Đề tài Trích ly collagen từ da cá basa full port

CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ COLLAGEN 1.1 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 kết bao quanh Khoảng 10% protein động vật có vú collagen; protein ngoại bào (hơn 90% gân, xương khoảng 50% da) có chứa collagen [1] Nó có tác dụng giống chất keo liên kết tế bào lại với để hình thành mô quan tảng thể Collagen cung cấp cho mô liên kết 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 [1] Trong gân dây chằng, collagen có tác dụng truyền lực từ sang xương tích trữ lượng đàn hồi Sự di chuyển nhịp nhàng, uyển chuyển thực thiếu tính chất Collagen chất hữu có xương men giúp chúng chống lại rạn nứt Nó thành phần da, mạch máu, Collagen chức học, chẳng hạn giác mạc, trật tự cấu trúc sợi collagen tạo nên suốt [2] Collagen xem vật liệu mang tính xây dựng Sự linh hoạt nhờ vào cấu trúc cấp bậc phức tạp, tạo nên đa dạng tính chất nhằm phục vụ chức định 1.2 Cấu trúc collagen 1.2.1 Cấu trúc phân tử collagen [1] Phân tử collagen (hay gọi tropocollagen) protein hình trụ, dài khoảng 300 nm, đường kính khoảng 1,5 nm Luận văn tốt nghiệp Trang 1.5 nm 300 nm Hình 1.1 Cấu trúc phân tử collagen (triple helix) Nó bao gồm chuỗi polypeptide (gọi chuỗi α) cuộn lại với Mỗi chuỗi α cuộn thành đường xoắn ốc theo hướng từ phải sang trái với gốc vòng xoắn Ba chuỗi xoắn lại với theo hướng từ trái sang phải tạo thành đường ba xoắn ốc (triple helix) Hình 1.2 Sự hình thành chuỗi xoắn ốc nội phân tử chuỗi polypeptide Luận văn tốt nghiệp Trang Mỗi chuỗi polypeptide có khối lượng phân tử khoảng 100 kDa, tạo nên tổng khối lượng phân tử collagen khoảng 300 kDa Chuỗi α cấu tạo khoảng 1000 amino acid Các chuỗi α khác (α1, α2 α3) thành phần amino acid Sự phân bố chuỗi α1, α2 α3 phân tử collagen khác tùy thuộc vào khác gene Collagen chứa tryptophan, giàu thành phần glycine, proline hydroxyproline, số protein có chứa hydroxylysine Nó chứa khoảng 33% glycine, 12% proline 11% hydroxyproline Các amino acid xếp chuỗi xoắn ốc theo dãy với phân bố sau: Bảng 1.1 Sự phân bố amino acid chuỗi polypeptide Triplet Gly – X – X Tỉ lệ 0,44 Gly – X – I 0,2 Gly – I – X 0,27 Gly – I – I 0,09 Trong đó, I imino acid (proline hydroxyproline), X amino acid khác Glycine chiếm gần 1/3 tổng số amino acid phân bố cách đặn vị trí 1/3 xuyên suốt phân tử collagen Do glycine có nhánh phụ nhỏ nên lặp lại cho phép chuỗi polypeptide kết hợp chặt chẽ với hình thành nên đường xoắn ốc với khoảng trống nhỏ phần lõi Ngoài ra, phân tử collagen có vùng gồm khoảng ÷ 26 amino acid điểm đầu mút amino hay carboxyl chuỗi Các vùng không sáp nhập với cấu trúc xoắn ốc gọi telopeptide Luận văn tốt nghiệp Trang Hình 1.3 Cấu trúc procollagen chuyển từ procollagen sang tropocollagen 1.2.2 Cấu trúc sợi collagen [3] 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 hình thành nên vi sợi (microfibril) bao gồm từ ÷ phân tử collagen với số lượng nhiều tạo thành sợi (fibril) Những sợi có đường kính từ 10 ÷ 500 nm tùy thuộc vào loại mô giai đoạn phát triển Các sợi collagen thiết lập nên sợi lớn (fiber) cao bó sợi (fiber bundle) Vi sợi Phân tử Hình 1.3 Cấu trúc procollagen chuyển từ procollagen sang tropocollagen collagen Sợi Bó sợi Chuỗi polypeptide Hình 1.4 Cấu trúc sợi collagen Luận văn tốt nghiệp Trang Phân tử collagen, dài 300 nm, đường kính vòng xoắn 1,5 nm Chuỗi polypeptide Tổ hợp thành vi sợi Tổ hợp thành sợi Tổ hợp thành bó sợi Hình 1.5 Quá trình tổ hợp tạo sợi phân tử collagen Luận văn tốt nghiệp Trang Các chuỗi collagen xếp song song theo chiều dọc tạo thành sợi với tính chu kỳ định Chúng xếp so le khoảng 67 nm có khoảng trống khoảng 40 nm phân tử liền kề Hình 1.6 Sự xếp phân tử collagen sợi 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 Có vài liên kết bên chuỗi triple helix số lượng biến thiên liên kết ngang chuỗi để hình thành nên tổ hợp có trật tự (như sợi collagen) Các bó sợi lớn tạo nên nhờ vào trợ giúp vài loại protein (bao gồm loại collagen khác nhau), glycoprotein proteolycan để hình thành loại mô khác từ xếp luân phiên thành phần Sự không hòa tan Luận văn tốt nghiệp Trang collagen trở ngại cho việc nghiên cứu người ta phát tropocollagen trích ly từ động vật non chưa xảy liên kết ngang hoàn toàn Tuy nhiên, phát triển kỹ thuật hiển vi (Electron Microscopy (EM) Atomic Force Microscopy (AFM)) nhiễu xạ tia X cho phép nhà nghiên cứu thu hình ảnh chi tiết cấu trúc collagen Những tiến có ý nghĩa quan trọng việc hiểu cách thức mà collagen tác động lên mạng lưới tế bào; xây dựng, phát triển, phục hồi, thay đổi mô trình phát triển a b Hình 1.7 Hình ảnh bó sợi (a) sợi (b) collagen Sợi collagen tổ hợp có cấu trúc bán kết tinh phân tử collagen Các vi sợi kết hợp tạo nên sợi lớn Các sợi collagen xếp với cách thức kết hợp mức độ tập trung khác mô khác để cung cấp đặc tính khác mô 1.3 Phân loại collagen Tính đến thời điểm tại, có 42 loại chuỗi polypeptide nhận dạng Chúng mã hóa 41 loại gene khác nhau, tạo thành 27 loại collagen Họ collagen phân loại thành phân họ khác dựa vào tổ hợp siêu phân tử [4] Luận văn tốt nghiệp Trang Sự phân bố mô loại protein khác thể tính đa dạng phạm vi đáng ý, từ loại collagen riêng biệt collagen II, X có sụn đến loại collagen dạng sợi phân bố rộng khắp collagen I V Những loại collagen khác thực chức chuyên dụng mô có phương thức xếp riêng biệt siêu phân tử Một số loại cấu tạo từ tam phân (homotrimer), loại khác cấu tạo từ nhiều tam phân Loại collagen phong phú collagen dạng sợi hình thành tảng cấu trúc da, gân, xương, sụn loại mô khác Hình 1.8 Một vài dạng sinh học collagen Luận văn tốt nghiệp Trang Hiện tại, có khoảng 13 loại collagen trích chiết Chúng khác chiều dài chuỗi xoắn ốc chất kích cỡ phần không xoắn ốc [1] Bảng 1.2 Kết cấu chuỗi phân bố loại collagen thể người [1] Loại collagen Kết cấu chuỗi I (α1(I))2α2(I), trimer (α1(I))3 II (α1(II))3 III (α1(III))3 IV (α1(IV))2α2(IV) α1(V) α2(V) α3(V) V (α1(V))2α2(V) VI VII VIII IX X XI XII XIII (α1(V))3 α1(VI) α2(VI) α3(VI) (α1(VII))3 Chưa biết α1(IX) α2(IX) α3(IX) (α1(X))3 α1(XI) α2(XI) α3(XI) (α1(XII))3 Chưa biết Phân bố Da, gân, xương, giác mạc, men răng, sụn, mạch máu Mạch máu, van tim, hạ bì, ruột, nướu răng, thành tử cung Màng nhầy Giác mạc, xương, mạch máu, sụn, nướu Da, tim Da, phổi, sụn, giác mạc, Tạo từ tế bào màng Sụn Sụn Sụn, đĩa đệm cột sống, dịch thủy tinh Gân, dây chằng Da, xương Hơn 90% collagen thể collagen loại I, II, III IV Những bệnh tật liên quan đến collagen khuyết tật gene ảnh hưởng đến sinh tổng hợp, xếp trình khác sản sinh collagen cách bình thường 1.4 Ứng dụng collagen 1.4.1 Ứng dụng công nghiệp Luận văn tốt nghiệp Trang Nếu collagen bị thủy phân chuỗi polypeptide tách phần hoàn toàn, hình thành nên Gelatin Gelatin ứng dụng thực phẩm, dược phẩm, mỹ phẩm công nghiệp phim ảnh Các nhà sản xuất chất bổ sung dựa collagen cho chế độ ăn kiêng khẳng định sản phẩm họ cải thiện chất lượng da, móng tay sức khỏe xương khớp Theo tiếng Hy Lạp, collagen có nghĩa “người sản xuất keo hồ”, nói đến trình nấu da gân ngựa loài động vật khác để thu hồ Keo dán collagen người Ai Cập sử dụng cách 4000 năm người Mỹ sử dụng cách khoảng 1500 năm Hình 1.9 Keo dán collagen Nó dùng để giữ dụng cụ gia đình mà hữu dụng việc sản xuất loại nhạc cụ violin hay guitar; loại thường tháo để sửa chữa nên không thích hợp dùng chất dính lâu bền, collagen đun nóng làm mềm cách dễ dàng 1.4.2 Ứng dụng y học Collagen vật liệu có khả phân hủy sinh học, có tính tương thích sinh học khả cầm máu nên chế tạo thành dạng khác nhau, loại vật liệu sinh học lý tưởng cho việc sản xuất sản phẩm y học Màng collagen sử dụng cho hàng loạt ứng dụng làm chất bịt kín sinh học cải thiện tính đáp ứng sinh học mô cấy Collagen sử dụng hệ thống phân hủy sinh học cho loại thuốc bao gồm thuốc tránh thai, kháng sinh, insulin, hormone tăng trưởng, [5]… Collagen sử dụng rộng rãi phẫu thuật thẩm mỹ, chữa lành vết thương cho bệnh nhân bị phỏng, tái tạo xương nhiều mục đích khác thuộc nha khoa, phẫu thuật, chỉnh hình Collagen dùng Luận văn tốt nghiệp Trang 10 CHƯƠNG NHẬN XÉT – BÀN LUẬN 6.1 Nhận xét nguồn nguyên liệu Cá Basa loài cá tăng trưởng nhanh, giàu dinh dưỡng có giá trị xuất cao Ở nước ta, đặc biệt vùng Đồng sông Cửu Long, việc nuôi cá Basa phát triển Mặt hàng xuất chủ yếu fillet cá, lượng xuất khoảng 30.000 ÷ 35.000 fillet/năm Trong trình chế biến cá, da nguồn phụ phẩm chiếm khối lượng khoảng 0,5% Như vậy, ta có khoảng 1.500 ÷1.750 da/năm Nếu tận dụng làm nguồn nguyên liệu dùng việc sản xuất collagen giá trị kinh tế da cá Basa, trước làm thức ăn gia súc hay phân bón, nâng lên 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 dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực đời sống 6.2 Nhận xét quy trình thí nghiệm Quy trình thí nghiệm gồm khâu sau: − Khâu 1: Xử lý da, da tươi mua từ Công ty TNHH Thuỷ Sản Bình An, Khu công nghiệp Trá Nóc, TP Cần Thơ, trải qua giai đoạn xử lý bao gồm loại béo, tẩy màu Sau xử lý, da trữ tủ đông nhiệt độ khoảng – 20 0C sử dụng cho bước − Khâu 2: Trích chiết collagen, sử dụng acetic acid để lấy collagen từ da cá xử lý − Khâu 3: Tinh chế collagen, collagen kết tinh lấy khỏi dịch trích phương pháp ly tâm Quy trình thí nghiệm tóm tắt sơ đồ khối sau: Da Danguyên nguyênliệu liệu Loại Loạibéo béo 1% Tẩy Tẩymàu màu 4h F 1:17,5 g/ml 30 0C Trích Tríchlyly mướt 30 g 0,5M 24 h lần F 1:6 g/ml 0C Tinh Tinhchế chế Collagen Collagen thành thành phẩm phẩm Hình 6.1 Quy trình sản xuất collagen từ da cá Một điểm bất lợi cần phải đề cập đến collagen trích ly từ da cá lưu tồn dai dẳng màu mùi hôi cá Do đó, cần phải có giai đoạn xử lý da cá để loại bỏ chất béo gây mùi hôi sắc tố để thu collagen không màu không mùi 6.2.1 Quy trình loại béo Áp dụng quy trình Gudmundsson Hafsteinsson (1997), da cá xử lý lần với loại dung dịch sau 0,2 % NaOH, 0,2 % H 2SO4 0,7% citric acid Da sau xử lý không mùi hôi Tuy nhiên, nhược điểm phương pháp quy trình phức tạp tốn sức Da cá xử lý trải qua loạt dung dịch, sau lần xử lý da phải rửa đến pH đạt Đây phần tiêu tốn nhiều thời gian quy trình Đồng thời, lượng collagen da bị sau trải qua xử lý Tuy nhiên, loại bỏ hợp chất non-collagen với dung dịch NaOH da hôi nhớp nháp Tất dung dịch dùng trình xử lý thêm vào 0,5% chất hoạt động bề mặt LaSNa nhằm làm tăng hiệu trình loại mùi 6.2.2 Quy trình tẩy màu Áp dụng quy trình Kolodziejska et al (1999), nhìn chung sắc tố loại cách tương đối Độ trắng da cá sau xử lý đuợc cải thiện đáng kể so với da cá ban đầu Hai thông số quan trọng trình loại pigment da cá nồng độ H2O2 thời gian tẩy màu Một điểm cần ý màu phụ trình xử lý Nếu ngâm da cá lâu da bị ngả màu vàng 6.2.3 Quy trình trích ly 6.2.3.1 So sánh tác chất trích ly Trong quy trình trích ly có sử dụng loại acid acetic citric acid Hiệu suất trình trích ly sử dụng acetic acid cao gấp nhiều lần so với sử dụng citric acid Dịch collagen thu trích ly acetic acid gần không màu, trích citric acid dịch trích có ánh màu vàng Một đặc điểm trội acetic ta thu collagen tinh khiết từ dung dịch collagen acetic phương pháp sấy lạnh Đối với trường hợp collagen dung dịch citric acid, sản phẩm trình sấy lạnh có collagen mà lẫn hạt tinh thể citric Do đó, thẩm tích để loại tinh thể citric việc làm cần thiết để collagen trích ly dùng cho ứng dụng xa Theo nghiên cứu công bố, lactic acid cho hiệu suất trích ly cao, khoảng 90% Trong dung dịch lactic acid, collagen hoà tan hoàn toàn sau trích ly 24 h Tuy nhiên, giá thành lactic acid tương đối cao so với acetic acid Từ kết luận, acetic acid dung môi lý tưởng cho trình trích ly collagen từ da cá Basa Quá trình trích ly collagen từ da cá Basa chủ yếu sử dụng acid hữu acetic, citric hay lactic Các acid vô acid mạnh, chẳng hạn HCl, có pH thấp làm giảm khả hoà tan collagen vào dung dịch hiệu suất trích ly không cao Điều lý giải nhóm amine mang điện tích dương protein tạo liên kết với anion Cl-, làm cấu trúc sợi collagen chặt chẽ hơn, khả tạo liên kết với nước bị hạn chế làm cho hoà tan collagen giảm Ở pH nhỏ protein bị biến tính Sợi collagen co lại làm cho hydrat hoá xảy đại phân tử có không gian cho phân tử nước 6.2.3.2 Các thông số quan trọng trình trích ly Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến trình trích ly chẳng hạn loại acid, phương pháp trích ly, thời gian trích, tỉ lệ nguyên liệu : dung môi trích ly,… Kích cỡ nguyên liệu tỉ lệ nguyên liệu : dung môi xem hai thông số quan trọng trình tiếp xúc hai pha rắn – lỏng tốt bề mặt tiếp xúc pha lớn Nguyên liệu có kích thước nhỏ làm tăng diện tích tiếp xúc pha làm trình trích ly xảy hoàn toàn, ngược lại trích ly bị hạn chế tiếp xúc tốt hai pha Tỉ lệ da : dung dịch acid lớn da phân tán dung dịch, lượng acid bề mặt da không tiếp xúc hoàn toàn với dung dịch, trích ly không hoàn toàn Thông số thời gian định hiệu suất trích ly Nếu thời gian ngắn collagen hòa tan vào acid chưa nhiều nên hiệu suất thấp Tuy nhiên, thời gian dài không tốt mạch collagen bị cắt sâu xuống hình thành gelatin Trong đề tài luận văn này, quy trình trích ly tương đối đơn giản, có hỗ trợ khuấy gián đoạn Do đó, hiệu suất thu chưa cao lắm, collagen chưa hoà tan hoàn toàn Ta nâng cao hiệu suất trích ly collagen cách tiền xử lý học, hóa học hay enzyme Nguyên liệu cần xay nhỏ để tăng khả tiếp xúc với dung dịch Đồng thời trình trích ly cần kết hợp với khuấy trộn học Sự khuấy nhằm giúp cho hoà trộn nguyên liệu dung môi tốt cung cấp lượng cho trình trích ly Một phương pháp để làm tăng lượng collagen trích ly áp dụng tiền xử lý với enzyme Các enzyme thường sử dụng pepsin, trypsin, pancreatin, ficin, bromelin hay papain Các enzyme cắt bỏ phần đầu mút không xoắn ốc (telopeptide) collagen Chính nhờ cắt đứt telopeptide làm đứt liên kết phân tử làm tăng khả hoà tan collagen Mức độ gia tăng hoà tan collagen tuỳ thuộc vào loài cá Collagen da số loài cá hoà tan hoàn toàn dung dịch acetic acid sau xử lý enzyme Tuy nhiên, số loài khác, hiệu suất trích ly sau xử lý với enzyme tăng khoảng 5% Sự khác biệt gây khác vị trí loại liên kết liên phân tử loài cá 6.3 Đánh giá kết 6.3.1 Quá trình tẩy màu Qua trình khảo sát, điều kiện thích hợp rút cho trình tẩy màu là: − Nồng độ H2O2 1% − Thời gian tẩy màu 4h − Tỉ lệ da : dung dịch 1:17,5 g/ml − Nhiệt độ 30 0C Thời gian thông số quan trọng ảnh hưởng đến trình tẩy màu Trong khoảng thời gian đầu tiên, khả tẩy màu dung dịch H 2O2 đồng biến theo thời gian Thời gian tăng độ trắng, sáng da cá tăng theo đạt giá trị cực đại 0C Sau đó, độ trắng có khuynh hướng giảm xuống trì 24 h Hai thông số quan trọng nồng độ H 2O2 tỉ lệ da : dung dịch Giữa mức giá trị thông số vừa nêu, độ trắng da cá chênh lệch không nhiều Trong số nồng độ H2O2 tỉ lệ 1:17,5 cho kết khả quan 6.3.2 Quá trình trích ly Loại acid sử dụng có ảnh hưởng rõ rệt lên hiệu suất trích ly Hiệu suất trích ly acetic cao so với citric Khi thời gian trích ly tăng, lượng collagen hoà tan tăng nên hiệu suất cao Ta khảo sát mốc thời gian 24, 48 72 h mà không khảo sát khoảng thời gian lâu collagen bị cắt mạch mạnh xuống thành gelatin Còn thời gian ngắn không đủ acid lôi kéo collagen Phương pháp trích ly phần với lần trích ly lượng da, lần 24 h cho kết khả quan phương pháp trích ly toàn phần thực lần 72 h Nguyên nhân sử dụng lượng dung dịch acid khoảng thời gian dài dung dịch bị bão hoà không hoà tan thêm collagen Nếu thay đổi dung dịch nhiều lần trích ly triệt để lượng collagen có da cá Tuy nhiên, chênh lệch phương pháp không nhiều Điều kiện tối ưu cho trình trích ly thông qua khảo sát có là: − Loại acid Acetic acid − Thời gian trích ly 72 h − Phương pháp trích ly Từng phần − Nồng độ acid 0,5M − Nhiệt độ trích ly 0C − Tỉ lệ da : acid 1:6 g/ml 6.3.3 Đánh giá tính chất sản phẩm 6.3.3.1 Nhiệt độ biến tính (Denaturation temperature) Nhiệt độ biến tính collagen từ da cá Basa khoảng 37,5 0C, cao so với collagen tu từ loài cá nghiên cứu cá tuyết (15 0C), cá thu (26,1 C), cá chép (32,5 0C), cá rô (36,5 0C) Nhiệt độ biến tính cao collagen từ da cá Basa cấu trúc da có chứa nhiều thành phần imino acid (proline hydroxyproline) Hàm lượng imino acid, đặc biệt hydroxyproline, phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường sống cá có ảnh hưởng lên bền nhiệt collagen Collagen có nguồn gốc từ loài cá sống môi trường nước lạnh có thành phần hydroxyproline thấp so với loài sống vùng nước ấm Các imino acid, proline hydroxyproline, có liên kết hydrogen chuỗi Các liên kết góp phần làm ổn định cấu trúc chuỗi xoắn ốc collagen Cá Basa loài cá sống vùng nước ấm nên có chứa nhiều hydroxyproline nên nhiệt độ biến tính cao 6.3.3.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến tính chất collagen  Độ tuổi động vật Độ tuổi cá ảnh hưởng đến mô liên kết số lượng, chất lượng protein Số lượng liên kết collagen gia tăng theo độ tuổi Tuy nhiên, phần lớn mô liên kết cá tái tạo hàng năm protein có cấu trúc với nhiều liên kết không tìm thấy cá Collagen từ động vật non dễ trích ly cho cấu trúc có độ bền thấp Ngược lại, collagen từ động vật trưởng thành khó hoà tan cấu trúc có độ bền cao  Chế độ ăn uống Ở số loài cá, lượng collagen số lượng liên kết gia tăng với thiếu thốn thức ăn Theo nghiên cứu, cá thiếu ăn sản sinh nhiều collagen, đặc biệt collagen có nhiều liên kết, ăn uống đầy đủ  Thành phần imino acid Khả bền nhiệt collagen liên quan đến thành phần imino acid (proline hydroxyproline) Thành phần imino acid cao cấu trúc chuỗi xoắn ốc collagen ổn định Thành phần proteoglycan glycoprotein ảnh hưởng đến bền nhiệt collagen 6.3.3.3 Sự hình thành sợi collagen Collagen kết hợp lại tạo thành sợi điều kiện sinh lý học Quá trình tái tạo sợi quy mô phòng thí nghiệm chia làm bước bao gồm giai đoạn khơi mào phụ thuộc nhiệt độ, giai đoạn phát triển phụ thuộc nhiệt độ giai đoạn phát triển không phụ thuộc nhiệt độ Những loại collagen khác với cấu trúc khác chuỗi xoắn ốc ảnh hưởng đến thời gian mức độ tạo sợi Những quy trình điều chế khác loại collagen cho đáp ứng điều kiện khác trình tạo sợi Sự tái tạo sợi collagen chịu ảnh hưởng loại collagen, phương pháp trích ly điều kiện trình tạo sợi (chất đệm, nhiệt độ nồng độ protein,…) Gelatin điều chế điều kiện nhiệt độ cao, nhóm amide bị thuỷ phân cấu trúc chuỗi xoắn ốc collagen bị phá huỷ Cấu trúc gelatin trật tự khối lượng phân tử phân bố khoảng rộng cho tái tạo sợi xảy Thêm vào đó, tổ hợp đơn phân collagen trình tạo sợi liên quan đến tương tác tĩnh điện, kỵ nước qua lại chuỗi collagen Quá trình điều chế collagen dựa vào gia tăng điện tích âm, điều góp phần làm cho tương tác phân tử khó khăn lực đẩy điện tích âm Do đó, gelatin khả hình thành sợi 6.3.3.4 Phổ hồng ngoại collagen IR phương pháp đo chiều dài sóng cường độ hấp thụ xạ hồng ngoại mẫu Những thành phần polypeptide protein cho ta loại dải hấp thụ amide A, B I – VII Trong số đó, amide I II dải bật chuỗi protein Vùng phổ nhạy thành phần cấu trúc bậc hai protein dải amide I (1700 ÷ 1600 cm-1), chủ yếu dựa vào nối đôi C = O liên kết peptide (khoảng 80 %) Phổ hồng ngoại collagen trích ly từ da cá Basa acetic acid phản ánh diện dải amide A (3449 cm-1), amide B (2925 cm-1), amide I (1619 cm-1), amide II (1560 cm-1) amide II (1241 cm -1) Dải amide I có liên đới với cấu trúc bậc hai protein amide chứng minh có mặt cấu trúc chuỗi xoắn ốc kết phổ IR cho thấy có cấu trúc xoắn ốc collagen thu từ da cá Basa 6.3.3.5 Sản phẩm phụ quy trình sản xuất collagen từ da cá Basa Sản phẩm quy trình collagen hoà tan acid (acid soluble collagen ASC) Phần dư lại chứa lượng collagen xem collagen không hoà tan (insoluble collagen) Thay làm tan rã chuyển thành vật liệu hòa tan, collagen với nhiều liên kết ngang phân tán thành huyền phù sợi màu trắng sữa tác nhân biến tính nhẹ làm vụn phương pháp học điều kiện pH acid Sợi collagen bền với thủy phân so với thành phần khác mô collagen, tách khỏi suốt trình thủy phân rửa Trong bước xử lý bổ sung thêm vào, vật liệu collagen dùng cho ứng dụng hóa học acetyl hóa, methyl hóa dùng để gắn kết với polymer khác Hình 6.2 Kết đo kích thuớc hạt insoluble collagen xử lý acetic acid Hình 6.3 Kết SEM insoluble collagen xử lý loại acid A Acetic acid, B Citric acid, C Lactic acid 6.4 Kết luận – kiến nghị loại protein cấu trúc thể, có nhiều chức 6.4.1 Kết luận Collagen thể người có phạm vi ứng dụng rộng rãi ngành quan trọng y học, công nghiệp mỹ phẩm Trong năm gần đây, có nhiều nghiên cứu việc tìm nguồn thay nhằm đáp ứng nhu cầu collagen thị trường Những phụ phẩm từ cá chứng minh nguồn thay lý tưởng cho việc cung cấp collagen Cá Basa loài cá phổ biến Việt Nam, có giá trị kinh tế cao với sản lượng nuôi xuất lớn Da nguồn phế phẩm ngành công nghiệp chế biến thủy, hải sản với khối lượng khổng lồ Việc tận dụng nguồn phế phẩm để điều chế collagen góp phần đem lại hiệu kinh tế Trong phạm vi khảo sát luận văn này, rút điều kiện tối ưu cho trình trích chiết sau: acetic acid loại acid tốt cho trình trích ly collagen từ da cá Basa Các mức giá trị cho kết khả quan thông số nồng độ acid, tỉ lệ da : dung dịch, nhiệt độ, thời gian 0,5 M, : g/ml, 0C 72 h Phương pháp trích ly phần cho hiệu suất cao 6.4.2 Kiến nghị Vì thời gian thực đề tài có hạn máy móc, thiết bị thiếu thốn nên khảo sát hết tất cá yếu tố ảnh hưởng đến trình trích ly collagen từ da cá Basa Do đó, đề nghị số nghiên cứu cần khảo sát sau : − Khảo sát nồng độ acid, tỉ lệ da : acid − Khảo sát nhiệt độ trích ly − Khảo sát trình trích ly collagen từ xương cá Basa − Khảo sát tính năng, thăm dò ứng dụng sản phẩm collagen TÀI LIỆU THAM KHẢO Wolfgang Friess, U.o.E., Erlangen, Germany, Collagen - biomaterial for drug delivery 1997 Fratzl, P., Collagen Structure and Mechanics 2008 Frederic M.Richards, D.S.E., John Kuriyan, Advances in Protein Chemistry 2005 Fibrous Proteins Coiled-Coils, Collagen and Elastomers, Volume 70 A.de Meijere, K.N.H., Collagen Primer in Structure, Processing and Assemblyics 2005 Topics in Current Chemistry Garg, F.H.S.a.A.K., Handbook of Biodegradable Polymers Collagen: Characterization, Processing and Medical Applications Shuai Zhao, M.Z., Guoying Li, Preparation of collagen from the pigskin shavings by alkali extraction Rume Sakai, S.I., Toshizo Isemura, Soluble collagen of chicken leg tendon; Its denaturation temperature and Hydrodynamic properties 1967 Nagai, T., Collagen from diamondback squid 2003 Maria Sadowska, I.K.o., Celina Niecikowska, Isolation of collagen from the skins of Baltic cod (Gadus morhua) 2002 10 L.S Senaratne, P.-J.P., Se-Kwon Kim, Isolation and characterization of collagen from brown backed toadfish (Lagocephalus gloveri) skin 2005 11 Food and Agricultural Organisation - Food and Nutrition Paper 14/7/1986 12 N.Yu Ignat'eva, N.A.D., Determination of Hydroxyproline in Tissues and the Evaluation of the Collagen Content of the Tissues 2005 13 Elzbieta Skierka, M.S., The influence of different acids and pepsin on the extractability of collagen from the skin of Baltic cod 2006 14 J.H Muyonga, C.G.B.C., K.G Duodu, Characterisation of acid soluble collagen from skins of young and adult Nile perch (Lates niloticus) 2003 15 Phanat Kittiphattanabawon, S.B., Wonnop Visessanguan, Takashi Nagai, Munehiko Tanaka, Characterisation of acid-soluble collagen from skin and bone of bigeye snapper (Priacanthus tayenus) 2004 16 Jin-Wook Woo, S.-J.Y., Seung-Mock Cho, Yang-Bong Lee, Seon-Bong Kim, Extraction optimization and properties of collagen from yellowfin tuna (Thunnus albacares) dorsal skin 2007 17 V Vijayasundaram, V.R and P.R Palaniappan, The study of the changes in the thermal properties of Labeo rohita bones due to arsenic exposure 2009 18 Yun Shana, Y.Z., Yong Caoa,Qunhua Xua, Huangxian Jub, Zonghan Wuc, Preparation and infrared emissivity study of collagen-g-PMMA/In2O3 nanocomposite 2003 19 HaiYing Liu, D.L., ShiDong Guo, Studies on collagen from the skin of channel catfish (Ictalurus punctaus) 2006 20 S.Rama, G.C., Physico - chemical characterisation and molecular organisation of hte collagen from the skin of an air - breathing fish (Ophiocephalus striatus) 1983 MỤC LỤC CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ CÁ BASA .30 3.1Giới thiệu cá Basa 30 3.2Đặc điểm sinh lý, sinh thái cá Basa 31 3.3Hệ vi sinh vật cá 34 3.4Các yếu tố ảnh hưởng đến trình sản xuất, chất lượng sản phẩm cá Basa 35 3.5Giá trị thực phẩm cá Basa 35 3.6Các sản phẩm chế biến từ cá Basa 37 DANH MỤC CÁC HÌNH CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ CÁ BASA .30 DANH MỤC CÁC BẢNG CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ CÁ BASA .30 [...]... noncollagenous noncollagenous protein protein và và màu màu Rửa Rửa CH3COOH 0,5M, 3 ngày 50.000 vòng/phút, 1h Trích Trích ly ly Ly Ly tâm tâm Hình 2.20,8M Quy trình trích ly collagen từ gân chân gà NaCl Kết Kết tủa tủa 2.3 Quy trình trích ly collagen từ da mực [8] 50.000 vòng/phút, 1h Ly Ly tâm tâm Sấy Sấy lạnh lạnh Luận văn tốt nghiệp Trang 23 Bột Bột collagen collagen Hình 2.3 Quy trình trích ly collagen. .. trình trích ly collagen từ cá Không giống với những loại collagen thu được từ những phương pháp trước đây, collagen từ cá được hấp thụ hoàn toàn trên da người Cá sống trong phạm vi rộng lớn với các điều kiện về nhiệt độ, độ sâu và áp suất khác nhau Điều này có nghĩa là collagen trích từ da cá có một sức chống chịu đặc biệt với các phá hủy lý và hóa học Đối với các thuốc hay thức uống có chứa collagen, collagen. .. chính cung cấp collagen và gelatin dùng trong thực phẩm, dược phẩm, mỹ phẩm và công nghiệp thuộc da Hiện nay, những phần thừa từ cá như xương, vảy và da là những nguồn thay thế cung cấp collagen 1.6 Các dạng collagen nguyên liệu thu được từ da cá 1.6.1 Collagen dạng bột Luận văn tốt nghiệp Trang 17 Hình 1.15 Bột collagen sản xuất từ da và vảy cá Bột collagen từ da và vảy cá biển (marine fish collagen powder):... citrate 0,15M CH3COOH 0,1M Trích Trích ly ly Kết Kết tủa tủa lại lại 10.000 vòng/ phút 30 phút 40C 72h Lọc Ly tâm Lọc Ly tâm Na2HPO4 0,02M Collagen Collagen Thẩm tích Thẩmphẩm tích thành thành phẩm Hình 2.1 Quy trình trích ly collagen từ da heo 2.2 Quy trình trích ly collagen từ gân chân Rửa Rửa gà [7] Kết Kết tinh tinh lại lại Luận văn tốt nghiệp Trang 22 Collage Collage ` Da Da mực mực Rửa Rửa sạch... làm từ collagen nguyên chất từ cá sẽ mang đến cho bạn một làn da đẹp, tươi trẻ Những phân tử collagen nhỏ trích ly từ vảy cá bằng công nghệ cao cùng những chiết xuất từ cây cỏ và hương thơm, có tác dụng xóa đi nếp nhăn, phục hồi nét thanh xuân, sự săn chắc cho da Thành phần chính: collagen từ cá, elastin, silk peptide, chiết xuất từ cây lô hội, cây chamomile,… Xuất xứ: Trung Quốc Hình 1.20 Viospring collagen. .. collagen từ cá cũng được chứng minh là có tốc độ hấp thụ vào máu nhanh hơn gấp 1,5 lần so với collagen từ lợn Luận văn tốt nghiệp Trang 28 Khả năng hấp thụ vào máu So sánh khả năng hấp thụ vào máu giữa collagen từ cá và collagen từ lợn Thời gian sau khi sử dụng Hình 2.5 Đồ thị so sánh khả năng hấp thụ vào máu của collagen trích ly từ cá và từ lợn 2.8 Nguồn nguyên liệu cá cho việc sản xuất collagen. .. sinh sản của cá Basa nuôi bắt đầu từ tháng 2 kéo dài đến tháng 7, cá đẻ rộ và tập trung từ tháng 3 đến tháng 5 3.2.4 Giống cá nuôi Giống cá Basa nuôi hiện nay có từ 2 nguồn: bắt từ tự nhiên và sinh sản nhân tạo Trước đây thì cá Basa giống hoàn toàn được bắt ngoài tự nhiên tại vùng biên giới giáp Campuchia và Việt Nam bằng cách câu, lưới hoặc các hình thức thu bắt cá giống khác và thường cỡ cá giống khoảng... protein Bảng 2.1 thành phần collagen trong thịt cá Loại cá Collagen hòa Collagen không tan trong acid hòa tan (so với trọng (so với trọng lượng tươi) lượng tươi) 0,19 Cá chim trắng (White pomfret) Sardine (cá mòi) Cá thu (Mackerel) Cá bơn (Sole) Cá chép (Common carp) Cá đối (Mullet) Cá ngừ (Tuna) Cá mập (Shark) Cá đuối (Ray) Luận văn tốt nghiệp Collagen tổng Collagen tổng (so với trọng (so với lượng tươi)... những loại collagen trong nội tạng Collagen trong da, vảy, xương và vây chiếm phần lớn trong tổng lượng collagen 2.7 So sánh collagen từ cá và collagen từ các loại gia súc Cho đến nay, hầu hết các loại mỹ phẩm trên nền collagen đều có chứa protein chiết xuất từ gia súc Bởi sự bộc phát của bệnh bò điên BSE (Bovine Spongiform Encephalopathy – mad cow disease), collagen từ gia súc đang dần rút khỏi phạm... hàng ngày các loại trái cây như cam, chanh và dâu Bông cải xanh cũng là một trong những nguồn đáng tin cậy tham gia vào việc tổng hợp collagen cho da − Nguồn collagen từ những sinh vật biển: collagen từ các loài cá mập là một nguồn cung cấp collagen cho nhu cầu của bạn Với những người Trung Hoa thích ăn vi cá thì đây là một cách hiệu quả để bổ sung collagen − Bên cạnh đó, da và xương của các loài gia