Nghiên cứu quy trình tách, chiết bột nưa tinh chế chứa glucomannan

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM ––––––––––––––––––– NGUYỄN VĂN SỰ NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH TÁCH, CHIẾT BỘT NƯA TINH CHẾ CHỨA GLUCOMANNAN LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC VẬT CHẤT THÁI NGUYÊN - 2016 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM ––––––––––––––––– NGUYỄN VĂN SỰ NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH TÁCH, CHIẾT BỘT NƯA TINH CHẾ CHỨA GLUCOMANNAN Chuyên ngành: Hóa hữu Mã số: 60 44 01 14 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC VẬT CHẤT Người hướng dẫn khoa học: TS Nguyễn Thị Thanh Hương THÁI NGUYÊN - 2016 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết luận văn hồn tồn trung thực chưa cơng bổ cơng trình khoa học khác Thái Ngun, tháng năm 2016 Tác giả luận văn NGUYỄN VĂN SỰ Xác nhận BCN khoa Hóa học Xác nhận cán hướng dẫn khoa học TS.Nguyễn Thị Thanh Hương i LỜI CẢM ƠN Tơi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới cô giáo – TS Nguyễn Thị Thanh Hương tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tơi hồn thành khóa luận tốt nghiệp Thạc sĩ Tơi xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu, khoa Sau Đại học, khoa Hóa học trường Đại học Sư phạm Thái Nguyên – Đại học Thái Nguyên tạo điều kiện thuận lợi cho tơi q trình học tập thực luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn tới TS Lê Ngọc Hùng - Chủ nhiệm dự án Tây Nguyên tài trợ kinh phí cho trình thực nghiệm luận văn Tơi xin chân thành cảm ơn cán phòng thí nghiệm Viện Hóa học hợp chất thiên nhiên – Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam, Viện Công nghệ môi trường – Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam, Viện Vật liệu – Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam, Trung tâm kỹ thuật tiêu chuẩn đo lường – Tổng cục têu chuẩn đo lường chất lượng Việt Nam gia đình bạn bè đồng nghiệp giúp đỡ, tạo điều kiện cho tơi suốt q trình học tập thực luận văn Học viên NGUYỄN VĂN SỰ ii MỤC LỤC Lời cam đoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Danh mục ký hiệu, chữ viết tắt iv Danh mục bảng v Danh mục hình, sơ đồ vi MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục tiêu đề tài 3.Đối tượng nghiên cứu 4.Phương pháp nghiên cứu Bố cục luận văn Chương TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu chi Amorphophalus 1.2 Đặc điểm thực vật học số loài khoai Nưa (Amorphophallus sp) 1.2.1 Amorphophalus paeoniifolius (Dennst.) Nicolson (Nưa chuông, thuộc họ Ráy – Araceae) 1.2.2 Amorphophallus konjac K Koch (A rivieri Dur) (khoai Nưa, Nưa trồng, thuộc họ Ráy – Araceae) 1.2.3 Amorphophallus corrugatus (thuộc họ Ráy – Araceae) 1.2.4 Amorphophallus panomemsis (thuộc họ Ráy – Araceae) 1.2.5 Amorphophallus scaber (Nưa trạm trổ - thuộc họ Ráy – Araceae) 1.3 Thành phần hóa học củ A konjac iii 1.4 Cấu trúc hóa học glucomannan 1.5 Ứng dụng 10 1.5.1 Lĩnh vực công nghiệp thực phẩm 10 1.5.2 Lĩnh vực thực phẩm chức dược dụng: 11 iv 1.6 Các nghiên cứu Nưa qui trình tách, chiết glucomannan…… …16 1.6.1 Nghiên cứu nước ngoài…………………………………… ………16 1.6.2 Nghiên cứu nước 17 Chương 2: PHƯƠNG PHÁP - THỰC NGHIỆM 20 2.1 Đối tượng nghiên cứu 20 2.2 Thiết bị, hóa chất 20 2.2.1 Thiết bị 20 2.2.2 Dung mơi, hóa chất 21 2.3 Các phương pháp nghiên cứu 21 2.3.1 Nghiên cứu lựa chọn dung mơi chiết thích hợp để tối ưu hóa quy trình tinh chiết bột Nưa tnh chế chứa glucomannan 21 2.3.2 Nghiên cứu ảnh hưởng nồng độ etanol, isopropynol đến trình tinh chiết bột Nưa tnh chế 21 2.3.3 Nghiên cứu lựa chọn nhiệt độ thích hợp để tối ưu hóa quy trình tinh chiết bột Nưa tinh chế chứa glucomannan 21 2.3.4 Nghiên cứu lựa chọn thời gian lắng thích hợp để tối ưu hóa quy trình tinh chiết bột Nưa tinh chế chứa glucomannan 22 2.3.5 Xây dựng quy trình tách chiết bột Nưa tnh chế chứa glucomannan 22 2.4.Thực nghiệm 22 2.4.1 Thực nghiệm nghiên cứu lựa chọn dung mơi chiết thích hợp để tối ưu hóa quy trình tinh chiết bột Nưa tnh chế chứa glucomannan 22 2.4.2 Thực nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng nồng độ etanol cồn thực phẩm đến trình tinh chiết bột Nưa tinh chế v 25 2.4.3 Thực nghiệm nghiên cứu lựa chọn nhiệt độ thích hợp để tối ưu hóa quy trình tinh chiết bột Nưa tinh chế chứa glucomannan 26 2.4.4 Thực nghiệm nghiên cứu lựa chọn thời gian lắng thích hợp để tối ưu hóa quy trình tinh chiết bột Nưa tnh chế chứa glucomannan 30 vi 2.4.5 Thực nghiệm nghiên cứu quy trình tách chiết bột Nưa tinh chế chứa glucomannan 31 2.4.6 Nghiên cứu kiểm nhiệm tiêu sản phẩm bột Nưa tinh chế 36 Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 38 3.1 Nghiên cứu lựa chọn dung mơi chiết thích hợp để tối ưu hóa quy trình tinh chiết bột Nưa tinh chế chứa glucomannan 38 3.2 Nghiên cứu lựa chọn nồng độ dung môi chiết thích hợp để tối ưu hóa quy trình tinh chiết bột Nưa tnh chế chứa glucomannan 42 3.3 Nghiên cứu ảnh hưởng nhiệt độ đến trình tinh chiết bột Nưa tinh chế để từ tm nhiệt độ chiết thích hợp 46 3.4 Nghiên cứu Ảnh hưởng thời gian lắng để lọc sử dụng cồn thực phẩm tinh chiết bột Nưa tnh chế 49 3.5 Kết nghiên cứu quy trình tách chiết bột Nưa tinh chế chứa glucomannan 53 3.5.1 Kết khảo sát đánh giá ba phương pháp sấy củ Nưa sau 53 3.5.2.Kết khảo sát trình lọc phương án khác 55 3.5.3.Kết khảo sát phương pháp làm khô glucomannan 56 3.5.4.Kết thu tiêu sản phẩm bột Nưa tinh chế 57 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 60 Kết luận 60 vi i Kiến nghị 61 TÀI LIỆU THAM KHẢO 62 PHỤ LỤC vi ii TÀI LIỆU THAM KHẢO I Tiếng Việt Nguyễn Tiến An (2012), Nghiên cứu thành phần hóa học, quy trình tách chiết, biến tnh hóa học khả ứng dụng glucomannan từ củ số loài Nưa (Amorphophallus SP – Araceae) Việt Nam, Luận án Tiến sĩ Nguyen Tien An, Do Truong Thien, Nguyen Thi Dong, Pham Le Dung, Nguyen Van Du (2011), Isolaton and characteristic of polysaccharide from Amorphophallus corrugatus in Vietnam Carbonhydrade Polymers 84(1): 6468 Võ Văn Chi (1996), Từ điển Cây thuốc Việt Nam, NXB Y học, Tp Hochiminh Công Ty giống phục vụ trồng rừng (1995), Sổ tay kỹ thuật hạt giống gieo ươm số loài rừng, NXB Nông nghiệp Nguyễn Văn Dư & N.K Khơi (2004), “Bổ sung ba lồi thuộc chi NưaAmorphophallus Blume ex Decne (họ Ráy-Araceae Việt Nam”, Tạp chí Sinh học, 26 (4A): 57-60 Nguyễn Văn Dư (2005), Araceae Juss - họ Ráy Danh lục loài thực vật Việt Nam 3: 871-897, NXB Nông Nghiệp Hà Nội Guliaep (1978), Chọn giống Công tác giống trồng, NXB Nơng nghiệp Nguyễn Thị Hồi (2013), Báo cáo đề tài Nghiên cứu hàm lượng, chất lượng, tác dụng dược lý xây dựng quy trình sản xuất glucomannan củ Nưa – Amorphophallus SP (Họ Ráy Araceae) trồng tỉnh Thừa Thiên Huế Phạm Hoàng Hộ (2003), Cây cỏ Việt Nam, Nhà xuất Trẻ 10 Đỗ Tất Lợi (2006), Những thuốc vị thuốc Việt Nam, Nhà xuất Y học 11.Trần Thị Ý Nhi (2013), Báo cáo đề tài Nghiên cứu quy trình tách chiết, cấu trúc hóa học hoạt tính sinh học glucomannan từ Nưa Amorphophallus sp (Họ Ráy Araceae) 12.Thái Văn Trừng (2000), Những hệ sinh thái rừng nhiệt đới Việt Nam, NXB KH & KT Tp Hồ Chí Minh II Tiếng Anh 13.A Nicola Wooton, Martin Luker-Brown, Roger J Westcott and Peter S J Cheetham (1993), The Extraction of a Glucomannan Polysaccharide from Konjac Corms (Elephant Yam, Amorphophallus rivierii), J Sci Food Agric, Vol.61, p.429-433 14.Alonso-Sande M., Teijeiro-Osorio D., Remán-López C., Alonso M.J (2009), “Glucomannan, a promising polysaccharide for biopharmaceutcal purposes”, European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics, Vol.72, p.453–462 15.Chearskul S., Kriengsinyos W., Kooptwut S., Sangurai S., Onreabroi S., Churintaraphan M., Semprasert N, Nityanant W (2009), “Immediate and long-term effects of glucomannan on total ghrelin and leptn in type diabetes mellitus, diabetes research and clinical practice”, Vol.83, p.4 0- 16.Chen HL, Sheu WH, Tai TS, Liaw YP, Chen YC (2003), Konjac supplement alleviated hypercholesterolemia and hyperglycemia in type diabetic subjects a randomized double-blind trial, J Am Coll Nutr., Vol 22(1), p.36-42 17.Hsiao-Ling Chen, Han-Chung Cheng, Wen-Tsu Wu, MS, Yann-Jiu Liu, MS, SuYuan Liu (2008), “Supplementaton of Konjac Glucomannan into a Low- Fiber Chinese Diet Promoted Bowel Movement and Improved Colonic Ecology in Constpated Adults: A Placebo-Controlled, Diet-Controlled Trial”, Journal of the American College of Nutriton, Vol 27, No 1, p.102–108 18.Jiang Fatang, Li Wanfen, Zhan Xiaohui, Chen Guofeng, Zhou Jun, Huang Jing and Zhang Shenghua, 2006 Preparation and Characterization of Konjac Superabsorbent Polymer Journ Wuh Univ Techn – Mater Sci Ed 21(4): 2-6 19.Kaname Katsuray, Kohsaku Okuyama, Kenichi Hatanaka, Ryuichi Oshima, Takaya Sato, Kei Matsuzakic (2003), “Constitution of konjac glucomannan: chemical analysis and Vol.53, p.183–189 13 C NMR spectroscopy”, Carbohydrate Polymers, 20.Keithley J, Swanson B, 2005 Glucomannan and obesity: a critical review Altern Ther HealthMed,11(6): 30-34 21.Konjac flour, Professional Standard of the People’Republic of China for Agriculture, Implemented on February 1, 2002 22.Li Heng, Li Hen, Zhu Guanghua, Peter C Boyce, Jin Murata, Wilbert L A Heterscheid, Josef Bogner, Niels Jacobsen (2010), Flora of China (23) p.24-26 23.Lin Xiaoyan,Wu Qiang, Luo Xuegang, Liu Feng, Luo Xiaoqing, He Pan (2010), “Effect of degree of acetylation on thermoplastic and melt rheological properties of acetylated konjac glucomannan”, Carbohydrate Polymers, Vol.82, p.167–172 24.Liu, P.Y (2004), Konjac China Agriculture Press, Beijing 25.N.E.Br (1912), Bull Misc Inform Kew, p.269 26 Nicolson (1977), Taxon (26) p.337 27.Nitesh Sood, William L Baker, and Craig I Coleman (2008), “Effect of glucomannan on plasma lipid and glucose concentrations, body weight, and blood pressure: systematc review and meta-analysis”, Am J Clin Nutr, Vol.88, p.1167–75 Printed in USA © 2008 American Society for Nutrition 28.Orawan Tatirat and Sanguansri Charoenrein (2011), Physicochemical properties of konjac glucomannan extracted from konjac flour by a simple centrifugation process, Accepted Manuscript, doi: 10.1016/j.lwt.2011.07.019 29.Oshashi (2000), “Clarified Konjac Glucomannan”, United State Patent, No 3973008 30.Paola Cescuti, Cristiana Campa, Franco Delben, Roberto Rizzo (2002), “Structure of the oligomers obtained by enzymatc hydrolysis of the glucomannan produced by the plant Carbohydrate Research, Vol.337, p.2505–2511 Amorphophallus konjac”, 31.Peng Shushenget al., 1994 The research on the effect of konjac fine powder to inorganic nutriton and to the removal and blukde action of harmful inorganic ions Journal of Western China Medical University 25(3): 274 32.Serebryanyi & Hett (1994), Blumea (39) p.283 33 Shanjun Gao, Katsuyoshi Nishinari (2004), “Effect of deacetylaton rate on gelaton kinetics of konjac glucomannan”, Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, Vol.38, p 241–249 34.Sugiyama (1976), Konjact mannan, United State Patent, No 6192906 35 Sugiyama Noboru, 1976 Konjac Mannan www.Freepatentsonline.com/3973008.html 36 Veronika Hajkova (2009), “Soluble glucomannan isolated from Candida utlis primes blood phagocytes”, Carbohydrate Research (344) p.2036–2041 37.Vladimir Vuksan, John L Sievenpiper, Zheng Xu, Evelyn Y Y Wong, Alexandra L Jenkins,Uljana Beljan-Zdravkovic, Lawrence A Leiter Robert G Josse, (2001), Konjac-Mannan and American Ginsing: Emerging Alternative Therapies for Type Diabetes Mellitus, Journal of the American College of Nutrition, Vol 20, No 5, 370S–380S 38.Vuksan V, Jenkins DJ, Spadafora P, Sievenpiper JL, Owen R, Vidgen E, Brighenti F, Josse R, Leiter LA, Bruce-Thompson C (1999), “Konjac- mannan (glucomannan) improves glycemia and other associated risk factors for coronary heart disease in type diabetes A randomized controlled metabolic trial.”, Diabetes Care., Vol.22(6), p.913-9 39.Woods A., Shay N., Mathews A (2010), “Does Glucomannan Fiber Beneficially Effect Glycemic Response in Women at Risk for Type Diabetes?”, Journal of the American Dietetic Association, Vol.110, Issue 9, p A56 40.Zhidong Pan, Junjie Menga, Yanmin Wang (2011), “Effect of alkalis on deacetylation of konjac glucomannan in mechano-chemical treatment”, Partcuology, Vol.9, p.265–269 III Nguồn internet 41.Công ty Công nghệ Sinh học Hồ bắc, ttp://en.easykonjac.com/company.asp 42.Hội konjac Trung Quốc, http://www.konjac.org/English/About.Asp?Id=1 43.Vietnam plant data center, http://www.botanyvn.com/cnt.asp 44.www.aroid.org/genera/speciespage.php?genus=amorphophallus PHỤ LỤC ... tài Nghiên cứu quy trình tách, chiết bột Nưa tinh chế chứa glucomannan 2 Mục têu đề tài Nghiên cứu quy trình tách, chiết bột Nưa tnh chế chứa glucomannan 3.Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên. .. ưu hóa quy trình tinh chiết bột Nưa tnh chế chứa glucomannan 30 vi 2.4.5 Thực nghiệm nghiên cứu quy trình tách chiết bột Nưa tinh chế chứa glucomannan 31 2.4.6 Nghiên cứu kiểm... 3.2 Nghiên cứu lựa chọn nồng độ dung mơi chiết thích hợp để tối ưu hóa quy trình tinh chiết bột Nưa tnh chế chứa glucomannan 42 3.3 Nghiên cứu ảnh hưởng nhiệt độ đến trình tinh chiết bột Nưa