Nghiên cứu quy trình công nghệ phân lập tinh chế hoạt chất alkylglycerol từ sinh vật biển tạo thực phẩm chức năng cho y dược

V V N THÀNH TR GIÁO D C VÀ ÀO T O NG I H C BÁCH KHOA HÀ N I V N THÀNH NGHIÊN C U QUY TRÌNH CƠNG NGH PHÂN L P, TINH CH HO T CH T ALKYLGLYCEROL T SINH V T BI N O TH C PH M CH C N NG CHO Y, D K THU T HÓA H C LU N V N TH C S K THU T CHUYÊN NGÀNH: K THU T HÓA H C KHÓA 2012B Hà N i – N m 2014 C TR NG GIÁO D C VÀ ÀO T O I H C BÁCH KHOA HÀ N I - V N THÀNH NGHIÊN C U QUY TRÌNH CƠNG NGH PHÂN L P, TINH CH HO T CH T ALKYLGLYCEROL T SINH V T BI N – O TH C PH M CH C N NG CHO Y, D C LU N V N TH C S K THU T CHUYÊN NGÀNH : K THU T HÓA H C NG I PH N BI N: NG IH NG D N: TS C M TH ÍNH GS.TS PH M QU C LONG TS PH M TH H NG MINH PGS.TS TR N TRUNG KIÊN CH T CH H I NG GS.TS PH M V N THIÊM Hà N i – N m 2014 IC M N hồn thành khố lu n t t nghi p này, tr c h t em xin bày t lòng bi t n chân thành, sâu s c t i GS TS Ph m Qu c Long - Vi n tr ng Vi n Hóa h c p ch t thiên nhiên - Vi n Hàn Lâm Khoa H c Công Ngh Vi t Nam, PGS TS Tr n Trung Kiên - Phó phịng t o, tr ngh Hóa h c Th c ph m tr ng ng B môn Q trình - Thi t b Cơng i h c Bách Khoa Hà N i ã t o u ki n v trang thi t b , phịng thí nghi m, tài li u nghiên c u nh ng óng góp quý báu trình th c hi n lu n án t t nghi p Em xin chân thành c m n Ths Chu Quang Truy n - Vi n Hóa h c H p ch t thiên nhiên - Vi n Hàn Lâm Khoa H c Công Ngh Vi t Nam ã t n tình ng d n truy n t nh ng kinh nghi m th c t giúp em hoàn thành lu n án t t nghi p Em xin chân thành c m n anh ch công tác t i phịng Hóa Sinh H u c Vi n Hóa h c H p ch t thiên nhiên - Vi n Hàn Lâm Khoa H c Công Ngh Vi t Nam, th y cô B mơn Qúa trình - Thi t b Cơng ngh Hóa h c Th c ph m tr o ng i h c Bách Khoa Hà N i ã quan tâm, nhi t tình giúp u ki n cho em trình th c hi n Cu i cùng, em xin bày t l i c m n tâm chia s nh ng khó kh n và tài n gia ình, ng i thân b n bè ã quan ng viên em hoàn thành lu n án t t nghi p Hà N i, ngày 10 tháng n m 2014 C VIÊN V V n Thành I CAM OAN Tôi xin cam oan tr qu t c cH i ng ch m lu n v n cao h c, nghiên c u k t tài hoàn toàn trung th c, ti n hành nghiên c u Các s li u, k t qu nghiên c u c a cơng trình nghiên c u khác ã có trích d n tài li u tham kh o y c tham kh o Hà N i,ngày 10 tháng 03 n m 2014 Ng i vi t cam oan V n Thành GVHD: - GS.TS Ph m Qu c Long – PGS.TS Tr n Trung Kiên CL C IC M N I CAM OAN C L C DANH M C CÁC KÝ HI U, CÁC CH DANH M C CÁC HÌNH V VÀ VI T T T TH DANH M C CÁC B NG U CH NG I: T NG QUAN 1.1 Ho t ch t Alkylglycerol 1.1.1 u trúc Alkylglycerol 1.1.2 Các d n xu t c a Alkylglycerol 1.1.3 Ho t tính sinh h c c a Alkylglycerol 10 1.1.4 phân b Alkylglycerol 16 1.2 Ngu n ph li u th y s n 1.2.1 nl 1.2.2 CH Vi t Nam 17 ng khai thác tr l ng ph li u th y s n 17 ng s d ng ph li u th y s n 19 NG II: PH NG PHÁP NGHIÊN C U 20 2.1 Nguyên li u, hóa ch t thi t b s d ng 20 2.1.1 Nguyên li u 20 2.1.2 Hóa ch t thí nghi m 20 2.1.3 2.2 Ph ng c thí nghi m 20 ng pháp phân l p, tinh ch h p ch t AG t ph li u th y s n 21 2.2.1 Ph ng pháp phân l p 21 2.2.2 Ph ng pháp tinh ch 22 2.3 2.4 Ph nghiên c u 25 ng pháp x lý m u 26 Lu n v n t t nghi p V V n Thành GVHD: - GS.TS Ph m Qu c Long – PGS.TS Tr n Trung Kiên 2.4.1 Kh o sát l a ch n nguyên li u 26 2.4.2 Nghiên c u trình tách chi t thu lipit t ng 27 2.4.3 Nghiên c u trình th y phân lipit t o s n ph m AG t i u hóa quy trình cơng ngh 27 2.4.4 Nghiên c u quy trình cơng ngh làm giàu AG t hàm l ng >90% 28 2.5 Xây d ng quy trình cơng ngh thu s n ph m giàu ho t ch t AG quy mô PTN 28 2.6 Lý thuy t v quy ho ch th c nghi m t i u hóa [5,9] 29 2.6.1 Các khái ni m c b n c a quy ho ch th c nghi m 29 2.6.2 Thu t toán c a ph 2.6.3 ng pháp quy ho ch th c nghi m c c tr 32 ng d ng c a quy ho ch th c nghi m hố h c, cơng ngh hố h c, cơng ngh v t li u công ngh môi tr ng 35 2.6.4 Ph ng pháp k ho ch tr c giao b c hai 38 2.6.5 Xác nh giá tr t i u c a hàm m c tiêu 38 CH NG III: TH C NGHI M VÀ K T QU 39 3.1 t qu kh o sát chung v nguyên li u 39 3.2 t qu nghiên c u nh h ng c a y u t n trình tách chi t thu lipit t ng 41 3.2.1 Nghiên c u nh h ng c a nhi t , th i gian n trình t phân lên men n i sinh 41 3.2.1.1 K t qu nghiên c u nh h ng c a nhi t n trình t phân 41 3.2.1.2 K t qu nghiên c u nh h ng c a th i gian n trình t phân 42 3.2.2 Nghiên c u nh h ng c a th i gian, nhi t n trình x lý nhi t thu lipit t ng 44 3.2.2.1 K t qu nghiên c u nh h ng c a th i gian x lý nhi t lên hi u su t thu lipit t ng 44 3.2.2.2 K t qu nghiên c u nh h ng c a nhi t x lý nhi t lên hi u su t thu lipit t ng 45 3.2.3 i u hóa q trình chi t lipit t ng b ng ph Lu n v n t t nghi p ng pháp nhi t 46 V V n Thành GVHD: - GS.TS Ph m Qu c Long 3.3 – PGS.TS Tr n Trung Kiên t qu nghiên c u trình th y phân lipit t o s n ph m AG t i u hóa QTCN 52 3.3.1 t qu nghiên c u etanol/n nh h ng c a hàm l ng n c h n h p c 53 3.3.2 t qu nghiên c u nh h ng c a t l d u béo/h n h p n c + etanol53 3.3.3 t qu nghiên c u nh h ng c a t l lipit/ki m 54 3.3.4 t qu nghiên c u nh h ng c a nhi t 3.3.5 t qu nghiên c u nh h ng c a th i gian 56 3.3.6 i u hóa trình thí nghi m 56 55 3.4 t qu nghiên c u quy trình làm giàu ho t ch t AG >90% 62 3.5 t qu ki m tra, phân tích s n ph m AG 63 3.6 Quy trình cơng ngh thu s n ph m giàu ho t ch t AG quy mô PTN 67 T LU N VÀ KI N NGH 70 TÀI LI U THAM KH O 71 PH L C 76 Lu n v n t t nghi p V V n Thành GVHD: - GS.TS Ph m Qu c Long – PGS.TS Tr n Trung Kiên DANH M C CÁC KÝ HI U, CÁC CH VI T T T - AG: Alkylglycerol - ADG: 1-O-ankyl-diaxylglyxerin - AGE: alkyl glyxeryl ete - bFGF: basic Fibroblast Growth Factor (các y u t t ng tr b n) - CEA: Carcino-Embryonales Antigen - LNCaP, DU145: both the human prostate cancer (hai dòng t bào ung th n ti n li t) - TLC: thin layer chromatography (s c ký l p m ng) - GC: gas chromatography (s c ký khí) Lu n v n t t nghi p ng nguyên bào s i V V n Thành GVHD: - GS.TS Ph m Qu c Long – PGS.TS Tr n Trung Kiên DANH M C CÁC HÌNH V VÀ TH Hình 1.1 Quá trình th y phân Alkylglycerol Hình 1.2 Cơng th c c u t o c a m t s d n xu t AG 10 Hình 1.3 Kh i l ng ph li u thành ph m th y s n 11 tháng u n m 2012 18 Hình 2.1 S nghiên c u quy trình cơng ngh phân l p, tinh ch ho t ch t Alkylglycerol t ph th i th y s n 26 Hình 3.1 Nh n d ng AG b ng TLC 39 Hình 3.2 K t qu ph GC c a s n ph m metyl hóa 40 Hình 3.3 Bi u b m t áp ng gi a hi u su t th y phân lipit t ng v i nhi t , th i gian t l lipit/ki m 61 Hình 3.4 C u trúc 1-O-octadecylglycerol 65 Hình 3.5: K t qu phân tích GC-MS s n ph m AG sau k t tinh 66 Hình 3.6 Quy trình cơng ngh s n xu t AG > 90% 68 Lu n v n t t nghi p V V n Thành GVHD: - GS.TS Ph m Qu c Long – PGS.TS Tr n Trung Kiên DANH M C CÁC B NG ng 1.1 Tr l ng kh n ng khai thác m c bi n Vi t Nam 18 ng 3.1 K t qu phân tích hàm l ng acid béo 40 ng 3.2 K t qu phân tích hàm l ng AG 41 ng 3.3 S ph thu c hi u su t thu d u béo t n i t ng m c vào nhi t t phân (th i gian 240 phút) 42 ng 3.4 S ph thu c hi u su t thu d u béo t n i t ng m c vào th i gian t phân (nhi t 350C) 43 ng 3.5 nh h ng c a th i gian x lý nhi t lên hi u su t thu lipit t ng 44 ng 3.6 nh h ng c a nhi t x lý nhi t lên hi u su t thu lipit t ng 45 ng 3.7 Ma tr n th c nghi m k ho ch toàn ph n hai m c t i u hai thông s 48 ng 3.8 S ph thu c c a m c n h p etanol/n th y phân d u béo v i hàm l ng n c c 53 ng 3.9 S ph thu c c a m c th y phân d u béo v i t l lipit/etanol 54 ng 3.10 S ph thu c hi u su t th y phân d u béo vào t l lipit/ki m 55 ng 3.11 S ph thu c hi u su t th y phân vào nhi t trình 55 ng 3.12 S ph thu c hi u su t th y phân vào th i gian ph n ng 56 ng 3.13 Ma tr n th c nghi m k ho ch toàn ph n hai m c t i u thông s 58 ng 3.14 S li u ph Lu n v n t t nghi p H-NMR 13C-NMR 64 V V n Thành Ph CDC-C13CPD Ph CDC13-COSYGP Ph CDC13-COSYGP Ph CDC13-COSYGP Ph CDC13-COSYGP Ph CDC13-C13CPD DEPT Ph CDC13-C13CPD DEPT Ph CDC13-HMBC Ph CDC13-HMBC Ph CDC13-HMBC Ph CDC13-HMBC Ph CDC13-HMBC Ph CDC13-HSQC Ph CDC13-HSQC Ph CDC13-HSQC