Khảo sát điều kiện chiết tách alginat từ rong mơ

Alginat là một polysaccarid tự nhiên, có nguồn gốc từ rong nâu và một số loài vi sinh vật. Cho tới nay alginat và các muối của nó được ứng dụng trong nhiều ngành như công nghiệp, dược phẩm và thực phẩm… Trong lĩnh vực dược phẩm alginat được dùng làm gạc băng vết thương, làm khuôn răng, làm tá dược sản xuất thuốc… Đặc biệt alginat được sử dụng làm chất mang rất tốt trong kỹ thuật cố định tế bào. Đây là hướng ứng dụng mới với nhiều hứa hẹn. Việt Nam là một nước nhiệt đới, với diện tích vùng biển rộng hơn 1 triệu km2, đường bờ biển dài hơn 3000km, và một trong những tài nguyên vô cùng phong phú của biển nước ta là hệ sinh thái rong biển. Với hàm lượng alginat trong thành phần rong từ 19% đến 44%, cao hơn hẳn các loài rong trên thế giới, thì đây là một nguồn lợi có ý nghĩa to lớn về mặt khoa học cũng như thực tiễn [9]. Tuy vậy các nghiên cứu về chiết xuất alginat phục vụ nhu cầu dược phẩm và ứng dụng gel alginat trong cố định tế bào còn ít được quan tâm. Vì vậy đề tài “Khảo sát điều kiện chiết tách alginat từ rong mơ” được tiến hành với hai mục tiêu:

ĐẶT VẤN ĐỀ

Alginat là một polysaccarid tự nhiên, có nguồn gốc từ rong nâu và một

số loài vi sinh vật Cho tới nay alginat và các muối của nó được ứng dụng trong nhiều ngành như công nghiệp, dược phẩm và thực phẩm… Trong lĩnh vực dược phẩm alginat được dùng làm gạc băng vết thương, làm khuôn răng, làm tá dược sản xuất thuốc… Đặc biệt alginat được sử dụng làm chất mang rất tốt trong kỹ thuật cố định tế bào Đây là hướng ứng dụng mới với nhiều hứa hẹn

Việt Nam là một nước nhiệt đới, với diện tích vùng biển rộng hơn 1

cùng phong phú của biển nước ta là hệ sinh thái rong biển Với hàm lượng alginat trong thành phần rong từ 19% đến 44%, cao hơn hẳn các loài rong trên thế giới, thì đây là một nguồn lợi có ý nghĩa to lớn về mặt khoa học cũng như thực tiễn [9]

Tuy vậy các nghiên cứu về chiết xuất alginat phục vụ nhu cầu dược phẩm và ứng dụng gel alginat trong cố định tế bào còn ít được quan tâm Vì

vậy đề tài “Khảo sát điều kiện chiết tách alginat từ rong mơ” được tiến

hành với hai mục tiêu:

 Bước đầu khảo sát một số điều kiện chiết xuất ảnh hưởng tới hiệu suất và độ nhớt của alginat thu được

 Đánh giá khả năng tạo gel và khả năng cố định tế bào nấm men

Saccharomyces cerevisiae của alginat chiết xuất được.

Chương I TỔNG QUAN1.1 Rong mơ Việt Nam

1.1.1 Phân bố và sản lượng

Các loài rong mơ Việt Nam chủ yếu thuộc chi rong mơ (Sargassum), họ rong mơ (Sargassaceae), bộ rong đuôi ngựa (Fucales), ngành rong nâu (Phaeophyta) [6] Đây là nhóm rong biển có thành phần loài phong phú, phân

bố phổ biến, sản lượng cao và là nguồn lợi tự nhiên lớn nhất trong nguồn lợi rong biển Việt Nam Sản lượng rong mơ vùng ven biển nước ta vào khoảng 30.000-35.000 tấn tươi/năm Đặc biệt có những nơi sinh khối rong mơ lên đến trên 12kg/m2 [5, 10]

Dọc theo khu vực bờ biển miền Trung có khoảng 68 loài rong mơ đã được phát hiện, thường phân bố ở các tỉnh như: Quảng Bình, Quảng Trị, Quảng Nam, Quảng Ngãi, Thừa Thiên Huế…, hay gặp nhất là các loài rong

mơ nhánh bò S polycystum, rong mơ lá mềm S tenenium, rong mơ liềm S

hemiphyllum [5, 10] Nhiều vùng rất thuận tiện cho việc khai thác và vận

chuyển, tuy nhiên do mùa vụ ngắn nên cần có biện pháp xử lý và bảo quản nguyên liệu để có thể sử dụng lâu dài cho cả năm

1.1.2 Thành phần hóa học của một số loài rong mơ thường gặp

Hàm lượng protein trong rong mơ không cao, chỉ khoảng 5-15% so với trọng lượng khô Lượng protein này không chỉ phụ thuộc vào thành phần loài

mà còn phụ thuộc vào quá trình phát triển của cá thể, điều kiện sống của rong, cách phơi sấy, bảo quản rong nguyên liệu Rong mơ chứa 17 loại acid amin trong đó có mặt tất cả các acid amin thiết yếu Vì vậy protein của rong mơ có tính dinh dưỡng cao hơn so với các protein của các cây trồng trên cạn [10]

Hàm lượng lipid chỉ chiếm một phần nhỏ so với các chất hữu cơ khác trong rong Rong mơ có tới 28 loại acid béo chủ yếu là acid palmitic, acid

oleic, acid linoleic với hàm lượng khoảng 0,2-0,6% so với trọng lượng khô [10].

Thành phần quan trọng nhất trong rong là các glucid, gồm nhóm monosaccarid và polysaccarid Nhóm monosaccarid gồm các đường đơn với các tỷ lệ khác nhau như mannitol, galactose, mannose, xylose… Nhóm polysaccarid gồm có alginat, laminarin, fucoidan, cellulose… trong đó thành phần hóa học quan trọng nhất là alginat Laminarin chiếm 10-15%, có khi tới 43%; fucoidan chiếm khoảng 4%, có khi tới 20% Dạng chủ yếu của alginat trong rong là các sợi calci và magie alginat không tan, giúp tạo độ rắn chắc cho thành tế bào Phần nhầy vô định hình bao quanh dạng sợi chủ yếu là alginat tan trong nước hoặc fucoidan [7]

Hàm lượng alginat trong rong vào khoảng 19-44% So với hàm lượng các loài rong nâu trên thế giới thì hàm lượng này của rong mơ Việt Nam khá cao Đây là một trong những chỉ tiêu cần thiết để rong mơ trở thành nguồn nguyên liệu có giá trị trong công nghiệp sản xuất alginat [9]

Các chất khoáng có mặt trong rong với tỷ lệ tùy từng loài, nơi phân bố

và giai đoạn phát triển Tổng lượng khoáng theo trọng lượng khô dao động từ 20-40% [5, 10] Ngoài các nguyên tố phổ biến như K, Na, Ca, Mg…, rong mơ Việt Nam cũng có khả năng tích tụ nguyên tố stronti khá cao Hàm lượng iod khoảng 0,05-0,25% [9] Ngoài ra còn có chất diệp lục và một số loại vitamin khác

1.1.3 Sử dụng nguồn lợi rong mơ ở nước ta

 Cách sử dụng truyền thống:

Hiện nay chưa có số liệu chính xác về tình hình khai thác và sử dụng rong mơ trong nước Nhiều vùng ven biển, rong thường được khai thác và dùng làm phân bón cho các loài cây như thuốc lá, khoai lang, hành, tỏi… Đa

phần vẫn dùng rong làm thức ăn cho gia súc như một nguồn cung cấp khoáng

và các nguyên tố vi lượng quan trọng

Các hiệu thuốc Đông y bán rong khô như một loại dược thảo Chúng được ngâm vào nước nóng và uống như trà để chữa bệnh bướu cổ và cung cấp các nguyên tố vi lượng khác [5, 10]

 Sử dụng trong công nghiệp:

Rong mơ là nguồn nguyên liệu quan trọng trong công nghiệp sản xuất alginat do có sản lượng lớn và chứa hàm lượng alginat cao Trong khoảng thời gian 1980-1985 rong mơ được khai thác đáng kể để sản xuất alginat dùng trong công nghiệp dệt (hồ vải, in trên vải) nhưng sau đó sản phẩm trong nước

đã không cạnh tranh nổi với alginat nhập ngoại về giá cả cũng như chất lượng Việc mở ra các hướng ứng dụng mới làm tăng giá trị sản phẩm alginat

là điều cần thiết để có thể khai thác tối đa nguồn lợi rong mơ trong nước [5, 10]

1.2 Alginat

1.2.1 Cấu trúc của alginat

 Hai gốc monome:

Alginat là tên gọi chung các muối của acid alginic Acid alginic là một

polysaccarid từ rong nâu (Phaeophyta) hay từ một số loài vi sinh vật Khối

lượng phân tử trung bình của acid alginic là từ 32.000 – 200.000 [9] Nó được cấu tạo từ hai gốc thành phần là acid α-L guluronic (G) và acid β-D mannuronic (M) Hai công thức chỉ khác nhau ở nhóm carboxyl (-COOH) nằm phía trên hay phía dưới mặt phẳng của vòng pyranose Hai gốc uronic có

còn acid guluronic có cấu hình 1C4 [9, 12, 18]

Acid α – L – Guluronic Acid β – D – Mannuronic

Hình 1.1: Cấu hình của hai gốc monome trong phân tử acid alginic

 Các block trong phân tử alginat:

Hai monome ở trên không liên kết một cách ngẫu nhiên mà tạo thành

ba loại block: block homopolymeguluronic gồm các gốc acid guluronic nối tiếp nhau GGGG, block homopolymemannuronic gồm các gốc acid mannuronic nối tiếp nhau MMMM, và block liên hợp MGMG [12] Chuỗi poly G có dạng gấp nếp còn chuỗi poly M có dạng phẳng [9, 24, 25]

Hình 1.2: Mô hình một số phân tử acid alginic

Ngoài block G, block M và block liên hợp MG ở trên, các chuỗi alginat còn có cấu trúc lặp không đều đặn như GGM, MMG [7, 22] Như vậy alginat chứa tất cả bốn loại liên kết glycosid MM, GG, MG, GM [12] Độ bền vững của các khối gia tăng theo trật tự MG < MM < GG [9] Tùy theo nguồn gốc của alginat mà độ dài trung bình của mạch phân tử, độ dài của mỗi block, tỷ

lệ và trình tự kết hợp của chúng với nhau có khác nhau Điều này làm cho tính chất của alginat biến đổi trong một dải rộng

1.2.2 Tính chất của alginat

 Độ tan:

Acid alginic là một acid yếu, không tan trong dung môi hữu cơ và nước, tuy vậy lại có khả năng hấp thụ lượng nước từ 10-20 lần trọng lượng của nó và trương nở mạnh Acid alginic có khả năng hòa tan trong kiềm hóa

muối của các amin phân tử lượng thấp và muối của các hợp chất amin bậc bốn của acid alginic tan được trong nước Các muối của kim loại đa hóa trị

dạng gel với màu sắc khác nhau tùy từng kim loại

Khi cho acid mạnh tác dụng với muối kiềm alginat thì acid alginic được tách ra kết tủa nổi lên bề mặt dung dịch Tính chất này rất quan trọng được ứng dụng vào quy trình chiết xuất alginat Các muối alginat tan được trong các dung môi thân nước như alcol, ceton…, và hòa tan dễ dàng hơn khi đun nóng [8]

 Độ nhớt:

Khi nằm trong vách tế bào, alginat có độ nhớt rất cao nhưng khi tách chiết bằng các phương pháp khác nhau, alginat bị giảm độ nhớt Alginat có khối lượng phân tử trung bình lớn thì độ nhớt dung dịch của nó càng lớn Tỷ

lệ M/G cũng ảnh hưởng tới độ nhớt của sản phẩm Tuy nhiên tỷ lệ M/G và trọng lượng phân tử lại phụ thuộc vào nhiều yếu tố: loài rong, độ trưởng thành, khu vực sinh trưởng, kỹ thuật chiết xuất, thời gian bảo quản [7] Độ nhớt dung dịch alginat biến thiên trong một dải rộng từ 10mPa.s – 1000mPa.s (dung dịch 1%) Với một chút muối calci sẽ làm tăng độ nhớt cho sản phẩm

hay độ cứng của gel calci alginat tạo ra Các alginat mà có tỷ lệ G cao hay M/G thấp sẽ cho gel rắn hơn.

Nồng độ alginat tăng thì độ nhớt dung dịch alginat cũng tăng theo Độ nhớt của dung dịch còn phụ thuộc vào nhiệt độ Khi nhiệt độ tăng, alginat dễ

bị cắt mạch dẫn đến giảm độ nhớt Khi làm nguội độ nhớt quay về giá trị thấp hơn ban đầu một ít Nếu hạ nhiệt độ tới nhiệt độ đông đặc và sau đó rã băng thì sẽ không làm alginat giảm độ nhớt [9]

 Độ ổn định:

Giống như các polysaccarid tự nhiên khác alginat không bền với nhiệt

và ion kim loại Độ ổn định của alginat sắp xếp theo thứ tự: natri alginat > amoni alginat > acid alginic Alginat có độ nhớt cao kém ổn định hơn alginat

có độ nhớt trung bình hoặc thấp

Bột alginat rất dễ bị giảm độ nhớt nếu không được bảo quản ở nhiệt độ

gian 3 năm, độ nhớt thay đổi rất ít so với ban đầu Còn với alginat có độ nhớt

Dung dịch alginat công nghiệp dễ bị rã bởi các vi sinh vật có trong không khí Dung dịch alginat ổn định ở pH từ 5,5-10 tại nhiệt độ phòng trong một thời gian dài, nhưng sẽ chuyển dạng gel ở pH nhỏ hơn 5,5 Một lượng nhỏ ion calci có thể làm tăng độ ổn định của dung dịch alginat [9]

 Tính chất tạo gel:

Dung dịch natri alginat có khả năng tạo gel với sự tham gia của những ion hoá trị II, III Khi nhỏ một giọt dung dịch natri alginat vào dung dịch

và không bị chảy ra khi đun nóng

Khả năng tạo gel này được giải thích bằng mô hình cấu trúc phân tử alginat – mô hình “vỉ trứng” Khi có mặt các ion hóa trị II, III ở nồng độ thích hợp thì sự tạo gel xảy ra, các phân tử sắp xếp song song, các phần gấp nếp của đoạn GGGG tạo thành khoảng không gian như chỗ đặt trứng Các ion calci chui vào các khoảng trống này, liên kết với các nhóm carboxyl và các nguyên

tử oxy vòng trong của mỗi đoạn song song Lúc này các phân đoạn GGGG

thoát ra ngoài, khi đó gel alginat được hình thành [8, 24] Gel được tạo ra do tương tác tĩnh điện qua ion calci nên gel này không thuận nghịch với nhiệt và

ít đàn hồi [7] Khả năng tạo gel và độ bền phụ thuộc vào hàm lượng các đoạn guluronic (G) Phản ứng tạo liên kết gel sẽ không xảy ra ở những đoạn poly-mannuronic và những đoạn MG (mannuronic-guluronic) [8] Nhiều tài liệu cho thấy tỷ lệ G lớn hơn so với M thì khả năng tạo gel của alginat sẽ tốt hơn

Tỷ lệ M/G càng nhỏ thì khả năng tạo gel của alginat càng cao [7, 8, 9]

Hình 1.3: Mô hình hạt gel calci alginat

Hình 1.4: Liên kết của block G với ion calci

Khả năng tạo gel của các muối alginat phụ thuộc vào kích thước của ion kim loại Ion strontri có kích thước phù hợp hơn với khoảng trống đó nên

vậy muối magnesi alginat tan được trong nước [8, 16] Ái lực của các ion kim loại đối với alginat xếp theo thứ tự sau: Pb2+ > Cu2+ > Cd2+ > Ba2+ > Sr2+ > Ca2+

Trong ngành y tế dược phẩm, alginat dùng chỉ chiếm 5% tổng lượng alginat sử dụng Loại vải sợi sản xuất từ natri và calci alginat được sử dụng để băng vết thương có tác dụng cầm máu và làm lành vết thương rất tốt Alginat dùng làm tá dược viên nén, tá dược kiểm soát giải phóng dược chất dùng để đóng nang bao phim Với khả năng trương nở khi tiếp xúc với nước, alginat còn được dùng ngăn trào ngược dạ dày, giảm chứng ợ nóng, khó tiêu [11, 16]

Trần Văn Luân và cộng sự (1967), Trần Huy Thái (1976) đã nghiên cứu rong mơ làm thuốc ngừa và chống bệnh bướu cổ, dùng làm phân bón hay thức ăn cho gia súc Khoa Dược trường Đại học Y dược thành phố Hồ Chí Minh (1981) đã phân tích hàm lượng acid alginic trong một số loài rong mơ thường gặp và nguồn iod trong rong mơ dùng làm thuốc

Hiện nay kỹ thuật bất động tế bào ngày càng phát triển và được đưa vào

sử dụng rộng rãi trong thực tế Alginat được ứng dụng để tạo ra bẫy dạng lưới Các enzym hoặc tế bào sẽ được bẫy, nhốt trong khuôn gel của calci alginat Gel calci alginat có nhiều ưu điểm như: không độc với tế bào, rẻ tiền, thực hiện đơn giản, quy trình vi gói có thể thực hiện ở nhiệt độ bình thường nên không làm tổn thương tế bào…

Sự sống của tế bào được kéo dài lâu hơn, giúp nâng cao hiệu suất hoạt động của tế bào Ví dụ khi cố định tế bào nấm men trong các hạt gel khi cho dịch đường chảy qua, đường sẽ lên men chuyển thành rượu [9]

1.3 Phương pháp chiết xuất

1.3.1 Nguyên tắc chung

dạng muối không tan calci và magnesi alginat trong rong sang dạng natri alginat tan trong nước dưới điều kiện chiết xuất bằng kiềm [13]

Để tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình trao đổi ion được tốt hơn, rong được xử lý với acid loãng trước khi được kiềm hóa Thực tế là acid alginic trong rong chủ yếu tồn tại ở dạng calci alginat bền vững nên khó tách ra khỏi

tế bào Vì thế quá trình xử lý với acid nhằm tách ion kim loại hóa trị II bền

lợi cho quá trình chiết xuất Acid alginic được giải phóng sẽ dễ dàng tương tác với kiềm hóa trị I, tạo muối kiềm, hòa tan và tách ra Xử lý với acid làm quá trình chiết xuất hiệu quả hơn, ít chất màu, giảm thiểu sự giảm độ nhớt do

sự có mặt của hợp chất phenol Việc xử lý bằng acid còn có tác dụng chuyển hóa một số hợp chất dạng carbohydrat như fucoidan, laminarin… thành dạng hòa tan tách ra khỏi rong trước khi chiết bằng kiềm làm sản phẩm algiant tinh khiết hơn [10]

Ngoài cách xử lý trên, môt số tác giả còn đề cập tới cách xử lý bằng calci clorid 0,1% Dung dịch này có tác dụng làm mềm cellulose và khử

khoáng Ca2+, Mg2+ trong rong Có thể chọn một trong các phương pháp, cũng

có thể phối hợp để nâng cao hiệu quả chiết xuất

Sau đó acid alginic dễ dàng tương tác với kiềm hóa trị I để tạo muối

natri alginat tan trong nước tạo thành dung dịch [8]

Lọc sạch bã rong không tan thu được dịch natri alginat Tinh chế natri alginat trong dung dịch ta thu được bột natri alginat

Dựa theo phương pháp tinh chế người ta chia ra hai quy trình khác nhau: quy trình tách alginat dưới dạng muối calci alginat không tan và quy trình tách alginat dưới dạng gel acid alginic kết tủa Đối với quy trình calci hóa vẫn phải trải qua quá trình chuyển về acid alginic Như vậy cả hai quy trình chỉ khác nhau bước calci hóa [8, 11, 26]

Ngoài ra một số tác giả còn sử dụng phương pháp alcol hóa Tuy nhiên phương pháp này chỉ thích hợp trong nghiên cứu do giá thành cao, khó khăn cho sản xuất lớn

Hình 1.5: Sơ đồ hai quy trình tinh chế natri alginat

1.3.2 Quy trình tinh chế

 Quy trình acid hóa:

được acid alginic dạng gel Acid alginic không tan và nhẹ nổi lên trên bề mặt nên có thể tách ra Tuy nhiên acid alginic bị trương nước (chế phẩm alginic chứa tới 95-98% nước) khó tách và làm khô [7] Ly tâm bằng giỏ lót vải lọc thu được gel acid alginic chứa khoảng 7-8% chất rắn [9, 16] Thêm cồn,

sang dạng muối natri và không tan trong hỗn hợp cồn và nước đồng thời được

Quy trình calci hóa Quy trình acid hóa

tẩy trắng [1] Lọc thu lấy tủa thu được sợi natri alginat, làm khô, thu hồi cồn,

và nghiền natri alginat thành bột

 Quy trình calci hóa:

alginat và rửa với nước cho sạch muối calci Dùng acid loãng thêm vào chất rắn thu được để chuyển chúng sang dạng gel acid alginic Lọc ép gel trên thu được sản phẩm bao gồm cả nước chứa khoảng 20-25% acid alginic [16]

Thêm Na2CO3 vào acid alginic ở trên cho ta natri alginat [9]

HAlg + Na+ → NaAlg + H+

Sợi natri alginat cũng được làm khô và nghiền thành bột như ở trên

1.3.3 Tình hình nghiên cứu chiết xuất alginat hiện nay

Theo César G Gomeza và cộng sự (2009), có ba quy trình tinh chế từ dung dịch natri alginat chiết xuất được: quy trình sử dụng ethanol, quy trình

khiết nhất, tuy nhiên hiệu suất lại thấp nhất (27-29%), trọng lượng phân tử alginat giảm, độ nhớt cũng giảm Quy trình sử dụng ethanol cho hiệu suất cao nhất (32-34%) [13]

Gustavo Hernández-Carmona, Dennis J.McHugh và cộng sự (1999), đã

trao đổi trong giai đoạn xử lý trước khi chiết là 42,6mg/1g rong [19] Sử dụng

ở cả ba nhiệt độ tại thời gian là 3,5h; độ nhớt tương quan tỷ lệ nghịch với thời gian và nhiệt độ chiết, trong khi hiệu suất tương quan tỷ lệ thuận với hai

Torres và cộng sự (2007), khảo sát thời gian chiết từ 1-5h ở ba mức nhiệt độ

Swee-Yong Chee, Ping-Keong Wong, Ching-Lee Wong (2011), đã

Turbinaria conoides theo cả hai phương pháp chiết nóng (500C, 3h) và chiết ở nhiệt độ thường thì hiệu suất của cùng một loài theo cả hai phương pháp không khác nhau nhiều còn độ nhớt và trọng lượng phân tử theo phương pháp chiết nóng bị giảm mạnh so với phương pháp chiết nhiệt độ thường [14] Nghiên cứu của P.Vauchel và cộng sự (2009), với hai loài S fluitans và S

oligocystum, khi tinh chế bằng quy trình sử dụng acid cũng cho kết luận tương

tự [27]

 Tình hình tại Việt Nam:

Ở Việt Nam, các nghiên cứu chiết tách acid alginic từ rong mơ cũng đạt một số kết quả nhất định Hoàng Cường và cộng sự (1980), Lâm Ngọc Trâm, Ngô Đăng Nghĩa và cộng sự (1991, 1995) đã nghiên cứu thành phần hóa học, cấu trúc của acid alginic trong rong mơ, cũng như thử tách chiết mannitol từ rong mơ [11]

Trong luận án của Trần Văn Ân (1982), đã đưa ra một số phương pháp chiết tách alginat như phương pháp nhiệt độ tự nhiên (chiết ở nhiệt độ 10-

27,8%, độ nhớt đạt 38mPa.s Độ nhớt tốt nhất thu được khi chiết với nồng độ kiềm từ 0,75-1,25% [1]

Nguyễn Hữu Đại (1992), đã nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng tới hiệu quả chiết xuất alginat, chất lượng rong mơ và phương pháp chiết [4] Ngô Đăng Nghĩa (1999), đã dùng phương pháp tối ưu hóa để nghiên cứu đồng thời ảnh hưởng của cả ba yếu tố nồng độ, nhiệt độ, thời gian trong quá trình nấu

chiết tới hiệu suất, độ nhớt và độ thấu quang trên hai loài S kjellmaniamum,

S mcclurei Ông đã đưa ra vùng tối ưu có nồng độ Na2CO3 trong khoảng

Võ Thị Mai Hương (2003), đã nghiên cứu tính chất sinh lý hóa sinh, nghiên cứu tách chiết alginat và tối ưu hóa công đoạn chiết theo phương pháp

đường dốc nhất [7] Nghiên cứu được thực hiện trên hai loài S swartzii và S

olygocystum ở hai nhiệt độ là 600C và 800C, hai nồng độ natri carbonat 2,1%

và 0,7%, ở hai mức thời gian là 1h và 3h Vùng tối ưu của S swartzii ứng với

S olygocystum vùng tối ưu ứng với 1,7-1,85% natri carbonat, nhiệt độ

Trần Thị Luyến, Ngô Đăng Nghĩa và cộng sự (2004), đã tóm tắt một số quy trình công nghệ sản xuất natri alginat trong tập “Chế biến rong biển” [8]

Chương II ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU2.1 Nguyên vật liệu, thiết bị

2.1.1 Rong mơ

Rong mơ được thu hái, đem phơi, sấy khô, bảo quản nơi khô ráo, tránh

ẩm mốc Trước khi chiết được rửa lại với nước

2.1.2 Các hóa chất sử dụng

 Hóa chất dùng trong chiết xuất

 Hóa chất dùng trong cố định tế bào

2.1.3 Chủng vi sinh vật và môi trường sử dụng

5,0 0,5 0,3 0,1

ThạchNước máy vừa đủpH

0,2 2,0 100ml6,5 – 7,0

 Môi trường nhân giống nấm men % (kl/tt)

GlucoseCao nấm men(NH4)2SO4

2.1.4 Các máy móc, thiết bị sử dụng

2.2 Nội dung nghiên cứu

2.2.1 Khảo sát ảnh hưởng của điều kiện chiết xuất rong mơ lên hiệu suất và độ nhớt alginat thu được

suất và độ nhớt alginat Tiến hành thực nghiệm với các nồng độ natri carbonat

là 1%, 2%, 3%

 Khảo sát ảnh hưởng của thời gian chiết xuất lên hiệu suất và độ nhớt alginat Tiến hành thực nghiệm với các thời gian chiết là 1h, 2h, 3h.

2.2.2 Đánh giá khả năng cố định tế bào vi sinh vật của alginat thu được

các nồng độ alginat là 1%, 2%, 3%, 4%, 5%, 6%

cerevisiae của alginat chiết xuất được, so sánh với alginat trên thị trường

(nguồn gốc Trung Quốc).

2.3 Phương pháp nghiên cứu

2.3.1 Phương pháp chiết xuất alginat từ rong mơ

Sử dụng phương pháp chiết nóng với kiềm (natri carbonat)

 Xử lý nguyên liệu:

rong trong 800ml dung dịch formaldehyd 2% khoảng 24h ở nhiệt độ phòng Sau đó vớt rong, rửa sạch lại với nước và thêm 800ml HCl 0,2 M, ngâm tiếp 24h ở nhiệt độ phòng

 Chiết xuất:

Sau thời gian xử lý trên, vớt rong, rửa sạch và bắt đầu quá trình chiết xuất bằng natri carbonat, khuấy trộn 30 phút/lần Trong quá trình chiết, tiến hành thay đổi điều kiện chiết với ba thông số: nồng độ natri carbonat, nhiệt độ

và thời gian theo bảng 2.1

 Tinh chế:

Dịch chiết thô thu được đem ly tâm 10.000 vòng/30 phút, sau đó kết tủa

thu lấy tủa qua phễu lọc Buchner, rửa tủa hai lần bằng 100ml aceton, làm khô

ở 650C

Sau đó natri alginat được hòa tan trong 100ml nước và rồi tủa lại

650C [18]

Bảng 2.1: Bố trí thí nghiệm thay đổi các điều kiện chiết alginat từ rong

mơ STT Nồng độ natri carbonat (%) Thời gian (h) Nhiệt độ ( 0 C)

123

1 2 3

333

1001001004

56

222

1 2 3

1001001007

89

222

222

100 80 50

 Phương pháp đánh giá hiệu suất chiết [14]: Hiệu suất chiết xác định theo phần trăm khối lượng alginat khô thu được trên khối lượng rong khô đem tách chiết

 Phương pháp đánh giá độ nhớt: Xác định theo

phương pháp nhớt kế Ốt – oan [2]:

Hút chính xác 10ml nước cất đổ vào nhớt kế Dùng

bơm cao su cho nước lên trên nhánh 2 qua ngấn A

Cho nước chảy từ nhánh 2 sang nhánh 1, đo thời

2 1