Nghiên cứu quy trình công nghệ trích ly hoạt chất sinh học Diterpenoid từ nấm Đầu Khỉ.

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM PHẠM VĂN ĐẠI Đề tài: NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ TRÍCH LY HOẠT CHẤT SINH HỌC DITERPENOID TỪ NẤM ĐẦU KHỈ KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo : Chính quy Chun ngành : Cơng nghệ thực phẩm Khoa : CNSH & CNTP Khóa : 2010 - 2014 Giảng viên hướng dẫn : ThS Nguyễn Đức Tiến (Viên Cơ điện Nông nghiệp & Công nghệ sau thu hoạch) ThS Trần Thị Lý (Khoa CNSH & CNTP - Trường ĐH Nông lâm Thái Nguyên) Thái Nguyên, năm 2014 ``LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan rằng, số liệu kết nghiên cứu khóa luận trung thực Tôi xin cam đoan rằng, giúp đỡ cho việc thực khóa luận cám ơn thơng tin trích dẫn khóa luận ghi rõ nguồn gốc Thái Nguyên, ngày tháng Sinh viên Phạm Văn Đại năm 2014 LỜI CẢM ƠN Khóa luận tốt nghiệp thực Viện Cơ điện nông nghiệp Công nghệ sau thu hoạch hướng dẫn Th.S Nguyễn Đức Tiến - Viện Cơ điện nông nghiệp Công nghệ sau thu hoạch Th.S Trần Thị Lý - Khoa Công sinh học Công nghệ thực phẩm - Trường Đại học Nơng Lâm Thái Ngun Để hồn thành luận văn này, cố gắng thân, nhận ủng hộ, giúp đỡ hướng dẫn thầy giáo, cô giáo, gia đình bè bạn xung quanh Tơi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới ThS Nguyễn Đức Tiến Trưởng Bộ môn Nghiên cứu phụ phẩm Môi trường nông nghiệp - Viện Cơ điện nông nghiệp Cơng nghê sau thu hoạch tận tình hướng dẫn, bảo cho tơi q trình thực đề tài Tôi xin chân thành cảm ơn ThS Trần Thị Lý - Khoa Công nghệ thực phẩm - Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên hướng dẫn, động viên, hỗ trợ phương tiện nghiên cứu, kiến thức có góp ý sâu sắc suốt trình tơi thực đề tài Đồng thời, tơi xin cảm ơn anh, chị Bộ môn Nghiên cứu phụ phẩm Môi trường nông nghiệp - Viện Cơ điện nông nghiệp Công nghệ sau thu hoạch hướng dẫn, tạo điều kiện giúp đỡ tơi hồn thành đề tài Cuối xin gửi tới gia đình bạn bè nguồn động viên, giúp đỡ tơi q trình học tập nghiên cứu lời cảm ơn chân thành Thái Nguyên, ngày tháng Sinh viên Phạm Văn Đại năm 2014 MỤC LỤC Trang Phần MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục đích yêu cầu đề tài 1.2.1 Mục đích 1.2.2 Yêu cầu Phân TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Giới thiệu nấm Đầu Khỉ .3 2.1.1 Khái niệm phân loại nấm Đầu Khỉ 2.1.2 Đặc điểm thực vật phân bố nấm Đầu Khỉ 2.1.3 Thành phần hóa học nấm Đầu Khỉ 2.1.4 Hoạt chất sinh học tác dụng nấm Đầu Khỉ 2.2 Giới thiệu hoạt chất sinh học Diterpenoid 2.2.1 Khái niệm Diterpenoid 2.2.2 Hoạt tính sinh học Diterpenoid .11 2.3 Trích ly hoạt chất sinh học nấm Đầu Khỉ 13 2.3.1 Cơ sở khoa học q trình trích ly 13 2.3.2 Phương pháp trích ly 13 2.3.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến trình trích ly 15 2.3.4 Một số q trình xảy q trình trích ly 17 2.4 Thu nhận hoạt chất sinh học nấm Đầu Khỉ 19 2.4.1 Cô đặc 19 2.4.2 Sấy thu nhận sản phẩm 20 2.5 Các sản phẩm chế biến từ nấm Đầu Khỉ 20 2.6 Tình hình sản xuất nghiên cứu nấm Đầu Khỉ giới Việt Nam 21 2.6.1 Tình hình sản xuất nghiên cứu nấm Đầu Khỉ giới .21 2.6.2 Tình hình sản xuất nghiên cứu nấm Đầu Khỉ Việt Nam .23 Phần ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 25 3.1 Đối tượng, hoá chất thiết bị nghiên cứu .25 3.1.1 Đối tượng .25 3.1.2 Hoá chất thiết bị 25 3.2 Địa điểm thời gian tiến hành nghiên cứu 25 3.3 Nội dung nghiên cứu .25 3.4 Phương pháp nghiên cứu 26 3.4.1 Phương pháp xác định tiêu hóa lý 26 3.4.2 Phương pháp xử lý số liệu 28 3.4.3 Quy trình cơng nghệ trích ly thu nhận Diterpenoid nấm Đầu Khỉ 28 3.4.4 Phương pháp bố trí thí nghiệm 30 Phần KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 37 4.1 Nghiên cứu ảnh hưởng điều kiện xử lý nguyện liệu đến hiệu trích ly Diterpenoid nấm Đầu Khỉ 37 4.1.1 Nghiên cứu ảnh hưởng kích thước nguyên liệu đến hiệu suất trích ly Diterpenoid nấm Đầu Khỉ 37 4.2 Nghiên cứu ảnh hưởng dung môi đến hiệu trích ly Diterpenoid nấm Đầu Khỉ 39 4.2.1 Nghiên cứu ảnh hưởng loại dung mơi đến hiệu trích ly Diterpenoid 39 4.2.2 Nghiên cứu ảnh hưởng nồng độ dung môi đến hiệu trích ly Diterpenoid 40 4.2.3 Nghiên cứu ảnh hưởng tỷ lệ nguyên liệu/dung môi đến hiệu trích ly Diterpenoid 42 4.3 Nghiên cứu ảnh hưởng thơng số trích ly tới hiệu trích ly Diterpenoid nấm Đầu Khỉ 44 4.3.1 Nghiên cứu ảnh hưởng phương pháp trích ly đến hiểu trích ly Diterpenoid 44 4.3.2 Nghiên cứu ảnh hưởng nhiệt độ trich ly đến hiệu trích ly Diterpenoid 46 4.3.3 Nghiên ảnh hưởng thời gian trich ly đến hiệu trích ly Diterpenoid 47 4.3.4 Nghiên ảnh hưởng số lần trich ly đến hiệu trích ly Diterpenoid 49 4.4 Lọc, dịch trích ly thu chế phẩm Diterpenoid 50 4.5 Đưa quy trình trích ly hoạt chất sinh học Diterpenoid nấm Đầu Khỉ 52 Phần KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 54 5.1 Kết luận 54 5.2 Kiến nghị .54 TÀI LIỆU THAM KHẢO 55 PHỤ LỤC DANH MỤC BẢNG BIỂU Trang Bảng 2.1: Thành phần dinh dưỡng 100g nấm Đầu Khỉ khô Bảng 4.1 Ảnh hưởng kích thước nguyên liệu đến hiệu suất trích ly Diterpenoid 37 Bảng 4.2 Ảnh hưởng dung mơi đến hiệu trích ly Diterpenoid 39 Bảng 4.3 Ảnh hưởng nồng độ dung môi đến hiệu trích ly Diterpenoid 41 Bảng 4.4 Ảnh hưởng tỷ lệ ngun liệu/dung mơi đến hiệu trích ly Diterpenoid 42 Bảng 4.5 Ảnh hưởng phương pháp trích ly đến hiểu 44 trích ly Diterpenoid 44 Bảng 4.6 Ảnh hưởng nhiệt độ trich ly đến hiệu trích ly Diterpenoid .46 Bảng 4.7 Ảnh hưởng thời gian trich ly đến hiệu trích ly Diterpenoid 47 Bảng 4.8 Ảnh hưởng số lần trich ly đến hiệu trích ly Diterpenoid 49 Bảng 4.9 Ảnh hưởng nhiệt độ cô đặc đến trình thu nhận chế phẩm Diterpenoid 50 DANH MỤC ĐỒ THỊ Trang Đồ thị 4.1 Ảnh hưởng kích thước nguyên liệu đến hiệu trích ly Diterpenoid 38 Đồ thị 4.2 Ảnh hưởng dung môi đến hiệu trích ly Diterpenoid 40 Đồ thị 4.3 Ảnh hưởng nồng độ dung môi đến hiệu trích ly Diterpenoid 41 Đồ thị 4.4 Ảnh hưởng tỷ lệ nguyên liêu/dung môi tới hiệu 43 trích ly Diterpenoid 43 Đồ thị 4.5 Ảnh phương pháp trích ly đến hiểu trích ly Diterpenoid 45 Đồ thị 4.6 Ảnh hưởng nhiệt độ trich ly đến hiệu trích ly Diterpenoid 46 Đồ thị 4.7 Ảnh hưởng thời gian trich ly đến hiệu trích ly Diterpenoid 48 Đồ thị 4.8 Ảnh hưởng số lần trich ly đến hiệu trích ly Diterpenoid 49 DANH MỤC HÌNH ẢNH Trang Hình 1.1 Nấm Đầu Khỉ Hình 2.1 Cơng thức cấu tạo Erinacines Diterpenoid (A – I) nấm Đầu Khỉ 11 Hình 2.2 Nấm hầu thủ dạng viên nang 21 Hình 2.3 Nấm hầu thủ dạng khơ 21 DANH MỤC SƠ ĐỒ Trang Sơ đồ 3.1 Quy trình dự kiến trích ly Diterpenoid nấm Đầu Khỉ 28 Sơ đồ 4.1 Quy trình quy trình trích ly Diterpenoid nấm Đầu Khỉ 52 54 Phần KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1 Kết luận Qua kết nghiên cứu thu tiến hành làm thí nghiệm viện Cơ điện Nơng nghiệp Cơng nghệ sau thu hoạch, đưa số kết luận sau: - Xác định điều kiện xử lý nguyện liệu đến hiệu trích ly hoạt chất sinh học Diterpenoid nấm Đầu Khỉ: + Kích thước nguyên liệu: < d ≤ mm - Xác định ảnh hưởng dung môi đến hiệu trích ly hoạt chất sinh học Diterpenoid nấm Đầu Khỉ: + Dung mơi trích ly: Ethanol + Nồng độ dung môi: 96% + Tỷ lệ nguyên liệu/dung môi: 1/20 - Xác định thơng số trích ly tới hiệu trích ly hoạt chất sinh học Diterpenoid nấm Đầu Khỉ: + Trích ly bẳng: Soxhlet + Nhiệt độ trích ly: 700C + Thời gian trích ly: + Số lần trích ly: lần - Xác định ảnh hưởng nhiệt độ cô đặc đến trình thu nhận chế phẩm Diterpenoid: + Nhiệt độ cô đặc: 700C + Thời gian cô: 60 phút - Xây dựng quy trình trích ly hoạt chất sinh học Diterpenoid từ nấm Đầu Khỉ 5.2 Kiến nghị Trong khuôn khổ đề tài tốt nghiệp đưa kết nghiên cứu để hoàn thiện đề tài đưa số đề nghị sau: Tiếp tục nghiên cứu điều kiện trích ly để hồn thiện cơng nghệ sản xuất diterpenoid từ nấm Đầu Khỉ Nghiên cứu quy trình tinh chế Diterpenoid để thu Diterpenoid tinh quy mơ phịng thí nghiệm, sử dụng vào công nghệ thực phẩm 55 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng việt Bộ nông nghiệp phát triển nông thôn ban hành (2009), “Giáo trình mơn học khái qt nhân giống sản xuất nấm”, Hà Nội Cổ Đức Trọng (2003) “Nấm Hầu thủ, thức ăn ngon, vị thuốc quí”, Tạp chi Thuốc sức khỏe, số 240, Hà Nôi Cổ Đức Trọng (2007) Trung tâm nghiên cứu lich chi nấm dược liệu Tp Hồ Chí Minh hội sinh học Tp.Hồ Chí Minh báo cáo nhà nước: “Nghiên cứu quy trình cơng nghệ trồng nấm Hầu Thủ chịu nhiệt” Hóa học thực phẩm cơng nghệ sinh học (2010),“Các q trình cơng nghệ sản xuất thực phẩm”, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Lê Mai Hương, Phan Văn Kiêm, Đỗ Hữu Nghị, Nguyễn Xuân Cường, Trần Thị Hồng Hà, Châu Văn Minh (2008), “Thành phần hóa học nấm Đầu Khỉ”, Tạp chí hóa học, tập 46, Hà Nội Lê Văn liễu (1978) “Một số nấm ăn nấm độc rừng” Nxb Nông nghiệp, Hà Nội Lê Xuân Thám (1990) “Nấm cơng nghệ chuyển hóa mơi trường: nấm hầu thủ Hericium erinaceum”, Nxb khoa học kỹ thuật, Tp Hồ Chí Minh Lê Xuân Thám, Lê Viết Ngọc, Hoàng Thị Mỹ Linh, T Kume (1998) “Ngiên cứu ni trồng nấm Hericium erinaceum”, Tạp chí dược học, số 7, Hà Nội Nguyễn Lân Dũng (2005) “Công nghệ trồng nấm tập 2”, Nxb Nông nghiệp, Hà Nội Tài liệu nước 10 Chai Junhong, Gong Zhenjie, Yang Chunwen, LV Na, Chai Xiaojun (2010) “Extraction Technology of Intracellular Polysaccharides from Byproduct of Hericium erinaceus by Ultrasonic Wave” Journal of Anhui Agricultural Sciences 56 11 Eun Woo Lee, Kazue Shizuki, Satoshi Hosokawa (2000) “Two Novel Diterpenoids Erinacines H and I from the Mycelia of Hericium erinaceum”, Biosci Biotechnol Biochem 12 Han Wei, Liu Rui-li, Zhang Xiao-jian (2009) The First Affliated Hospital of Zhengzhou University, Zhengzhou, China “Extraction and activity of Polysaccharides from Hericium erinaceus” Anhui Medical and Pharmaceutical Journal 13 HU Bin-jie, SHI Zhao-zhong (2009) (Kaifeng University Chemical Engineering Institute, Henan Kaifeng, China), “Ultrasonic Extraction of Polysaccharidese from Hericium Erinaceus”, Chemical World 14 Jinn Chyi Wang, Shu Hui Hu, Jih Terng Wang, Ker Shaw Chen, Yi Chen Chia (2004) “Hypoglycemic effect of extract of Hericium erinaceus”, Journal of the Science of Food and Agriculture pages 15 Kawagishi, H, Ando, M and Mizuno, T (2005) “Hericenone A and B as cytotoxic principles from the mushroom Hericium erinaceum” Tetrahedron Lett 16 Kim SP, Kang MY, Kim JH, Nam SH, Friedman M (2011) “Composition and mechanism of antitumor effects of Hericium erinaceus mushroom extracts in tumor-bearing mice” J Agric Food Chem 17 Mori K, Inatomi S, Ouchi K, Azumi Y, Tuchida T (2009) “Improving effects of the mushroom Yamabushitake (Hericium erinaceus) on mild cognitive impairment: a double-blind placebo-controlled clinical trial” Phytother Res 18 Mori, K, Obara, Y, Hirota, M, Azumi, Y, Kinnugasa, S, Inatomi, S and Nakahata, N (2008) “Nerve growth factor-inducing activity of Hericium erinaceus in 1321N1 human astrocytoma cells” Biol Pharm Bull 19 Muzino (1998), “Bioactive substances in Yamabustutake, the Hericium erinaceus Fungus and its Medicinal Utilization”, Food ingredients J Jpn 20 Pan Jihong Li Gang Chen Baoqin Wu Donghai Wu Jinlong (1995), (Department of Biology, Anhui Normal University, Wuhu) “The Extraction and 57 Identification of Polysaccharidese from Dried Fruitbodies of Hericium erinaceus” 21 Yamada, et al, (1997) “Erinacines A, B, C,… stimulators of never growth factor synthesis, from the mycelia of Hericium erinaceus”, Tetrahedron Letters 22 ZHANG Shuai, SHEN Chu-yan, DONG Ji (2010), (College of Chemistry and Chemical Engineering, Zhaoqing University, Zhaoqing, China) “STUDY ON ENZYMATIC EXTRACTION OF POLYSACCHARIDESE FROM HERICIUM ERINACEUS”, Journal of Henan University of Technology (Natural Science Edition) PHỤ LỤC Phụ lục Đồ thị xây dựng đường chuẩn Phụ lục Một số hình ảnh q trình làm thí nghiệm Nấm Đầu Khỉ ngun liệu khơ Ngun liệu có kích thước < d ≤ Dịch trích ly sau Dịch trích ly ngun liệu có kích thước < d ≤ Dịch trích ly dung mơi aceton, ethanol, methanol Bã nấm sau trích ly lần Phụ lục 3: Kết sử lý số liệu phần mềm IRRISTAT Ảnh hưởng kích thước nguyên liệu đến hiệu trích ly Diterpenoid BALANCED ANOVA FOR VARIATE KQ FILE KTHUOC 5/ 6/14 11:11 -:PAGE khoa sat kich thuoc nguyen lieu VARIATE V002 KQ LN PROB SOURCE OF VARIATION ER DF SUMS OF MEAN F RATIO SQUARES SQUARES LN ===================================================================== KT$ 490300E-02 163433E-02 261.49 0.000 * RESIDUAL 500003E-04 625004E-05 -* TOTAL (CORRECTED) 11 495300E-02 450273E-03 -TABLE OF MEANS FOR FACTORIAL EFFECTS FILE KTHUOC 5/ 6/14 11:11 -:PAGE khoa sat kich thuoc nguyen lieu MEANS FOR EFFECT KT$ -KT$ d>10 5