Một phương pháp mới tách chiết fucoidan từ rong nâu

Tạp chí Khoa học - Cơng nghệ Thủy sản Số 2/2013 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC MỘT PHƯƠNG PHÁP MỚI TÁCH CHIẾT FUCOIDAN TỪ RONG NÂU A NEW EXTRACTION METHOD OF FUCOIDAN FROM BROWN SEAWEED Nguyễn Thị Minh Tùy1,Vũ Ngọc Bội2, Nguyễn Duy Nhứt3 Ngày nhận bài: 12/11/2012; Ngày phản biện thông qua: 28/3/2013; Ngày duyệt đăng: 15/5/2013 TÓM TẮT Nhiều phương pháp chiết fucoidan đưa với mục đích nghiên cứu khác Trong báo này, phương pháp chiết nhằm làm tăng độ tinh fucoidan nâng cao hiệu suất chiết nhằm nâng cao giá trị rong nâu nghiên cứu Qui trình xây dựng đơn giản hiệu điều kiện nhiệt độ 900C, thời gian xay 20 phút, pH dịch chiết 7, yếu tố tối ưu xây dựng sở xử lý liệu phần mềm phân tích số liệu MS.Excel phần mềm lập trình Pascal Kết cho thấy khối lượng bột fucoidan thu từ qui trình 63,72g (3,36% so với khối lượng rong khô) hiệu suất chiết 88,25% so với fucoidan rong nguyên liệu So với phương pháp chiết trước công bố 51,4g (2,57% so với khối lượng rong khô) hiệu suất chiết 71,19% so với fucoidan rong nguyên liệu Như vậy, fucoidan thu từ qui trình tinh hiệu suất cao qui trình công bố trước [1], đồng thời tách chiết fucoidan từ rong nâu phương pháp xay chiết có gia nhiệt đưa nghiên cứu chưa công bố tài liệu Từ khóa: fucoidan, rong nâu, nấu chiết ABSTRACT Many extraction method of fucoidan was proposed for different study purposes In this paper, a new extraction methods to increase the purity of fucoidan, extraction yield and to enhance value of brown seaweed has been studied The process developed simply and efficiently at conditions 900C temperature, grinding time 20 min, the pH of the extract is 7, optimization factors are built on the basis of data processing by the data analysis software MS.Excel and Pascal program Results showed that, fucoidan powder weight derived from the new process is 63,72g (3,36% in dry weight) and extraction efficiency of 88,25% compared with fucoidan seaweed material Compared with the previous extraction method has announced that 51,4g (2,57% in dry weight) and extraction efficiency of 71,19% compared with fucoidan seaweed material So, fucoidan extracted by from new process is more purified and its extraction yield is higher than that of previous published results [1], other hand, extraction methods of fucoidan with ground and heating in this study have not yet offered before Keywords: fucoidan,brown seaweed, cook extracts I ĐẶT VẤN ĐỀ Fucoidan tên đặt cho dạng anion polysaccharide có rong nâu Rong nâu dùng thực phẩm thuốc từ cách 3000 năm Tonga 2000 năm Trung Hoa [9] Tuy nhiên đến năm 1913 Kyllin xác định mô tả fucoidan polysacarit sulfat hố dị hợp mạch có chứa fucose sulfat, fucose chiếm từ 18,6 đến 60%, sulfat chiếm từ 17,7 đến 39,2%, ngồi cịn có mặt thành phần đường khác galactose, glucose, mannose, xylose,… axít uronic [6] Các cơng trình nghiên cứu giới cho thấy fucoidan có hoạt tính chống đơng cục máu, kháng khuẩn, kháng virus (kể HIV), chống KS Nguyễn Thị Minh Tùy: Lớp Cao học Công nghệ Sau thu hoạch 2010 - Trường Đại học Nha Trang TS Vũ Ngọc Bội: Khoa Công nghệ thực phẩm - Trường Đại học Nha Trang TS Nguyễn Duy Nhứt: Viện Nghiên cứu Ứng dụng công nghệ Nha Trang TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG • 123 Tạp chí Khoa học - Cơng nghệ Thủy sản Số 2/2013 nghẽn tĩnh mạch, chống ung thư, chống viêm khớp, chặt nắp, cho vào tủ sấy 1000C Cho bay giảm rối loạn lipid máu, chống xơ gan, ức chế miễn đến khô tủ sấy hút chân không nhiệt độ dịch… [2], [3], [4] 400C thêm 0,5ml MeOH cho bay hơi, lặp lại hai Nhiều phương pháp chiết fucoidan lần Chất khô dùng để phân tích thành phần cơng bố Việt Nam nước Trong đường theo phương pháp sử dụng GC (sắc ký khí) báo này, phương pháp tách chiết fucoidan tinh hiệu suất cao Acetyl alditol hóa mẫu chất khô thu sau thủy phân: phương pháp cơng bố trước [1] Góp + Cho vào ống nghiệm, có chứa sản phần nâng cao giá trị rong nâu Việt Nam, tăng phẩm thủy phân, 0,3ml NaBH4 0,25M vừa pha cao nguồn dược liệu quý từ fucoidan để ứng dụng làm sản phẩm chức năng, hỗ trợ chữa bệnh cho người xong NH4OH 1M để yên 30 phút 200C Thêm vào hỗn hợp phản ứng 0,5ml acid acetic 10% methanol cho bay đến khô, lặp lại lần Cho II ĐỐI TƯỢNG, VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Đối tượng vật liệu nghiên cứu Rong nâu Sargassum polycystum thu từ vịnh Nha Trang, phơi khơ tự nhiên đến độ ẩm cịn lại từ 17-25% Hoá chất sử dụng gồm: CaCl2 khan, NaOH 1M, etanol 95% (v/v), etanol tuyệt đối, inositol, Trifluoacetic axit 2M, NaBH4 0,25M, NH4OH 1M, acid acetic 10%, toluen, acetate ethyl, dung dịch Ac2O: pyridin=1:1 (v/v) xuất xứ Trung Quốc vào ống nghiệm 0,5ml MeOH bay đến khô, lặp lại hai lần + Acetyl hoá gốc đường 0,2ml dung dịch Ac2O:pyridin=1:1(v/v) 1000C 20 phút Cho bay hỗn hợp phản ứng, thêm vào 0,5ml toluen, cho bay đến khô, lặp lại hai lần + Chiết sản phẩm acetyl hoá acetate ethyl Xác định thành phần đường với cột không phân cực GC-17A shimadzu FID Chế độ nhiệt: 1600C, giữ phút Tăng đến 2800C, 100C/phút, giữ 20 phút để rửa cột Các pic đường hết khoảng phút, glucosamine có phút [7] Phương pháp nghiên cứu Tiến hành xác định hàm lượng fucose từ 2.1.Phương pháp phân tích - Phương pháp xác định độ ẩm theo TCVN mẫu acetyl alditol sắc ký khí - Xác định có mặt fucoidan độ tinh 4295 : 1986 - Phương pháp xác định pH sử dụng thiết bị fucoidan sản phẩm 2.2 Phương pháp xử lý số liệu máy đo pH Hanna HI - 98107 - Phương pháp định lượng fucose: Các thí nghiệm tiến hành lần, kết Thủy phân mẫu fucoidan để xác định hàm lượng trung bình chung lần thí nghiệm Sử dụng fucose (và đường đơn khác): Mẫu fucoidan phần mềm Microsoff Excel 2003 phần mềm lập khơ (0,2mg) cho vào ống nghiệm có nút vặn thêm trình Pascal để xử lí số liệu vào 0,02mg inositol, thêm vào 0,3ml TFA 2M, thủy 2.3 Bố trí thí nghiệm xây dựng qui trình tách phân 2h 120 C Cho bay đến khơ dịng chiết 0 Theo công bố W.A.P Black (1952), fucoidan hơi, lặp lại hai lần tách chiết nhiệt độ, thời gian, pH tỉ lệ khí nhiệt độ 40 C thêm 0,5ml MeOH cho bay Thủy phân mẫu rong dùng tách fucoidan nước rong khác nhau, cho lượng fucose để xác định hàm lượng fucose (và đường đơn dịch chiết khác Fucose thành phần khác) rong: 30mg rong nâu khô sấy tạo thành phân tử fucoidan Từ hàm lượng fucose đến khối lượng không đổi 60 C cho vào ống khảo sát tương quan đại lượng rút nghiệm 10ml có nắp vặn kín 1ml TFA (trifluoacetic yếu tố ảnh hưởng đến q trình tách chiết axít) 0,9mg myo-inositol thêm vào, vặn fucoidan từ rong nâu [10] 124 • TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG Tạp chí Khoa học - Cơng nghệ Thủy sản Số 2/2013 Bảng Ảnh hưởng điều kiện tách chiết đến hiệu suất tách fucoidan theo Black (1952) Nhiệt độ (0C) Thời gian (giờ) pH Tỉ lệ nước:rong Hàm lượng fucose dịch chiết (% so với fucose tổng rong) 75 75 70 70 70 100 100 100 100 1 1 7 15 9,1 2,5 2,3 4,5 2,2 5,8 7,0 7 9,66 10,34 10,00 9,92 9,78 9,95 19,69 19,59 19,62 29,6 56,5 51,3 22,2 81,6 61,0 67,8 77,6 68,7 Phân tích tương quan MS Excel, chọn tool, Data Analysis, Correlation thu kết bảng Bảng Kết phân tích tương quan điều kiện hiệu suất chiết fucoidan Nhiệt độ Thời gian pH Tỷ lệ nước:rong fucose tan Nhiệt độ Thời gian pH Tỷ lệ nước:rong fucose tan 0,857326 0,593122 0,784723 0,507478 0,492753 0,783984 0,550514 0,498483 -0,14395 0,521729 Từ kết cho thấy đại lượng nhiệt độ, thời gian, tỉ lệ nước ảnh hưởng tương quan thuận gần ngang hiệu suất chiết, riêng pH tương quan ngược không ảnh hưởng nhiều Mặc dù yếu tố tỉ lệ rong nước ảnh hưởng đến hiệu suất chiết pH, số liệu xét đến có mặt fucose dịch chiết, cần phải xét đến yếu tố thu hồi fucoidan từ dịch chiết, tỉ lệ rong : nước cố định 1: 15, với tỉ lệ này, việc lọc dịch chiết thuận lợi nhất, chủ yếu chọn lựa để xay rong thùng xay dễ dàng, đồng thời lọc dịch qua vải lọc ép hết khỏi bã Như yếu tố lại cần khảo sát để tìm điều kiện tối ưu pH, nhiệt độ thời gian Và đồng thời, mục tiêu đề tài xây dựng qui trình chiết fucoidan có hiệu suất cao Vì thơng số nhiệt độ, thời gian, pH cho hiệu suất cao 60% sử dụng để triển khai phân tích tương quan với mục đích tìm tương quan tuyến tính quan hệ đại lượng xác thử lại phương trình Từ sở liệu bảng Trích bảng biểu diễn hiệu suất liên hệ với nhiệt độ, thời gian pH sau: Bảng Bảng biểu diễn nhiệt độ, thời gian pH cho hiệu suất fucoidan cao 60% Nhiệt độ (0C) [T=X1] Thời gian (giờ) [t=X2] pH [p=X3] Hiệu suất chiết [H=Y] 70 2,2 81,6 100 5,8 61 100 7 67,8 100 15 77,6 100 7 68,7 Phân tích hồi qui tuyến tính H theo T, t, p MS.Excel cách chọn tool, Data Analysis, Regression, chọn confidence = 95% Kết thu được: Significance F= 0,049221