Bài tiểu luận collagen hay nhất

PHỤ PHẨM TIỀM NĂNG GVHD : TS Nguyễn Hoàng Nam Kha LỜI MỞ ĐẦU Collagen môt dạng protein có cấu trúc sợi dài hầu hết chức khác với dạng protein phổ biến enzym Những bó collagen-sợi collagen thành phần thể màng tế bào cấu tạo nên hầu hết mô cấu trúc bên màng tế bào, collagen tìm thấy tế bào Collagen có cường độ kéo đứt lớn thành phần gân, sụn, xương, dây chằng, da Trong trình trích ly collagen có công đoạn thủy phân tạo collagen hydrolysate, tùy vào mức độ thủy phân mà có ứng dụng khác Collagen hydrolysate ứng dụng phổ biến công ngệ thực phẩm, dược phẩm, mỹ phẩm, Việc nghiên cứu ứng dụng collagen vào mỹ phẩm tến hành vào năm 1930 người Đức; thời kì đó, người ta tách chiết collagen chủ yếu từ da xương trâu, bò, lợn Tuy nhiên, đến năm 1990 bắt đầu hướng chuyển biến mới: bắt đầu “tách chiết collagen từ da cá”, phát minh nhà khoa học thuộc Viện Hóa học Gdansk (Ba Lan) gây tếng vang mạnh mẽ toàn cầu Trong năm gần nhiều quốc gia như: Mỹ, Pháp, Đức, Ba Lan, Nhật Bản, Hàn Quốc đầu tư hàng triệu đôla vào nghiên cứu thu nhận collagen để làm nguyên liệu sản xuất da Việc sản xuất collagen mang đến hội cho nhiều doanh nghiệp thủy sản từ phụ phẩm, đặc biệt phụ phẩm cá tra Phụ phẩm cá tra tối ưu hóa giá trị nhằm gia tăng doanh thu lợi nhuận cách đầu tư để sản xuất collagen Giá trị xuất từ cá tra cao gấp 8-10 lần so với nguyên liệu PHỤ PHẨM TIỀM NĂNG GVHD : TS Nguyễn Hoàng Nam Kha cá thông thường Với lực xuất 600.000 cá tra/năm tổng sản lượng phụ phẩm (đầu, xương, da, nội tạng, mỡ ) xấp xỉ 70% khối lượng nguyên liệu nguồn cung ứng dồi cho việc sản xuất collagen, sản phẩm có giá trị xuất cao Nếu doanh nghiệp thủy sản Việt Nam biết tận dụng da cá tra năm để tự sản xuất collagen có hội nâng cao giá trị cá tra thu mức lợi nhuận cao Đây hướng đầy tềm CHƯƠNG I : TỔNG QUAN COLLAGEN VÀ NGUYÊN LIỆU I Giới thiệu nguồn nguyên liệu: Cá basa loài cá tăng trưởng mạnh, giàu dinh dưỡng có giá trị xuất cao nước ta, đặc biệt đồng sông Cửu Long việc nuôi cá basa phát triển Mặt hàng xuất chủ yếu fille cá, lượng cá xuất khoảng 30000-35000 fille/năm đó, da cá nguồn phụ phẩm chiếm khoảng 0.5% Như vậy, ta có khoảng 1500-1750 da/năm Về mặt cấu tạo, da cá basa có lớp biểu bì (epidermis) lớp bì (dermis) da người nên collagen có nguồn gốc từ da cá ứng PHỤ PHẨM TIỀM NĂNG GVHD : TS Nguyễn Hoàng Nam Kha dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực đời sống Nếu tận dụng nguồn phụ phẩm têm giúp nghành thủy sản Việt Nam có bước nhảy vọt II Giới thiệu sơ lược collagen : Collagen loại protein cấu trúc yếu, chiếm khoảng 30% tổng lượng protein thể động vật có xương sống Collagen có nhiều gân, da, xương, hệ thống mạch máu động vật có mặt lớp màng liên kiết bao quanh Khoảng 10% protein động vật có vú collagen; protein ngoại bào (hơn 90%trong gân, xương khoảng 50% da) có chứa collagen Nó có tác dụng loại keo liên kiết tế bào lại với để hình thành mô quan tảng thể Collagen cung cấp cho mô liên kiết đặc tính trội nhờ vào diện rộng khắp xếp mang tính cấu trúc Nó phân bố khắp nơi thể, từ chỗ gân nối bắp chân với gót chân giác mạc Trong gân dây chằng, collagen có tác dụng truyền lực từ sang xương tích trữ lượng đàn hồi, giúp thể di chuyển nhịp nhàng, uyển chuyển Collagen xem vật liệu xây dựng Sự linh hoạt nhờ vào cấu trúc cấp bậc phức tạp, tạo nên đa dạng tính chất nhằm phục vụ chức định Thành phần,cấu trúc collagen: Collagen protein mô nối động vật protein dồi động vật có vú, chiếm khoảng 25%-35% toàn lượng protein thể Collagen tạo nên 1% tới 2% mô chiếm 6% khối lượng gân, xương, dây chằng, sụn thể Collagen có cấu trúc phức tạp Tropollagen-“phân tử collagen” đơn vị lớn collagen gọi sợi Nó dài khoảng 300nm, có đường kính 1.5nm bao gồm chuỗi PHỤ PHẨM TIỀM NĂNG GVHD : TS Nguyễn Hoàng Nam Kha polypeptide (gọi chuỗi α) Mỗi chuỗi α cuộn thành đường xoắn ốc theo hướng từ trái sang phải tạo thành đường ba xoắn ốc Một chuỗi polypeptde có khối lượng phân tử khoảng 100kDa, tạo nên tổng khối lượng collagen khoảng 300kDa Chuỗi α cấu tạo khoảng 1000 axit amin Các chuỗi α khác (α1, α2 α3) thành phần amino axit Sự phân bố chuỗi α1, α2 α3 phân tử collagen khác tùy thuộc khác gene Collagen giàu thành phần glycine, proline hydroxyproline, số protein chứa hydroxylysine không chứa trytophan Nó chứa khoảng 33% glycine, 12% proline 11% hydroxyproline Các amino acid xếp chuỗi xoắn ốc theo dãy với phân bố sau : • Cấu trúc sợi collagen: PHỤ PHẨM TIỀM NĂNG GVHD : TS Nguyễn Hoàng Nam Kha Phần lớn collagen mạng lưới ngoại bào tìm thấy dạng sợi, bao gồm sợi mảnh, nhỏ Thông qua trình tạo sợi, phân tử collagen tổ hợp với tạo thành vi sợi (microfibril) bao gồm 4-8 phân tử collagen với số lượng nhiều tạo thành sợi(fibril) Những sợi nè có đường kính từ 10-500nm tùy thuộc vào loại mô giai đoạn phát triển Các sợi collagen thiết lập nên sợi lớn (fiber) cao bó collagen (fiber bundle) Các chuỗi collagen xếp song song theo chiều dọc tạo thành sợi với tính chu kỳ định Chúng xếp so le với khoảng 67nm có khoảng trống khoảng 40nm phân tử liền kề với Nhờ vào cấu trúc có thứ bậc, độ bền vốn có chuỗi xoắn ốc chuyển sang sợi collagen, cung cấp cho mô độ cứng, độ đàn hồi đặc tính học riêng biệt PHỤ PHẨM TIỀM NĂNG GVHD : TS Nguyễn Hoàng Nam Kha Sợi collagen tổ hợp có cấu trúc bán kết tnh phân tử collagen Các vi sợi kết hợp nên sợi lớn Các sợi collagen xếp với cách thức kết hợp khác mức độ tập trung khác mô khác để cung cấp đặc tính khác mô Phân loại collagen: Tính đến thời điểm tại, có 42 chuỗi polypeptde nhận dạng Chúng mã hóa 41 loại gene khác nhau, tạo thành 27 loại collagen khác Họ collagen phân loại thành phân họ khác dựa vào tổ hợp siêu phân tử Hơn 90% collagen thể loại collagen loại I, II, III, IX Những bệnh tật có liên quan đến collagen khuyết gene ảnh hưởng đến sinh tổng hợp, xếp trình khác sản sinh collagen cách bình thường PHỤ PHẨM TIỀM NĂNG GVHD : TS Nguyễn Hoàng Nam Kha Hiện tại, có khoảng 13 loại collagen trích chiết Chúng khác chiều dài chuỗi xoắn ốc chất kích cỡ phần không xoắn ốc PHỤ PHẨM TIỀM NĂNG GVHD : TS Nguyễn Hoàng Nam Kha Tính chất collagen: 3.1 Tính chất với nước: Collagen không hòa tan nước mà hút nước để nở ra, 100g collagen khô hút khoảng 200g nước Collagen kết hợp với nước nở nước, độ dày tăng lên chừng 25% độ dài không tăng lên đáng kể, tổng thể tích phân tử collagen tăng gấp 2-3 lần 3.2 Tác dụng với acid, kiềm: Collagen tác dụng với acid kiềm, mạch collagen có gốc carboxyl amin Hai gốc định hai tính chất Trong điều kiện có acid tồn tại, ion tác dụng với gốc amin, điện tích carboxyl bị ức chế ( hình thành acid yếu có độ ion hóa thấp), trái lại gốc amin bị oxy hóa tạo NH 3+ PHỤ PHẨM TIỀM NĂNG GVHD : TS Nguyễn Hoàng Nam Kha Ngoài acid kiềm gây số biến đổi khác: - Cắt đứt mạch muối ( liên kiết NH3+ COO- ) làm đứt mạch peptd mạch Làm đứt liên kiết hydrogen gốc -CO, NH- mạch xung quanh Làm acid amin bị phân hủy giải phóng amoniac Collagen phân giải thành gelatn, vào giả thuyết Hofmeister phản ứng tến hành sau: Gelatn điều chế nhiệt độ cao, nhóm amide bị thủy phân cấu trúc chuỗi xoắn ốc collagen bị phá hủy Cấu trúc gelatn trật tự khối lượng phân tử phân bố khoảng rộng, có thành phần hóa học là: - 85,90% protein 8,13% nước 0,52% chất khoáng Nếu xử lý điều kiện nhiệt độ cao có nước keo dễ biến đổi thành: PHỤ PHẨM TIỀM NĂNG GVHD : TS Nguyễn Hoàng Nam Kha Do muốn phân giải collagen ta phải khống chế nhiệt độ cho chất lượng gelatn đảm bảo 3.3 Tính chất khác collagen: - Khả tạo nhũ tương : Là protein không tan, collagen dấu hiệu cho thấy nhũ tương hóa Tuy nhiên, collagen có nguồn gốc từ da sống xử lý biến tính mức độ khác nhũ hóa tốt sữa gầy - Khả hòa tan : collagen tan glycerin, acid axetc, ure không tan nước lạnh Collagen phân chia thành bốn lớp cở sở tính hòa tan dung dịch đệm khác : tan muối trung tính, tan acid, tan kiềm - Sự biến tính : Dưới tác dụng chất hóa học acid, baze, muối, dung môi alcohol tác nhân vật lý khuấy trộn học, nghiền, ta cực tím cấu trúc bậc 2, 3, bị biến đổi làm cho liên kiết hydro, cầu nối disunfit, liên kiết ion bị phá vỡ không bị phá vỡ liên kiết peptt Đó tượng biến tính protein Sau bị biến tính protein, thường có đặc tính sau :      Độ hòa tan giảm làm lộ nhóm kỵ nước vốn bên phân tử protein Hoạt tính sinh học ban đầu Tăng độ nhạy công enzim protease làm xuất liên kiết peptt ứng với trung tâm hoạt động protease Tăng độ nhớt nội Mất khả kết tnh -Tính kị nước : Do gốc kị nước acid amin chuỗi polypeptde protein hướng ngoài, liên kiết với tạo liên kiết kị nước Đọ kị nước giải thích acid amin có chứa gốc R- không phân 10 PHỤ PHẨM TIỀM NĂNG GVHD : TS Nguyễn Hoàng Nam Kha cực nên khả tác dụng với nước Tính ki nước ảnh hưởng nhiều đến tính tan protein Nguồn nguyên liệu chứa collagen: Collagen chứa hầu hết phận thể mô, gân, xương, da loại động vật, có nguồn nguyên liệu dồi chứa nhiều collagen mà chưa tận dụng triệt để da cá, đặc biệt la da cá basa Hằng năm, xuất lượng cá basa lớn nên phế phẩm da cá mà hầu hết làm thức ăn chăn nuôi nên giá trị không cao; trích ly collagen từ da cá hướng đầy tềm 11 PHỤ PHẨM TIỀM NĂNG GVHD : TS Nguyễn Hoàng Nam Kha CHƯƠNG II: QUY TRÌNH SẢN XUẤT COLLAGEN I II Quy trình sản xuất collagen: Một số giai đoạn quan trọng sản xuất collagen: Xử lý nguyên liệu: Để thu collagen mùi, da cá cần phải bỏ chất béo cách áp dụng phương pháp Gudmundsson Hafsteinsson ( 1997) , phương pháp trình bày sau: 12 PHỤ PHẨM TIỀM NĂNG GVHD : TS Nguyễn Hoàng Nam Kha Da ca sau rửa sơ với nước tếp tục xử lý với loại dung dịch (NaOH 0,2%, H2SO4 0,2% acid citric 0,7% ) với tỉ lệ da : dung dịch la 1:10 Sau xử lý phải rửa với nước đến đạt pH=7 trước tến hành lần tếp theo nhằm nâng cao khả khử mùi Quá trình trích ly collagen: Quá trình trích ly collagen thực nhiệt độ 0C 24, 48 72h với dung dịch có nồng độ 0.5M acid citric, axetc Với loại acid, collagen trích ly toàn phần (A), phần (B): - Phương pháp toàn phần A : da cá trích ly dung dịch acid lần ứng với mốc thời gian 24, 48 72h - Phương pháp phần B : da cá trích ly qua nhiều lần, lần 24h, sau lượng collagen thu lần trích gộp lại tính hiệu suất Quá trình kết tinh collagen: Collagen kết tnh ( collagen hòa tan acid) tách với phương pháp ly tâm với vận tốc 5000 vòng/ phút 90 phút,sử dụng máy ly tâm Hermle Z 200A Để thu collagen tnh khuyết phần collagen kết tnh hòa tan lại với acid axetc 0.5M kết tnh lại theo bước miêu tả Quá trình kết tnh lặp lại lần - 13 PHỤ PHẨM TIỀM NĂNG GVHD : TS Nguyễn Hoàng Nam Kha CHƯƠNG III: KẾT LUẬN - Collagen protein cấu trúc thể có nhiều chức quan trọng thể người Nó có phạm vi ứng dụng rộng rãi nhiều nghành quan trọng y học, công nghiệp đặc biệt mỹ phẩm Trong năm gần có nhiều nghiên cứu việc tìm nguồn thay nhằm đáp ứng nhu cầu collagen thị trường Những phụ phẩm từ cá chứng minh nguồn cung cấp lý tưởng cho việc cung cấp collagen - Ở Việt Nam mắt Viện nghiên cứu chuyên biệt collagen có trụ sở Cần Thơ thu hút nhiều nhà khoa học đầu nghành dinh dưỡng, công nghệ sinh học tham gia nghiên cứu phát triển Trong trình khảo sát rút điều kiện tối ưu cho trinh chiết sau: acid axetc loại acid tốt cho trình trích ly collagen từ da cá basa Các mức giá trị cho mưc khả quan thông số nồng độ acid, tỉ lệ da:dung dịch, nhiệt độ, thời gian 0,5M , 1:6 g/ml, 40C, 72 h phương pháp trích ly phần cho hiệu trích ly cao - Tuy nhiên, bên cạnh nhiều vần đề khó khăn nguồn nhân lực khoa học nghiên cứu hạn chế đặc biệt máy móc ,trang thiết bị để nghiên cứu đắt tền 14 PHỤ PHẨM TIỀM NĂNG GVHD : TS Nguyễn Hoàng Nam Kha TÀI LIỆU THAM KHẢO     http://dantri.com.vn/kinh-doanh/viet-nam-ra-mat-vien-nghiencuu-chuyen-biet-ve-collagen-827222.htm http://www.slideshare.net/canguyen50/teu-luan-collagen-1 http://www.hoahocngaynay.com/nghien-cuu-giang-day/bainghien-cuu/533-collagen.html http://vi.scribd.com/doc/225902851/%C4%90%E1%BB%81-tai-Tong-quan-%C6%B0-ng-du-ng-collagen-trong-th%C6%B0-c-pha-m-Lu %E1%BA%ADn-v%C4%83n-%C4%91%E1%BB%93-an-luan-van-doan MỤC LỤC Giới thiệu CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU VÀ COLLAGEN Giới thiệu sơ lược nguyên liệu Giới thiệu sơ lược collagen Tính chất collagen Nguồn nguyên liệu collagen 11 CHƯƠNG II: QUY TRÌNH SẢN XUẤT COLLAGEN 12 Quy trình 12 Một số giai đoạn quan trọng sản xuất 12 CHƯƠNG III: KẾT LUẬN 14 15 [...]... trích ly qua nhiều lần, mỗi lần 24h, sau đó lượng collagen thu được ở các lần trích được gộp lại và tính hiệu suất 3 Quá trình kết tinh collagen: Collagen kết tnh ( collagen hòa tan trong acid) được tách ra với phương pháp ly tâm với vận tốc 5000 vòng/ phút trong 90 phút,sử dụng máy ly tâm Hermle Z 200A Để thu được collagen tnh khuyết hơn thì phần collagen kết tnh được hòa tan lại với acid axetc 0.5M... làm thức ăn chăn nuôi nên giá trị không cao; do đó cho nên trích ly collagen từ da cá là một hướng đi mới và đầy tềm năng 11 PHỤ PHẨM TIỀM NĂNG GVHD : TS Nguyễn Hoàng Nam Kha CHƯƠNG II: QUY TRÌNH SẢN XUẤT COLLAGEN I II Quy trình sản xuất collagen: Một số giai đoạn quan trọng trong sản xuất collagen: 1 Xử lý nguyên liệu: Để thu được collagen không có mùi, da cá cần phải bỏ các chất béo bằng cách áp dụng... cấp lý tưởng nhất cho việc cung cấp collagen - Ở Việt Nam đã ra mắt Viện nghiên cứu chuyên biệt về collagen có trụ sở tại Cần Thơ đã và đang thu hút nhiều nhà khoa học đầu nghành về dinh dưỡng, công nghệ sinh học tham gia nghiên cứu và phát triển Trong quá trình khảo sát có thể rút ra điều kiện tối ưu cho quá trinh chiết như sau: acid axetc là loại acid tốt nhất cho quá trình trích ly collagen từ da... http://dantri.com.vn/kinh-doanh/viet-nam-ra-mat-vien-nghiencuu-chuyen-biet-ve -collagen- 827222.htm http://www.slideshare.net/canguyen50/teu-luan -collagen- 1 http://www.hoahocngaynay.com/nghien-cuu-giang-day/bainghien-cuu/533 -collagen. html http://vi.scribd.com/doc/225902851/%C4%90%E1%BB%81-tai-Tong-quan-%C6%B0-ng-du-ng -collagen- trong-th%C6%B0-c-pha-m-Lu %E1%BA%ADn-v%C4%83n-%C4%91%E1%BB%93-an-luan-van-doan MỤC LỤC Giới thiệu 1 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU VÀ COLLAGEN. .. NGUYÊN LIỆU VÀ COLLAGEN 1 2 3 4 Giới thiệu sơ lược về nguyên liệu 2 Giới thiệu sơ lược về collagen 2 Tính chất của collagen 8 Nguồn nguyên liệu của collagen 11 CHƯƠNG II: QUY TRÌNH SẢN XUẤT COLLAGEN 12 1 2 Quy trình 12 Một số giai đoạn quan trọng trong sản xuất 12 CHƯƠNG III: KẾT LUẬN 14 15 ... Nguyễn Hoàng Nam Kha CHƯƠNG III: KẾT LUẬN - Collagen là một protein cấu trúc chính của cơ thể và có rất nhiều chức năng quan trọng trong cơ thể con người Nó có phạm vi ứng dụng rộng rãi trong nhiều nghành quan trọng như y học, công nghiệp và đặc biệt trong mỹ phẩm Trong những năm gần đây đã có nhiều nghiên cứu trong việc tìm ra các nguồn thay thế nhằm đáp ứng nhu cầu collagen của thị trường Những phụ... nhằm nâng cao khả năng khử mùi 2 Quá trình trích ly collagen: Quá trình trích ly collagen được thực hiện ở nhiệt độ 4 0C trong 24, 48 và 72h với dung dịch có nồng độ 0.5M của các acid citric, axetc Với mỗi loại acid, collagen được trích ly toàn phần (A), từng phần (B): - Phương pháp toàn phần A : da cá được trích ly trong một dung dịch acid một lần duy nhất ứng với các mốc thời gian 24, 48 và 72h - Phương... không có khả năng tác dụng với nước Tính ki nước sẽ ảnh hưởng rất nhiều đến tính tan của protein 4 Nguồn nguyên liệu chứa collagen: Collagen chứa hầu hết trong các bộ phận của cơ thể như mô, gân, xương, da của các loại động vật, nhưng có một nguồn nguyên liệu dồi dào chứa rất nhiều collagen mà chúng ta chưa tận dụng triệt để là da cá, đặc biệt la da cá basa Hằng năm, chúng ta xuất khẩu đi một lượng cá... triển Trong quá trình khảo sát có thể rút ra điều kiện tối ưu cho quá trinh chiết như sau: acid axetc là loại acid tốt nhất cho quá trình trích ly collagen từ da cá basa Các mức giá trị cho mưc khả quan nhất của các thông số như nồng độ acid, tỉ lệ da:dung dịch, nhiệt độ, thời gian lần lượt là 0,5M , 1:6 g/ml, 40C, 72 h và phương pháp trích ly từng phần cho hiệu quả trích ly cao hơn - Tuy nhiên, bên cạnh ... thành 27 loại collagen khác Họ collagen phân loại thành phân họ khác dựa vào tổ hợp siêu phân tử Hơn 90% collagen thể loại collagen loại I, II, III, IX Những bệnh tật có liên quan đến collagen khuyết... TS Nguyễn Hoàng Nam Kha Tính chất collagen: 3.1 Tính chất với nước: Collagen không hòa tan nước mà hút nước để nở ra, 100g collagen khô hút khoảng 200g nước Collagen kết hợp với nước nở nước,... da cá trích ly qua nhiều lần, lần 24h, sau lượng collagen thu lần trích gộp lại tính hiệu suất Quá trình kết tinh collagen: Collagen kết tnh ( collagen hòa tan acid) tách với phương pháp ly tâm