Nghiên cứu điều kiện thích hợp cho quá trình tách chiết squalene ở quy mô phòng thí nghiệm từ sinh khối vi tảo biển dị dưỡng schizochyrium sp được nuôi trồng bằng phương pháp lên mem theo mẻ

Luận văn tốt nghiệp Khoa công nghệ sinh học
 LỜI CẢM ƠN Trong suốt trình thời gian học tập thực đề tài tốt nghiệp, nhận hướng dẫn, giúp đỡ nhiệt tình Ban lãnh đạo Viện Cơng nghệ sinh học Ban giám hiệu trường Viện đại học Mở Hà Nội Với lòng biết ơn sâu sắc chân thành nhất, lời cho phép gửi lời cảm ơn tới PGS.TS Đặng Diễm Hồng – Nguyên trưởng phịng Cơng nghệ Tảo, Viện Cơng nghệ Sinh học, Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam tận tình giảng dạy, bảo, dìu dắt tạo điều kiện cho tơi thực tập phịng thí nghiệm Tôi vô cám ơn NCS.ThS Lê Thị Thơm HVCH Hoàng Thị Hương Quỳnh hướng dẫn giúp đỡ tơi hồn chỉnh số liệu luận văn Tôi xin gửi lời cảm ơn tới tập thể Phịng Cơng nghệ Tảo giúp đỡ, quan tâm, chia sẻ khó khăn với tơi suốt q trình thực tập Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tri ân sâu sắc tất thầy cô Khoa Công nghệ Sinh học - Viện Đại học Mở Hà Nội ân cần dạy bảo trang bị cho tảng khiến thức khoa học, phương pháp học tập làm việc suốt trình học tập nghiên cứu Một lần tơi xin bày tỏ lịng biết ơn tới bố mẹ, gia đình bạn bè ln bên cạnh, động viên tạo điều kiện tốt cho tơi suốt q trình học tập Hà Nội, ngày 22 tháng 05 năm 2016 Sinh viên Hoàng Thị Minh Hiền Hoàng Thị Minh Hiền i Lớp 12 - 02 Luận văn tốt nghiệp
 Khoa công nghệ sinh học MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i MỤC LỤC ii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT v DANH MỤC HÌNH vi MỞ ĐẦU CHƯƠNG I TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tình hình nghiên cứu vi tảo biển giới 1.1.1 Khái niệm chung tảo, vi tảo 1.1.2 Phân loại đặc điểm sinh học 1.1.2.1 Phân loại 1.1.2.2 Đặc điểm sinh học 1.1.3 Sinh sản 1.1.4 Giá trị dinh dưỡng 1.1.5 Ứng dụng 1.1.5.1 Sử dụng vi tảo làm nguyên liệu cho người động vật 1.1.5.2 Sản xuất nhiên liệu sinh học (NLSH) 1.1.5.3 Khai thác chất có hoạt tính sinh học 1.1.5.4 Ứng dụng xử lý môi trường 2.1 Vi tảo biển dị dưỡng Schizochytrium sp 2.1.1 Vị trí phân loại 2.1.2 Đặc điểm hình thái cấu trúc 2.1.3 Phân bố 2.1.4 Thành phần dinh dưỡng 3.1 Squalene 10 3.1.1 Nguồn gốc squalene 10 3.1.2 Đặc điểm cấu trúc squalene 11 Hoàng Thị Minh Hiền ii Lớp 12 - 02 Luận văn tốt nghiệp
 Khoa công nghệ sinh học 3.1.3 Nguồn cung cấp squalene 12 3.1.3.1 Nguồn cung cấp squalene từ động vật 12 3.1.2.2 Nguồn cung cấp squalene từ thực vật 12 3.1.3.3 Nguồn cung cấp squalene từ nấm men vi khuẩn 12 3.1.3.4 Nguồn cung cấp squalene từ vi tảo 13 3.1.4 Ứng dụng squalene 14 3.1.4.1 Chất chống oxy hóa chất lượng cao 14 3.1.4.2 Ức chế phát triển ung thư 15 3.1.4.3 Giảm Cholesterol máu, ngăn ngừa bệnh tim mạch 15 3.1.4.4 Tăng hiệu hệ thống miễn dịch 15 3.1.4.5 Giảm ngăn ngừa bệnh da 16 3.1.4.6 Ứng dụng y tế, dược học 16 3.1.5 Tình hình nghiên cứu tách chiết tinh squalene 16 3.1.5.1 Tình hình nghiên cứu squalene giới 16 3.1.5.2 Tình hình nghiên cứu squalene Việt Nam 18 CHƯƠNG II: VẬT LIỆU PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 20 2.1 Vật liệu hóa chất 20 2.1.1 Chủng tảo điều kiện nuôi cấy 20 2.1.2 Hóa chất thiết bị 22 2.2 Phương pháp nghiên cứu 23 2.2.1 Xác định sinh trưởng chủng vi tảo biển dị dưỡng Schzochytrium sp thông qua mật độ tế bào sinh khối khô (Hong cs, 2011) 23 2.2.2 Tách chiết squalene từ sinh khối khô vi tảo biển dị dưỡng Schizochytrium sp (Lu cs, 2004) 24 2.2.3 Xác định hàm lượng squalene phương pháp sắc ký lớp mỏng TLC- Thin layer chromatography 25 2.2.4 Xác định hàm lượng squalene phương pháp sắc ký lỏng cao áp HPLC (High performance liquid chromatography) 25 Hoàng Thị Minh Hiền iii Lớp 12 - 02 Luận văn tốt nghiệp
 Khoa công nghệ sinh học CHƯƠNG III: KÊT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 26 3.1 Nuôi trồng chủng Schizochytrium sp bình lên men 30 Lít phương pháp lên men theo mẻ 26 3.2 Tách chiết lipit khơng xà phịng hóa 28 3.3 Hàm lượng squalene tách chiết từ sinh khối chủng Schizochytrium sp thời điểm nuôi cấy khác 30 3.3 Hiệu suất tách chiết squalene từ sinh khối chủng Schizochytrium sp thời điểm ni cấy khác bình lên men 30 Lít 32 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 35 TÀI LIỆU THAM KHẢO 36 Hoàng Thị Minh Hiền iv Lớp 12 - 02 Luận văn tốt nghiệp Khoa công nghệ sinh học
 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT STT Từ viết tắt Viết đầy đủ TFA PUFAs Axit béo khơng bão hịa đa nối đơi DHA Axit docosahexaenoic (C22: 6n-3) EPA Axit eicosapentaenoic (C20: 5n-3) DPA Axit docosapentaenoic (C22: 5n-6) MJA Methyl jasmonate TLC Thin layer chromatography (Sắc ký mỏng) HPLC Axit béo tổng số High performance liquid chromatography (Sắc ký lỏng cao áp) SKT Sinh khối tươi 10 MĐTB Mật độ tế bào 11 KXPH Không xà phịng hóa 12 SKK 13 Cs Hồng Thị Minh Hiền Sinh khối khô Cộng v Lớp 12 - 02 Luận văn tốt nghiệp
 Khoa công nghệ sinh học DANH MỤC HÌNH Trang Hình 1.1 Cơng thức hóa học squalene C30H50 (Gregory 11 Kelly, 1999) Hình 2.1 Ảnh hình thái tế bào chủng Schizochytrium sp 21 Hình 3.1 Mật độ tế bào chủng Schizochytrium sp bình lên men 30 lít phương pháp lên men theo mẻ Hình 3.2 Sinh khối khơ chủng Schizochytrium sp bình lên men 30 lít phương pháp lên men theo mẻ 28 28 Hình 3.3 Hàm lượng lipit khơng xà phịng hóa chủng Schizochytrium sp thu thời điểm nuôi cấy 29 khác Hình 3.4 Sơ đồ tách chiết lipit khơng xà phịng hóa 30 Hình 3.5 Ảnh TLC mẫu lipit khơng xà phịng hóa thời điểm lấy mẫu khác Hình 3.6 Sắc ký đồ mẫu squalene chuẩn mẫu phân tích HPLC Hình 3.7 Hàm lượng squalene chủng Schizochytrium sp thu thời điểm ni cấy khác 31 32 33 Hình 3.8 Hiệu suất squalene chủng Schizochytrium sp thu thời điểm ni cấy khác bình lên 34 men 30 lít Hình 3.9 Q trình lên men chủng Schizochytrium sp bình lên men 30 Lít phương pháp lên men theo mẻ Hoàng Thị Minh Hiền vi 35 Lớp 12 - 02 Luận văn tốt nghiệp
 Khoa công nghệ sinh học DANH MỤC BẢNG Tên bảng Trang Bảng 1.1 Thành phần lipit Schizochytrium (Zeller cs., 2001) 10 Bảng 1.2 Tính chất hóa học vật lý squalene (Popa cs., 2015) 11 Hoàng Thị Minh Hiền vii Lớp 12 - 02 MỞ ĐẦU Trong năm gần đây, squalene thu hút quan tâm nghiên cứu khả ứng dụng đối đời sống người Squalene chất chống ơxy hóa mạnh, bảo vệ tế bào khỏi gốc tự do, tăng cường miễn dịch, giảm nguy ung thư cholesterol máu Bên cạnh đó, squalene ứng dụng cơng nghiệp hóa mỹ phẩm chúng dễ dàng hấp thụ da, có khả giữ ẩm cao làm mềm da Việc cung cấp thực phẩm chức có thành phần squalene cao (khoảng 500 mg/ngày) chứng minh cần thiết cho sức khỏe dinh dưỡng người Hiện nay, squalene thương mại hóa thị trường phần lớn có nguồn gốc từ dầu gan cá mập biển sâu dầu thực vật (olive, dầu cọ, mầm lúa mì, cám gạo ) Tuy nhiên, quan tâm quốc tế bảo vệ động vật hoang dã biển làm giảm nguồn sản xuất squalene Các nguồn thực vật có dầu nấm men nghiên cứu cho sản xuất thương mại squalene có nhiều hạn chế như: hàm lượng squalene dầu thực vật thấp, khoảng 161 mg/g, ngồi cịn bị ảnh hưởng yếu tố mùa vụ cân đối nhóm trồng gây ảnh hưởng đến an ninh lương thực Nấm men Saccharomyces cerevisiae có hàm lượng squalene thấp (