết xuất astaxanthin khó khăn Những cách thường dùng số nghiên cứu trước sử dụng dung môi hữu đồng dung môi để phá vờ màng tế bào, đồng thời dung mơi để hịa tan astaxanthin: Dung mơi acetone nghiên cứu Kobayashi (1997), dung môi dầu thực vật nghiên cứu Chang (2007) Ờ báo cáo này, thực đề tài: “Nghiên cứu tách chiết astaxanthin từ sinh khối vi tảo Haetnatococcuspluvialis” Nội dung bao gồm: - Khảo sát yếu tố xử lý tế bào vi tảo H pluvialis bang viscozyme chiết xuất astaxanthin bang dung môi ethanol - Khảo điều kiện xử lý vi tảo H pluvialis nồi hap (autoclave) chiết xuất astaxanthin dung môi dầu thực vật nhiệt độ cao (dầu đậu nành, dầu olive, dầu dừa dầu hạt cải) Kết đạt được: - Chúng thử nghiệm việc tiền xử lý ngun liệu tảo bang enzyme viscozyme, thơng qua thí nghiệm khảo sát yếu tố điều kiện xử lý tảo bang enzyme Ket cho thấy điều kiện xử lý tảo bang enzyme tối ưu 40°C 45 phút với nồng độ enzyme 2% - Ớ điều kiện xử lý tảo: hấp khử trùng (121°c, atm), loại dầu có điều kiện trích ly sau: + Dung môi dầu hạt cải với thời gian xừ lý 30 phút, tỉ lệ mầu/dung môi 1/8 cho hiệu suất trích ly cao 29,468 mg/g + Dung môi dầu olive với thời gian xử lý 30 phút, tỉ lệ mẫu/dung môi 1/14 cho hiệu suất trích ly cao 27,528 mg/g + Dung môi dầu hạt nành với thời gian xử lý 30 phút, tỉ lệ mầu/dung môi 1/14 cho hiệu suất trích ly cao 23,688 mg/g + Dung mơi dầu dừa với thời gian xử lý 25 phút, tỉ lệ mầu/dung mơi 1/14 cho hiệu suất trích ly cao 23,781 mg/g ... trình tách chiết astaxanthin từ sinh khối vi tảo H.pluvialis sinh khối vi tảo H.phivialis viscoenzym ethanol viscoenzym ethanol Quy trình tách chiết astaxanthin từ Quy trình tách chiết astaxanthin. .. acetone nghiên cứu Kobayashi (1997), dung môi dầu thực vật nghiên cứu Chang (2007) Ờ báo cáo này, thực đề tài: ? ?Nghiên cứu tách chiết astaxanthin từ sinh khối vi tảo Haetnatococcuspluvialis”... Saling, 2003) Một số cơng trình nghiên cứu phương pháp chiết xuất astaxanthin từ vi tảo H pluvialis'' Năm 1992, Johnson cs nghiên cứu cho biết vi? ??c chiết xuất astaxanthin theo phương pháp qua