Nghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng tới quy trình tạo chế phẩm giàu canthaxanthin từ vi khuẩn ưa mặn

LỜI CAM ĐOAN Luận văn thạc sĩ kỹ thuật hóa học với đề tài: “Nghiên cứu số yếu tố ảnh hưởng tới quy trình tạo chế phẩm giàu canthaxanthin từ vi khuẩn ưa mặn”đƣợc hoàn thành dƣới hƣớng dẫn khoa học TS Trần Quốc Toàn – Viện Hóa học hợp chất thiên nhiên Tơi xin cam đoan số liệu, kết nghiên cứu đƣợc trình bày luận văn trung thực không đƣợc chép nội dung từ luận văn thạc sĩ hay tiến sĩ khác Hà Nội, Ngày tháng năm 2020 Tác giả luận văn Nguyễn Đình Tuấn i LỜI CÁM ƠN Luận văn đƣợc hoàn thành Trƣờng Đại học Hồng Đức Viện Hóa học hợp chất thiên nhiên Với kính trọng biết ơn sâu sắc, tơi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy hƣớng dẫn TS Trần Quốc Tồn bảo tận tình chu đáo tạo điều kiện tốt để hồn thành Luận văn Tơi xin chân thành cảm ơn thầy cô Bộ môn nhƣ thầy cô Trƣờng Đại học Hồng Đức Viện Hóa học hợp chất thiên nhiên giúp đỡ đóng góp nhiều ý kiến quý báu Đồng thời xin cảm ơn anh chị học viên, bạn sinh viên học tập, nghiên cứu Bộ môn ủng hộ, động viên q trình hồn thành đề tài Tơi xin cảm ơn đề tài mã số 10.17/CNSHCB thuộc đề án phát triển ứng dụng công nghệ sinh học lĩnh vực công nghiệp chế biến đến năm 2020 cho phép đƣợc tham khảo sử dụng phần số liệu hồn thành luận văn Tơi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến gia đình, bạn bè ngƣời thân ln giúp đỡ, động viên suốt thời gian học tập thời gian làm luận văn Thanh Hóa, ngày tháng năm 2020 HỌC VIÊN Nguyễn Đình Tuấn ii MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu chung canthaxanthin 1.2 Vai trò canthaxanthin nuôi cá hồi 1.3 Nguồn canthaxanthin 1.3.1 Canthaxanthin hóa tổng hợp 1.3.2 Canthaxanthin sinh tổng hợp 1.3.3 Nguồn sản xuất canthaxanthin từ vi khuẩn ƣa mặn 1.3.4 Công nghệ lên men sản xuất cantaxanthin từ vi khuẩn 11 1.3.5 Công nghệ trích ly, thu hồi tinh chế canthaxanthin 14 1.3.6 Giới thiệu phƣơng pháp chiết siêu âm 15 1.3.7 Giới thiệu phƣơng pháp đáp ứng bề mặt sử dụng tối ƣu hóa quy trình cơng nghệ 16 CHƢƠNG 2: ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 19 2.1 Đối tƣợng nghiên cứu 19 2.2 Hóa chất, dụng cụ thiết bị 19 2.2.1 Hóa chất 19 2.2.2 Dụng cụ, thiết bị sử dụng 19 2.3 Nội dung nghiên cứu 20 2.4 Phƣơng pháp nghiên cứu 20 2.4.1 Xác định tổng hàm lƣợng tổng carotenoid [51] 20 2.4.2 Xác định hàm lƣợng canthaxanthin sắc ký lỏng hiệu cao (HPLC) [52] 21 2.4.3 Phƣơng pháp sắc kí lớp mỏng 22 2.4 Phƣơng pháp sắc kí cột 24 2.4.5 Phƣơng pháp tối ƣu hóa thực nghiệm 25 CHƢƠNG 3: THỰC NGHIỆM 31 iii 3.1 Xây dựng quy trình chiết xuất phân lập canthaxanthin 31 3.2 Định lƣợng canthaxanthin phƣơng pháp sắc ký lỏng hiệu cao 33 3.3 Khảo sát ảnh hƣởng yếu tố cơng nghệ đến hiệu suất q trình chiết xuất canthaxanthin 33 3.3.1 Khảo sát ảnh hƣởng nhiệt độ đến trình chiết 34 3.3.2 Khảo sát ảnh hƣởng củatỷ lệ dung mơi/ngun liệu đến q trình chiết34 3.3.3 Khảo sát ảnh hƣởng thời gian đến trình chiết 35 3.3.4 Khảo sát ảnh hƣởng cơng suất siêu âm đến q trình chiết 35 3.4 Xây dựng mơ hình nghiên cứu ma trận kế hoạch thực nghiệm 35 CHƢƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 38 4.1 Kết khảo sát ảnh hƣởng yếu tố công nghệ đến hiệu suất chiết xuất 38 4.1.1 Ảnh hƣởng nhiệt độ đến trình chiết 38 4.1.2 Ảnh hƣởng tỷ lệ dung mơi/ngun liệu tới q trình chiết 39 4.1.3 Ảnh hƣởng thời gian tới trình chiết 41 4.1.4 Ảnh hƣởng công suất siêu âm tới trình chiết 42 4.2 Kết quy hoạch thực nghiệm tối ƣu hóa thơng số cơng nghệ q trình chiết xuất 44 4.2.1 Kiểm tra tƣơng hợpcủa mơ hình 45 4.2.2 Tối ƣu hóa quy trình chiết xuất 50 4.3 Kết chiết xuất phân lập canthaxanthin điều kiện tối ƣu 52 KẾT LUẬN 54 TÀI LIỆU THAM KHẢO 55 iv DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT TT Ký hiệu UV HPLC TLC sắc ký lớp mỏng SKPT Sắc ký pha thƣờng SKPĐ Sắc ký pha đảo SKPB Sắc ký phân bố MeOH Methanol CH2Cl2 Dicholoromethane EtOH Ethanol 10 EtOAc Ethylacetate 11 C-18 Tên Tia tử ngoại Sắc ký lỏng hiệu cao Silicagel pha đảo v DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Nguồn vi sinh vật cho sản xuất cantaxanthin Bảng 3.1 Bảng ma trận kế hoạch thực nghiệm 36 Bảng 3.2 Các mức thí nghiệm biến biến cơng nghệ 37 Bảng 4.1 Kết khảo sát nhiệt độ chiết xuất hiệu suất thu hồi canthaxanthin carotenoid tổng 38 Bảng 4.2 Kết khảo sát tỷ lệ dung môi/nguyên liệu hiệu suất thu hồi canthaxanthin carotenoid tổng 39 Bảng 4.3 Kết khảo sát thời gian chiết xuất hiệu suất thu hồi canthaxanthin carotenoid tổng 41 Bảng 4.4 Kết khảo sát công suất siêu âm hiệu suất thu hồi canthaxanthin carotenoid tổng 42 Bảng 4.5a Biến mã hóa mức thí nghiệm 44 Bảng 4.5b Bảng kêt ma trận kế hoạch thực nghiệm 44 Bảng 4.6 Bảng phân tích hồi quy hàm mục tiêu Y1 Y2……………… 45 Bảng 4.7 Kết tối ƣu hóa biến công nghệ 50 vi DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 Cơng thức cấu tạo cantaxanthin (β,β-Carotene-4,4'-dione) Hình 1.2 Cá Hồi Vân Hình 1.3a.Phản ứng oxi hóa β – caroten Hình 1.3b Quy trình tổng hợp canthaxanthin theo phƣơng pháp Rosenberg Hình 1.4 Sơ đồ đƣờng sinh tổng hợp cantaxanthin vi khuẩn Hình 1.5 Sơ đồ tích hợp thiết bị phát siêu âm với hệ thống trích ly quy mơ công nghiệp 15 Hình 2.1 Bột sấy khô sinh khối sau lên men 19 Hình 2.2 Sơ đồ hệ thống sắc ký lỏng hiệu cao (HPLC) 22 Hình 2.3 Cách tính giá trị Rf 23 Hình 2.4 Các bƣớc tiến hành sắc ký cột 25 Hình 3.1 Sơ đồ quy trình chiết xuất phân lập canthaxanthin từ sinh khối 32 Hình 3.2 Đồ thị đƣờng chuẩn canthaxanthin 33 Hình 4.1 Ảnh hƣởng nhiệt độ chiết tới trình chiết 38 Hình 4.2 Ảnh hƣởng tỷ lệ dung mơi/ngun liệu tới q trình chiết 40 Hình 4.3 Ảnh hƣởng thời gian tới trình chiết 41 Hình 4.4 Ảnh hƣởng cng suất siêu âm tới trình chiết 43 Hình 4.5a Biểu đồ thực nghiệm dự đoán, phân bố ngẫu nhiên Y1…….47 Hình 4.5b Bề mặt đáp ứng hàm lƣợng canthaxanthin (a) hàm lƣợng carotenoid tổng (b)…………………………………………………………… 49 Hình 4.6a Mức độ đáp ứng nguyện vọng trình chiết xuất 51 Hình 4.6b Điều kiện tối ƣu hóa biến cơng nghệ kết tối ƣu hóa hàm mục tiêu Y1 Y2 51 Hình 4.7a Cơng thức hóa học hợp chất canthaxanthin 52 Hình 4.7b Sắc ký đồ hợp chất cathaxanthin 53 vii MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Canthaxanthin (β,β-Carotene-4,4'-dione) sắc tố có màu cam thuộc nhóm carotenoids, tồn tƣơng đối phổ biến tự nhiên, đƣợc phân lập lần lần từ loài nấmăn đƣợc Cinnabarinus cantharellus đƣợc sử dụng nhƣ loại phụ gia, chất tạo màu cho thực phẩm (E-161) [24] thuốc nhuộm mỹ phẩm nhƣ chất chống oxy hóa, giúp tăng cƣờng hệ miễn dịch, giảm tỉ lệ mắc bệnh [33] Ngoài đƣợc phép cho thêm vào thức ăn cho gia cầm thuỷ sản Các nghiên cứu việc bổ sung hợp chất carotenoid (astaxanthin, canthaxanthin) vào thức ăn cho thủy sản với mục đích tạo màu cho thịt cá hồi tạo màu sắc sặc sỡ da số loài cá cảnh đƣợc tiến hành Canthaxanthin đƣợc tìm thấy tự nhiên số loài động vật, thực vật vi sinh vật, chúng đóng vai trị quan trọng q trình tạo màu động vật trƣởng thành việc bảo vệ mô (thực vật động vật) chống lại gốc tự oxy hoá Trong hệ sinh thái biển, canthaxanthin đƣợc tìm thấy tảo, vi khuẩn giáp xác[44] Cá khơng có khả tự sinh tổng hợp carotenoid nhƣng có khả tích lũy chất cá chúng ăn loại Trong nuôi trồng thủy sản, hồn tồn gia tăng màu sắc cá hồi nhờ bổ sung cantaxanthin vào thức ăn dạng viên Đó cá có khả vận chuyển giữ chất màu vị trí đặc hiệu thịt cá, giống nhƣ phân tử cantaxanthin tích lũy tự nhiên Hiện nay, sản phẩm giàu cantaxanthin bổ sung vào thức ăn cho cá Hồi nuôi thƣơng phẩm Việt Nam từ nhập khẩu, chủ yếu đƣợc sản xuất cơng nghệ tổng hợp hóa học Xu hƣớng chung giới sản xuất chế phẩm cantaxanthin có nguồn gốc tự nhiên đảm bảo an tồn sinh học khơng ảnh hƣởng đến sức khỏe ngƣời tiêu dùng Vì vậy, cần thiết phải nghiên cứu sản xuất nguồn cantaxanthin tổng hợp từ vi sinh vật có hiệu để bổ sung vào thức ăn cho cá Hồi Với tầm quan trọng ứng dụng canthaxanthin nên đặt vấn đề thực đề tài: “Nghiên cứu số yếu tốảnh hưởng tới quy trình tạo chế phẩm giàu canthaxanthin từ vi khuẩnưa mặn” để nghiên cứu Đối tƣợng nghiên cứu Sinh khối thu đƣợc sau lên men chủng vi khuẩn ƣa mặn sinh canthaxanthin ParacoccuscarotinifaciensVTP 20181 Mục tiêu nghiên cứu Xây dựng quy trình công nghệ chiết tách làm giàu phân lập hợp chất canthaxanthin từ Sinh khối thu đƣợc sau lên men chủng vi khuẩn ƣa mặn sinh canthaxanthin ParacoccuscarotinifaciensVTP 20181 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu chung canthaxanthin Cantaxanthin (hay canthaxanthin)(β,β-Carotene-4,4'-dione) sắc tố có màu đỏ thuộc nhóm carotenoids, có cơng thức phân tử: C40H52O2 , khối lƣợng phân tử M=564,82g, nhiệt độ nóng chảy: 211 - 212ºC (kèm phân hủy), hấp phụ cực đại λmax: 482 nm (CHCl3); 474 nm (C2H5OH); 466 nm (ete dầu hỏa) Tƣơng tự nhƣ carotenoid khác, cantaxanthin chất chống oxi hóa mạnh, dễ bị phân hủy để khơng khí, hồ tan tốt dung mơi phân cực Hình 1.1 Cơng thức cấu tạo cantaxanthin (β,β-Carotene-4,4'-dione) Cantaxanthin tồn tƣơng đối phổ biến tự nhiên, đƣợc phân lập từ loài nấm ăn đƣợc Cinnabarinus cantharellus vào năm 1950 Haxo cs Cantaxanthin đƣợc tạo số loài tảo xanh giai đoạn cuối chu kỳ sinh trƣởng với số caroten khác [32] Ngoài ra, cịn đƣợc phát lồi vi khuẩn [44], động vật giáp xác [46] nhiều loài cá nhƣ cá chép [38], cá đối vàng, cá tráp biển Cantaxanthin khơng đƣợc tìm thấy lồi cá hồi hoang dã Đại Tây Dƣơng nhƣng đƣợc tìm thấy lồi cá hồi hoang dã Thái Bình Dƣơng số loài cá hồi khác Cantaxanthin đƣợc sử dụng nhƣ loại phụ gia, chất tạo màu cho thực phẩm (E-161) thuốc nhuộm mỹ phẩm Ngồi đƣợc phép cho thêm vào thức ăn cho gia cầm thuỷ sản.Hiện nay, thị trƣờng cantaxanthin thƣơng mại thƣờng có hàm lƣợng 10%, giá bán trung bình khoảng triệu VNĐ/kg 16.489 Điều cho thấy giá trị hàm mục tiêu phụ thuộc vào biến ảnh hƣởng lớn, mơ hình thiết lập tƣơng hợp với thực nghiệm đánh giá hội tụ mơ hình thơng qua biểu đồ thực nghiệm dự đoán (predicted and actual value plots) biểu đồ phân bố ngẫu nhiên lần thí nghiệm (residuals versus runs models) thể hình 4.6a Mơ hình có tƣơng quan tốt thực nghiệm lý thuyết điểm thí nghiệm tập trung theo dạng đƣờng chéo thẳng mô tả (A) phân bố điểm thí nghiệm ngẫu nhiên phạm vi (-3, 3) mô tả (B) Biểu đồ thực nghiệm dự đoán, phân bố ngẫu nhiên hàm Y1 Biểu đồ thực nghiệm dự đoán, phân bố ngẫu nhiên hàm Y2 Hình 4.5a Biểu đồ thực nghiệm dự đoán, phân bố ngẫu nhiên Y1 Y2 47 Sau loại bỏ biến khơng có ý nghĩa (p > 0.05) Hàm mục tiêu Y1, Y2 mơ hình đƣợc xác định biểu diễn phƣơng trình hồi quy bậc nhƣ sau: Y1 = 14.94 + 0.61B – 0,43C + 0.5D – 0.69AC + 0.77BC + 1.13BD + 0.74CD – 0.98A2 – 2.04B2 – 1.94C2 – 1.36D2(1) Y2 = 18.07 + 0.79B – 0.58C + 0.64D – 0.83AC + 0.81BC + 1.36BD + 0.9CD – 1.16A2 – 2.44B2 – 2.37C2 – 1.67D2(2) Sự ảnh hƣởng yếu tố tuyến tính (A, B, C, D) đến giá trị hàm mục tiêu lớn nhất, sau ảnh hƣởng yếu tố chập (AB, AC, AD, BC, BD, CD) ảnh hƣởng đến giá trị hàm mục tiêu yếu tố bình phƣơng (A2, B2, C2, D2) + Từ phƣơng trình hồi quy (1) (2) ta thấy ảnh hƣởng yếu tố lên hàm mục tiêu Y1 (hàm lƣợng canthaxanthin) Y2 (hàm lƣợng carotenoid tổng) Ta thấy có yếu tố B, C D ảnh hƣởng đến hàm Y1 Y2 Yếu tố A thể mức độ ảnh hƣởng yếu thông qua tƣơng tác chập tƣơng tác bình phƣơng (AC, A2) Trong mức độ ảnh hƣởng yếu tố công nghệ theo thứ tự giảm dần B > D > C Hai yếu tố B D ảnh hƣởng đồng biến (tƣơng tác dƣơng) với Y1 Y2 yếu tố C ảnh hƣởng nghịch biến (tƣơng tác âm) với Y1 Y2 tƣơng ứng với hệ số chúng phƣơng trình hồi quy (1) Ảnh hƣởng tƣơng tác yếu tố công nghệ đôi đến hàm mục tiêu đƣợc biểu thị thông qua bề mặt đáp ứng hàm lƣợng phenolic tổng hàm lƣợng cao chiết tổng hình 4.5b 48 (a) (b) Hình 4.5b Bề mặt đáp ứng hàm lượng canthaxanthin (a) hàm lượng carotenoid tổng (b) Trên bề mặt đáp ứng, vùng màu đỏ sẫm vùng tối ƣu Tại đó, giá trị hàm mục tiêu Y1, Y2 nằm vùng giá trị lớn Từ bề mặt đáp ứng hình 4.6b đƣa nhận xét nhƣ sau: Với bề mặt đáp ứng biểu diễn hàm Y1, Y2: cặp yếu tố tƣơng tác đôi (BC, BD, CD) ảnh hƣởng lớn cặp yếu tố lại (AB, AC, AD) Trong cặp yếu tố (BC, BD, CD) thứ tự ảnh hƣởng mạnh đến hàm Y1 đƣợc 49 xếp lần lƣợt BD > BC > CD Điều hoàn phù hợp với kết thể phƣơng trình hồi quy (1) (2) 4.2.2 Tối ưu hóa quy trình chiết xuất Quá trình chiết xuất sinh khối cần đƣợc tối ƣu cho hàm mục tiêu Y1 (hàm lƣợng canthaxanthin) Y2 (hàm lƣợng carotenoid tổng) đạt giá trị lớn Điều đƣợc giải việc tiến hành giải toán tối ƣu phần mềm Design expert 7.0 theo phƣơng pháp hàm nguyện vọng với mức độ ƣu tiên (từ đến 5) Trong toán này, với mục tiêu đặt ra, nghiên cứu sinh lựa chọn mức độ ƣu tiên cho hàm mục tiêu nhƣ sau: + Hàm lƣợng canthaxanthin Y1 (mức 4) + Hàm lƣợng carotenoid tổng Y2 (mức 3) Kết tối ƣu phần mềm Design expert 7.0 cho ta giải pháp tƣơng ứng với số liệu công nghệ Bộ thông số công nghệ tối ƣu đƣợc trình bày bảng 4.7 Tại điều kiện thông số công nghệ nhƣ bảng 4.2.2, giá trị dự đoán hàm mục tiêu lần lƣợt Y1 = 15.074 (mg/g) Y2 = 18.26 (mg/g) Mức độ đáp ứng theo hàm nguyện vọng đƣợc thể hình 4.2.2a Theo với giải pháp yêu cầu yếu tố ảnh hƣởng đạt 100% nguyện vọng, mục tiêu hàm canthaxanthin đạt 97,81% nguyện vọng hàm lƣợng carotenoid tổng đạt 98,13% nguyện vọng Nguyện vọng tổng thể đạt 97,94% Bảng 4.7 Kết tối ưu hóa biến cơng nghệ Biến mã hóa A B C Biến thực D Nhiệt độ Tỷ lệ dung Thời gian Công suất chiết môi/nguyên chiết chiết siêu siêu âm liệu (v/w) (phút) âm (W) 9.5 90 145 (0C) 0.01 0.23 -0.02 0.27 35 50 Hình 4.6a Mức độ đáp ứng nguyện vọng trình chiết xuất Hình 4.6b Điều kiện tối ưu hóa biến cơng nghệ kết tối ưu hóa hàm mục tiêu Y1 Y2 51 4.3 Kết chiết xuất phân lập canthaxanthin điều kiện tối ƣu Kết từ 100g bột sinh khối khô ban đầu, trải qua công đoạn chiết xuất phân lập thu đƣợc 125 mg canthaxanthin Hình 4.7a Cơng thức hóa học hợp chất canthaxanthin Các thơng số hóa lí hợp chất đƣợc chúng tơi xác định phƣơng pháp hóa lý khác nhƣ sau: + Phổ khối ESI-MS: m/z = 565 [M+H]+ + Công thức phân tử: C40H52O2 + Trạng thái: chất rắn màu đỏ + Điểm nóng chảy: 211 – 2130C + Hấp thụ cức đại bƣớc sóng λmax 470 nm + Khả hồ tan: Khơng tan nƣớc, tan tốt acetone, chloroform Phổ cộng hƣởng từ hạt nhân: đƣợc xác định máy cộng hƣởng từ hạt nhân Brucker 500 MHz viện Hóa học – Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam H NMR (500 MHz, CDCl3) δ 1.86 (2H, m, H-2,2’), 2.51 (2H, m, H-3,3’), 6.25 (2H, m, H-7,7’), 6.36 (2H, d, H-8,8’), 6.27 (2H, m, H-10,10’), 6.68 (2H, m, H-11,11’), 6.40 (2H, d, H-12,12’), 6.29 (2H, m, H-14,14’), 6.65 (2H, m, H15,15’), 1.20 (6H, s, H-16,16’), 1.20 (6H, s, H-17,17’), 1.88 (6H, s, H-18,18’), 2.00 (6H, s, H-19,19’), 2.18 (6H, s, H-20,20’) 13 C NMR: δ 198.7 (C=O), 160.9 (C-6,6’), 141.1 (C-8,8’), 139.3 (C-12,12’), 136.6 (C-13,13’), 134.8 (C-9,9’), 134.3 (C-10,10’), 133.6 (C-14,14’), 130.5 (C15,15’), 129.9 (C-5,5’), 124.7 (C-11,11’), 124.2 (C-7,7’), 160.9 (C-6,6’), 37.7 (C-2,2’), 35.7 (C-1,1’), 34.3 (C-3,3’), 27.7 (C-16,16’), 27.7 (C-17,17’), 13.7 (C18,18’), 12.7 (C-20,20’), 12.5 (C-19,19’) 52 Hình 4.7b Sắc ký đồ hợp chất cathaxanthin Canthaxanthin tinh Sắc ký lớp mỏng canthaxanthin 53 KẾT LUẬN Luận án tiến hành nghiên cứu xây dựng đƣợc quy trình chiết xuất phân lập hợp chất canthaxanthin từ sinh khối khô sau lên men chủng vi khuẩn ParacoccuscarotinifaciensVTP 20181 Một số kết đạt đƣợc cụ thể nhƣ sau: Đã tiến hành xây dựng đƣờng chuẩn hợp chất canthaxanthin phƣơng pháp sắc ký lỏng hiệu cao (HPLC) Dựa vào đƣờng chuẩn này, xác định đƣợc xác hàm lƣợng canthaxanthin có cao chiết tổng Khảo sát, đánh giá ảnh hƣởng yếu tố cơng nghệ q trình chiết xuất nhiệt độ chiết,tỷ lệ dung môi/nguyên liệu, thời gian chiết công suất siêu âm Điều kiện Tối ƣu hóa thơng số cơng nghệ q trình chiết xuất tại: + Nhiệt độ chiết xuất: 350C + Tỷ lệ dung môi/nguyên liệu: 9.5/1 + Thời gian chiết xuất: 90 phút + Công suất siêu âm: 145 W Hàm lƣợng canthaxanthin carotenoid tổng điều kiện tối ƣu phân tích đƣợc cao chiết tổng lần lƣợt 15.07(mg/g) 18.26 (mg/g) Từ 100g bột sinh khối khô ban đầu, qua trình chiết xuất, phân lập tinh thu đƣợc 125 mg canthaxanthin độ tinh 98% Độ tinh canthaxanthin đƣợc kiểm tra sắc ký lớp mỏng (TLC), sắc ký lỏng hiệu cao (HPLC) 54 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Nguyễn Đình Chúc Ngơ Tuấn Kỳ (1984) Sách tra cứu hóa sinh Nhà xuất khoa học kỹ thuật Trình Mai Duy Lƣu, Lê Hồng Phúc, Kiều Phƣơng Nam, Ngô Đại Nghiệp (2010) Sàng lọc nghiên cứu đặc điểm chủng vi sinh vật có khả sinh tổng hợp cantaxanthin TC Công nghệ sinh học 8(3B): 1601 – 1608 Nguyễn Việt Nam (2012) Hiện Trạng tiềm phát triển cá nƣớc lạnh Việt Nam Báo cáo tham luận Hội Thảo phát triển nuôi trồng thủy sản nƣớc lạnh Việt Nam 20/2012 Vũ Thanh Thảo, Trần Hữu Tâm, Trần Thành Đạo, Trần Cát Đông (2011) Khảo sát tạo carotenoid theo thời gian pha dinh dƣỡng số chủng Bacillus TC Y học TP Hồ Chí Minh 15(1): 211 – 217 Nguyễn Thị Trang (2013) Báo cáo tổng kết đề tài cấp nhà nƣớc "Nghiên cứu ứng dụng enzyme sản xuất thức ăn nuôi cá hồi cá tầm" Viện nghiên cứu nuôi trồng thủy sản Nguyễn Thị Trang Nguyễn Tiến Hóa (2013) Ảnh hƣởng thức ăn có bổ sung astaxanthin cantaxanthin với tỷ lệ khác lên màu sắc thịt cá hồi vân (Oncorhynchus mykiss) TC Khoa học phát triển 11(7): 981 – 986 Trịnh Thị Lan Chi (2010) Báo cáo nghiệm thu đề tài nghiên cứu khoa học Tung tâm Nhiệt đới Việt – Nga Tiếng Anh Ando, S., Amauchi, H., Hatano, M and Heard, W.R (1992) Comparison of muscle compositions between red- and white-fleshed chinook salmon (Oncorhynchus tshawytscha) Aquaculture 103, 359-365 Andrews, A.G., Phaff, H.J., and Starr, M.P (1976) Carotenoids of Phaffia rhodozyma, a red pigmented fermenting yeast Phytochemistry15, 1003– 1007 55 Beardsworth P.M and Hernandez J.M (2003) Cantaxanthin is more than safe carotenoid World Poutry 19(3), 14-15 Berry, A., Janssens, D., Huămbelin, M., Jore, J.P.M., Hoste, B., Cleenwerck, I., Vancanneyt, M., Bretzel, W., Mayer, A.F., Lopez-Ulibarri, R., Shanmugam, B., Swings, J., Pasamontes, L (2003).Paracoccus zeaxanthinifaciens sp nov., a zeaxanthin-producing bacterium Int J Syst Evol Microbiol 53, 231e238 Choubert, G and Storebakken T (1989) Dose response to astaxanthin and cantaxanthin pigmentation of Rainbow Trout fed various dietary carotenoid concentrations Aquaculture 81, 69-77 Cooney J.J, Marks H.W, Smith A.M (1966) Isolation and identification of cantaxanthin from Micrococcus roseus Journal of Bacteriology 92(2), 342345 Davis B.H (1985) Carotenoid metabolism in animals: A biochemist’s view Pure Appl Chem 57, 679-684 Fraser, P.D., Miura, Y., Misawa, N (1997).In vitro characterization of astaxanthin biosynthetic enzymes J Biol Chem 272, 6128-6135 Goodwin, T.W (1984) The Biochemistry of Carotenoids, nd ed.,Chapman & Hall, London, 64-96 Harker M., Hirschberg J., Oren A (1998).Paracoccus marcusii sp nov., an orange gram-negative coccus Int J Syst Bacteriol 48, 543-548 10 Laure, H., Jean, L., Nicolas, L.D., Nelly, G., Clemence, C., Catherine, M.B., Bernard, D., and Eric, G (2000) Isolation and characterization of cantaxanthin biosynthesis genes from the photosynthetic bacterium Bradyrhizobium sp strain ORS278 Journal of Bacteriology 182(13), 38503853 11 Lee, J.H., Kim, Y.S., Choi, T.J., Lee, W.J., Kim, Y.T (2004).Paracoccus haeundaensis sp nov., a Gram-negative, halophilic, astaxanthin-producing bacterium Int J Syst Evol Microbiol 54, 1699-1672 56 12 Lee, J.H., Kim, Y.S (2006).Cloning and characterization of the astaxanthin biosynthesis gene cluster from the marine bacteriumParacoccus haeundaensis Gene 370: 86-95 13 Lotan, T; Hirschberg, J (1995) Cloning and expression in Escherichia coli of the gene encoding beta-C-4-oxygenase, that converts beta-carotene to the ketocarotenoid cantaxanthin in Haematococcus pluvialis" FEBS Letters 364(2), 125-128 14 Mayne S.T and Parker R.S (1989) Antioxidant activity of dietary cantaxanthin Nutrition Cancer 12, 225-236 15 Misawa, N.; Kajiwara, S.; Kondo, K.; Yokoyama, A.; Satomi, Y.; Saito, T.; Miki, W.; Ohtani, T (1995) Cantaxanthin biosynthesis by the conversion of methylene to keto groups in a hydrocarbon β-carotene by a single gene Biochem Biophy Res Commun 209, 867-876 16 Pasamontes, L., D Hug, M Tessier, H P Hohmann, J Schierle, and A P G M van Loon (1997) Isolation and characterization of the carotenoid biosynthesis genes of Flavobacterium sp strain R1534 Gene185, 35-41 17 Rostami F., Razavi S.H, Sepahi A.A., Gharibzahedi S.M.T., (2014) Cantaxanthin biosynthesis by Dietzia natronolimnaea HS-1: effects of inoculation and aeration rate Brazilian Journal of Microbiology 45(2), 447456 18 Scaife, M A B., A.M.; Wright, P.C (2009) Characterization of cyanobacterial beta-carotene ketolase and hydroxylase genes in Escherichia coli, and their application for astaxanthin biosynthesis Biotechnology and Bioengineering 103(5): 944-955 19 Scaife, Mark A., Ma, Cynthia A., Norman, Andrew, Armenta, Roberto E (2012) Progress toward an Escherichia coli cantaxanthin bioprocess Process Biochemistry doi:10.1016/j.procbio.2012.10.012 57 20 Scaife, M A M., Cynthia A., Norman, AndrewA, Roberto E (2012) Progress toward an Escherichia coli cantaxanthin bioprocess Process Biochemistry47(12), 2500-2509 21 Seo, Y B., Choi, S S., Nam, S W., Lee, J H., Kim, Y T (2009).Cloningand characterization of the zeaxanthin glucosyltransferase gene (crtX) from theastaxanthin-producing marine bacterium, Paracoccus haeundaensis J Microbiol Biotechnol 19(12), 1542-1546 22 Shinichi T., T.M., N A, Shams T.K, and S H (2006) Major Carotenoid Isolated from Paracoccus schoinia NBRC 100637T Is Adonixanthin Diglucoside J Nat Prod 69(1823-1825) 23 Surai, A P S., P.F., Steinberg, W., Wakeman, W.G., Speake, B.K., Sparks, N.H.C (2003) Effect of cantaxanthin content of the maternal diet on the antioxidant system of the developing chick British Poultry Science 44(4): 612-619 24 Surai, P.F (2012) The antioxidant properties of cantaxanthin and its potential effects in the poultry eggs and on embryonic development of the chick Part World’s Poultry Science Journal68: 465-476 25 Torrissen, O.J., Christiansen, R., Struksnæs, G and Estermann, R (1995) Astaxanthin deposition in the flesh of Atlantic salmon, Salmo salar L., in relation to dietary astaxanthin concentration and feeding period Aquaculture Nutrition 1, 77-84 26 Tsubokura A, Yoneda H, Mizuta H (1999) Paracoccus carotinifaciens sp nov., a new aerobic gram-negative astaxanthin-producing bacterium Int J Syst Bacteriol, 49, 277-282 27 Yokoyama A., Adachi K., Shizuri Y (1995) New carotenoid glycosides, astaxanthin glucoside and adonixanthin glucoside, isolated from the astaxanthin-producing marine bacterium, Agrobacterium aurantiacum J Nat Prod 58, 1929-1933 58 28 Xiang Zhou, J.-R X., Lei Tao, Zhi-Jun Xin, Feng-Wu Zhao, Xi-Hong Lu1, Mei-Rong Zhao,Liang Wang and Jian-Ping Liang (2013) The effect of microdosimetric 12C6+ heavy ion irradiation and Mg2+ on cantaxanthin production in a novel strain of Dietzia natronolimnaea BMC Microbiology 13, 213-228 29 Ando, S., Amauchi, H., Hatano, M and Heard, W.R (1992) Comparison of muscle compositions between red- and white-fleshed chinook salmon (Oncorhynchus tshawytscha) Aquaculture 103, 359–365 30 Choubert G., Blanc J.M and Poisson H (1998) Effects of dietary ketocarotenoids (cantaxanthin and astaxanthin) on the reproductive performance of female rainbow trout Oncorhynchus mykiss (Walbaum) Aquaculture 4: 249-254 31 Czeczuga B., (1973) Carotenoids and vitamin A in some fish from the coastal region of the black sea Hydrobiol., 41: 113-125 32 Czygan F.C., (1968) Sekundär-Carotinoide in Grünalgen I Chemie, Vorkommen und Faktoren welche die Bildung dieser Polyene beeinflussen Acta Mikrobiol., 61: 81-102 33 Davies B.H., Hsu W-J., Chichester C.O., (1970) The mechanism of conversion of ß- carotene into cantaxanthin by the brine shrimp, Artemia salina L (Crustacea: Branchiopoda) Comp Biochem Physiol., 33: 601615 34 Hertzberg S., Liaaen-Jensen S., (1966) The carotenoids of blue-green algae - II The carotenoids of Aphanizomenon Flos-Aquae Phytochem., 5: 565570 35 Haxo F., (1950) Carotenoids in the mushroom Cantharellus cinnabarinus Botan Gaz., 112: 228-232 36 Johnson, E A (1991).Astaxanthin from microbial sources Crit Rev Biotechnol 11, 297-326 59 37 Katayama T., Miyahara T., Tanaka Y., Sameshima M., (1973) Carotenoids in the yellow-golden carp, Cyprinus carpio Kagoshima Daigaku Suisan Gakubu Kiyo, 22: 39-45 38 Koteng D.F (1992) Markedsunders¯kelse Norsk Laks FNL, Bergen, Norway Klontz G W (1991) A Manual for rainbow trout proteinoduction on the family-Owned farm Nelson & Sons, Inc 39 Negre-Sadargues G., Castillo R., Petit H., Sonces S., Martenez R.G., Milicua J.C.G., Choubert G and Trilles J.B (1993) Unilization of synthetic carotenoids by the prawn Penaeus japonicus reared under laboratory condition Aquacalture 110: 151-159 40 Nishioka, M., Basu, S., Basu, S., Valladares, C.E., Sheehan, R.E., Roddy, P.A and Groves, K.M (2011) C/NOFS satellite observations of equatorial ionospheric plasma structures supported by multiple ground-based diagnostics in October 2008 Journal of Geophysical Research 116: doi: 10.1029/2011JA016446 issn: 0148-0227 41 Nihat Y and Muammer E (2011) Effects of Oleoresin Paprika (Capsicum annum) and Synthetic Carotenoids (Canthaxantin and Astaxanthin) on Pigmentation Levels and Growth in Rainbow Trout Oncorhynchus mykiss W Journal of Animal and Veterinary Advances, 10(14): 1875-1882 42 Martin G L., Skovlund B., Michael E.N, Bjarne K.E., Line H.C., Stina F (2012) Classication of Astaxanthin Colouration of Salmonid Fish using Spectral Imaging and Tricolour Measurement IMM-Technical Report-201208 43 Saperstein S., Starr M.P., (1954) The ketonic carotenoid cantaxanthin isolated from a colour mutant of Corynebacterium michiganense Biochem J., 57: 273 44 Segdwick S.D (1995) Trout farming handbook 4th edition Fishing News Books Ltd., Farnham 160p 60 45 Thommen H., Wackernagel H., (1964) Zum Vorkommen von KetoCarotinoiden in Crustacean Naturwiss., 51: 87-88 46 Torrissen O.J., Hardy R.W., K.D Shearer, T.M Scott and F.E Stone (1990) Effects of dietary cantaxanthin level and lipid level on apparent digestibility coefficients for cantaxanthin in rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) Aquaculture, 88: 351-362 47 Torrissen, O.J., Christiansen, R., Struksnæs, G and Estermann, R (1995) cantaxanthin deposition in the flesh of Atlantic salmon, Salmo salar L., in relation to dietary cantaxanthin concentration and feeding period Aquaculture Nutrition 1, 77-84 48 Torrissen O.J., (2000) Dietary delivery of carotenoids In: Antioxidants in muscle foods Ed.: Decker, E., Faustmann, C and C.J Lopez-Bote, John Wiley and Sons, Inc Publication, New York, pp 289-313 49 Tangeras A, Slinde E.(1994) Coloring of Salmonids in Aquaculture: The Yeast Phaffia rhodozyma as a Source of Astaxanthin In: Martin AM, editor Fisheries Processing: Biotechnological Application.London: Chapman & Hall; 1994 pp 394–431 50 Yamada A, Takeuchi H, Miki H, Touge T, Deguchi K (1990) Acutetransverse myelitis associated with ECHO-25 virus infection.[Japanese] Rinsho Shinkeigaku 1990; 30: 784–6 51 Saini, Ramesh Kumar, and Young-Soo Keum "Carotenoid extraction methods: A review of recent developments." Food Chemistry 240 (2018): 90-103 52 de Miguel, Trinidad, et al "Analysis of canthaxanthin and related pigments from Gordonia jacobaea mutants." Journal of agricultural and food chemistry 49.3 (2001): 1200-1202 61