ứng dụng chất màu thực phẩm CAROTENOIDS

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP HCM KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM - TIỂU LUẬN ĐỀ TÀI: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ SINH HỌC TRONG SẢN XUẤT CHẤT TẠO MÀU Cán hướng dẫn: TS NGUYỄN MINH XUÂN HỒNG Học viên thực hiện: ĐẶNG BÁ LĨNH Khóa: 2019- đợt Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM TP Hồ Chí Minh – Tháng 6/2020 MỤC LỤC GIỚI THIỆU 1.1 Đặt vấn đề Ngày công nghệ sinh học đời phát triển mang lại nhiều lợi ích cho người Cơng nghệ sinh học ứng dụng nông nghiệp, y dược, bảo vệ môi trường chế biến thực phẩm Công nghệ sinh học việc dựa vào kỹ thuật nuôi cấy đại, tiên tiến để làm biến đổi sinh vật có lợi tùy theo mục địch người Cơng nghệ sinh học hay cịn gọi cơng nghệ biến đổi gen, áp dụng kỹ thuật nuôi cấy mô tế bào vào nhiều ngành khác để cải tiến giá trị vật liệu sinh học Đây công nghệ đại, dựa tảng khoa học sống kết hợp với yếu tố khác nhằm khai thác tối đa lợi ích vi sinh vật hay tế bào động, thực vật mang lại Ngày nay, sản phẩm công nghệ sinh học chế tạo có giá trị cao, phục vụ đáp ứng cho nhu cầu người, đồng thời giúp bảo vệ môi trường hiệu Trên thực tế cơng nghệ sinh học đời từ lâu, ngành công nghệ sinh học truyền thống ứng dụng thực phẩm để tạo loại nước mắm, nước tương, chao…nghiên cứu loại phân bón nhằm cải tạo đất đai phục vụ cho nông nghiệp Khi ngành công nghệ sinh học phát triển thêm bước tiến có thêm thành tựu sản xuất chất tạo ngọt, mì chính, thuốc kháng sinh, acid amin hay loại vitamin… Ngày nay, ngành công nghệ sinh học đại có bước phát triển vượt bậc, đem lại nhiều lợi ích cho người ứng dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực khác Ngành công nghệ sinh học đại phân chia thành nhiều lĩnh vực công nghệ di truyền, công nghệ tế bào, công nghệ enzyme protein, công nghệ vi sinh vật, công nghệ môi trường công nghệ lên men Xã hội ngày phát triển kéo theo phát triển ngành khoa học kỹ thuật Công nghệ sinh học phát triển nhanh chóng tạo cách mạng sinh học ngành nông nghiệp công nghiệp thực phẩm Việc ứng dụng xử lý tái chế nguồn phế phụ phẩm từ động vật, thực vật ngành sản xuất nông nghiệp công nghiệp thực phẩm, biến đổi nguyên liệu rẻ tiền tạo sản phẩm có chất lượng cao, giảm nguy nhiễm môi trường, mang lại hiệu kinh tế cho xã hội xu hướng phổ biến Trong công nghệ thực phẩm người ta thường sử dụng chất tạo màu để làm cho sản phẩm có màu sắc đẹp Với xu hướng dùng sản phẩm từ tự nhiên nhà nghiên cứu tiến hành nghiên cứu tách chiết nguồn màu có nguồn vi sinh vật, thực vật để ứng dụng chế biến thực phẩm Do em chọn đề tài “Ứng dụng cơng nghệ sinh học sản xuất chất tạo màu” nhằm tìm hiều nguồn vi sinh vật sản xuất chất tạo màu màu mà chúng tạo 1.2 Mục tiêu nghiên cứu Sản xuất chất tạo màu phương pháp ứng dụng công nghê sinh học carotenoid TỔNG QUAN 2.1 Giới thiêu Trong năm gần đây, chứng ngày tăng tác dụng độc tính màu tổng hợp thúc đẩy quan quản lý, toàn giới loại bỏ mạnh mẽ danh sách màu thực phẩm tổng hợp phép Do quy tắc quy định nghiêm ngặt áp dụng cho sắc tố tổng hợp / tinh chế hóa học, sở thích người tiêu dùng phát triển ngành công nghiệp thực phẩm, nhu cầu carotenoids chất tạo màu phù hợp an toàn tăng lên Theo báo cáo gần giá trị carotenoid thị trường giới gia tăng, năm 2010 đánh giá khoảng 1,2 tỉ USD lên đến 1,4 tỉ USD năm 2020 (http://www.bccresearch.com) người tiêu dùng tiếp tục tìm kiếm thành phần tự nhiên [1] Ngồi vai trị tiền chất chủ yếu vitamin hormone, carotenoids đảm nhiệm nhiều vai trò sinh học sinh lý khác nhau, từ thu hoạch ánh sáng quang hợp đến bảo vệ chống lại tác nhân oxy hóa ánh sáng [2 -4] Một lý khác cho xu hướng màu thực phẩm tự nhiên mối tương quan báo cáo việc tiêu thụ số carotenoids, lycopene mối liên quan với ung thư tuyến tiền liệt [5] Hơn 600 carotenoids khác sản xuất thực vật, tảo, vi khuẩn nấm [3] Tuy nhiên, số thu với số lượng hữu ích cách tổng hợp hóa học, chiết xuất từ nguồn tự nhiên lên men vi sinh vật [4] Các chiến lược sử dụng để tăng sản lượng sản phẩm từ vi sinh vật bao gồm sử dụng chủng sản xuất thừa, bổ sung enzyme vi khuẩn nấm phá vỡ thành tế bào nấm men phát triển mơi trường ni cấy chi phí thấp làm giảm chi phí sản xuất [6,7] Các vi sinh vật cung cấp sản xuất carotenoids kinh tế thông qua phương pháp công nghệ sinh học cung cấp giải pháp thay cho tổng hợp hóa học [8] Mặc dù nhiều loại carotenoids xuất tự nhiên, có số có sẵn thị trường bao gồm β-carotene, lycopene, astaxanthin, canthaxanthin lutein [4] Nhu cầu ngày tăng carotenoids kích hoạt phát triển sản phẩm thực phẩm giàu carotenoids với đặc tính dược phẩm để tăng thêm lợi ích cho sức khỏe 2.2 Đặc điểm hóa học Carotenoids nhóm hydrocacbon bao gồm tám đơn vị isoprenoid tìm thấy theo cách xếp đơn vị isoprenoid đảo ngược trung tâm phân tử để hai nhóm methyl trung tâm nằm mối quan hệ vị trí 1,6 khơng tồn nhóm methyl nằm mối quan hệ vị trí 1,5 [9] Carotenoids tạo thành chuỗi polyene lớn với 35-40 nguyên tử carbon, coi xương sống phân tử Chuỗi polyene tính chủ yếu chịu trách nhiệm cho phản ứng hóa học carotenoids tác nhân oxy hóa gốc tự do, cho vai trị chống oxy hóa [10] Nói chung, chuỗi polyene dài khả ổn định gốc peroxyl lớn Bộ xương carotenoids sửa đổi theo nhiều cách khác nhau, chẳng hạn hydro hóa, khử hydro, chu kỳ, di chuyển liên kết đơi, rút ngắn chuỗi mở rộng, xếp lại, đồng phân hóa, giới thiệu chức oxy kết hợp trình này, dẫn đến đa dạng lớn cấu trúc 2.3 Lợi ích sức khỏe Trong số 600 carotenoid từ nguồn tự nhiên đặc trưng, 10% đóng vai trị tiền chất vitamin A [10] Sự quan tâm gần carotenoids kích thích nghiên cứu dịch tễ học cho thấy tiêu thụ thực phẩm giàu carotene làm giảm tỷ lệ mắc số bệnh ung thư, bệnh tim mạch, thối hóa điểm vàng tuổi tác, đục thủy tinh thể, bệnh liên quan đến chức miễn dịch thấp bệnh khác Các bệnh thối hóa [11] Khơng phụ thuộc vào khả dinh dưỡng, carotenoid chứa chín nhiều liên kết đơi làm bất hoạt số loại oxy phản ứng định, chẳng hạn oxy nhóm đơn [12] Hệ thống dài liên kết đôi đơn xen kẽ phổ biến cho tất carotenoid cho phép chúng hấp thụ ánh sáng phạm vi nhìn thấy phổ [13] Tính có liên quan đặc biệt đến mắt, lutein zeaxanthin hấp thụ hiệu ánh sáng xanh [14] Giảm lượng ánh sáng xanh chiếu tới cấu trúc mắt quan trọng thị lực bảo vệ khỏi tổn thương oxy hóa ánh sáng gây [15] Đã có nhiều báo cáo năm qua tác dụng tích cực carotenoids chế độ ăn uống bổ sung việc cải thiện khả sinh sản số động vật [16] Krinsky Deneke [17] chứng minh carotenoit bao gồm β-carotene có khả ức chế q trình oxy hóa gây gốc tự lipid liposome Tuy nhiên, tham gia carotenoids việc ngăn chặn q trình oxy hóa lipid mật độ thấp gây tranh cãi Carotenoids huyết tương cao lúc ban đầu có liên quan đến việc giảm đáng kể nguy mắc bệnh tim mạch số nghiên cứu tiền cứu [18] nghiên cứu khác.[19] 1.4 1.4.1 Ý nghĩa thương mại Carotenoids Lutein zexanthin Lutein, thành viên lớp caroten, cụ thể phân lớp xanthophylls, sắc tố màu vàng xảy thực vật bậc cao sinh vật quang điện khác tảo Lutein sử dụng làm phụ gia thức ăn để làm sáng màu lơng chim chuẩn hóa màu vàng lịng đỏ trứng gà thịt Lutein áp dụng để thêm màu sắc vào thực phẩm Ngoài ra, lutein, chất dinh dưỡng chức hiệu quả, mang lại lợi ích cho sức khỏe người bệnh tim mạch, ung thư, chức nhận thức thối hóa điểm vàng liên quan đến tuổi tác (AMD) Thị trường toàn cầu cho lutein tăng lên 308 triệu đô la Mỹ vào năm 2018 (Lin et al., 2014) Như hoa cúc vạn thọ (Tagetes erecta L.) phải thu hoạch định kỳ, khai thác nguồn lutein thơng thường q trình tốn nhiều thời gian lao động Do đó, số vi tảo đề xuất nguồn thay tiềm lutein (Lin et al., 2014), chúng có hàm lượng lutein cao Những lợi khác việc sản xuất lutein từ vi tảo bao gồm: (1) Vi tảo nguồn sinh học rẻ tiền hiệu quả, sử dụng để sản xuất hợp chất có giá trị gia tăng, bao gồm hóa chất tốt, vitamin, carotenoids polysacarit (2) Tốc độ tăng trưởng vi tảo cao khoảng lần 10 lần so với loài thực vật bậc cao (3) Vi tảo, ni trồng nước biển nước lợ vùng đất xâm lấn, không cạnh tranh tài nguyên với trồng nông nghiệp thơng thường (4) Sinh khối vi sinh vật thu hoạch quanh năm nhiều nơi giới (Lin et al., 2014) Các nội dung lutein sau chuyển đổi thành g/kg sinh khối báo cáo cho loài vi khuẩn khác (Lin cộng sự, 2014): Chlorella fusca (4.24.7), Chlorococcum citroforme (7.4), Coelastrum proboscideum (3.4-5.0), Muriella (2.6), Muriella decolor (0.5), Neospondiococcum gelatinosum (4.4), Tetracystis aplanosporum (5.9), Tetracystis intermedium (3.5), Tetracystis tetrasporum (4.4), Chlorella zofingiensis (2.4-2.8) Các loài khác mang lại hàm lượng lutein cao xác định Chlorella protothecoides C Vulgaris, Scenedesmus obliquus loài khác, Desmodesmus sp Một ước tính hợp lý cho suất lutein sinh khối vi khuẩn g/kg, chủ yếu dạng tự do, thực vật nồng độ lutein zeaxanthin từ hoa cúc vạn thọ tương ứng 15g /kg 2,5g /kg sinh khối tương ứng dạng ester (Guedes et al., 2011; Lin et al., 2014) Xanthophyll quan tâm thứ hai, sắc tố màu vàng gọi zeaxanthin 3,3′-dihydroxy-β-carotene, ví dụ, chất phụ gia cho thức ăn gia cầm để tăng cường màu vàng gà thịt làm bật màu gà thịt làm bật màu lịng đỏ trứng Ngồi ứng dụng làm phụ gia thức ăn chất tạo màu thực phẩm, xanthophyll cịn phù hợp để ngăn ngừa AMD, ví dụ dược phẩm dinh dưỡng chất bổ sung chế độ ăn uống ngành công nghiệp thực phẩm Vào năm 1960, nhà khoa học Hoffmann-La Roche phân lập số vi khuẩn biển tạo zeaxanthin Flavobacterium sp (Bộ sưu tập văn hóa kiểu Mỹ (ATCC) 21588, phân loại theo tiêu chuẩn phân loại chấp nhận thời đó) ni cấy mơi trường dinh dưỡng có chứa glucose sucrose, axit amin chứa lưu huỳnh methionine, cysteine cysteine, pyridoxine kim loại hóa trị hai ion chọn từ nhóm bao gồm Fe ++, Co ++, Mo ++ Mn ++ sản xuất tới 190mg zeaxanthin lít, với nồng độ cụ thể 16mg / g khối lượng tế bào khô (Bằng sáng chế Hoa Kỳ 5827652) Flavobacterium multivorum (ATCC 55238) nghiên cứu nhiều nghiên cứu (Thawornwiriyanun et al., 2012) Một loại vi khuẩn sản xuất zeaxanthin khác, Sphingobacterium multivorum, gần chứng minh sử dụng đường deoxyxylulose-5-phosphate (DXP) Đối với việc sản xuất mức zeaxanthin với số lượng lớn, chủng xây dựng (Bằng sáng chế Hoa Kỳ 5308759) Do nhiều vi khuẩn gần kiểm tra hai đường khác trình sinh tổng hợp iso pentenyl pyrophosphate (IPP) (Lange et al., 2000), nên phân phối đường mevalonate DXP hiểu rõ Hơn nữa, việc xác định gen liên quan đến sinh tổng hợp IPP dựa vào kỹ thuật trao đổi chất vi sinh vật cải thiện suất hợp chất isoprenoid quan trọng mặt thương mại, bao gồm carotenoids 1.4.2 Astaxanthin Astaxanthin (3,3’-dihydroxy-β, β-carotene-4,4’-dione), ketocarotenoid quan trọng có giá trị tích lũy microalga (vi tảo) nước ngọt, Haematococcus pluvialis (Chlorophyceae), Brevibacterium, Mycobacterium lacticola, Agrobacterium auratium, Xanthophy Các nghiên cứu sử dụng phụ phẩm giá rẻ dư lượng có nguồn gốc nông-công nghiệp cho thấy khả sản xuất astaxanthin từ số nguyên liệu mật đường, nước nho, thủy phân hemiaellulose bạch đàn, thủy phân chất thải mù tạt, thủy phân từ Yucca fillifera [20] Orosa cộng [21] báo cáo tác dụng mạnh mẽ hợp chất acetate malonate việc kích thích tổng hợp tích lũy astaxanthin cao bốn lần nuôi cấy với hợp chất này, nồng độ cao hợp chất ức chế tăng trưởng Sự sẵn có nguồn carbon giai đoạn đứng yên quan trọng trình tổng hợp astaxanthin, tế bào lơ lửng môi trường đệm khơng có carbon khơng làm tăng nồng độ astaxanthin, chúng làm mơi trường có chứa carbon sử dụng phương tiện lên men Sắc tố màu đỏ cam sử dụng rộng rãi chất màu thực phẩm, mỹ phẩm ứng dụng y tế hoạt động chống oxy hóa cao Những carotenoids nguồn màu vây, da thịt cá hồi với màu cam đặc trưng chúng, ketocaroten có giá trị thương mại tổng hợp cho cá ăn để tạo màu mong muốn [22] Ngoài tác dụng màu sắc, tính chất quan trọng astaxanthin, tính chất chống oxy hóa báo cáo vượt qua β-carotene chí α-tocopherols (cao gấp 100 lần 500) [23] để bảo vệ sinh vật chống lại loạt bệnh vấn đề tim mạch, loại ung thư bệnh miễn dịch khác Các chất bổ sung astaxanthin khác bao gồm dung dịch tiêm, viên nang kem bôi sản xuất để ngăn ngừa cháy nắng tiếp xúc với tia cực tím [24] 1.4.3 Canthaxanthin Canthaxanthin di-ketcarotenoid (β, β-carotene-4,4’-dione), xảy tự nhiên nhiều loại sinh vật sống, nơi đóng vai trị quan trọng việc thể trưởng thành động vật việc bảo vệ mô chống lại gốc tự oxy hóa [25] Năng suất thấp canthaxanthin Brevibacterium KY-4313 phát triển chậm (vài tuần) vi tảo Dictyococcus cinnabarinus với suất tương đối thấp xuất để ngăn chặn việc sản xuất canthaxanthin vi sinh vật bị chi phối tổng hợp hóa học Tuy nhiên, điều tra gần báo cáo Haloferax alexandrinus vi sinh vật có triển vọng để sản xuất thương mại canthaxanthin Khả loài khảo cổ này, với tư cách thành viên Halophilc Archaea, phát triển nồng độ cao NaCl tế bào dễ dàng phân hủy dung dịch có cường độ ion thấp (nước ngọt) lợi đáng ý theo quan điểm công nghệ sinh học Trong số chủng phân lập, chủng TM báo cáo tạo lượng canthaxanthin đáng kể (700 ug / g tế bào khô) [26] Canthaxanthin sử dụng làm phụ gia thực phẩm thức ăn cho trang trại trứng ( long trứng đỏ), cá động vật giáp xác, mỹ phẩm chất nhuộm màu dùng cho da người ứng dụng dược phẩm [27] 1.4.4 Lycopene Các chế phẩm lycopene thương mại bào chế dạng huyền phù dầu bột phân tán nước Trong số carotenoids có chín nhiều liên kết đôi liên hợp trở lên, lycopene chất khử oxy nhóm đơn hiệu [26] Lycopene, chất chống oxy hóa tự nhiên mạnh nhất, tetraterpene đối xứng lắp ráp từ đơn vị isoprene Nấm chi Phycomyces Blakeslea nhà sản xuất lycopene tiềm Chất ức chế Cyclase 2- (4-chlorophenylthio)-triethylamine (CPTA) chất kích thích hóa học pyridine, imidazole methylheptenone báo cáo để kích thích tích lũy lycopene B trispora P blakesleus [28] Đặc điểm quan trọng lycopene hoạt động dập tắt oxy nhóm đơn cao khả biểu để ngăn chặn tăng sinh tế bào khối u MSF-7 [29] Lycopene tìm thấy ứng dụng đồ uống, thực phẩm từ sữa, surimi, bánh kẹo, súp, dinh dưỡng, ngũ cốc ăn sáng, mì ống, khoai tây chiên, nước sốt, đồ ăn nhẹ, nước chấm [28] β-caroten β-caroten từ Blakesea trispora Sinh vật nguồn, B trispora, nấm mốc liên kết với thực vật nhiệt đới Nấm tồn loại (+) (-) giao phối, loại (+) tổng hợp axit trisporic, chất chuyển hóa β-carotene Khi giao phối hai loại theo tỷ lệ cụ thể, (-) kích thích axit trisporic để tổng hợp lượng lớn β-carotene Nấm mốc cho thấy khơng có khả gây bệnh độc tính, thử nghiệm gây bệnh tiêu chuẩn chuột, phân tích chiết xuất số chất lên men cho độc tố nấm xét nghiệm miễn dịch enzyme sản phẩm cuối cùng, tinh thể β-carotene, cho bốn loại độc tố mycotoxin Sản phẩm β-carotene B trispora mắt vào năm 1995 họp kinh doanh Thực phẩm Châu Âu London sau tối ưu hóa q trình lên men (Laurent Dufossé, 2016) β-caroten từ Phycomyces blakesleeanus Một loại nấm mốc khác, Phycomyces blakesleeanus, nguồn tiềm cho hóa chất khác bao gồm β-carotene Hàm lượng carotene loại hoang dã trồng điều kiện tiêu chuẩn khiêm tốn, khoảng 0,05 mg gram khối lượng khô, số đột biến tích lũy tới 10 mg g -1 Đối với B trispora, kích thích sinh dục carotene cần thiết tăng suất lên tới 35 mg g -1 Các chủng Phycomyces có suất cao đạt tiềm caroten đầy đủ chúng chất rắn môi trường lỏng mà không bị khuấy trộn B trispora thích hợp cho sản xuất sản phẩm lên men thông thường (Laurent Dufossé, 2016) β-caroten từ Mucor Circinelloides Mucor Circinelloides lồi hoang dã có màu vàng tích lũy β-carotene làm carotenoid Các tính sinh tổng hợp carotenoid, bao gồm quang hóa, tương tự Phycomyces Mucor M Circinelloides phản ứng với ánh sáng xanh cách kích hoạt sinh tổng hợp Các chủng loại hoang dã trồng bóng tối chứa lượng β-carotene tối thiểu mức độ phiên mã thấp gen cấu trúc để tạo caroten Khi tiếp xúc với xung ánh sáng, mức độ phiên mã gen tăng mạnh, dẫn đến nồng độ sắc tố cao M Circinelloides loại nấm lưỡng 1.4.5 10 hình phát triển dạng tế bào nấm men dạng sợi nấm, nghiên cứu tập trung vào đột biến giống nấm men hữu ích sản xuất công nghệ sinh học (Laurent Dufossé, 2016) Các ứng dụng β-caroten Báo cáo nghiên cứu β-carotene tự nhiên sở hữu nhiều lợi ích cho thể người ủng hộ việc sử dụng β-carotene phần chế độ ăn uống người Cơ thể người chuyển đổi β-carotene thành vitamin A thông qua mô thể trái ngược với gan, tránh tích tụ độc tố gan Vitamin A cần thiết cho thể người hỗ trợ hệ thống miễn dịch thể giúp chống lại bệnh mắt, đục thủy tinh thể quáng gà, bệnh da khác mụn trứng cá, dấu hiệu lão hóa dạng ung thư khác βCarotene có phẩm chất chống oxy hóa Chất chống oxy hóa giúp làm trung gian tác động có hại gốc tự do, tiềm ẩn 60 bệnh đe dọa đến tính mạng bao gồm nhiều dạng ung thư, bệnh tim mạch vành, lão hóa sớm viêm khớp Ngồi ra, chất chống oxy hóa β-carotene hỗ trợ thể ngăn chặn tác động lão hóa sớm tia UV gây β-Carotene thêm vào nhiều sản phẩm mỹ phẩm chăm sóc thể chất tạo màu vô hại để cải thiện hấp dẫn sản phẩm (Laurent Dufossé, 2016) β-Carotene chất màu thực phẩm hàng đầu giới βCarotene áp dụng cho loạt sản phẩm thực phẩm đồ uống để cải thiện xuất họ cho khách hàng, bao gồm mặt hàng bơ thực vật, phô mai, nước ép trái cây, đồ nướng, sản phẩm sữa, đồ hộp, bánh kẹo, gia vị y tế vài β-Carotene sử dụng loại thức ăn cho vật nuôi khác nhau, vừa chất tạo màu vừa tiền chất vitamin A β-Carotene áp dụng cho loạt loại thực phẩm động vật thiết kế cho vật ni, bao gồm chó, mèo, cá chim Các đặc tính vitamin A chống oxy hóa tiền chất làm tăng hấp dẫn ứng dụng β-carotene thức ăn vật ni Ngồi ra, b-carotene caroten quan trọng hỗ trợ cải thiện màu sắc chim, cá động vật giáp xác, cải thiện diện thức ăn vật nuôi (Laurent Dufossé, 2016) 1.4.6 C50 Carotenoids (Sarcinaxanthin, Decaprenoxanthin) không sản xuất thực vật tự nhiên Trong tự nhiên, C50 carotenoids sinh tổng hợp độc quyền vi khuẩn thuộc Actinomycetales Cho đến nay, có ba đường sinh tổng hợp C50 caroten 11 khác mô tả: (1) β-cyclic C50 carotenoid C.p 450 Dietzia sp CQ4C.p chữ sử dụng caroten lần phân lập Corynebacterium poinsettiae; (2) đường sarcinaxanthin γ-cyclic sarcinaxanthin Micrococcus luteus NCTC2665; (3) đường decaprenoxanthin ε-cyclic C glutamicum Hơn 95% tất carotenoid tự nhiên có nguồn gốc từ xương sống C40 phytoene đối xứng, số lượng nhỏ C 30 chí C50 carotenoids phát tự nhiên Các carotenoid C50 biết đến ngày có nhiều liên kết đơi liên hợp, chứa nhóm hydroxyl; hai tính góp phần vào tính chất chống oxy hóa mạnh mẽ chúng Do đó, carotenoids, sản xuất vi sinh vật, phù hợp cho màu thực phẩm cho ứng dụng dược phẩm (Heider et al., 2014) 12 KẾT LUẬN Carotenoids hợp chất hoạt tính sinh học có giá trị với đặc tính dinh dưỡng Các loại nấm men Phaffia, Rhodotorula tảo Dunaliella xác định nguồn carotenoids có ý nghĩa thương mại Tuy nhiên, loại carotenoids lượng tương đối chúng thay đổi tùy thuộc vào mơi trường canh tác, diện chất ức chế chất kích thích, nhiệt độ, pH, tốc độ sục khí độ sáng Mặc dù phương pháp vật lý, hóa học enzyme khác áp dụng để chiết xuất carotenoids, phục hồi từ ma trận tế bào trình tốn Các loại caroten khác có nguồn gốc vi sinh vật astaxanthin, lycopene, β-carotene canthaxanthin thương mại hóa mức độ tìm kiếm ứng dụng đồ uống, thực phẩm từ sữa, loại ngũ cốc, thịt, mỹ phẩm, dược phẩm, thủy sản loại khác Nhu cầu ngày tăng carotenoids kích hoạt nghiên cứu tập trung nhiều vào việc sản xuất carotenoids thương mại Sự phát triển công nghệ sinh học chủng chịu điều kiện công nghiệp mạnh mẽ sử dụng chất thải cơng nghiệp chất giúp làm giảm tính kinh tế tồn q trình Một đa dạng sinh học rộng lớn vi sinh vật khám phá từ môi trường sống khác để khai thác nhà máy carotenoid tiềm 13 TÀI LIỆU THAM KHẢO Asker, D.; Ohta, Y Production of canthaxanthin by Haloferax alexandrinus under nonaseptic conditions and a simple, rapid method for its extraction Applied Microbiology and Biotechnology 2002, 58, 743–750 Bandich, A.; Olson, J.A Biological actions of carotenoids FASEB Journal 1989, 3, 1927–1932 Buzzini, P.; Martini, A Production of carotenoids by strains of Rhodotorula glutinis cultured in raw materials of agro-industrial origin Bioresource Technology 2000, 71, 41–44 Clinton, S.K Lycopene: Chemistry, biology and implications for human health and disease Nutrition Reviews 1998, 56, 35–51 Corol, D.; Dorobantu, I.I.; Toma, N.; Nitu, R Diversity of biological functions of carotenoids Romanian Biotechnological Letters 2002, (1),1067–1074 Di Mascio, P.; Murphy, M.E.; Sies, H Antioxidant defense systems, the role of carotenoids, tocopherols and thiols American Journal of Clinical Nutrition 1991, 53, 194S–200S Fang, T.J.; Wang, J.M Extractability of Astaxanthin in a mixed culture of a carotenoid overproducing mutant of Xanthophyllomyces dendrorhous and Bacillus circulans in two stage batch fermentation Process Biochemistry, 2002, 27, 1235–1245 Feofilova, E.P.; Tereshina, V.M.; Memorskaya, A.S.; Dul’kin, L.M.; Goncharov, N.G Fungal lycopene, the biotechnology of its production and prospects for its application in medicine Microbiology 2006, 75, 629–633 Gerster, H Potential role of Beta-carotene in the prevention of cardiovascular disease International Journal of Vitamin and Nutrition Research 1991, 61, 277–291 10 Goodwin, T.W The biochemistry of the carotenoids, Vol 1, Plants; Chapman Hall: London, 1980; 257–290 11 Gu, Z.; Chen, D.; Han, Y.; Chen, Z., Gu F Optimization of carotenoids extraction from Rhodobacter sphaeroides LWT 2008, 41, 1082–1088 12 Guedes, A.C., Amaro, H.M., Malcata, F.X., 2011 Microalgae as sources of carotenoids Marine Drugs 9, 625–644 13 Gurpreet Kaur Chandi & Balmeet Singh Gill (2011) Production and Characterization of Microbial Carotenoids as an Alternative to Synthetic Colors: a Review, International Journal of Food Properties, 14:3, 503-513, DOI: 10.1080/10942910903256956 14 Gurpreet Kaur Chandi & Balmeet Singh Gill (2011) Production and Characterization of Microbial Carotenoids as an Alternative to Synthetic Colors: a Review, International Journal of Food Properties, 14:3, 503-513, DOI: 10.1080/10942910903256956 14 15 Haard, N.F Astaxanthin formation by yeast Phaffia rhodozyma on molasses Biotechnology Letters 1988, 10, 609–614 16 Halliwell, B.; Gutteridge, J.M.C Free radicals in biology and medicine, 3rd ed.; New York, NY: Oxford University Press, New York 17 Higdon, J Chlorophyll and chlorophyllin 2004 http://lpi.oregonstate.edu/infocenter/ phytochemicals/chlorophylls/ (Accessed 17 February, 2011) 18 Johnson, E.A.; Schroeder, W.A Microbial carotenoids Advances in Biochemical Engineering and Biotechnology 1995, 53, 119–178 19 Krinsky, N.I The biological properties of carotenoids Pure and Applied Chemistry 1994, 66 (6), 1003–1010 20 Krinsky, N.I.; Deneke, S.M Interaction of oxygen and oxy-radicals with carotenoids Journal of the National Cancer Institute 1982, 69, 205–210 21 Krinsky, N.I.; Landrum, J.T.; Bone R.A Biological mechanisms of the protective role of lutein and zeaxanthin in the eye Annual Review of Nutrition 2003, 23,171–201 22 Lange, B.M., Rujan, T., Martin, W., Croteau, R., 2000 Isoprenoid biosynthesis: the evolution of two ancient and distinct pathways across genomes Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 97, 13172–13177 23 Laurent Dufossé Pigments, Microbial Reference module in life sciences, 2016 ffhal01734750f 24 Lin, J.-H., Lee, D.-J., Chang, J.S., 2014 Lutein production from biomass: marigold flowers versus microalgae Bioresource Technology 184, 421–428 25 Lorenz, R.T Method for retarding and preventing sunburn by UV light, U.S Patent, 6433025, 2002 26 Marusich, W.L.; Bauerfeind, J.C Oxycarotenoids in poultry feed In: Bauerfeind, J.C.; Ed.; Carotenoids as colorants and retinol precursors; Academic Press: New York, 1981; 320–462 27 Moller, A.P.; Biard, C.; Blount, J.D.; Houston, D.C.; Ninni, P.; Saino, N.; Surai, P.F Carotenoiddependent signals indicators of foraging efficiency, immunocompetence or detoxification ability? Avian Poultry Biology Reviews 2000, 11, 137–159 28 Naguib Antioxidant activities of Astaxanthin and related carotenoids Journal of Agricultural Chemistry 2000, 48, 1150–1154 29 Orosa, M.; Valero, J.F.; Herrero, C.; Abalde, J Comparison of the accumulation of astaxanthin in Haematococcus pluvialis and other green microalgae under N-starvation and high light conditions Biotechnology Letters 2001, 23, 1079–1085 30 Perera, C.O.; Yen, G.M Functional properties of carotenoids in human health International Journal of Food Properties, 2007, 10, 201–230 15 31 Rissanen, T.H.; Voutilainen, S.; Nyyssonen, K Low serum lycopene concentration is associated with an excess incidence of acute coronary events and stroke: the Kuopio Ischaemic Heart Disease Risk Factor Study British Journal of Nutrition 2001, 85 (6), 749–754 32 Sesso, H.D.; Buring J.E.; Norkus E.P.; Gaziano J.M Plasma lycopene, other carotenoids and rentinol and the risk of cardiovascular disease in women American Journal of Clinical Nutrition 2004, 79 (1), 47–53 33 Thawornwiriyanun, P., Tanasupawat, S., Dechsakulwatana, C., Techkarnjanaruk, S., Suntornsuk, W., 2012 Identification of newly zeaxanthin-producing bacteria isolated from sponges in the Gulf of Thailand and their zeaxanthin production Applied Biochemistry and Biotechnology 167, 2357–2368 34 Zeb, A.; Mehmood, S Carotenoids content from various sources and their potential health applications Pakistan Journal of Nutrition 2004, 3, 199–204 16 ... vi sinh vật, thực vật để ứng dụng chế biến thực phẩm Do em chọn đề tài ? ?Ứng dụng cơng nghệ sinh học sản xuất chất tạo màu? ?? nhằm tìm hiều nguồn vi sinh vật sản xuất chất tạo màu màu mà chúng tạo... tiện lên men Sắc tố màu đỏ cam sử dụng rộng rãi chất màu thực phẩm, mỹ phẩm ứng dụng y tế hoạt động chống oxy hóa cao Những carotenoids nguồn màu vây, da thịt cá hồi với màu cam đặc trưng chúng,... sử dụng làm phụ gia thực phẩm thức ăn cho trang trại trứng ( long trứng đỏ), cá động vật giáp xác, mỹ phẩm chất nhuộm màu dùng cho da người ứng dụng dược phẩm [27] 1.4.4 Lycopene Các chế phẩm