Nghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng tới quá trình trích ly collagen từ da lợn

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM  - HOÀNG DUY KHÁNH Tên đề tài: NGHIÊN CỨU MỘT SỐ YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG TỚI QUÁ TRÌNH TRÍCH LY COLLAGEN TỪ DA LỢN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo : Chính quy Chuyên ngành : Công nghệ thực phẩm Khoa : CNSH-CNTP Khóa học : 2011-2015 Giảng viên hƣớng dẫn : TS Trần Văn Chí THÁI NGUYÊN, 2015 THÁI NGUYÊN, 2015 LỜI CẢM ƠN Trong thời gian thực đề tài vừa qua, em xin trân trọng gửi lời cảm ơn đến toàn thể quý thầy cô môn Công nghệ Thực phẩm thuộc khoa Công nghệ Sinh học và Công nghệ Thực phẩm - Trƣờng Đại học Nông Lâm Thái Nguyên tận tình giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi để em hoàn thành tốt đƣợc đề tài Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy Trầ n Văn Chí , hƣớng dẫn và dạy tận tình giúp em hoàn thành tốt đề tài và tích lũy vốn kiến thức hữu ích về chuyên ngành suốt thời gian qua Em xin gửi lời cảm ơn đến thầy cô làm việc phòng thí nghiệm, bạn sinh viên lớp Công nghệ Thực phẩm K43 nhiệt tình giúp đỡ đóng góp ý kiến và tạo điều kiện tốt cho em suốt thời gian thực tập vừa qua Do bƣớc đầ u tiên tiế n hành trić h ly sản phẩ m collagen còn thiế u sót về kinh nghiê ̣m, kiế n thƣ́c và khoảng thời gian thƣ̣c hiê ̣n có ̣n lên không tránh đƣơ ̣c nhƣ̃ng sai sót Kính mong quý thầy cô và bạn đóng góp ý kiến để đề tài hoàn thiện đƣơ ̣c Cuối em xin kính chúc quý thầy cô dồi dào sức khỏe và chúc bạn sinh viên lớp Công nghệ Thực phẩm K43 báo cáo thành công luận văn Em xin chân thành cảm ơn! Thái Nguyên, ngày 28 tháng năm 2015 Sinh viên thực Hoàng Duy Khánh DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1: So sánh thành phần acid amin collagen và loại protein khác (số gốc/1000 gốc) Bảng 2.2: Ứng dụng collagen hydrolysate công nghệ chế biến thịt 15 Bảng 3.1: Hóa chất sử dụng 19 Bảng 3.2: Hệ số chuyển đổi đạm tổng số số nguyên liệu 29 Bảng 4.1: Ảnh hƣởng nồng độ Na 2SO4 đến nguyên liệu da lợn 31 Bảng 4.2: Ảnh hƣởng nồng độ ispropyl tới quá trình loa ̣i béo 33 Bảng 4.3: Ảnh hƣởng thời gian đến quá trình loa ̣i béo 34 Bảng 4.4: Ảnh hƣởng nồng độ dung môi tới lƣợng collagen .35 thu đƣơ ̣c 35 Bảng 4.5: Ảnh hƣởng thời gian trích ly tới lƣợng collagen thu đƣợc 37 Bảng 4.6 : Ảnh hƣởng pH tới lƣơ ̣ng collagen thu đƣơ ̣c 38 DANH MỤC CÁC HÌ NH Hình 2.1: Công thức cấu tạo hydroxyproline Hình 2.2: Trình tự xếp acid amin phân tử Collagen Hình 3.1 : Quy trình trích ly collagen từ da lợn 20 Hình 3.2: Sơ đồ nghiên cƣ́u lƣ̣a cho ̣n nồ ng đô ̣ Na2SO4 thích hợp 21 Hình 3.3: Sơ đồ thƣ̣c hiê ̣n phân tích xác đinh ̣ hàm lƣơ ̣ng ispropyl thích hơ ̣p 22 Hình 3.4: Sơ đồ thƣ̣c hiê ̣n thí nghiê ̣m xác đinh ̣ thời gian loa ̣i béo 23 Hình 3.5: Sơ đồ thƣ̣c hiê ̣n thí nghiê ̣m xác đinh ̣ nồ ng đô ̣ trić h ly 24 Hình 3.6: Sơ đồ thƣ̣c hiê ̣n thí nghiê ̣m xác đinh ̣ thời gian trić h ly 25 Hình 3.7: Sơ đồ thƣ̣c hiê ̣n xác đinh ̣ pH kế t tủa collagen 26 Hình 4.1 : Biểu đồ ảnh hƣởng của nồ ng đô ̣ Na 2SO4 đến mẫu nguyên liệu 32 Hình 4.2 : Biểu đồ ảnh hƣởng của nồng độ ispropyl tới quá trin ̀ h loa ̣i béo 33 Hình 4.4 : Biểu đồ ảnh hƣởng của nồ ng đô ̣ dung môi tới lƣơ ̣ng collagen thu đƣơ ̣c 36 Hình 4.5 : Biểu đồ ảnh hƣởng của thời gian trić h ly tới lƣơ ̣ng collagen thu đƣơ ̣c 37 Hình 4.6 : Biểu đồ ảnh hƣởng của pH tới lƣơ ̣ng collagen thu đƣơ ̣c 38 Hình 4.7 : Ảnh collagen thu đƣợc sau trích ly 39 Hình 4.8: Biể u đồ thể hiê ̣n sƣ̣ thay đổ i đô ̣ nhớt của collagen theo nhiê ̣t đô ̣ 39 Hình 4.9: Ảnh phân tích mẫu 41 Hình 4.10 : Ảnh phân tích tiêu sinh hóa 42 MỤC LỤC PHẦN MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề - 1.2 Mục đích nghiên cứu - 1.3 Yêu cầu đề tài 1.4 Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tế - 1.4.1 Ý nghĩa khoa học - 1.4.2 Ý nghĩa thực tiễn - PHẦN TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU - Cơ sở khoa học đề tài - 2.1 Tổng quan về collagen - 2.1.1 Định nghĩa về collagen 2.2 Cấ u ta ̣o collagen 2.3 Tính chất collagen - 2.3.1 Tác dụng với nƣớc - 2.3.2 Tác dụng với acid và kiềm 2.3.3 Sự biến tính - 10 2.3.4 Tính kỵ nƣớc 11 2.3.5 Tính chất dung dịch keo 11 2.3.6 Tính chất Hydrat hóa collagen 11 2.4 Ứng dụng collagen 12 2.4.1 Ứng dụng công nghệ thực phẩm 13 2.4.1.1 Ứng dụng collagen công nghệ sản xuất bánh kẹo - 13 2.4.1.2 Ứng dụng collagen sản xuất sữa - 13 2.4.1.3 Ứng dụng collagen công nghiệp sản xuất đồ uống - 14 2.4.1.4 Ứng dụng collagen công nghiệp chế biến thịt 15 2.4.2 Ứng dụng y học và dƣợc phẩm 15 2.4.3 Ứng dụng công nghệ mỹ phẩm 17 PHẦN ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU - 19 3.1 Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu 19 3.1.1 Đối tƣợng nghiên cứu 19 3.1.2 Phạm vi nghiên cứu 19 3.1.3 Hóa chất - 19 3.1.4 Nguyên liệu 19 3.1.5 Dụng cụ 19 3.2 Địa điểm và thời gian tiến hành nghiên cứu 19 3.3 Nội dung nghiên cứu - 20 3.4 Phƣơng pháp nghiên cứu và tiêu theo dõi 20 3.4.1 Phƣơng pháp bố trí thí nghiệm - 20 3.4.2 Phƣơng pháp xử lý số liệu 27 3.4.3 Phƣơng pháp phân tích tiêu lý hóa - 27 3.4.3.1 Phƣơng pháp phân tić h Kendalh 27 3.4.2.2 Phƣơng pháp phân tić h Soxhlet 29 PHẦN KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 31 4.1 Kế t quả phân tić h mẫu da lơ ̣n - 31 4.2 Kế t quả xác đinh ̣ nồ ng đô ̣ dung môi Na 2SO4 xƣ̉ lý nguyên liê ̣u - 31 4.3 Kế t quả xác định nồng độ isopropyl dùng để loại béo 32 4.4 Kế t quả xác đinh ̣ thời gian loại béo 34 4.5 Kế t quả xác định nồng độ dung môi trích ly 35 4.6 Kế t quả xác định thời gian trích 36 4.8 Xác định nhiệt độ biến tính collagen thu đƣợc -37 4.7 Kế t quả xác đinh ̣ pH kế t tủa collagen 38 PHẦN KẾT LUÂN VÀ KIẾN NGHỊ 43 5.1 Kết luận 43 5.2 Kiến nghị 43 TÀI LIỆU THAM KHẢO 44 PHẦN MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề Trong năm gần với phát triển đất nƣớc, nhu cầu sử dụng sản phẩm chế biến từ thịt lợn ngày tăng Để đáp ứng nhu cầu sử dụng khác ngƣời tiêu dùng sản phẩm công nghiệp chế biến từ thịt lợn ngày đa dạng và nhiều chủng loại sản phẩm chế biến từ thịt lợn nhƣ: thịt hộp, giò chả, súc xích… Các sản phẩm này sử dụng phần thịt, thải môi trƣờng lƣợng lớn da, xƣơng và phế phụ phẩm khác gây ôi nhiễm môi trƣờng Trong da lơn có chứa hàm lƣợng lớn collagen, sử dụng nguyên liệu này để thu nhận collagen Đây là hƣớng nhiều triển vọng mang lại lợi ích về kinh tế và môi trƣờng Collagen loại protein cấu trúc thể động vật và ngƣời Nó đƣợc phân bố phận nhƣ da, cơ, gân, sụn, dây chằng xƣơng và Collagen loại protein chiếm tới 25% lƣợng protein thể ngƣời, có chức kết nối mô thể lại với Nó đƣợc coi nhƣ là chất keo dính phận thể ngƣời thành khối hoàn chỉnh, collagen thể ngƣời phần rời rạc Đối với da, collagen chiếm khoảng 70% cấu trúc da và đƣợc phân bố chủ yếu lớp hạ bì da Nó đóng vai trò kết nối tế bào, kích thích trình trao đổi chất, tạo độ đàn hồi cho da Collagen đƣợc ứng dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực đời sống Trong công nghệ thực phẩm collagen phụ gia có tính an toàn với ngƣời sử dụng, collagen đƣợc ứng dụng nhiều sản phẩm chế biến với trò ổn định cấu trúc cho sản phẩm, tăng giá trị dinh dƣỡng, giá trị cảm quan cho sản phẩm, đa dạng hóa sản phẩm, tạo sản phẩm Đối với sản phẩm thực phẩm chức collagen đƣợc sử dụng nhiều sản phẩm chức với mục đích chăm sóc sắc đẹp Nhu cầu sử dụng collagen ngày lớn Do việc nghiên cứu sản xuất collagen từ nguồn phế liệu từ nhà máy, sở chế biến thịt cần thiết vừa đáp ứng nhu cầu sử dụng collgen vừa giải vấn đề môi trƣờng Từ thực tế tiến hành thực đề tài “ Nghiên cứu số yếu tố ảnh hưởng tới trình trích ly collagen từ da lợn” 1.2 Mục đích nghiên cứu - Nghiên cứu số yếu tố ảnh hƣởng đến trình trích ly collagen 1.3 Yêu cầu đề tài - Xác định đƣợc điều kiện xử lý nguyên liệu - Xác định đƣợc yếu tố ảnh hƣởng tới trình trích ly - Xác định đƣợc điều kiện thu nhận collagen 1.4 Ý nghĩa khoa học ý nghĩa thực tế 1.4.1 Ý nghĩa khoa học - Xác định thông số kĩ thuật từ đƣa quy trình trích ly collagen từ da lợn phƣơng pháp nghiên cứu và phân tích phòng thí nghiệm 1.4.2 Ý nghĩa thực tiễn - Tận dụng nguồn phế phụ phẩm sản xuất chết biến thịt lơn tạo sản phẩm có giá trị cao và góp phần giảm ô nhiễm môi trƣờng - Tạo chế phẩm collagen có ứng dụng rộng rãi - Góp phần làm phong phú phụ gia dùng thực phẩm PHẦN TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU Cơ sở khoa học đề tài 2.1 Tổng quan collagen 2.1.1 Đinh ̣ nghiã về collagen Chữ collagen bắt nguồn từ chữ Hy Lạp, gồm thành tố đƣợc Latinh hoá Tiếp đầu ngữ Kolla: colla có nghĩa là chất keo, và tiếp vị ngữ Gennan: gen có nghĩa là tạo Collagen có nghĩa đen là chất tạo keo[1] Collagen là protein có cấu trúc bậc điển hình, đơn vị tropocollagen cấu trúc bậc tổ hợp theo hƣớng dọc và ngang làm collagen có nhiều mức cấu trúc Collagen là loại protein cấu trúc yếu, chiếm khoảng 25% - 35% tổng lƣợng protein thể động vật có xƣơng sống Collagen đƣợc phân bố phận nhƣ da, cơ, gân, sụn, răng, hệ thống mạch máu động vật và có mặt lớp màng liên kết bao quanh và là thành phần dây chằng và gân, Khoảng 10% protein động vật có vú là collagen, protein ngoại bào (hơn 90% gân, xƣơng và khoảng 50% da) có chứa collagen[2] Trong thành phần da, collagen chiếm khoảng 70% cấu trúc da và đƣợc phân bố chủ yếu lớp hạ bì da, tạo hệ thống nâng đỡ, hỗ trợ đặc tính học da nhƣ : sức căng, độ đàn hồi, trì độ ẩm, Nó đóng vai trò kết nối tế bào, kích thích trình trao đổi chất, tạo độ đàn hồi cho da Sự suy giảm về số lƣợng và chất lƣợng collagen dẫn đến hậu lão hóa thể mà thay đổi làn da, khuôn mặt là dấu hiệu dễ nhận biết nhất: làn da bị khô, nhăn nheo đƣờng nhăn mảnh khóe mắt, khóe miệng, lâu dần thành nếp nhăn sâu, đƣờng nét khuôn mặt bị chùng nhão và chảy xệ[3] Tùy theo độ tuổi, điều kiện sống và tác động môi trƣờng, da bị lão hóa tổn thƣơng, sợi collagen dần tính đàn hồi và săn cấu trúc collagen bị phá hủy Chính mà collagen đóng vai trò là chất quan trọng hàng đầu ngành thẩm mỹ, đặc biệt là chăm sóc da, phẫu thuật thẩm mỹ, phẫu thuật bỏng Collagen đƣợc phân bố giác mạc, và tồn dƣới dạng tinh thể Trong mô cơ, collagen chiếm khoảng từ 1% đến 2% Trong thể ngƣời, collagen chiếm từ 20 - 25% protein thể[4] Collagen là thành phần mô liên kết, có chức tạo độ vững và đàn hồi Collagen có tác dụng giống nhƣ chất keo liên kết tế bào lại với để hình thành mô và quan nền tảng thể Collagen cung cấp cho mô liên kết đặc tính trội nhờ vào diện rộng khắp và xếp mang tính cấu trúc Theo quan điểm y sinh, collagen đóng vai trò quan trọng phát triển, hàn gắn vết thƣơng, là thành phần hoạt hoá tiểu cầu máu và hình thành mạch Thêm vào phát triển số bệnh di truyền đƣợc xác định là đột biến cấu trúc gen collagen Những rối loạn trình tổng hợp phân giải collagen đều đƣợc ghi lại nhƣ là nguyên nhân nhiều bệnh phức tạp nhƣ chứng viêm khớp, xơ gan, bệnh đái đƣờng và ung thƣ nhƣ bệnh có liên quan đến lão hoá Collagen phân bố khắp nơi thể, từ chỗ gân nối bắp chân với gót chân giác mạc Trong gân và dây chằng, collagen có tác dụng truyền lực từ sang xƣơng và tích trữ lƣợng đàn hồi Chính nhờ tính chất này mà thể di chuyển, vận động cách nhịp nhàng và uyển chuyển Collagen là chất nền hữu có xƣơng và men giúp chúng chống lại rạn nứt Nó là thành phần da, mạch máu, Bên cạnh chức học, giác mạc, thủy tinh thể, trật tự cấu trúc sợi collagen tạo nên suốt trì thị lực[1] Collagen đƣợc xem nhƣ vật liệu mang tính xây dựng Sự linh hoạt là nhờ vào cấu trúc cấp bậc phức tạp, tạo nên đa dạng tính chất nhằm phục vụ chức định Xét về mặt kinh tế, nguồn nguyên liệu giàu collagen dùng để sản xuất gelatine chất có nhiều ứng dụng nhiều lĩnh vực khác nhau: Công nghệ Thực phẩm, y học và dƣợc phẩm, mỹ phẩm, công nghệ nhiếp ảnh, 2.2 Cấ u ta ̣o collagen Thành phần protein collagen có gần đầy đủ loại acid amin, bao gồm 20 loại acid amin (Schrieber và Gareis,2007) Thành phần acid amin thay đổi tùy theo nguồn gốc collagen, nhƣng tồn vài tính chất chung và cho tất collagen Trong thành phần collagen không chứa cystein và trytophan, nhƣng chứa lƣợng lớn glycine (Gly), chiếm khoảng 33% và proline (Pro), chiếm tỉ lệ 12% 35 tích số liệu bằ ng phầ n mề n SPSS kế t quả cho th thay đổi về thời gian loại béo khoảng thời gian là giờ và 10 giờ là tƣơng đƣơng Vì lƣ̣a cho ̣n giờ là thời gian loa ̣i béo sử dụng cho thí nghiệm sau 4.5 Kế t quả xác định nồng độ dung môi trích ly Trong trình trích ly collagen sử dụng phƣơng pháp sinh học, hóa học kết hợp hai phƣơng pháp để trích ly collagen Xét điều kiện trang thiết bị phòng thí nghiệm, định sử dụng phƣơng pháp hóa học để trích ly collagen Dung môi sử dụng để trích ly collagen NaOH NaOH có tính chất kiềm, hòa vào nƣớc tạo thành dung môi NaOH, chứa gốc Na + OH- Tác dụng với gốc carboxyl, làm đứt liên kết peptid, làm phân tử collagen bị tách thuận lợi cho việc thu hồi collagen Nồ ng đô ̣ dung dich ̣ trích ly ảnh hƣởng trƣ̣c tiế p tới lƣơ ̣ng collagen thu đƣơ ̣c Đây là yế u tố ảnh hƣởng nhiề u nhấ t đế n lƣơ ̣ng collagen thu đƣơ ̣c Ảnh hƣởng nồng độ dung môi trích ly tới hàm lƣợng collagen thu đƣơ ̣c thể qua bảng 4.4 Bảng 4.4: Ảnh hƣởng của nồ ng đô ̣ dung môi tới lƣơ ̣ng collagen thu đƣơ ̣c(đv :g) Nồng độ NaOH 2% Lƣợng collagen 0.866c NaOH 3% NaOH 4% NaOH 5% 1.709b 2.173a 1.715b (Những số hàng có ký hiệu khác khác có ý nghĩa mức ý nghĩa α=0.05) 36 Hình 4.4 : Biểu đồ ảnh hưởng của nồ ng độ dung môi tới lượng collagen thu được(đv :g) Trong trình thực hiện, dịch sau trích ly tiến hành đo thể tích và khối lƣợng để xác định khối lƣợng riêng hỗn hợp dịch Từ kết phân tích Kjeldahl xác định khối lƣợng collagen mẫu Kế t quả bảng 4.4 thể hiê ̣n sƣ̣ thay đổ i của lƣơ ̣ ng collagen thu đƣợc theo nồng đô ̣ dung môi trích ly Khi tăng nồ ng đô ̣ dung dich ̣ NaOH tƣ̀ 2% đến 4% ta thấ y lƣợng collagen tăng dần 2% là 0.866 g, 3% là 1.709 g, 4% là 2.173 g Nhƣng nồng độ 5% lƣơ ̣ng collagen thu đƣơ ̣c la ̣i giảm 1.715g Nguyên nhân là d o dung môi trích ly ở là NaOH có tính kiề m cao , khoảng nồ ng đô ̣ 2% - 4% đô ̣ kiề m chƣa quá cao , làm đứt mạch peptide ma ̣ch chính tƣ̀ đó làm tăng lƣơ ̣ng collagen thu đƣơ ̣c Ở nồng độ 5% đô ̣ kiề m cao , làm cho cá c acid amin bi ̣ phân hủy giải phóng amoniac , dẫn tới lƣơ ̣ng collagen thu đƣơ ̣c giảm Trong giải nồng đô ̣ dung môi 3-5% lƣơ ̣ng collagen thu đƣơ ̣c tăng lên cao rõ rệt so với nồng độ 2% Dƣ̣a kế t quả phân tích SPSS lựa chọn nồng đô ̣ % là nồng độ xử dụng để trích ly thu collagen 4.6 Kế t quả xác định thời gian trích Kế t quả nghiên cƣ́u ảnh hƣởng của thời gian tới lƣơ ̣ng collagen thu đƣơ ̣c 37 Bảng 4.5: Ảnh hƣởng của thời gian trích ly tới lƣơ ̣ng collagen thu đƣơ ̣c (đv :g) Thời gian ngày Lƣợng collagen ngày 1.629b 2.173a ngày 2.173a (Những số hàng có ký hiệu khác khác có ý nghĩa mức ý nghĩa α=0.05) Hình 4.5 : Biểu đồ ảnh hưởng của thời gian trích ly tới lượng collagen thu được (đv :g) Kế t quả cho thấ y lƣơ ̣ng collagen thu đƣơ ̣c tăng dầ n theo thời gian ngày là 1.629 g, ngày là 2.173 g, ngày là 2.173 g Lƣợng collagen thu đƣợc thời gian trích ly ngày và ngày là Tƣ̀ đó lựa chọnthời gian để trích ly collagen la7̀ ngày 4.7 Kế t quả xác định pH kế t tủa collagen Sau trình trích ly dung dich ̣ có chứa collagen cần tiến hành kết tủa để tách thu hồ i collagen Collagen có bản chấ t là protein nên ta có thể kế t tủa collagen bằ ng cách thay đổ i pH Kế t quả nghiên cƣ́u ảnh hƣởng của pH tới lƣơ ̣ng collagen thu đƣơ ̣c thể hiê ̣n ở bảng sau : 38 Bảng 4.6 : Ảnh hƣởng của pH tới lƣơ ̣ng collagen thu đƣơ ̣c (đv :g) pH pH = 4.5 Lƣợng collagen pH = 4.6 1.94c 2.171a pH = 4.7 2.173a pH = 4.8 2.04b (Những số hàng có ký hiệu khác khác có ý nghĩa mức ý nghĩa α=0.05) Hình 4.6 : Biểu đồ ảnh hưởng của pH tới lượng collagen thu được (đv :g) Bảng 4.6 thể hiê ̣n lƣơ ̣ng collagen thu đƣơ ̣c trích ly 10 g da lơ ̣n kế t tủa ở pH khác Qua bảng ta thấ y đƣơ ̣c sƣ̣ ảnh hƣởng của pH tới lƣơ ̣ng collagen thu đƣơ ̣c Theo kế t quả phân tích ta thấ y ở pH 4.6 và 4.7 cho kế t quả tố t nhấ t Tại pH 4.5 và pH 4.8 cho kế t quả thấ p Độ pH ảnh hƣởng trực tiếp tới lƣợng collagen thu đƣơ ̣c , dựa kế t quả phân tích bằ ng phầ n m ềm SPSS lựa chọn pH để kết tủa collagen là pH= 4.7 39 Hình 4.7 : Ảnh collagen thu sau trích ly Sau kết tủa dung dịch chứa collagen tiến hành ly tâm thu tách collagen Collagen đƣợc tách và thu hồi dạng kết tủa Kết tủa nguyên nhân là collagen không tan nƣớc môi trƣờng acid collagen hút nƣớc và nở ra, thể tích tăng lên nhiều lần so với thể tích ban đầu làm cho collagen lên bề mặt nƣớc 4.8 Xác định nhiệt độ biến tính collagen thu đƣợc - Lập đồ thị biểu diễn độ biến tính collagen Nhiệt độ (0C) 30 32.5 35 37.5 40 42.5 45 47.5 50 Độ nhớt (Mpa.s) 113 105 85.5 74.7 56.7 49.5 37.8 13.5 11.7 Hình 4.8: Biể u đồ thể hiêṇ sƣ ̣ thay đổ i đô ̣ nhớt của collagen theo nhiêṭ đô ̣ Tƣ̀ biể u đồ ta có thể thấ y , đô ̣ nhớt của collagen thay đổ i theo nhiê ̣t đô ̣ Khi nhiê ̣t đô ̣ tăng tƣ̀ 300C lên 500C đô ̣ nhớt collagen giảm mạnh Sau trình 40 trích ly sản phẩm thu đƣợc chủ yếu collagen lƣợng nhỏ sản phẩm phụ khác Khi cho collagen thu đƣợc vào dung dịch acid acetic 0.1N, hỗn hợp dịch coi hoàn toàn là dịch collagen môi trƣờng acid Vì coi kết phân tích độ nhớt dung dịch là collagen Theo L.S Senaratne và cộng (2006) nhiệt độ biến tính collagen là nhiệt độ giá trị độ nhớt giảm nửa Từ kết đƣa nhiệt độ biến tính collagen là 400C Nhiệt độ biến tính collagen thu đƣợc nhiệt độ biến tính collagen đƣợc công bố trƣớc 41 Mẫu sau phân tích tro Xử lý mẫu Mẫu sau trích ly mẫu da lơn trƣớc xử lý Mẫu sau xử lý Dung dịch sau trích ly Hình 4.9 Ảnh phân tích mẫu 42 Phân tích Soxhlet Mẫu sau công phá Mẫu sau chạy kjeldahl Công phá mẫu Chạy kjeldahl Chuẩn độ mẫu Hình 4.10 Ảnh phân tích tiêu sinh hóa 43 PHẦN KẾT LUÂN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1 Kết luận Dựa kết nghiên cứu đƣa kết luận sau: - Xƣ̉ lý mẫu nguyên liê ̣u sử dụng dung dịch Na2SO4 4% - Loại béo : Sử dụng ispropyl nồng độ 0.5%, thời gian loa ̣i béo là giờ - Trích ly collagen sử dụng NaOH 4%, thời gian để trích ly là ngày - pH dùng để kế t tủa collagen thich hơ ̣p là 4.7 - Nhiệt độ biến tính collagen là 400C 5.2 Kiến nghị Để cho sản phẩm thu đƣợc có chất lƣợng tốt đề nghị vấn đề sau: - Khảo sát nghiên cứu số yếu tố khác ảnh hƣởng tới trình trích ly nhƣ nhiệt độ, tỉ lệ dung dịch trích ly - Nghiên cứu thời gian bảo quản và điều kiện bảo quản thích hợp cho sản phẩm 44 TÀI LIỆU THAM KHẢO Fratzl, P., Collagen Structure and Mechanics 2008 Matthew D, Ronald T Raines, 2009.Collagen structure and Stability Annual Review of Biochemistry, 78, 928-959 Frederic M.Richards, D.S.E., John Kuriyan, Advances in Protein Chemistry 2005 Fibrous Proteins Coiled-Coils, Collagen and Elastomers, Volume 70 Elzbieta Skierka, M.S., 2006, The influence of different acids and pepsin on the extractability of collagen from the skin of Baltic cod, 55, 1531- 1546 L.S Senaratne, Pyo-Jam Park, Se-Kwon Kim, Korea, Isolation and characterisation of collagen from brown backed toadfish (Lagocephalus gloveri) skin, 2006 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 Nagai, T., & Suzuki, N 2000 Isolation of collagen from fish waste materialskin, bone and fins Food Chemistry 14 Phanat Kittiphattanabawon, Soottawat Benjakul, Wonnop Visessanguan, Takashi Nagai, Munehiko Tanaka, Thailand, Characterisation of acid soluble collagen from skin and bone of bigeye snapper (Priacanthus tayenus), 2005 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 Phụ lục I Kế t quả xƣ̉ lý thố ng kê bằ ng phầ n mề m SPSS 1.1 Ảnh hƣởng nồng độ Na2SO4 tới lƣơ ̣ng protein mẫu ANOVA Collagen Between Groups Within Groups Sum of Squares 2.836 824 Total df 3.660 Mean Square 1.418 165 F 8.606 Sig .024 collagen Duncan Subset for alpha = 0.05 Nongdo N 0.3 30.2267 0.5 30.6600 30.6600 0.4 31.5800 Sig .280 050 Means for groups in homogeneous subsets are displayed - ý đến Sig ANOVA - + Sig Khác có y nghĩa -> ảnh hƣởng A đến B có ý nghĩa +Sig > 0,05 -> không khác 1.2 Ảnh hƣởng nồng độ isopryl tới quá trình loại béo ANOVA Sum of Squares df protein lipid Between Groups Within Groups Mean Square 3.328 1.664 1.314 219 Total 4.642 Between Groups 1.415 708 Within Groups Total 166 1.581 033 protein Sig 7.597 023 21.305 004 lipid Duncan Duncan Subset for alpha = Subset for alpha = 0.05 0.05 nongdo F N nongdo N 0.4 28.1400 0.5 2.2300 0.5 28.5700 0.4 2.2800 0.6 0.6 Sig 29.5900 303 1.000 Means for groups in homogeneous subsets are displayed Sig 3.2250 768 1.000 Means for groups in homogeneous subsets are displayed 1.3 Ảnh hƣởng thời gian loại béo tới quá trình loại béo ANOVA Lipid Sum of Squares Between Groups Within Groups Total df Mean Square 047 024 001 048 000 F Sig 143.652 000 lipid Duncan Subset for alpha = 0.05 Thoi gian N 10 2.2100 2.2300 37800 Sig .510 1.000 Means for groups in homogeneous subsets are displayed 1.4 Ảnh hƣởng nồng độ NaOH tới lƣợng collagen thu đƣợc ANOVA luongprotein Sum of Squares Between Groups Within Groups Total df Mean Square 3.978 1.326 556 079 4.534 10 F 16.687 Sig .001 protein Duncan nongdo NaOH Subset for alpha = 0.05 N 0.2 0.3 1.70900 0.5 1.71850 0.4 2.17300 Sig .60433 1.000 110 Means for groups in homogeneous subsets are displayed 1.5 Ảnh hƣởng thời gian trích ly tới lƣơ ̣ng collagen thu đƣơ ̣c ANOVA Collagen Between Groups Within Groups Total Sum of Squares 626 007 634 df collagen Duncan Subset for alpha = 0.05 Thoi gian N 1.62900 2.17300 2.20300 Sig 1.000 329 Means for groups in homogeneous subsets are displayed Mean Square 313 001 F 261.181 Sig .000 1.6 Ảnh hƣởng PH tới lƣợng collagen thu đƣợc ANOVA Collagen Sum of Squares Between Groups Within Groups Total Mean Square df 958 014 973 11 collagen Duncan Subset for alpha = 0.05 pH N 4.5 1.4167 4.8 1.9400 4.7 2.0900 4.6 2.1200 Sig 1.000 1.000 410 Means for groups in homogeneous subsets are displayed F 319 179.121 002 Sig .000 [...]... sẹo Collagen cũng giúp củng cố tính nguyên vẹn của tế bào da bằng cách kết hợp với các mô liên kết trong da để cải thiện cấu trúc và tính đàn hồi 19 PHẦN 3 ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1 Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu 3.1.1 Đối tượng nghiên cứu Collagen trích ly từ da lợn 3.1.2 Phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu một số yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình trích ly collagen từ da lợn 3.1.3... yếu tố ảnh hƣởng tới quá trình trích ly - Nghiên cứu lựa chọn đƣợc nồng độ NaOH dùng để trích ly - Nghiên cứu lựa chọn đƣợc thời gian trích ly thích hợp  Nghiên cứu điều kiện thu nhận collagen - Nghiên cứu xác định pH kết tủa collagen 3.4 Phƣơng pháp nghiên cứu và các chỉ tiêu theo dõi 3.4.1 Phương pháp bố trí thí nghiệm Na2SO4 Da lơ ̣n Ngâm Cạo lông Nƣớc Rửa Bã Loại béo Bã Trích ly HCl Kết tủa Ly. .. ̣ nồ ng độ trích ly Thí nghiệm 5 : Xác định thời gian trích ly Thời gian trích ly ảnh hƣởng trực tiếp tới hiệu suất của quá trình trích ly Chúng tôi tiến hành khảo sát ở các khoảng thời gian sau : Công thức 15 : Thời gian trích ly 6 ngày Công thức 16 : Thời gian trích ly 7 ngày Công thức 17 : Thời gian trích ly 8 ngày Để dễ da ng nghiên cứu chúng tôi cố định các điều kiện sau : Khối lƣợng mẫu... bì của da[ 1] Collagen tạo ra một hệ thống nâng đỡ, hỗ trợ các đặc tính cơ học của da nhƣ sức căng, độ đàn hồi, duy trì độ ẩm, làm cho da đƣợc mịn màng, tƣơi tắn và trẻ trung Collagen giúp duy trì độ ẩm tối ƣu cho tế bào Ngoài ra, collagen còn đảm bảo sắc tố da, làm sáng màu da Sự suy giảm về chất lƣợng, số lƣợng collagen sẽ dẫn đến da trở nên khô, mất độ căng, đàn hồi và thúc đẩy quá trình. .. Máy ly tâm 3.2 Địa điểm và thời gian tiến hành nghiên cứu Địa điểm: phòng thực hành vi sinh, Khoa CNSH & CNTP Thời gian: 12/2014 - 5/2015 20 3.3 Nội dung nghiên cứu  Nghiên cứu xác định các điều kiện xử lý nguyên liệu - Nghiên cứu lựa chọn đƣợc nồng độ muối Na2SO4 xử lý nguyên liệu - Nghiên cứu nồng độ isopropyl để loại béo - Nghiên cứu lựa chọn đƣợc thời gian loại béo  Nghiên cứu xác định các yếu. .. tiến hành trích ly collagen Dung môi trích ly ảnh hƣởng trực tiếp đến hiệu suất trích ly Cần nghiên cứu xác định nồng độ dung môi trích ly Công thức 11 : Nồng độ NaOH 2% Công thức 12 : Nồng độ NaOH 3% Công thức 13 : Nồng độ NaOH 4% Công thức 14 : Nồng độ NaOH 5% 24 Để dễ da ng nghiên cứu chúng tôi cố định các điều kiện sau : Khối lƣợng mẫu 10 g Thời gian trích ly : 7 ngày Dịch thô thu đƣợc đem lọc... Chính vì vậy mà collagen đóng vai trò quan trọng giúp cải thiện cấu trúc da, kích thích quá trình tái tạo của làn da, phục hồi tế bào da bị tổn thƣơng - Collagen có tác dụng cao trong quá trình phục hồi và tái tạo da - Điều trị collagen phục hồi: thƣờng đƣợc sử dụng trong trƣờng hợp da bị tổn thƣơng hay trong giai đoạn tái tạo sau khi điều trị nám, mụn trứng cá, sẹo, rạn da và tiêu da thừa sau khi... tủa collagen Collagen sau khi trích ly sẽ đƣợc kêt tủa bằng acid HCl Độ pH ảnh hƣởng trực tiếp tới hiệu suất thu hồi collagen cần khảo sát Công thức 18 : pH bằng 4.5 Công thức 19 : pH bằng 4.6 Công thức 20 : pH bằng 4.7 Công thức 21 : pH bằng 4.8 Để dễ da ng nghiên cứu chúng tôi cố định các điều kiện sau : Thể tích dung dịch : 60ml Vận tốc ly tâm : 5000 vòng/phút Nhiệt độ : 15 0 C Ly tâm để thu collagen. .. tâm Collagen Hình 3.1 : Quy trình trích ly collagen từ da lợn[ 6] 21 Thí nghiệm 1 : Xác định nồng độ dung môi xử lý nguyên liệu Da sau khi đƣợc thu nhận về sẽ tiến hành xử lý Na2SO4 Tác dụng của Na2SO4 là hoạt động nhƣ một chấ t tẩ y rƣ̉a , loại bỏ các tạp chất nhƣ phầ n thiṭ dƣ , máu, mỡ thƣ̀a nhầ y nhớt Do Na2SO4 là một chấ t tẩ y rƣ̉a có ảnh hƣởng đến chất lƣơ ̣ng và hàm lƣơ ̣ng collagen. .. chúng, trong quá trình thanh trùng thì collagen sẽ đƣợc hòa tan Tuy nhiên, khi sữa đƣợc lọc trƣớc quá trình thanh trùng thì tốt nhất nên đƣa collagen vào dƣới dạng dung dịch nếu không thì quá trình lọc sẽ loại bỏ những hạt collagen còn đang trƣơng nở Dung dịch collagen cũng có thể thêm vào sữa nguội kèm theo sự khuấy trộn liên tục Collagen có thể thêm vào sữa trƣớc khi cấy giống mà không ảnh hƣởng