Nghiên cứu quy trình trích ly hoạt chất sinh học Phlorotannin từ rong mơ cho chế biến thực phẩm

ĐạI HọC THáI NGUYÊN TRƯờNG ĐạI HọC NÔNG LÂM trần thiên khá Tờn ti: T Nghiên cứu quy trình trích ly hoạt chất sinh học Phlorotannin từ rong mơ cho chế biến thc phẩm khóa luận TốT NGHIệP đại học H o to : Chớnh quy Chuyờn ngnh : Cụng ngh Thc phm Khoa : CNSH - CNTP Khoỏ hc : 2010 - 2014 Thỏi Nguyờn, 2014 ĐạI HọC THáI NGUYÊN TRƯờNG ĐạI HọC NÔNG LÂM trần thiên khá Tờn ti: T Nghiên cứu quy trình trích ly hoạt chất sinh học Phlorotannin từ rong mơ cho chế biến thc phẩm khóa luận TốT NGHIệP đại học H o to : Chớnh quy Chuyờn ngnh : Cụng ngh Thc phm Khoa : CNSH - CNTP Lp : 42 - CNTP Khoỏ hc : 2010 - 2014 Ging viờn hng dn : 1. ThS. Nguyn c Tin 2.ThS. Trn Th Lý Thỏi Nguyờn, 2014 LỜI CẢM ƠN Để có được kết quả nghiên cứu này, tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến ThS. Nguyễn Đức Tiến - Trưởng Bộ môn Nghiên cứu phụ phẩm và Môi trường nông nghiệp thuộc Viện Cơ điện nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch, người đã trực tiếp hướng dẫn giúp đỡ tận tình và truyền đạt cho tôi những kiến thức quý báu trong quá trình thôi thực hiện luận văn. ThS.Trần Thị Lý – cô giáo trong Bộ môn Công nghệ thực phẩm, khoa Công nghệ sinh học và Công nghệ thực phẩm – trường Ðại học Nông Lâm Thái Nguyên đã giúp đỡ, hỗ trợ về phương diện nghiên cứu, kiến thức và có những góp ý sâu sắc trong thời gian tôi thực hiện ðề tài. Tôi xin gửi lời yêu thương chân thành đến bố mẹ, anh chị đã luôn ở bên động viên trong suốt thời gian học tập. Cuối cùng, Tôi xin chân thành cảm ơn bạn bè đã động viên, giúp đỡ, chia sẻ và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình học tập và hoàn thành luận văn tốt nghiệp. Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng nãm 2014. Sinh viên Trần Thiên Khá DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 2.1. Diện tích rong mơ theo vùng biển các tỉnh. 4 Bảng4.1. Ảnh hưởng của kích thước nguyên liệu đến khả năng trích ly phlorotannin 31 Bảng 4.2. Ảnh hưởng của dung môi đến khả năng trích ly phlorotannin 32 Bảng 4.3. Ảnh hưởng của tỷ lệ dung môi đến khả năng trích ly phlorotannin 34 Bảng 4.4. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng trích ly phlorotannin 36 Bảng 4.5. Ảnh hưởng của thời gian đến khả năng trích ly phlorotannin 38 Bảng 4.6. Ảnh hưởng của số lần trích ly đến khả năng trích ly phlorotannin 39 Bảng 4.7. Ảnh hưởng của nhiệt độ cô đặc đến hàm lượng phlorotannin 40 Bảng 4.8. Kết quả đánh giá cảm quan dịch trích ly 42 DANH MỤC CÁC HÌNH Trang Hình 2.1. Phloroglucinol (i) và phlorotannin [tetrafucol A (ii), fucodiphloroethol B (iii), fucodiphlorethol A (iv), tetrafuhalol A (v), tetraisofuhalol (vi), phlorofucofuroeckol (vii)] và hoạt tính của chúng 12 Hình 4.1. Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của kích thước nguyên liệu đến khả năng trích ly phlorotannin 31 Hình 4.2. Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của dung môi đến khả năng trích ly phlorotannin 32 Hình 4.3. Đồ thì biểu diễn ảnh hưởng của tỷ lệ dung môi đến khả năng trích ly phlorotannin 34 Hình 4.4. Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng trích ly phlorotannin 36 Hình 4.5. Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của thời gian đến khả năng trích ly phlorotannin 38 Hình 4.6. Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của số lần trích ly đến khả năng trích ly phlorotannin 39 Hình 4.7. Sơ đồ quy trình trích ly phlorotannin từ rong Sargassum polycystom 44 MỤC LỤC Trang PHẦN 1 MỞ ĐẦU 1 1.1. Đặt vấn đề 1 1.2. Mục đích và yêu cầu của đề tài 2 1.2.1. Mục đích 2 1.2.2. Yêu cầu 2 PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3 2.1. Giới thiệu chung về rong mơ 3 2.1.1. Đặc điểm 3 2.1.2. Phân bố 4 2.1.3. Thành phần hóa học có trong rong mơ 4 2.1.4. Vai trò của rong mơ đối với con người 9 2.2. Giới thiệu về các hợp chất chống oxy hóa hiện nay 10 2.3. Giới thiệu về hợp chất Phlorotannin 12 2.3.1. Đặc điểm 12 2.3.2. Cơ chế oxi hóa của phlorotannin 13 2.3.3. Hoạt tính sinh học của phlorotannin 14 2.3.4. Tình hình nghiên cứu phlorotannin trên thế giới 15 2.3.5. Tình hình nghiên cứu phlorotannin ở Việt Nam 17 2.4. Giới thiệu về quá trình trích ly 18 2.4.1. Cơ sở của quá trình trích ly 18 2.4.2. Phạm vi sử dụng của quá trình 19 2.4.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trích ly 19 2.5. Giới thiệu về phương pháp thu nhận 21 2.5.1. Phương pháp cô đặc 21 2.5.2. Phương pháp sấy 21 PHẦN 3 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 23 3.1. Đối tượng, vật liệu, địa điểm và thời gian nghiên cứu 23 3.1.1. Đối tượng nghiên cứu 23 3.1.2. Hóa chất và thiết bị 23 3.1.3. Địa điểm và thời gian nghiên cứu 23 3.2. Nội dung nghiên cứu 23 3.3. Phương pháp nghiên cứu 24 3.3.1. Phương pháp bố trí thí nghiêm 24 3.3.2. Phương pháp phân tích chỉ tiêu hóa lý 28 3.3.3. Phương pháp xử lý số liệu 30 PHẦN 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 31 4.1. Kết quả xác định ảnh hưởng của kích thước nguyên liệu đến khả năng trích ly phlorotannin 31 4.2. Kết quả xác định ảnh hưởng của dung môi đến khả năng trích ly phlorotannin 32 4.3. Kết quả xác định ảnh hưởng của tỷ lệ dung môi đến khả năng trích ly Phlorotannin 34 4.4. Kết quả xác định ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng trích ly phlorotannin 36 4.6. Kết quả xác định ảnh hưởng của số lần trích ly đến khả năng trích ly phlorotannin 39 4.7. Kết quả xác định thông số thích hợp của quá trình cô đặc 40 4.8. Kết quả xác định thông số thông số thích hợp của quá trình ly tâm 42 4.9. Đề xuất quy trình trích ly phlorotannin từ rong Sargassum Polycystom. 44 PHẦN 5 47 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 47 5.1. Kết luận 47 5.2. Kiến nghị 47 TÀI LIỆU THAM KHẢO 48 1 PHẦN 1 MỞ ĐẦU 1.1. Đặt vấn đề Xã hội ngày càng phát triển, đời sống con người ngày càng được nâng cao. Con người không chỉ quan tâm đến những vấn đề ăn, mặc, ở đơn giản như trước đây mà còn có những yêu cầu cao hơn. Khi đời sống được nâng cao, con người ngày càng quan tâm hơn đến sức khỏe của mình. Do đó, những thực phẩm, vật dụng có thể gây hại cho sức khỏe dần bị loại bỏ và được thay thế bằng các sản phẩm được sản xuất từ các thành phần chiết xuất từ thiên nhiên. Nhu cầu của con người là một trong những yếu tố quan trọng thúc đẩy xã hội phát triển và cũng là động lực thúc đẩy các nhà khoa học, nhà sản xuất tìm tòi, sáng tạo ra nhiều sản phẩm mới. Với sự phát triển của khoa học, con người đã biết cách chiết xuất ra nhiều hợp chất có nguồn gốc tự nhiên có lợi cho sức khỏe con người. Trong đó, việc ứng dụng các thành tựu khoa học vào ngành công nghiệp thực phẩm đóng vai trò quan trọng vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe con người. Hiện nay, có rất nhiều hợp chất được chiết xuất từ thiên nhiên đã được ứng dụng rộng rãi vào đời sống. Trong số đó không thể không nói đến hợp chất phlorotannin (polyphenol). Thành phần này được sử dụng trong thực phẩm như một loại thực phẩm chức năng nhằm mục đích phòng ngừa bệnh do có tính chất kháng oxi hóa mạnh. Việt Nam có hệ động vật, thực vật vô cùng phong phú đặc trưng cho khí hậu nhiệt đới nóng ẩm. Điều kiện tạo nên sự phong phú và giàu có, ấy chính là vùng biển nhiệt đới rộng với bờ dài hơn 3200km bao bọc hết phía đông và nam đất nước. Một trong những nguồn tài nguyên phong phú và có giá trị mà vùng biển ban tặng cho chúng ta là rong biển. Rong biển là loại thực vật biển quý giá được dùng làm nguyên liệu chế biến thành các sản phẩm có giá trị trong công nghiệp và thực phẩm. Từ lâu, rong biển đã được coi là đối tượng nghiên cứu của nhiều nước trên thế giới. Ở nước ta trữ lượng rong biển rất lớn, là nguồn tài nguyên biển vô cùng phong phú, rong biển chiếm vị trí quan trọng trong lĩnh vực kinh tế biển Việt Nam. Hệ rong biển có nhiều 2 loài, một trong những loài có nhiều tính năng ưu việt được nhiều nhà nghiên cứu ở nước ta quan tâm tới là loài rong mơ. Người ta đã phát hiện ra nhiều thành phần quý có trong rong mơ như: Iod, Alginate, Fuccoidin, hợp chất chống oxi hóa (phlorotannin), các axit béo Rất có giá trị trong y học, thực phẩm, dược phẩm… Xuất phát từ nhu cầu của xã hội hiện đại, đồng thời tận dụng được nguồn nguyên liệu dồi dào, cần có những tìm hiểu, nghiên cứu, tách chiết ra các hoạt tính sinh học đặc biệt là phlorotannin để gia tăng giá trị rong mơ Việt Nam. Vì vậy chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài “ Nghiên cứu quy trình trích ly hoạt chất sinh học Phlorotannin từ rong mơ cho chế biến thực phẩm”. 1.2. Mục đích và yêu cầu của đề tài 1.2.1. Mục đích Nghiên cứu quy trình trích ly hoạt chất sinh học Phlorotannin từ rong mơ cho chế biến thực phẩm. 1.2.2. Yêu cầu Ảnh hưởng của các điều kiện xử lý nguyên liệu đến khả năng trích ly Phlorotannin từ rong mơ. Xác định các thông số của quá trình trích ly Phlorotannin từ rong mơ. Lọc, cô dịch trích ly và thu nhận chế phẩm Phlorotannin trích ly. Đưa ra quy trình sản xuất chế phẩm Phlorotannin. 3 PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1. Giới thiệu chung về rong mơ 2.1.1. Đặc điểm Theo hệ thống phân loại của Agardh, J.G. (1889), họ rong mơ Sargassaceae gồm 3chi: Chi Hormophysa Kuetzing 1843 (rong khế), chi Turbinarina Lamouroux 1828 (rong cùi bắp) và chi Sargassum C.AG. 1821 (rong mơ). Chi Sargassum C.AG. 1821 (rong mơ) gồm có 5 phân chi: Phyllottricha J.Ag, Schizophycus J.Ag, Bactrophycus J.Ag, Arthrophycus J.Ag, SargassumJ.Ag. Sargassum C.Ag (rong mơ) là tảo lớn thuộc họ rong mơ Sargassaceae của ngành rong nâu, rong có kích thước lớn, dài đến 4m hay có khi trên 6 – 8m, rong dài hay ngắn tùy loài và tùy điều kiện môi trường. Chúng bám vào vật bám nhờ đĩa bám hay hệ thống rễ bò phân nhánh. Đĩa bám thường chắc hơn rễ và sóng biển thường đánh đứt rong hơn là nhổ được đĩa bám. Thân rong gồm một trục chính rất ngắn, đa số thường dài trên dưới 1cm, hình trụ, sần sùi. Đỉnh của trục chính sẽ phân ra từ 2 cho đến 4 – 5 nhánh chính. Hai bên nhánh chính mọc ra nhiều nhánh bên. Các nhánh chính và nhánh bên sẽ tạo ra chiều dài của rong. Chiều dài này khác nhau tùy các chi, loài và trong cùng một loài kích thước này cũng thay đổi tùy điều kiện sống, tùy nơi phân bố. Trên các nhánh có các cơ quan dinh dưỡng gần giống như lá và các túi chứa đầy không khí gọi là phao. Khi rong trưởng thành, trên các nhánh bên sẽ mọc ra các nhánh thụ, ngắn (thường từ tháng 3 đến tháng 6), có mang nhiều cơ quan sinh sản đực và cái gọi là đế. Nhờ có hệ thống phao luôn giữ vị trí thẳng đứng trong môi trường biển. Nếu nước cạn và rong khá dài thì phần trên của rong nằm trên mặt nước [5]. Sinh sản hữu tính là cách sinh sản chủ yếu của tất cả các loài rong mơ để tạo thành các bãi rong. Đa số các loài có đế đực và cái trên hai cây khác nhau (cây khác gốc), một số khác có đế đực và cái cùng cây (cùng gốc). Khi rong đạt kích thước và chiều dài tối đa chúng sẽ mọc ra các nhánh ngắn gọi là nhánh thụ, trên đó chủ yếu mọc ra các cơ quan sinh sản. Giao tử đực còn gọi là tinh trùng sẽ được phóng thích khỏi giao tử phòng đực, bơi lội được. Giao [...]... đến khả năng trích ly hoạt chất sinh học phlorotannin từ rong mơ 24 Nghiên cứu xác định các thông số ảnh hưởng đến khả năng trích ly hoạt chất sinh học phlorotannin từ rong mơ Lọc, cô dịch trích ly và thu được chế phẩm phlorotannin từ rong mơ Xây dựng quy trình trích ly hoạt chất sinh học phlorotannin từ rong mơ 3.3 Phương pháp nghiên cứu 3.3.1 Phương pháp bố trí thí nghiêm Trong quá trình tiến hành... gian nghiên cứu Địa điểm: Phòng thí nghiệm Bộ môn Nghiên cứu phụ phẩm và Môi trường nông nghiệp – Viện Cơ điện nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch, 126 phố Trung Kính – Trung Hòa – Cầu Giấy – Hà Nội Thời gian: Từ tháng 07/12/ 2013 đến tháng 27/05/2014 3.2 Nội dung nghiên cứu Nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện xử lý nguyên liệu đến khả năng trích ly hoạt chất sinh học phlorotannin từ rong mơ Nghiên cứu. .. ảnh hưởng đến quá trình trích ly Thực chất quá trình trích ly là quá trình khuếch tán Vì vậy sự chênh lệch nồng độ giữa hai pha (gradient nồng độ) chính là động lực của quá trình Khi chênh lệch nồng độ lớn, lượng chất trích ly tăng; thời gian trích ly giảm ta thực hiện bằng cách tăng tỷ lệ dung môi so với nguyên liệu 20 Quá trình trích ly polyphenol (phlorotannin) hiện nay được thực hiện bằng các... môi, nhiệt độ trích ly và thời gian trích ly Sau đó xác định hàm lượng Phlorotannin, từ đó xác định nhiệt độ cô đặc 3.3.1.8 Thí nghiệm xác định thời gian ly tâm Quá trình ly tâm là để tách hết cặn (bã rong) còn sót lại trong dịch trích ly trong quá trình cô đặc Dịch trích ly thu được sẽ trong hơn, sáng màu hơn Ta cần xác định thời gian ly tâm thích hợp để tách triệt để cặn trong dịch rong, đồng thời... độ ăn thực vật, cường độ ánh sáng và nhiệt độ nước 2.3.5 Tình hình nghiên cứu phlorotannin ở Việt Nam Hiện nay việc nghiên cứu tách chiết và ứng dụng phlorotannin vào trong thực phẩm tại Việt Nam đã và đang được Viện Nghiên Cứu và ứng dụng Nha Trang tiến hành nghiên cứu: Năm 2009, Đặng Xuân Cường đã nghiên cứu thành công việc thu nhận dịch chiết kháng khuẩn chứa polyphenol (phlorotannin) từ rong nâu... ẩm chuyển động trong vật liệu theo hướng từ trong ra bề mặt vật 23 PHẦN 3 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1 Đối tượng, vật liệu, địa điểm và thời gian nghiên cứu 3.1.1 Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu của đề tài là trích ly phlorotannin từ loài Sargassum Polycystum có độ ẩm 16% được thu mua ở Nha Trang – Khánh Hòa 3.1.2 Hóa chất và thiết bị 3.1.2.1 Hóa chất Các hóa chất: Ethanol, acetone... khá lớn cho việc nghiên cứu ứng dụng sản xuất thực phẩm từ rong biển Trên thế giới có nhiều nghiên cứu về phlorotannin do có hoạt tính sinh học cao Năm 2003, Toshiyuki Shibata, Kohki Nagayama, Ryusuke Tanaka, KunikoYamaguchi và Takashi Nakamura đại học Kyushu Nhật Bản đã đánh giá hoạt tính chống oxy hóa của phlorotannin từ loài Laminariaceae bằng cách sử dụng ức chế sự peoxy phospholipid trong hệ thống... giả cho thấy có khả năng sản xuất thuốc trừ sâu có bản chất sinh học (bảo vệ thực vật) từ rong biển * Polysaccharide - Alginic: Alginic là một polysaccharide tập trung ở giữa vách tế bào, là thành phần chủ yếu tạo thành tầng bên ngoài của màng tế bào rong mơ Alginic và các muối của nó có nhiều công dụng trong ngành công nghiệp, y học, nông học và thực phẩm Hàm lượng Alginic trong các loại rong mơ khoảng... của chúng Phlorotannins là hợp chất rất ưa nước [28] và nó cũng được cho là hợp chất có khả năng chống oxy hóa của rong mơ [9] Các chất trích ly từ tảo nâu đã cho thấy tác dụng bảo vệ chống lại tổn thương tế bào hydro peroxide gây ra bằng cách khử gốc tự do [25] Phlorotannins có tiềm năng ứng dụng trong thành phần của thực phẩm chức năng [24] đã nghiên cứu các hoạt động chống oxy hóa của phlorotannins... Tối ưu hóa quá trình chiết phlorotannin từ rong nâu Sargassum baccularia ở Khánh Hòa, Việt Nam bằng phương pháp đáp ứng bề mặt được công bố bởi tài liệu [3, 5] đã công bố các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chiết polyphenol từ loài rong Sargassum macculurei 2.4 Giới thiệu về quá trình trích ly 2.4.1 Cơ sở của quá trình trích ly Phương pháp trích ly là phương pháp thu lấy một hay nhiều chất từ hỗn hợp đã . là phlorotannin để gia tăng giá trị rong mơ Việt Nam. Vì vậy chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài “ Nghiên cứu quy trình trích ly hoạt chất sinh học Phlorotannin từ rong mơ cho chế biến thực. năng trích ly Phlorotannin từ rong mơ. Xác định các thông số của quá trình trích ly Phlorotannin từ rong mơ. Lọc, cô dịch trích ly và thu nhận chế phẩm Phlorotannin trích ly. Đưa ra quy trình. cho chế biến thực phẩm . 1.2. Mục đích và yêu cầu của đề tài 1.2.1. Mục đích Nghiên cứu quy trình trích ly hoạt chất sinh học Phlorotannin từ rong mơ cho chế biến thực phẩm. 1.2.2. Yêu