Nghiên cứu điều chế alginate khối lượng phân tử thấp dùng làm thực phẩm chức năng hỗ trợ phòng chống đông máu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG NGUYỄN VĂN THÀNH NGHIÊN CỨU ĐIỀU CHẾ ALGINATE KHỐI LƯỢNG PHÂN TỬ THẤP DÙNG LÀM THỰC PHẨM CHỨC NĂNG HỖ TRỢ PHỊNG CHỐNG ĐƠNG MÁU LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHÁNH HÒA - 2019 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG NGUYỄN VĂN THÀNH NGHIÊN CỨU ĐIỀU CHẾ ALGINATE KHỐI LƯỢNG PHÂN TỬ THẤP DÙNG LÀM THỰC PHẨM CHỨC NĂNG HỖ TRỢ PHỊNG CHỐNG ĐƠNG MÁU Chuyên ngành Mã số : : Công nghệ chế biến thủy sản 9540105 LUẬN ÁN TIẾN SĨ Người hướng dẫn khoa học: PGS TS VŨ NGỌC BỘI PGS TS TRẦN THỊ THANH VÂN KHÁNH HÒA - 2019 LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu Một số kết luận án tài trợ kinh phí từ Đề tài hợp tác quốc tế: “Polysaccharide sulfate từ tảo nâu Việt Nam: Cấu trúc hoạt tnh sinh học”, Mã số: VAST.HTQT.NGA 06/13-14, thuộc chương trình hợp tác quốc tế Viện Nghiên cứu Ứng dụng Công nghệ Nha Trang với Liên bang Nga, Đề tài “Cấu trúc hoạt tnh sinh học vài ionic Polysaccharide chiết tách từ tảo biển Nhật Bản Việt Nam”, Mã số: VAST.HTQT.NHATBAN.02/13-15, thuộc chương trình hợp tác quốc tế Viện Nghiên cứu Ứng dụng Công nghệ Nha Trang với Nhật Bản Đề tài: “Nghiên cứu điều chế dẫn xuất polyguluronat sunphat hóa trọng lượng phân tử thấp từ nguồn rong mơ Việt Nam để ứng dụng dược phẩm”, Mã số: VAST06.05/12-13 mà thành viên tham gia thực Chủ nhiệm đề tài đồng ý cho phép sử dụng báo cáo Luận án Các kết quả, số liệu nêu luận án trung thực, chưa cơng bố cơng trình Khánh Hòa, Ngày tháng năm 2019 NGHIÊN CỨU SINH NGUYỄN VĂN THÀNH i LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành Luận án này, Trước hết xin gửi tới Ban Giám hiệu Trường Đại học Nha Trang, Ban Chủ nhiệm Khoa Công nghệ Thực phẩm, Lãnh đạo khoa Sau Đại học kính trọng, niềm tự hào học tập nghiên cứu Trường năm qua Sự biết ơn sâu sắc xin giành cho thầy: PGS TS Vũ Ngọc Bội Trưởng khoa Công nghệ Thực phẩm - Trường Đại học Nha Trang PGS TS Trần Thị Thanh Vân - Ngun Trưởng phòng Hóa phân tích - Viện Nghiên cứu Ứng dụng Cơng nghệ Nha Trang tận tình hướng dẫn, giúp đỡ động viên tơi suốt q trình thực Luận án Xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS TS Bùi Minh Lý - người thầy tận tình hướng dẫn, truyền cảm hứng, định hướng nghiên cứu cho giai đoạn đầu thực Luận án Vì lý sức khỏe nên Thầy tiếp tục hướng dẫn nghiên cứu Xin chân thành cám ơn: Viện Nghiên cứu Ứng dụng Công nghệ Nha Trang Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam Chủ nhiệm đề tài quốc tế, mã số: VAST.HTQT.NGA 06/13-14, VAST.HTQT.NHATBAN.02/13-15 VAST06.05/1213 hỗ trợ kinh phí để tơi hồn thành Luận án có chất lượng Xin cám ơn Lãnh đạo Trường Đại học Kiên Giang giúp đỡ tạo điều kiện cho tơi học hồn thành Luận án Xin chân thành cám ơn thầy cô phản biện cho lời khuyên quý báu để cơng trình nghiên cứu hồn thành có chất lượng Đặc biệt, xin ghi nhớ tình cảm, giúp đỡ của: cán thuộc Viện Nghiên cứu Ứng dụng Cơng nghệ Nha Trang, Gia đình bạn bè thân thiết giúp đỡ, chia sẻ q trình nghiên cứu Khánh Hòa, Ngày tháng năm 2019 NGHIÊN CỨU SINH ii NGUYỄN VĂN THÀNH ii MỤC LỤC DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT vi DANH MỤC CÁC BẢNG vii DANH MỤC CÁC HÌNH viii TÓM TẮT NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN xi MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 NGUỒN LỢI RONG NÂU TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM .4 1.1.1 Giới thiệu chung rong 1.1.2 Một số thành phần hóa học 1.1.3 Tình hình sử dụng rong nâu nâu rong nâu giới 1.1.4 Rong nâu Việt .7 Nam 1.2 TỔNG QUAN VỀ ALGINATE .9 1.2.1 Giới thiệu 1.2.2 Cấu trúc tính 10 chất 1.2.3 Kỹ thuật tách chiết nâu 13 hóa alginate học alginate từ alginate rong 1.3 ĐIỀU CHẾ ALGINATE KHỐI LƯỢNG PHÂN TỬ THẤP 20 1.3.1 Các nghiên cứu giới điều chế alginate khối lượng phân tử thấp 20 1.3.2 Các nghiên cứu nước điều chế alginate khối lượng phân tử thấp 25 1.4 ỨNG DỤNG CỦA ALGINATE VÀ ALGINATE KHỐI LƯỢNG PHÂN TỬ THẤP 28 1.5 Q TRÌNH ĐƠNG MÁU VÀ HOẠT TÍNH CHỐNG ĐƠNG MÁU CỦA ALGINATE 32 1.5.1 Lý thuyết .32 1.5.2 Các nghiên cứu .35 hoạt tính chống trình đông máu đông máu alginate CHƯƠNG NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 39 2.1 NGUYÊN VẬT LIỆU 39 2.1.1 Rong mơ nguyên 39 2.1.2 Nguyên vật liệu .41 dùng cho xác định độc chất liệu chuột 2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 41 2.2.1 Phương pháp thu mẫu 41 2.2.2 Các phương pháp alginate 41 phân tích xử fucoidan lý mẫu sodium 2.2.3 Các phương pháp phân tích thành phần hóa học rong nâu .44 2.2.4 Phương pháp đánh 44 giá chất 2.2.5 Phương pháp định vật 44 lượng lượng alginate: vi sinh 2.2.6 Phương pháp xác định hoạt tính chống đơng máu độc tính SGS 44 2.2.7 Phương pháp bố 47 trí thực nghiệm 2.3 HÓA CHẤT VÀ CÁC THIẾT BỊ CHỦ YẾU ĐÃ SỬ DỤNG .58 2.4 PHƯƠNG PHÁP THU THẬP VÀ XỬ LÝ SỐ LIỆU 59 CHƯƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 60 3.1 NGHIÊN CỨU SÀNG LỌC LOÀI RONG NÂU DÙNG CHO SẢN XUẤT FUCOIDAN VÀ SODIUM ALGINATE 60 3.1.1 Đánh giá hàm lượng fucoidan sodium alginate số loài rong nâu 60 3.1.2 Xác định thành phần hóa học rong nâu T ornata .66 3.2 NGHIÊN CỨU TỐI ƯU HĨA CƠNG ĐOẠN NẤU CHIẾT SODIUM ALGINATE TỪ RONG NÂU T ORNATA .70 3.3 NGHIÊN CỨU THU NHẬN SODIUM ALGINATE TỪ RONG NÂU VÀ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG SODIUM ALGINATE .83 3.3.1 Nghiên cứu xác định nồng độ ethanol kết tủa thu nhận sodium alginate 83 3.3.2 Đề xuất quy trình sản xuất sodium alginate từ rong nâu T ornata .84 3.3.3 Sản xuất thử alginate .87 đánh giá chất lượng sản phẩm sodium 3.3.4 Xác định khối lượng phân tử trung bình sodium alginate 89 3.3.5 Xác định đặc tính cấu trúc sodium alginate thu nhận từ rong T ornata 92 3.4 NGHIÊN CỨU ĐIỀU CHẾ SODIUM ALGINATE KHỐI LƯỢNG PHÂN TỬ THẤP VÀ XÁC ĐỊNH CÁC ĐẶC TÍNH CỦA SODIUM ALGINATE KHỐI LƯỢNG PHÂN TỬ THẤP 104 3.4.1 Xác định hàm lượng sodium alginate khối lượng phân tử thấp 104 3.4.2 Xác định đặc tính cấu trúc alginate khối lượng phân tử thấp 107 3.4.3 Khối lượng phân tử trung bình alginate khối lượng phân tử thấp 112 3.5 NGHIÊN CỨU ĐIỀU CHẾ SODIUM GULURONATE SULFATE (SGS) TỪ SODIUM ALGINATE TÁCH CHIẾT TỪ RONG T.ORNATA VÀ ĐÁNH GIÁ CÁC ĐẶC TÍNH CỦA SGS 115 3.5.1 Nghiên cứu điều chế SGS từ sodium alginate tách chiết từ rong nâu T ornata 115 3.5.2 Đề xuất quy trình sản xuất SGS từ sodium alginate rong nâu T ornata đánh giá đặc tính SGS .126 3.6 ĐÁNH GIÁ HOẠT TÍNH CHỐNG ĐƠNG MÁU IN VITRO VÀ ĐÁNH GIÁ ĐỘC TÍNH CỦA SGS 131 3.6.1 Đánh giá hoạt tính chống đơng máu in vitro SGS 131 3.6.2 Đánh giá độc tính SGS chuột thí nghiệm 137 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 147 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ CĨ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN 149 TÀI LIỆU THAM KHẢO 150 PHỤ LỤC Hình 2.14 Phổ 1H -NMR sodium alginate thu từ rong nâu T ornata 38 Hình 2.15 Phổ 13C -NMR sodium alginate thu từ rong nâu T ornata Hình 2.16 Phổ COSY sodium alginate từ rong nâu T ornata 39 Hình 2.17 Phổ HSQC sodium alginate từ rong nâu T ornata 40 ATB-D20-HMBC ,O ID I 0 @ � I " I " J Jo' 'ij •• •• � •• " S.2 S.O t.l t.l t.t t.2 t.O J.I J.I Jll9 Hình 2.18 Phổ HMBC sodium alginate từ rong nâu T ornata 41 Hình 2.19 Phổ ROESY sodium alginate từ rong nâu T ornata 42 2.6 PHỔ CỘNG HƯỞNG TỪ HẠT NHÂN CỦA SODIUM GULURONATE (SG) Hình 2.20 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H-NMR SG 43 Hình 2.21 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13C-NMR SG 44 2.7 PHỔ CỘNG HƯỞNG TỪ HẠT NHÂN CỦA SODIUM MANNURONATE (SM) Hình 2.22 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H-NMR SM 45 Hình 2.23 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H-NMR SG 46 2.8 PHỔ HỒNG NGOẠI (IR) CỦA SODIUM GULURONATE VÀ SODIUM GULURONATE SULFATE Hình 2.24 Phổ IR sodium guluronate Hình 2.24 Phổ IR sodium guluronate sulfate 47 PHỤ LỤC MỘT SỐ HÌNH ẢNH THỰC NGHIỆM 3.1 THU MẪU RONG NÂU Thu mẫu rong Bãi Nam, biển Rong nâu Turbinaria ornata Nha Trang Lặn thu mẫu rong Turbinaria Thu mẫu rong Hòn Tre ornata Thu mẫu rong đoàn Giáo sư Thu mẫu rong đoàn Giáo sư Nga Nhật Bản 48 3.2 TÁCH CHIẾT SODIUM ALGINATE Xử lý rong Kết tủa alginic acid Chuyển alginic acid sodium alginate Sodium alginate sau tủa ethanol Thu dịch chiết sodium alginate Alginic acid Thẩm tách Sản phẩm sodium alginate 3.3 ĐIỀU CHẾ ALGINATE KHỐI LƯỢNG PHÂN TỬ THẤP Hỗn hợp SM SG pH =7 Hỗn hợp SM SG pH = 2,85 Guluronic acid sau ly tâm Sodium mannuronate pH = Sodium guluronate pH = Kết tủa sodium mannuronate Kết tủa sodium guluronate Sodium mannuronate Sodium guluronate Kết tủa sodium guluronate sulfate PHỤ LỤC KẾT QUẢ PHÂN TÍCH CHỈ TIÊU KIM LOẠI NẶNG ... khối lượng phân tử thấp có hoạt tính chống đơng máu từ rong nâu Việt Nam Do vậy, việc Nghiên cứu điều chế alginate khối lượng phân tử thấp dùng làm thực phẩm chức hỗ trợ phòng chống đơng máu ... KHỐI LƯỢNG PHÂN TỬ THẤP 20 1.3.1 Các nghiên cứu giới điều chế alginate khối lượng phân tử thấp 20 1.3.2 Các nghiên cứu nước điều chế alginate khối lượng phân tử thấp 25 1.4 ỨNG DỤNG CỦA ALGINATE. .. cấu trúc alginate khối lượng phân tử thấp 107 3.4.3 Khối lượng phân tử trung bình alginate khối lượng phân tử thấp 112 3.5 NGHIÊN CỨU ĐIỀU CHẾ SODIUM GULURONATE SULFATE (SGS) TỪ SODIUM ALGINATE