Nghiên Cứu Sử Dụng Một Số Kỹ Thuật Tiên Tiến Và Công Nghệ Tích Hợp.docx

BỘGIÁODỤCVÀĐÀOTẠO VIỆN HÀNLÂMKHOA HỌCVÀ CÔNG NGHỆVIỆTNAM HỌC VIỆNKHOAHỌC VÀ CÔNGNGHỆ TRẦNDUY PHONG NGHIÊNCỨUSỬDỤNGMỘTSỐKỸTHUẬTTIÊNTIẾNVÀCÔNG NGHỆTÍCHHỢPĐỂCHẾBIẾNTOÀNDIỆNRONGNÂUTHÀNHCÁ CSẢNPHẨMHỮUÍCH LUẬNÁN TIẾNSĨ HÓAHỌC HÀNỘI-2023 BỘGIÁO DỤCVÀĐÀOTẠO VIỆN HÀNLÂMKHOA HỌCVÀ CÔNG NGHỆVIỆTNAM HỌC VIỆNKHOAHỌC VÀ CÔNGNGHỆ TRẦNDUYPHONG NGHIÊNCỨUSỬDỤNGMỘTSỐKỸTHUẬTTIÊNTIẾNVÀCÔNG NGHỆTÍCHHỢPĐỂCHẾBIẾNTOÀNDIỆNRONGNÂUTHÀNHCÁ CSẢNPHẨMHỮUÍCH LUẬNÁNTIẾNSĨHÓAHỌC Chuyênngành:KỹthuậthóahọcMãsố: 9.52.03.01 Ngườihướngdẫnkhoahọc:1.GS.TS.PhạmQuốcLong 2.PGS.TS.TrầnQuốcToàn HàNội-2023 LỜICAMĐOAN Tôixincamđoanluậnán:“Nghiêncứusửdụngmộtsốkỹthuậttiêntiếnvàc ô n g ngh ệtíchhợpđểchếbiếntoàndiệnrongnâuthànhcácsảnphẩmhữuích”làc ô n g trìnhnghiên cứucủachínhmìnhdướisựhướngdẫnkhoahọccủatậpthểhướngdẫn.Luậnánsửdụngthôngtin tríchdẫntừnhiềunguồnthamkhảokhácnhauvàcáct h ô ng tintríchdẫnđượcghirõnguồngốc.C áckếtquảnghiêncứucủatôiđượccôngbốchungvớicáctácgiảkhácđãđượcsựnhấttrícủađồn gtácgiảkhiđưavàoluậná n Cácsốliệu,kếtquảđượctrìnhbàytrongluậnánlàhoàntoàntrungt hựcvàchưat ừngđượccôngbốtrongbấtkỳmộtcôngtrìnhnàokhácngoàicáccôngtrìnhcô ngbốcủatácgiả.LuậnánđượchoànthànhtrongthờigiantôilàmnghiêncứusinhtạiHọcviệ nKhoahọcvàCôngnghệ,ViệnHànlâmKhoahọcvàCôngnghệViệtNam HàNội,ngày tháng năm2023 Tácgiảluậnán (Kývàghirõhọtên) TrầnDuyPhong LỜICẢMƠN LuậnánnàyđượchoànthànhtạiHọcviệnKhoahọcvàCôngnghệ-ViệnHànl â m Khoa họcvà CôngnghệViệt Nam Trongthời gianthực hiệnnghiên cứutôiđãnhậnđượcnhiềusựgiúpđỡ,đónggópýkiếnvàchỉbảotậntìnhcủacácthầycô,anh,chị,e m,bạnđồngnghiệp Trướchếttôixinbàytỏlờicảmơnchânthành,sâusắcnhấttớiGS.TSPhạmQuốcLong vàPSG.TS.TrầnQuốcToàn,ViệnHóahọccáchợpchấtthiênnhiênđãtậntìnhhướngdẫnvà địnhhướngchotôitrongsuốtquátrìnhnghiêncứuđểhoànthànhluậnán Tôix i n t r â n t r ọ ngc ảmơ n s ự q u a n t â m g i ú p đ ỡ c ủaB a n l ã n h đ ạ oH ọcv i ệnKhoah ọcvàCôngnghệ,ViệnHóahọccácHợpchấtThiênnhiênđãtạođiềukiệnvàg i ú p đỡtôihoànthà nhluậnán Tôixincảmơntậpthểphònghóasinhhữucơ,phòngphântíchhóahọc,trungt â m p h á t t r i ểncôngnghệsạchvàvậtliệu,trungtâmnghiêncứuvàpháttriểnsảnp h ẩmthiênnhiên, trungtâmHóathựcvậtvàCôngnghệNanoYSinh- Việnhóahọcc á c hợpchấtthiênnhiênđãtạođiềukiệncơsởvậtchấtgiúptôihoànthànhngh iênc ứu Tôix i n cảmơ n tớiP G S T S N g u y ễnM ạnhC ư ờ ng,P G S T S Đ o à n L a n P h ư ơ n g , PGS.TSĐỗHữuNghị,PGS.TS.PhạmMinhQuân,TS.ĐặngThịPhươngLy,TS.H oàngThịBích,TS.ĐinhThịThuThủy,ThsLạiPhươngPhươngThảođãh ư ớ ngdẫn,gópývà giúpđỡchotôirấtnhiềutrongquátrìnhhọctậpvànghiêncứu Tôix i n cảmơ n đề t à i n g h i ê n c ứ u mãs ố K C 0 9 2 3 / 1 6 - 20đãt ạ o đ i ề uk i ệnnguyênliệu,hóachấtvàtrangthiếtbịgiúptôihoànthànhnghiêncứu Cuốicùng,tôixinbàytỏlòngkínhtrọngvàbiếtơnsâusắcđếngiađìnhtôi,n h ữngng ườiluôntạođiềukiện,độngviêntinhthầnchotôithựchiệnluậnán Tôixintrântrọngcảmơn! HàNội,ngàyt h á n g năm2023 Tácgiả TrầnDuyPhong MỤCLỤC MỞĐẦU 1 CHƯƠNG1.TỔNGQUAN 3 1.1 Giớithiệurongnâu 3 1.1.1 Đặcđiểm,phânbố .3 1.1.2 Mộtsố ứngdụngcủa rongnâu .4 1.1.3 Thànhphần hoáhọcvàhoạttínhsinhhọc .5 1.2 Cáccôngnghệchếbiếnmộtsốsảnphẩmtừrong 13 1.2.1 Côngnghệtruyềnthống .13 1.2.2 Côngnghệhiệnđại 21 CHƯƠNG2.NGUYÊNVẬTLIỆUVÀPHƯƠNGPHÁPNGHIÊNCỨU 37 2.1 Nguyênvậtliệuvàtrangthiếtbị .37 2.1.1 Nguyênliệu .37 2.1.2 Thiếtbị 37 2.2 Cácphươngpháp nghiêncứu 38 2.2.1 Phươngphápxácđịnhhàmlượngphenolictổng 38 2.2.2 Phươngphápxácđịnhalginate 38 2.2.3 Phươngphápsànglọc insilico 39 2.2.4 Phươngphápxácđịnhhàmlượngvàthànhphầnlipid .40 2.2.5 Phươngpháp xácđịnhthànhphầnvàhàmlượngcácaxitbéo 40 2.2.6 Xác địnhhàmlượngFucoidanbằngphươngphápsomầu 40 2.2.7 Xácđịnhhàmlượngfucoxanthin 42 2.3 Phương phápđánhgiátácdụngsinhhọc 43 2.3.1 Phươngphápđánhgiáchỉtiêuantoàn 43 2.3.2 Phươngphápxácđịnhđộctínhcấp 43 2.3.3 Nghiêncứutínhđộcbántrườngdiễn 44 2.3.4 Phươngphápđánhgiátácdụngđào thảikimloạinặng 45 2.3.5 Phươngphápđánhgiákhả năngchống loãngxương 46 2.3.6 Phươngphápthửhoạttínhchốngoxihóa 48 2.3.7 Phươngphápthửhoạttínhgâyđộctếbào 48 CHƯƠNG3.KẾTQUẢVÀTHẢOLUẬN .49 3.1 Sửdụngkỹthuậttiêntiếnvàcôngnghệtíchhợpchếbiếnrongmơ 49 3.1.1 Sơ đồvàthuyếtminhquytrình 49 3.1.2 Đánhgiáhiệuquảcácquátrình chiết xuất 52 3.2 Nghiêncứukhảosátđánhgiánguyênliệu 55 3.2.1 Nghiêncứukhảosáthàmlượngalginatemộtsốloạirongnâuthuhoạchtạib i ểnViệt Nam 55 3.2.2 Nghiêncứukhảosáthàmlượngcácacid béovàlớpchấtlipid 59 3.2.3 Nghiêncứudựđoánkhảnăngứcchếenzymtyrosinasecủamộtsốhợpchấtphân lậptừ rongmơ 64 3.3 Kếtquảnghiêncứuchiếtxuấtphenolictừrongmơ 70 3.3.1 Quytrìnhcôngnghệchiếtxuấtphenolictừrongmơtheophươngphápvisóng70 3.3.2 Kếtquảnghiêncứucácyếutốảnhhưởngđếnquátrìnhchiếtphenolictừr o n g nâutheophươngphápchiếtvisóng .71 3.3.3 Kếtquảtốiưuhóađiềukiệnchiếtxuấtphenolictừrongnâubằngphươngp h á p đá p ứngbềmặt(RSM) 77 3.3.4 Đánhgiáhoạtchấtcaochiết phenolic 83 3.4 Nghiêncứuquátrìnhthunhậnfucoidan 84 3.4.1 QuytrìnhcôngnghệchiếtxuấtFucoidanbằngphươngphápsiêuâm 84 3.4.2 Cácyếutốtácđộngtớiquá trìnhchiếttáchfucoidan .87 3.5 Kếtquảnghiên cứuchiếtxuấtalginate từrongnâu 93 3.5.1 Quytrìnhcôngnghệchiếtxuấtalginate từ rongmơtheophươngpháptíchhợpenzymevà siêuâm 93 3.5.2 Kếtquảnghiêncứuquátrìnhthủyphânrongbiểnbởienzyme 96 3.5.3 Nghiêncứuquátrìnhthunhậnalginate 99 3.6 Đánh giáchấtlượngvàmộtsốhoạttínhcủaCanxialginate 106 3.6.1 ĐánhgiáchấtlượngCanxialginate 106 3.6.2 ĐánhgiáhoạttínhchốngloãngxươngcủaCanxialginate .108 3.6.3 KếtquảnghiêncứuvềđộantoàncủaCanxialginate .109 3.6.4 Đánhgiátác dụngđàothảikimloạinặngcủaCanxi alginate 115 3.7 Nghiêncứuxửlýcácphụphẩmcủaquátrìnhchếbiến 118 3.7.1 Thànhphầncơbảncủabãrongnâusaukhichiếtalginate 118 3.7.2 Nghiêncứulựachọnchếphẩmvisinhvậtcókhảnăngphângiảibãrongnâ usau chiếtalginate 119 3.7.3 Theodõisựbiếnđộngcủamộtsốyếutốtrongquátrìnhủbãrongbằngchếp h ẩmS.E M 120 3.7.4 Đánhgiáthànhphầnphânbónhữucơtừbãrongsaukhichiếtalginate 122 KẾTLUẬN 124 CÁCC Ô N G T R Ì N H K H O AH ỌCĐ Ã CÔNGB Ố CỦAT Á C GIẢL I Ê N Q U A N ĐẾN LUẬNÁN 126 TÀILIỆUTHAMKHẢO 127 DANHMỤCBẢNGBIỂU Bảng1.1.Mộtsốquytrìnhchiếtalginatethôngthường[64,65] 14 Bảng1.2.Chiếtphenolictừrongnâutheophươngphápthôngthường[106,113].17Bảng1.3.M ộtsốquytrìnhchiếtfucoidantruyềnthống[74] 19 Bảng1.4.ChiếtxuấtphenolictừrongtheophươngphápPLE[106,113] 30 Bảng2.1.Kýhiệu7nhómchuộtthửnghiệm 46 Bảng3.1.Hiệuquảquátrìnhchiếtxuấttheocácphươngán 53 Bảng3.2.Sosánhkếtquảthunhậncáchợpchất 54 Bảng3.3.Hàmlượngalginatecủamộtsốmẫukhảosát 55 Bảng3.4.Biếnđộngtheothángcủahàmlượngaxitalginic(%)trongmộtsốloàirongmơ 57 Bảng3.5.Thànhphầnhóahọcchínhcủacácloàirongmơ 58 Bảng3.6.Thànhphầnđườngđơncủapolysacaritrongmơ .58 Bảng3.7.Thànhphầnhóahọcvàtínhchấtlýhóacủaalginatecanxichiếttừrongmơ.58Bảng3.8 Kếtquảvềhàmlượnglipidtổngcácmẫurongnâu 59 Bảng3.9.Kếtquảcácacidbéotronglipidtổngcácmẫurongnâu 61 Bảng3.10.Kếtquảdựđoánnănglượngliênkếtcủacáchợpchấtvớienzymetyrosinase65Bảng3 11.KếtquảmôphỏngdockingphântửcáchợpchấttiềmnăngvớienzymesEH66Bảng3.12Chỉ sốADMETvàdựđoánđộctínhcủacácchấtứcchếtiềmnăng6 9 Bảng3.13.Cácmứcthínghiệmcủacácbiếncôngnghệ 77 Bảng3.14.Matrậnkếhoạchhóathựcnghiệmcủaquátrìnhchiếtxuất 77 Bảng3.15.BảngkếtquảphântíchANOVAcủa2hàmmụctiêu .79 Bảng3.16.BảngkếtquảcáchàmmụctiêuY1,Y2 80 Bảng3.17.Giátrịbiếnmãhóavàbiếnthựctạiđiềukiệntốiưu 82 Bảng3.18.Giátrịcáchàmmụctiêutạiđiềukiệntốiưu .82 Bảng3.19 Kếtquảđánh giáhoạt tínhgâyđộctế bàocủamẫucao chiết phenolic từr o n g Padinacrassa 83 Bảng3.20.Kếtquảđánhgiáhoạttínhchốngoxyhóa .84 Bảng3.21.Thànhphầnhóahọccủarongmơvàbãrongmơthuhồitrongquátrìnhsảnxuấtfuc oxanthin 84 Bảng3.22 Thành phầnhóahọccủarong mơvàbã thảirongmơtrongquá trìnhsảnxuấtfucoxanthin 93 Bảng3.23.Kếtquảsảnxuấtthửnghiệmcácmẻởcácquymôthínghiệmkhácnhau.94Bảng3.24 Kếtquảkhảosáttácđộngcủaviệcxửlýnguyênliệuvớienzymelênmứcđộthủyphânthànhtếb àovàhiệusuấtthu hồichấtchốngoxihóa .96 Bảng3.25.Biểudiễnảnhhưởngcủa củapHlênhàmlượngđườngkhử 97 Bảng3.26.Biểudiễnảnhhưởngcủacủanhiệtđộlênhàmlượngđườngkhử98 Bảng3.27.BiểudiễnảnhhưởngcủatỷlệE/Slênhàmlượngđườngkhử 98 Bảng3.28.Biểudiễnảnhhưởngcủathờigian lênhàmlượngđườngkhử 98 Bảng3.29 Xácđịnhchỉtiêuchấtlượngchính 106 Bảng3.30 Kếtquảphântíchchỉtiêuvisinhvật 107 Bảng3.31 Chỉtiêuhàmlượngkimloạinặng .107 Bảng3.32.KếtquảđánhgiáhoạttínhchốngloãngxươngcủahoạtchấtCanxialginate 108 Bảng3.33.Sốlượngchuộtchết,biểuhiệnbênngoàikhiuốngCanxialginate1 0 9 Bảng3.34 Kếtquảtheodõikhốilượngcủachuộtởcác lô 110 Bảng3.35.SựthayđổitrọnglượngchuộtkhichouốngCanxialginate(gram/con)111 Bảng3.36.Cácchỉ tiêuhuyếthọc khichochuộtuốngCanxialginate 112 Bảng3.37 MộtsốchỉtiêuhóasinhkhiuốngCanxialginate 113 Bảng3.38.ẢnhhưởngcủaCanxialginateđếnnồngđộcreatinintrongmáuchuột1 1 3 Bảng3.39.KếtquảmổgiảiphẫucơquannộitạngkhiuốngCanxialginate1 1 4 Bảng3.40.Trọnglượngcủamộtsốnộiquan(gram/10gramthểtrọng) 114 Bảng3.41 Kếtquảthửnghiệmtrênđộngvậtthínghiệm .115 Bảng3.42.Thànhphầncơbảntrongbãrongnâusaukhichiếtalginate 119 Bảng3.43.Ả n h hưởngcủaloạichếphẩmđếntỷlệC/Ncủakhốiủ .119 Bảng3.44.MộtsốchỉtiêuđánhgiábãrongtrướcvàsaukhiủchếphẩmS.EM 122 DANHMỤCHÌNHẢNH Hình1.1.BiểuđồsựxuấthiệncủarongNâutrênthếgiới[8] .3 Hình1.2.CácmonomercótrongaxitAlginic.(a)axitβ-D-mannuronic;(b)axitα-L- gu l u ro n i c 6 Hình1.3.Trìnhtựchuỗialginate 6 Hình1.4.Côngthứccấutạocủafucoidan .8 Hình1.5.Côngthứccấutạocủafucoxanthin 11 Hình1.6.Cấutrúchóahọccủamộtsốloạiphlorotannin 12 Hình3.1.Sơđồquytrìnhsửdụngkỹthuậttiêntiếnvàcôngnghệtíchhợpđểchếbiếnrong mơ 50 Hình3.2.BiểuđồhàmlượnglipidtổngtrongcácmẫuRongmơSargassum6 0 Hình3.3.Biểuđồhàmlượngcácacidbéon-3vàn- 6trongcácmẫunghiêncứu 63H ì n h 3.4.Biểuđồhàmlượngacidbéon-7vàn- 9trongcácmẫunghiêncứu6 4 Hình3.5.CấuhìnhliênkếttrongkhônggianhaichiềuvàbachiềuđượcdựđoánbởiphầnmềmAu toDock4.2.6củacáchợpchất 68 Hình3.6.Quytrìnhchiếtxuấtphenolictừrongnâu 70 Hình3.7.Biểuđồảnhhưởngcủanồngđộethanolđếnhàmlượngphenolic7 1 Hình3.8.Biểuđồảnhhưởngcủatỉlệdungmôi/ nguyênliệuđếnhàmlượngphenolic 73H ì n h 3.9.Biểuđồảnhhưởngcủathờigianchiếtđếnhà mlượngphenolic 74 Hình3.10.Biểuđồảnhhưởngcủacôngsuấtvisóngđếnhàmlượngphenolic7 6 Hình3.11.MôhìnhbềmặtđápứngcủahàmmụctiêuY1 81 Hình3.12.MôhìnhbềmặtđápứngcủahàmmụctiêuY2 81 Hình3.13.Điềukiệntốiưuvàkếtquảhàmmụctiêu 83 Hình3.14.QuytrìnhchiếtxuấtFucoidantừrongnâu 86 Hình3.15.Ảnhhưởngcủaloạidungmôiđếnhàmlượngfucoidancủadịchchiết.87H ì n h 3 16.Ả n h h ư ở ngc ủatỷl ệd u n g môi( n ư ớ ck h ửi o n ) : nguyênl i ệ u đ ế n h à m lượngfucoidan thuđượccủadịchchiếttáchbằngsóngsiêuâm 88 Hình3.17.Ảnhhưởngcủanhiệtđộchiếttáchđếnhàmlượngfucoidancủadịchchiếttáchrongm ơbằngsóngsiêuâm 89 Hình3 18.Ả n h h ư ở ngc ủat h ờig i a n v à c ư ờ n g đ ộ s ó n g s i ê u âmđ ế n h à m l ư ợ ngf u c o i d a n củadịchchiếttáchbãrongnâu 90