Hoàn thiện quy trình chiết xuất từ nấm Đông trùng hạ thảo ở quy mô sản xuất pilot.pdf

NTTU-NCKH-04 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc Đơn vị chủ trì: Trường Đại học Nguyễn Tất Thành BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐÈ TÀI NCKH DÀNH CHO CÁN Bộ• - GIẢNG VIÊN 2020 Tên đề tài: Hồn thiện quy trình chiết xuất từ nấm Đông trùng hạ thảo quy mô sản xuất pilot số hợp đồng: 2020.01.150/HĐ-KHCN Chủ nhiệm đề tài: DS Nguyễn Ngọc Quý Đơn vị công tác: Viện Kỹ Thuật Công nghệ cao NTT Thời gian thục hiện: 06 tháng (Từ tháng 07/2020 đến tháng 12/2020) TP Hồ Chỉ Minh, ngày tháng năm 2020 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc Đơn vị chủ trì: Trường Đại học Nguyễn Tất Thành BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NCKH DÀNH CHO CÁN Bộ• - GIẢNG VIÊN 2020 Tên đề tài: Hồn thiện quy trình chiết xuất từ nấm Đơng trùng hạ thảo quy mô sản xuất pilot số hợp đồng: 2020.01.150/HĐ-KHCN Chủ nhiệm đề tài: DS Nguyễn Ngọc Quý Đơn vị công tác: Viện Kỹ Thuật Công nghệ cao NTT Thời gian thục hiện: 06 tháng (Từ tháng 07/2020 đến tháng 12/2020) Các thành viên phối hợp cộng tác: STT Họ tên DS Nguyễn Ngọc Quý Dược ĐH NTT CN Trần Thị Yến Nhi Thực phẩm ĐH NTT CN Phạm Trí Nhựt Hóa học ĐH NTT Chuyên ngành Cơ quan công tác Ký tên DS Nguyễn Minh Tiến Dược ĐH NTT DS Dương Đình Chung Dược ĐH NTT MỤC LỤC Trang DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT V DANH MỤC CÁC BẢNG vi DANH MỤC CÁC HÌNH vii TÓM TẮT KẾT QUẢ NGHIÊN cứu .viii MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỒNG QUAN 11 1.1 Đại cương nấm ĐTHT 11 1.1.1 Giới thiệu 11 1.1.2 Thành phần hóa học 12 1.1.3 Công dụng 13 1.2 Cao thuốc 14 1.2.1 Cao thuốc 14 1.2.2 Phương pháp điều chế cao thuốc 14 1.2.3 Yêu cầu chất lượng cao thuốc 15 1.2.4 Bảo quản cao thuốc 16 1.2.5 Độ ổn định thuốc 16 1.3 Phương pháp định lượng hoạt chất cordycepin HPLC 17 1.4 Các nghiên cứu chiết xuất ĐTHT 17 1.4.1 Các nghiên cứu nước .18 1.4.2 Các nghiên cứu nước 20 CHƯƠNG MỤC TIÊU VÀ NỘI DUNG NGHIÊN cứu 23 2.1 Mục tiêu nghiên cứu 23 2.2 Nguyên liệu, hóa chất thiết bị, dụng cụ 23 ii 2.2.1 Nguyên liệu 23 2.2.2 Hóa chất 24 2.2.3 Thiết bị dụng cụ 24 2.3 Nội dung nghiên cứu 24 2.3.1 Nội dung 1: Khảo sát điều kiện cô đặc bảo quản cao chiết từ nấm ĐTHT 24 2.3.2 Nội dung 2: Nghiên cứu nâng cấp lên quy mơ pilot quy trình cơng nghệ chiết xuất cao chiết từ nấm ĐTHT 25 2.4 Phuơng pháp nghiên cứu 25 2.4.1 Phuơng pháp kế thừa 25 2.4.2 Phucmg pháp bố trí thí nghiệm khảo sát điều kiện đặc, bảo quản dịch cao chiết từ nấm ĐTHT 26 2.4.3 Phương pháp bố trí thí nghiệm xác định điều kiện chiết xuất quy mô pilot cao chiết từ nguồn nguyên liệu ĐTHT .26 2.4.4 Phương pháp xác định hàm lượng cordycepin ĐTHT phương phápHPLC 28 2.4.5 Phân tích xử lý số liệu .30 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 31 3.1 Các tiêu lý hóa nguyên liệu nấm ĐTHT 31 3.1.1 Độ ẩm bột nguyên liệu 31 3.1.2 Độ tro toàn phần 31 3.1.3 Độ tro không tan acid 32 3.2 Khảo sát điều kiện cô đặc, bảo quản dịch cao chiết từ nấm ĐTHT 32 3.2.1 Nghiên cứu ảnh hưởng nhiệt độ thời gian cô đặcdịch chiết 32 3.2.2 Nghiên cứu khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ thời gianbảo quản dịch cao chiết 35 3.3 Nghiên cứu nâng cấp lên quy mơ pilot quy trình cơng nghệ chiết xuất cao iii chiết từ nấm ĐTHT 46 3.3.1 Lựa chọn, thiết kế, lắp đặt thiết bị phù hợp với quy mô pilot để chiết xuất nấm ĐTHT 46 3.3.2 Sản xuất thử nghiệm chiết xuất nấm ĐTHT thiết bị, điều chỉnh thông số phù hợp với sản xuất quy mô pilot hàm lượng cordycepin 48 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 51 TÀI LIỆU THAM KHẢO 53 PHỤ LỤC 57 PHỤ LỤC 1: Minh chứng kèm 57 PHỤ LỤC 2: Họp đồng thuyết minh đề cưong 59 IV DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIÉT TẮT Từ viết tắt Nghĩa tiếng Anh Nghĩa tiếng Việt Đông trùng hạ thảo ĐTHT DW Khối lượng chất khô Dry weight High performance liquid Sắc ký lỏng hiệu cao HPLC chromatography V DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng Bảng 1.1: Một số nghiên cứu tác dụng ĐTHT 13 Bảng 2.1: Một số thiết bị dùng nghiên cứu 24 Bảng 2.2: Thiết kế thí nghiệm quy mơ pilot 28 Bảng 3.1: Độ ẩm bột ĐTHT 31 Bảng 3.2: Độ tro toàn phần bột ĐTHT 31 Bảng 3.3: Độ tro không tan acid bột ĐTHT 32 Bảng 3.4: Hàm lượng cordycepin (pg/g DW) p value between group dịch chiết ĐTHT ảnh hưởng nhiệt độ thời gian bảo quản 37 Bảng 3.5: Hàm lượng cordycepin (pg/g DW) p value between group cao chiết ĐTHT ảnh hưởng nhiệt độ thời gian bảoquản 42 Bảng 3.6: Chiết xuất dịch chiết ĐTHT quy mơ phịng thí nghiệm 48 Bảng 3.7: Chiết xuất dịch chiết ĐTHT quy mô pilot giai đoạn 48 Bảng 3.8: Chiết xuất dịch chiết ĐTHT quy mô pilot giai đoạn 49 Bảng 3.9: Độ ẩm hàm lượng cordycepin cao chiết cô đặc quy mô phịng thí nghiệm, pilot giai đoạn giai đoạn .50 VI DANH MỤC CÁC HÌNH Trang Hình Hình 1.1 Hai lồi nấm ĐTHT 11 Hình 2.1 Quy trình sơ chế xử lý nguyên liệu ĐTHT 23 Hình 2.2 Quy trình chiết xuất nguyên liệu ĐTHT 27 Hình 2.3 Phuơng trình đuờng chuẩn cordycepin .29 Hình 3.1 Bột thể ĐTHT 31 Hình 3.2 Ảnh hưởng nhiệt độ thời gian cô đặc dịch chiết lên độ ẩm 33 Hình 3.3 Ảnh hưởng nhiệt độ thời gian cô đặc dịch chiết lên hàm lượng cordycepin (pg/g DW) 34 Hình 3.4 Dịch chiết ĐTHT ngày 35 Hình 3.5 Đánh giá cảm quan dịch chiết ĐTHT ảnh hưởng nhiệt độ thời gian bảo quản 36 Hình 3.6 Hàm lượng cordycepin (pg/g DW) dịch chiết bảo quản o°c 38 Hình 3.7 Hàm lượng cordycepin (pg/g DW) dịch chiết bảo quản 5°c 38 Hình 3.8 Hàm lượng cordycepin (pg/g DW) dịch chiết bảo quản 15°c 39 Hình 3.9 Hàm lượng cordycepin (pg/g DW) dịch chiết bảo quản 30°C 39 Hình 3.10 Hàm lượng cordycepin (pg/g DW) dịch chiết bảo quản 45°c 39 Hình 3.11 Đánh giá cảm quan cao chiết ĐTHT ảnh hưởng nhiệt độ thời gian bảo quản 41 Hình 3.12 Hàm lượng cordycepin (pg/g DW) cao chiết bảo quản o°c 43 Hình 3.13 Hàm lượng cordycepin (pg/g DW) cao chiết bảo quản 5°c 43 Hình 3.14 Hàm lượng cordycepin (pg/g DW) cao chiết bảo quản 15°c 43 Hình 3.15 Hàm lượng cordycepin (pg/g DW) cao chiết bảo quản 30°C 44 Hình 3.16 Hàm lượng cordycepin (pg/g DW) cao chiết bảo quản 45°c 44 Hình 3.17 Các thiết bị dự kiến chiết xuất nấm ĐTHT quy mô pilot 47 vii TÓM TẮT KÉT QUẢ NGHIÊN cứu Sản phẩn đăng ký thuyết minh Sản phấm thực đạt - Quy trình chiết xuất đơng trùng - Quy trình cơng nghệ chiết xuất hạ thảo cao chiết từ nấm Đông trùng hạ báo quốc tế thảo quy mơ pilot - Bài báo nộp Tạp chí khoa học quốc tế thuộc danh mục SCOPUS Thòi gian đăng ký: Từ tháng 07/2020 đến tháng 12/2020 Thòi gian nộp báo cáo: ngày viii MỞ ĐẦU Đông trùng hạ thảo (ĐTHT) dược liệu quý, có giá trị cao việc nâng cao sức khỏe, điều hòa miễn dịch, chống oxy hóa, kháng viêm ngăn ngừa ung thư Hiện tại, ĐTHT tự nhiên bị khai thác mức dẫn đến khan giá vô đắt Do nhu cầu thị trường ngày tăng công dụng ĐTHT nhân tạo ngày khẳng định, Cordyceps mỉlitaris trọng nuôi trồng rộng rãi nhiều địa phương nước Điển Trung tâm nghiên cứu, ứng dụng dịch vụ khoa học công nghệ tỉnh Kon Turn làm chủ cơng nghệ nhân giống, quy trình chăm sóc sản xuất nấm ĐTHT đạt suất cao Nhận thức giá trị vượt trội mà ĐTHT đem lại, giới có nhiều nghiên cứu chiết xuất hoạt chất từ nguyên liệu quý giá Tuy nhiên so nghiên cứu phát triển, xây dựng quy trình cơng nghệ chiết xuất dịch chiết quy mơ pilot cịn hạn chế Đồng thời vấn đề điều kiện bảo quản cao chiết từ nấm ĐTHT chưa quan tâm mức Ke tiêp hướng nghiên cứu nhóm tác giả, quy trình chiết xuất quy mô pilot xây dựng dựa kết thực nghiệm đề tài cấp sở Trường Đại học Nguyễn Tất Thành “Nghiên cứu đề xuất quy trình chiết xuất dịch chiết từ ĐTHT (Cordyceps militaris) tỉnh Kon Turn” triển khai nghiệm thu vào năm 2020 ĐTHT tỉnh Kon Turn chiết xuất với phương pháp chiết nóng có sinh hàn hồi lưu, dung mơi ethanol 60%, số lần chiết lần tốc độ khuấy trộn 300 vòng/phút Áp dụng phần mềm tối ưu hóa RSM CCD, điều kiện chiết xuất tối ưu hoạt chất cordycepin từ Đông trùng hạ thảo nhiệt độ 70°C 28 phút với tỷ lệ dung môi/ nguyên liệu 40 (ml/g) Sau thời gian chiết xuất điều kiện tối ưu, hàm lượng cordycepin thu nhận 1014,35 ± 9,37 (pg/g chất khô) Tuy nhiên, nghiên cứu kết thực nghiệm phòng thí nghiệm, việc áp dụng quy trình chiết xuất quy mô lớn cần điều chỉnh thông số kỹ thuật lựa chọn thiết bị phù họp Việc xây dựng quy trình chiết xuất lựa chọn điều kiện bảo quản phù họp đóng vai trị quan trọng việc chế biến dược liệu, đặc biệt sản xuất quy mơ lớn Rất khó để chiết xuất cao chiết từ dược liệu đạt tính quán cao chất lượng số lượng việc sản xuất hàng loạt khơng có thử nghiệm pilot, có khác biệt lớn quy mơ phịng thí nghiệm quy mơ sản xuất cơng nghiệp Dựa kết đề tài này, thông số tối ưu quy ... NGHIÊN cứu Sản phẩn đăng ký thuyết minh Sản phấm thực đạt - Quy trình chiết xuất đơng trùng - Quy trình cơng nghệ chiết xuất hạ thảo cao chiết từ nấm Đông trùng hạ báo quốc tế thảo quy mô pilot... “Hồn thiện quy trình chiết xuất cao chiết từ nấm ĐTHT quy mô sản xuất pilot” Đe tài thực với mục tiêu sau: Khảo sát điều kiện cô đặc dịch chiết, bảo quản dịch cao chiết Từ nâng cấp lên quy mơ... nghiệm quy mơ sản xuất công nghiệp Dựa kết đề tài này, thơng số tối ưu quy trình chiết xuất dịch chiết ĐTHT sử dụng để tiến hành khảo sát bảo quản cao chiết xây dựng quy trình sản xuất quy mơ