Nghiên cứu chiết tách protein từ hạt cây chùm ngây

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KHOA HÓA HUỲNH THỊ NGÂN SƢƠNG Đề tài: NGHIÊN CỨU CHIẾT TÁCH PROTEIN TỪ HẠT CÂY CHÙM NGÂY KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CỬ NHÂN SƢ PHẠM Đà Nẵng, năm 2016 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KHOA HÓA Đề tài: NGHIÊN CỨU CHIẾT TÁCH PROTEIN TỪ HẠT CÂY CHÙM NGÂY KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CỬ NHÂN SƢ PHẠM Sinh viên thực : HUỲNH THỊ NGÂN SƢƠNG Lớp : 12SHH Giáo viên hƣớng dẫn : PGS.TS LÊ TỰ HẢI Đà Nẵng, năm 2016 TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM NAM KHOA HĨA CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT Độc lập –Tự – Hạnh phúc NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Họ tên : HUỲNH THỊ NGÂN SƢƠNG Lớp : 12SHH Tên đề tài: Nghiên cứu chiết tách protein từ hạt chùm ngây Nguyên liệu, hóa chất, dụng cụ: - Nguyên liệu: hạt Chùm ngây - Hóa chất: dd NaCl - Dụng cụ: chiết soxhlet, chƣng ninh, bếp cách thủy, tủ sấy, lị nung, chén sứ, cân phân tích,bình tam giác có nút nhám,… Nội dung nghiên cứu - Xác định đặc tính hóa lý: độ ẩm, hàm lƣợng tro - Xác định điều kiện tối ƣu để chiết tách protein từ hạt chùm ngây Giáo viên hƣớng dẫn : PGS.TS Lê Tự Hải Ngày giao đề tài: 04/2015 Ngày hoàn thành: 12/2016 Chủ nhiệm khoa Giáo viên hƣớng dẫn PGS.TS Lê Tự Hải PGS.TS Lê Tự Hải Sinh viên hoàn thành nộp báo cáo cho Khoa ngày … tháng … năm 2015 Kết điểm đánh giá: Ngày .tháng năm 2015 CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG (Ký ghi rõ họ tên) LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo PGS.TS Lê Tự Hải giao đề tài tận tình hƣớng dẫn, giúp đỡ cho em suốt thời gian nghiên cứu hồn thành tốt khóa luận Em xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo mơn thầy cơng tác phịng thí nghiệm khoa Hóa trƣờng Đại học Sƣ phạm- Đại học Đà Nẵng nhiệt tình giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho em thời gian nghiên cứu làm khóa luận vừa qua Bƣớc đầu làm quen với nghiên cứu khoa học nên khóa luận khơng tránh khỏi thiếu sót, em mong nhận đƣợc ý kiến đóng góp, bổ sung thầy để em thu nhận thêm nhiều kiến thức kinh nghiệm cho thân sau Cuối cùng, em xin chúc quý thầy cô sức khỏe, hạnh phúc thành công sống nhƣ nghiệp giảng dạy Em xin chân thành cảm ơn Đà Nẵng, ngày tháng .năm 2016 Sinh viên Huỳnh Thị Ngân Sƣơng MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU .1 Tính cấp thiết đề tài Mục tiêu nghiên cứu Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu Phƣơng pháp nghiên cứu .2 4.1 Nghiên cứu lý thuyết 4.2 Nghiên cứu thực nghiệm Nội dung nghiên cứu .2 5.1 Nghiên cứu lý thuyết 5.2 Nghiên cứu thực nghiệm Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Bố cục khóa luận .3 CHƢƠNG TỔNG QUAN .4 1.1 TỔNG QUAN VỀ CÂY CHÙM NGÂY .4 1.1.1 Tên gọi 1.1.2 Phân loại khoa học 1.1.3 Đặc điểm thực vật .4 1.1.4 Phân bố sinh thái .6 1.1.5 Cách trồng 1.1.6 Sơ lƣợc thành phần hóa học chùm ngây 1.1.7 Thành phần dinh dƣỡng 1.1.8 So sánh hàm lƣợng dinh dƣỡng với thực phẩm khác .10 1.1.9 Những nghiên cứu khoa học chùm ngây 12 1.1.10 Công dụng .14 1.2 KHÁI QUÁT CHUNG VỀ PROTEIN 17 1.2.1 Những đặc trƣng chung nhóm chất protein 17 1.2.2 Ý nghĩa khoa học thực tiễn nhóm chất protein 18 1.2.3 Phân loại protein .18 1.2.4 Chức sinh học protein 19 1.3 PHƢƠNG PHÁP CHIẾT RẮN - LỎNG 21 1.3.1 Kỹ thuật chiết soxhlet 21 1.3.2 Ƣu nhƣợc điểm phƣơng pháp chiết soxhlet 23 1.4 CÁC PHƢƠNG PHÁP THU NHẬN PROTEIN .24 1.4.1 Nhiệt độ 24 1.4.2 Nồng độ H+(pH) 24 1.4.3 Tác nhân hóa học 25 1.5 PHÁ VỠ TẾ BÀO VÀ CHIẾT RÚT PROTEIN .26 1.5.1 Phá vỡ tế bào 26 1.5.2 Chiết rút protein 28 1.6 ĐỊNH LƢỢNG ĐÁNH GIÁ VÀ TINH SẠCH CHẾ PHẨM PROTEIN 28 1.6.1 Các phƣơng pháp xác định hàm lƣợng protein .28 1.6.2 Đánh giá tính đồng thể protein 30 1.7 CÁC QUÁ TRÌNH TÁCH CHIẾT VÀ TINH SẠCH PROTEIN .32 1.7.1 Thu hồi protein 32 1.7.2 Tinh sơ .32 1.7.3 Hệ phân tách hai pha nƣớc 32 1.7.4 Các phƣơng pháp kết tủa 32 CHƢƠNG 34 NGUYÊN LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 34 2.1 NGUYÊN LIỆU, DỤNG CỤ VÀ HÓA CHẤT 34 2.1.1 Thu gom xử lí nguyên liệu 34 2.1.2 Dụng cụ 34 2.1.3 Hóa chất 35 2.2 QUÁ TRÌNH CHIẾT SOXHLET HẠT CHÙM NGÂY[19], [20], [22] 39 2.2.1 Tách dầu từ hạt chùm ngây .39 2.2.2 Tách protein từ bã tách dầu 39 2.3 QUI TRÌNH ĐIỀU CHẾ PROTEIN DẠNG BỘT 40 2.3.1 Kết tủa protein 40 2.3.2 Tách kết tủa protein khỏi dung dịch 40 2.3.3 Tạo protein dạng bột .41 CHƢƠNG 42 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 42 3.1 KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ HÓA LÝ .42 3.1.1 Độ ẩm 42 3.1.2 Hàm lƣợng tro 42 3.2 TÁCH PROTEIN TỪ BÃ TÁCH DẦU 42 3.2.1 Nghiên cứu ảnh hƣởng tỉ lệ bã/ thể tích nƣớc 43 3.2.2 Nghiên cứu ảnh hƣởng thời gian chiết tách 44 3.2.3 Nghiên cứu ảnh hƣởng nồng độ NaCl đến khả chiết tách protein từ bã chùm ngây 46 3.2.4 Nghiên cứu ảnh hƣởng nhiệt độ đến khả chiết tách protein từ bã chùm ngây 47 3.3 QUI TRÌNH ĐIỀU CHẾ PROTEIN DẠNG BỘT 49 3.3.1 Kết tủa protein 49 3.3.2 Tách kết tủa protein khỏi dung dịch 49 3.3.3 Tạo protein dạng bột .50 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 51 DANH MỤC CÁC BẢNG Số hiệu Tên bảng bảng 1.1 Phân tích hàm lƣợng dinh dƣỡng Moringa 1.2 So sánh thành phần dinh dƣỡng 100g tƣơi khô Trang thực phẩm khác 101 1.3 Khối lƣợng cấu trúc phân tử số protein 189 3.1 Kết khảo sát độ ẩm 43 3.2 Kết khảo sát hàm lƣợng tro 43 3.3 Kết xác định ảnh hƣởng tỉ lệ bã/ thể tích nƣớc đến trình chiết tách protein từ bột hạt chùm ngây sau tách dầu 3.4 Kết xác định ảnh hƣởng thời gian đến trình chiết tách protein từ bột hạt chùm ngây sau tách dầu 3.5 45 46 Kết xác định ảnh hƣởng nồng độ NaCl đến trình chiết tách protein từ bột hạt chùm ngây sau tách dầu 3.6 47 Kết xác định ảnh hƣởng nhiệt độ đến trình chiết tách protein từ bột hạt chùm ngây sau tách dầu 49 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 Cây chùm ngây (non) Hình 1.2 Thân chùm ngây Hình 1.3 Hoa chùm ngây Hình 1.4 Hạt chùm ngây Hình 1.5 Một trang trại trồng chùm ngây Châu Phi .7 Hình 1.6 Các thực phẩm khác đƣợc so sánh 111 Hình 1.9 Cơ chế chuyển nhóm phosphate protein kinase A 221 Hình 1.10 Bộ chiết soxhlet .22 Hình 2.1 Chùm ngây 35 Hình 2.2 Lò nung .36 Hình 2.3 Tủ sấy .36 Hình 3.1 Ảnh hƣởng tỉ lệ bã/ thể tích nƣớc đến khả chiết tách protein từ chùm ngây 45 Hình 3.2 Ảnh hƣởng thời gian đến khả chiết tách protein từ chùm ngây.46 Hình 3.3 Ảnh hƣởng nồng độ NaCl đến khả chiết tách protein từ chùm ngây 48 Hình 3.4 Ảnh hƣởng nhiệt độ đến khả chiết tách protein từ bã chùm ngây .49 Hình 3.12 Dịch chiết protein đƣợc kết tủa phƣơng pháp lạnh 50 Hình 3.13 Quá trình li tâm để tách protein kết tủa khỏi dung dịch .51 Hình 3.14 Thử bột protein với biure 51 LỜI MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Ở Việt Nam chùm ngây có tên gọi ba đậu dại ( tên khoa học Moringa Oleifera ) Đây loài thực vật có xuất xứ từ thiên nhiên đƣợc trồng để làm thảo dƣợc chữa bệnh, để làm lƣơng thực nhiên liệu sinh học Loại có xuất xứ từ số khu vực phía tây cận dãy Himalaya nay, đƣợc tìm thấy nhiều quốc gia khác nhƣ Philippines, Campuchia, Việt Nam Chúng sinh trƣởng phát triển nhanh, thƣờng đƣợc nhắc tới nhƣ loại rau có hàm lƣợng dinh dƣỡng cao, làm thực phẩm chức thiên nhiên có chứa số hoạt chất chống oxy hóa Gần đây, nhà khoa học thuộc viện khoa học Mỹ cịn phát đặc tính khác gọi với tên “cây thần kỳ” có khả lọc để sản xuất nƣớc Tại đại học Bang Pennsylvania, chuyên gia giành giải thƣởng Hội Hóa học Mỹ cơng nghệ xử lý nƣớc sạch, có sử dụng hạt chùm ngây cát để lọc nƣớc Trong nguồn nƣớc bị nhiễm thƣờng có loại vi khuẩn gây bệnh cặn bẩn, để loại bỏ vấn đề cần địi hỏi phải có cơng nghệ xử lý cao Nhƣng số vùng nông thôn chƣa hẳn có cơng nghệ xử lý Từ phát khả làm nƣớc protein hạt chùm ngây lọc nƣớc tiết kiệm đƣợc khoản chi phí khổng lồ cịn giúp ích đƣợc cho nhiều vùng nơng thơn chƣa có nƣớc sử dụng Do vậy, nghiên cứu nhằm đánh giá khả chiết protein hạt chùm ngây để cải thiện chất lƣợng vài nguồn nƣớc mặt khác Việt Nam, việc quan tâm nghiên cứu hợp chất dầu đƣợc chiết từ hạt có ý nghĩa vơ quan trọng tốn xử lí nƣớc đục Từ ta hiểu sâu q trình chiết protein từ hạt chùm ngây nhƣ tính chất tuyệt vời Vì thế, đề tài “Nghiên cứu chiết tách protein từ hạt chùm ngây” nhằm giải vấn đề đƣợc nêu nhƣ Mục tiêu nghiên cứu Nghiên cứu quy trình chiết tách protein từ hạt chùm ngây 39 2.2 QUÁ TRÌNH CHIẾT SOXHLET HẠT CHÙM NGÂY[19], [20], [22] 2.2.1 Tách dầu từ hạt chùm ngây Cân khoảng 10g hạt chùm ngây xay thành bột đƣợc xử lý cho vào túi vải (lƣu ý túi vải màu trắng có độ co dãn, khơng làm thất mẫu, phải đƣợc giặt nấu nƣớc cất khoảng 1h-2h), sau cho vào chiết soxhlet 250ml Cho vào chiết soxhlet 100ml thể tích dung mơi n-hexan Sau chiết 8h lấy bã để khô 24 chuẩn bị cho tách lấy protein 2.2.2 Tách protein từ bã tách dầu Tiến hành lần lƣợt nghiên cứu ảnh hƣởng yếu tố đến trình tách nhƣ sau a Ảnh hưởng tỉ lệ bã thể tích nước Điều kiện tiến hành: thể tích nƣớc = 100 ml, thời gian tách: 60 phút, khuấy mạnh nhiệt độ phòng, khối lƣợng bã thay đổi: 1g; 2g; 3g; 4g; 5g Lọc để tách chất rắn Sau tách cạn để tính lƣợng rắn thu đƣợc Chọn điều kiện tỷ lệ khối lƣợng bã/100 ml H2O tốt để tiến hành thí nghiệm b Nghiên cứu ảnh hưởng thời gian chiết tách Điều kiện tiến hành: thể tích nƣớc = 100 ml, khối lƣợng: tối ƣu, khuấy mạnh nhiệt độ phòng Thay đổi thời gian chiết tách: 30 phút, 60 phút, 90 phút, 120 phút, 150 phút, 180 phút Sau tách cạn, cân khối lƣợng rắn cân phân tích từ tìm thời gian tối ƣu c Nghiên cứu ảnh hưởng nồng độ NaCl đến khả chiết tách protein từ bã chùm ngây Điều kiện tiến hành: Sau khảo sát tỉ lệ bã thể tích NaCl thời gian chiết tách ta tiến hành khảo sát ảnh hƣởng nồng độ NaCl đến khả chiết tách Thể tích NaCl = 100 ml, khối lƣợng: tối ƣu, khuấy mạnh, thời gian chiết tách: tối ƣu, nồng độ NaCl thay đổi: 0,0; 0,2; 0,4; 0,6; 0,8; mol/L Sau khuấy xong 40 ta tách cô cạn, cân khối lƣợng rắn cân phân tích sau tìm nồng độ tối ƣu d Nghiên cứu ảnh hưởng nhiệt độ đến khả chiết tách protein từ bã chùm ngây Điều kiện tiến hành: thể tích NaCl = 100 ml, khối lƣợng: tối ƣu, thời gian chiết tách: tối ƣu, nồng độ NaCl: tối ƣu, nhiệt độ thay đổi: 40, 50, 60, 70, 80 (oC) Tiến hành khuấy điều kiện chiết tách tối ƣu khảo sát Sau lọc thu đƣợc lƣợng rắn, cô cạn cân khối lƣợng rắn từ tìm nhiệt độ tối ƣu Sau có điều kiện tối ƣu ta tiến hành khuấy bã chùm ngây qua chiết soxhlet điều kiện Tiếp theo tiến hành lọc huyền phù sau khuấy trộn qua giấy lọc, dịch lọc đƣợc đựng bình tam giác có kí hiệu sẵn 2.3 QUI TRÌNH ĐIỀU CHẾ PROTEIN DẠNG BỘT 2.3.1 Kết tủa protein Đây phƣơng pháp đặc hiệu tốt để kết tinh protein Q trình kết tinh protein tiến hành cho dịch chiết vào môi trƣờng có nhiệt độ hạ thấp Để q trình kết tinh dễ dàng ngƣời ta hạ nhiệt độ khoảng - 5oC đồng thời cho thêm 5ml axeton vào tạo điều kiện tốt cho trình kết tinh 2.3.2 Tách kết tủa protein khỏi dung dịch Một kỹ thuật thiếu đƣợc việc tách chiết tinh chế protein ly tâm Máy ly tâm đƣợc sử dụng để tách phần khác khỏi dung dịch Ngƣời ta gọi pha lỏng chất lỏng bên kết tủa, pha rắn mà thƣờng lắng kết xuống đáy ống ly tâm đƣợc gọi kết tủa Thực chất, ly tâm tăng tốc độ kết tủa tiểu phần rắn nhờ lực ly tâm Do tính chất không bền với nhiệt phần lớn protein, tách chiết tinh chế chúng, cần sử dụng máy ly tâm lạnh Trong trƣờng hợp điều kiện thí nghiệm có hạn chế, sử dụng số phƣơng cách nhằm đảm bảo trì mẫu nhiệt độ thấp Cần làm lạnh tốt mẫu ống ly tâm trƣớc ly tâm Cần phải tiến hành ly tâm với thời gian tối thiểu để tránh nóng máy 41 Lấy dịch chiết kết tủa nhiệt độ thấp cho vào ống nghiệm đƣợc làm lạnh trƣớc Tiến hành ly tâm vịng 15 phút với tốc độ trung bình ta thu đƣợc kết tủa bám chặt dƣới đáy ống nghiệm phần dung dịch nằm Đổ phần dung dịch ta đƣợc protein dạng kết tủa 2.3.3 Tạo protein dạng bột Tính cố định cấu trúc protein đƣợc bảo đảm nhờ khả liên kết nƣớc chúng Nếu dung dịch protein bị khơ độ nhiệt phịng đa số protein bị biến tính Protein đƣợc giữ dạng khô trƣờng hợp việc sấy khô đƣợc tiến hành vô nhanh nhiệt độ thấp Kết tủa thu đƣợc cách đem xử lý acetone sau làm khơ thật nhanh protein khơng bị biến tính Ở dạng khơ, bột protein giữ thời gian lâu, hịa tan nƣớc thể tính chất ban đầu Sau li tâm kết tủa thu đƣợc cho vào axeton sấy thật nhanh ta thu đƣợc protein dạng bột khơng bị biến tính 42 CHƢƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ HÓA LÝ 3.1.1 Độ ẩm Bằng phƣơng pháp trọng lƣợng, độ ẩm hạt chùm ngây đƣợc xác định tổng hợp bảng 3.1 Bảng 3.1 Kết khảo sát độ ẩm STT m0 (g) m1 (g) m2 (g) W (%) 29,8630 5,0210 34,5220 7,21 30,2100 5,0185 34,8556 7,43 32,2302 5,0086 36,8491 7,78  WTB(%) 7,47 Kết luận: Độ ẩm trung bình 7,47% Đây hạt khô nên giá trị độ ẩm vừa xác định hợp lý 3.1.2 Hàm lƣợng tro Bằng phƣơng pháp trọng lƣợng, hàm lƣợng tro nguyên liệu đƣợc xác định tổng hợp bảng 3.2 Bảng 3.2 Kết khảo sát hàm lượng tro STT m0 (g) m1 (g) m3 (g) A(%) 29,8630 5,0210 30,0663 4,05 30,2100 5,0185 30,4167 4,12 32,2302 5,0086 32,4571 4,53  Kết luận: ATB(%) 4,23 Hàm lƣợng tro trung bình 4.23% Đây hàm lƣợng chất vô tồn hạt chùm ngây 3.2 TÁCH PROTEIN TỪ BÃ TÁCH DẦU Protein sau đƣợc thu lại từ việc chiết soxhlet đƣợc sử dụng để chuẩn bị trình xác định yếu tố tối ƣu 43 Tiến hành: Bã protein sau chiết soxhlet đƣợc bảo quản khơ, sau thực q trình xử lí tạo kích thƣớc hạt nhỏ cách nghiền bã qua rây, tiếp đến cân khối lƣợng xác định cho vào bình tam giác 250ml, sau tùy theo nghiên cứu yếu tố ảnh hƣởng mà tiến hành Sau khuấy từ thời gian xác định, dịch đƣợc lọc qua phễu để phần bã cịn lại sau lọc sấy khơ 24h Tiếp đến tiến hành cân lại khối lƣợng bã cịn sau chiết từ xác định đƣợc hiệu suất tách protein từ hạt chùm ngây Từ số liệu thu đƣợc, tiến hành trình tính tốn, xử lí số liệu lập đồ thị để dễ dàng quan sát Dựa vào đó, xác định đƣợc điều kiện hay giá trị tối ƣu để chiết tách đƣợc hàm lƣợng protein tốt nhằm mục đích xử lí nƣớc đục phần sau đề tài nghiên cứu 3.2.1 Nghiên cứu ảnh hƣởng tỉ lệ bã/ thể tích nƣớc Điều kiện tiến hành: thể tích H2O = 100 ml, thời gian tách: 60 phút, khuấy mạnh nhiệt độ phòng, khối lƣợng bã thay đổi: 1g; 2g; 3g; 4g; 5g Sau tách cạn để tính lƣợng rắn thu đƣợc Kết đƣợc trình bảy bảng 3.3 Chọn điều kiện tỷ lệ khối lƣợng bã/100 ml H2O tốt để tiến hành thí nghiệm Bảng 3.3 Kết xác định ảnh hưởng tỉ lệ bã/ thể tích nước đến q trình chiết tách protein từ bột hạt chùm ngây sau tách dầu Khối lƣợng ban đầu (g) Khối lƣợng lại (g) Hiệu suất tách (%) 0,667 1,312 1,869 2,721 3,475 33,24 34,40 37,70 31,98 30,50 44 39 Hiệu suất tách (%) 38 37 36 35 34 33 32 31 30 Khối lƣợng (g) Hình 3.1 Ảnh hưởng tỉ lệ bã/ thể tích nước đến khả chiết tách protein từ chùm ngây  Kết luận: Hiệu suất chiết tách protein từ bã hạt chùm ngây tăng từ 1g/100ml đến tỉ lệ bã/ tích nƣớc 3g/100ml (từ 33,24% đến 37,70%) giảm xuống đặn tỉ lệ bã/ thể tich nƣớc tăng từ 3g/100ml đến 5g/100ml (từ 37,70% đến 30,50%) Nhƣ vậy, từ kết ta xác định đƣợc tỉ lệ chiết tách protein tốt tỉ lệ bã/ thể tích nƣớc đạt 3g/ 100ml Ứng dụng tỉ lệ bã / thể tích nƣớc phần vào nghiên cứu ảnh hƣởng phần sau 3.2.2 Nghiên cứu ảnh hƣởng thời gian chiết tách Điều kiện tiến hành: thể tích H2O = 100 ml, khối lƣợng: 3g, khuấy mạnh nhiệt độ phòng, thay đổi thời gian chiết tách: 30 phút, 60 phút, 90 phút, 120 phút, 150 phút, 180 phút Sau tách cạn để tính lƣợng rắn thu đƣợc Kết đƣợc trình bảy bảng 3.4 Chọn điề u kiện thời gian chiết tốt Bảng 3.4 Kết xác định ảnh hưởng thời gian đến trình chiết tách protein từ bột hạt chùm ngây sau tách dầu 45 Thời gian khảo sát 30 60 90 120 160 180 210 2,013 1,869 1,779 1,751 1,680 1,604 1,642 32,90 37,70 40,70 41,63 44,00 46,53 45,26 ( phút) Khối lƣợng lại (g) Hiệu suất tách (%) 50 Hiệu suất tách (%) 48 46 44 42 40 38 36 34 32 30 30 60 80 120 160 180 210 Thời gian (phút) Hình 3.2 Ảnh hưởng thời gian đến khả chiết tách protein từ chùm ngây  Kết luận: Hiệu suất chiết tách protein từ bã hạt chùm ngây tăng (từ 32,90%  46,53%) theo chiều tăng dần thời gian (từ 30 phút  180 phút) Sau giảm nhẹ từ 46,53%  45,26% (từ 180 phút  210 phút) Từ đó, thời gian tăng khả chiết tách protein nƣớc nhiều Và 180 phút hiệu suất tách tốt Nhƣ vậy, ta lấy thời gian 180 phút làm thời gian chiết tách protein cực đại 46 3.2.3 Nghiên cứu ảnh hƣởng nồng độ NaCl đến khả chiết tách protein từ bã chùm ngây Điều kiện tiến hành: thể tích NaCl = 100 ml, khối lƣợng: 3g, thời gian chiết tách: 180 phút, nồng độ NaCl thay đổi: 0,0; 0,2; 0,4; 0,6; 0,8; mol/L Chọn nồng độ NaCl tốt Bảng 3.5 Kết xác định ảnh hưởng nồng độ NaCl đến trình chiết tách protein từ bột hạt chùm ngây sau tách dầu Nồng độ NaCl khảo 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,604 1,215 1,125 1,064 1,394 1,521 46,53 59,50 62,50 64,53 53,53 49,30 sát (M) Khối lƣợng lại (g) Hiệu suất tách (%) Hiệu suất tách (%) 70 65 60 55 50 45 40 0.2 0.4 0.6 0.8 Nồng độ NaCl (M) Hình 3.3 Ảnh hưởng nồng độ NaCl đến khả chiết tách protein từ chùm ngây 47  Kết luận: Hiệu suất chiết tách protein từ bã hạt chùm ngây tăng (từ 46,53%  64,53%) theo chiều tăng dần nồng độ NaCl (từ 0,0 M  0,6M) Tuy nhiên, hiệu suất lại giảm sau (từ 64,53%  49,30%) ứng với nồng độ NaCl (từ 0,6M  1,0 M) Điều đƣợc giải thích chiết tách protein điều kiện môi trƣờng thay đổi dẫn đến protein bị kết tủa Độ hòa tan protein phụ thuộc vào vào tƣơng tác có cực protein với dung mơi, tƣơng tác ion phân tử protein với phân tử muối diện dung dịch tƣơng tác tĩnh điện phân tử mang điện tích hay nhóm phân tử mang điện tích protein kết dính lại với Q trình kết tủa protein dung dịch muối có nồng độ cao phụ thuộc lớn vào tính kỵ nƣớc phân tử protein Trong dung dịch, gốc kỵ nƣớc phân tử protein tập trung bề mặt, tiếp xúc trực tiếp với phân tử nƣớc Các phân tử nƣớc ngăn cản trình hình thành liên kết để tạo kết tủa protein nhƣ Khi nồng độ muối tăng, phân tử muối bị solvat hóa làm giảm số phân tử nƣớc xung quanh bề mặt phân tử protein tạo điều kiện cho bề mặt kỵ nƣớc tiến đến gần kết tủa xuống Tuy nhiên, vƣợt qua ngƣỡng nồng độ muối cho kết tủa protein xảy tốt kết tủa protein khơng cịn đạt hiệu suất cao 3.2.4 Nghiên cứu ảnh hƣởng nhiệt độ đến khả chiết tách protein từ bã chùm ngây Điều kiện tiến hành: thể tích NaCl 0,6M = 100 ml, khối lƣợng: 3g, thời gian chiết tách: 180 phút, nhiệt độ thay đổi: 30(to phòng), 40, 50, 60, 70 oC Chọn điều kiện nhiệt độ tốt 48 Bảng 3.6 Kết xác định ảnh hưởng nhiệt độ đến trình chiết tách protein từ bột hạt chùm ngây sau tách dầu Nhiệt độ khảo 30 40 50 60 70 1,064 1,000 1,3056 1,553 1,885 64,53 60 56,48 48,23 37,17 sát (oC) Khối lƣợng lại (g) Hiệu suất tách Hiệu suất tách (%) (%) 70 65 60 55 50 45 40 35 30 30 40 50 Nhiệt độ (oC) 60 70 Hình 3.4 Ảnh hưởng nhiệt độ đến khả chiết tách protein từ bã chùm ngây  Kết luận: Hiệu suất chiết tách protein từ bã hạt chùm ngây giảm mạnh (từ 64,53% 37,17%) theo chiều tăng dần nhiệt độ (từ 30oC (nhiệt độ phịng) đến 70oC) Điều đƣợc giải thích để tách protein khác dựa kết tủa chúng, ngƣời ta sử dụng phƣơng pháp biến tính chọn lọc nhờ tác dụng nhiệt Dịch protein đƣợc giữ 50oC - 70oC thời gian xác định Tuy nhiên, để thu nhận chế phẩm protein theo phƣơng pháp kết tủa thuận nghịch 49 muối trung tính, cần tiến hành nhiệt độ thấp, dung môi hữu cần tiến hành nhiệt độ dƣới 0oC tránh biến tính protein 3.3 QUI TRÌNH ĐIỀU CHẾ PROTEIN DẠNG BỘT 3.3.1 Kết tủa protein Đây phƣơng pháp đặc hiệu tốt để kết tinh protein Quá trình kết tinh protein tiến hành cho dịch chiết vào mơi trƣờng có nhiệt độ hạ thấp Để q trình kết tinh dễ dàng ngƣời ta hạ nhiệt độ khoảng - 5oC đồng thời cho thêm 5ml axeton vào tạo điều kiện tốt cho trình kết tinh Hình 3.12 Dịch chiết protein kết tủa phương pháp lạnh 3.3.2 Tách kết tủa protein khỏi dung dịch Lấy dịch chiết kết tủa nhiệt độ thấp cho vào ống nghiệm đƣợc làm lạnh trƣớc Tiến hành ly tâm vòng 15 phút với tốc độ trung bình… ta thu đƣợc kết tủa bám chặt dƣới đáy ống nghiệm phần dung dịch nằm Đổ phần dung dịch ta đƣợc protein dạng kết tủa 50 Hình 3.13 Quá trình li tâm để tách protein kết tủa khỏi dung dịch 3.3.3 Tạo protein dạng bột Sau li tâm kết tủa thu đƣợc cho vào axeton sấy thật nhanh ta thu đƣợc protein dạng bột không bị biến tính Sau tiến hành thử protein dạng bột với biure để xác định đƣợc chất rắn sau li tâm có phải protein hay khơng Hình 3.14 Thử bột protein với biure 51 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ A KẾT LUẬN Qua khóa luận thu đƣợc kết sau: 1.Xác định đƣợc độ ẩm nhƣ hàm lƣợng tro hạt chùm ngây  Độ ẩm: 7,47%  Hàm lƣợng tro: 4,23% 2.Xác định đƣợc yếu tố tối ƣu q trình chiết tách protein dung dịch NaCl thơng qua yếu tố khảo sát nhƣ:  Tỉ lệ bã/ thể tích nƣớc đạt tốt 3g/100ml Hiệu suất tách: 37,70%  Thời gian chiết protein tốt 180 phút Hiệu suất tách: 46,53%  Nồng độ NaCl tốt 0,6M Hiệu suất tách: 64,53%  Nhiệt độ tốt 30oC Hiệu suất tách: 64,53% B KIẾN NGHỊ Cần nghiên cứu để đánh giá đầy đủ xác q trình protein từ hạt chùm ngây 52 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Nguyễn Tiến Bân (2003), Danh mục lồi thực vật Việt Nam Tập II, NXB Nơng nghiệp, Hà Nội [2] Phan Văn Chi (2006), Proteomics: Khoa học hệ protein, Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam [3] Võ Văn Chi (1999), Từ điển thuốc Việt Nam, Nhà xuất y học, Hà Nội [4] Hoàng Minh Châu, Từ Văn Mặc, Từ Vọng Nghi (2002), Cơ sở Hố Học Phân Tích, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, Hà Nội [5] Lê Đăng Doanh, Phan Tống Sơn (1977), hực hành hóa học h u ản dịch , NXB KHTN [6] Nguyễn Văn Đàn (2005), Chu n đề số hợp chất thi n nhi n, NXB Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh [7] Lê Thị Anh Đào (chủ biên), Đặng Văn Liếu (2007), Thực hành hóa học h u cơ, NXB Đại học sƣ phạm [8] Phạm Hoàng Hộ (1992), Câ cỏ iệt Nam, Montreal, II [9] Đỗ Tất Lợi (1986), Nh ng thuốc vị thuốc Việt Nam, NXB KHKT, Hà Nội [10] Cao Đăng Nguyên (2007), Giáo trình Cơng nghệ Protein, Nhà xuất Đại học Huế, Huế [11] Hồ Viết Quý (2005), Các phương pháp phân tích cơng cụ hóa học đại NXB Đại học Sƣ phạm [12] Đỗ Đình Rãng (chủ biên), Đặng Đình Bạch, Nguyễn Thị Thanh Phong, Hóa học h u cơ_ ập I,II,III, NXB Giáo dục [13] Nguyễn Đình Triệu (2005), Các phương pháp phân tích vật l hóa l , tập II, NXB KH-KT 53 Tiếng Anh [14] Jahn S.A.A (1988), Using Moringa oleifera seeds as coagulant in developing countries, J Am Water Works Assoc., Vol 80, No [15] National Research Council (27 tháng 10 năm 2006), “Moringa”.Lost Crops of Africa: Volume II: Vegetables Lost Crops of Africa [16] Pritchard M., Craven T., Mkandawire T., Edmondson A S and O’Neillc J.G (2010), A study of the parameters affecting the effectiveness of Moringa oleifera in drinking water purification, Physics and Chemistry of the Earth, Parts A/B/C, Vol 35, No 13-14, 791-797 Website tham khảo [17] http://locnuochaiphong.com.vn/tam-quan-trong-cua-protein-trong-cuocsong.html [18] http://www.sinhhocvietnam.com/forum/showthread.php?t=3019 ... chiết protein từ hạt chùm ngây nhƣ tính chất tuyệt vời Vì thế, đề tài ? ?Nghiên cứu chiết tách protein từ hạt chùm ngây? ?? nhằm giải vấn đề đƣợc nêu nhƣ Mục tiêu nghiên cứu Nghiên cứu quy trình chiết. .. chiết tách protein từ hạt chùm ngây 2 Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu - Đối tƣợng: hạt chùm ngây - Phạm vi nghiên cứu:  Xác định hàm lƣợng tro, độ ẩm hạt chùm ngây  Tối ƣu hóa q trình chiết soxhlet... thời gian đến trình chiết tách protein từ bột hạt chùm ngây sau tách dầu 3.5 45 46 Kết xác định ảnh hƣởng nồng độ NaCl đến trình chiết tách protein từ bột hạt chùm ngây sau tách dầu 3.6 47 Kết