5. Bố cục luận án
1.6.1. Chiết xuất AGIs từ sản phẩm môi trường sau lên men
Với đặc điểm của quá trình lên men bề mặt trên môi trường rắn là lượng nước tự do có môi trường sau khi lên men rất ít [133], các hoạt chất tiết ra thường ở trạng thái liên kết chặt chẽ với các thành phần cơ chất lên men, ngăn cản việc chiết tách và thu nhận hoạt chất. Chính vì vậy, việc bổ sung một tỷ lệ dung môi thích hợp để thực hiện quá trình chiết xuất lỏng - rắn nhằm cải thiện tối đa hiệu quả thu nhận hoạt chất từ môi trường rắn sau lên men bề mặt [51]. Quá trình chiết xuất hoạt chất từ môi trường rắn, dựa trên sự phân tách cấu tử hoạt chất từ chất rắn tuân theo định luật Fick [121]. Nói cách khác, vận tốc truyền của một quá trình truyền tỷ lệ thuận với động lực của quá trình và tỷ lệ nghịch với trở lực của quá trình [121]. Động lực của quá trình chiết xuất hoạt chất phụ thuộc vào sự chênh lệch nồng độ chất tan giữa dung môi và cơ chất rắn [116]; chịu sự chi phối của mức độ xuyên thấu của dung môi vào cơ chất (môi trường rắn sau lên men) hay khoảng cách khuếch tán – trở lực của quá trình chiết xuất [51, 76, 147]. Hiệu quả của quá trình chiết xuất phụ thuộc vào một số yếu tố cơ bản: Sự chênh lệch nồng độ; Diện tích tiếp xúc; Khả năng hòa tan của chất tan (hay AGIs) vào dung môi; Độ nhớt của dung môi; Khả năng khuếch tán của dung môi vào bên trong cơ chất rắn; Nhiệt độ trích ly; Tốc độ khuấy trộn để cải thiện hiệu quả khuếch tán. Đối quá trình chiết xuất cơ chất rắn từ dung môi lỏng nói chung và AGIs nói riêng, quá trình khuếch tán chất tan vào dung môi còn có thể chịu ảnh
hưởng của đặc tính liên kết của AGIs và cơ chất (điển hình như tương tác kỵ nước, liên kết hydrogen, lực Val de Walls). Các điều kiện chiết xuất như loại dung dịch đệm, thời gian cũng như nhiệt độ chiết xuất là những yếu tố có ảnh hưởng đáng kể đến hiệu quả thu hồi AGIs sau quá trình lên men môi trường rắn. Mặc dù vậy, các nghiên cứu về điều kiện chiết xuất thích hợp đối với AGIs còn chưa nhiều. Như Kawabata và cộng sự đã nghiên cứu thăm dò một số dung môi để chiết tách AGIs từ đỗ tương lên men bề trên mặt môi trường rắn, cho thấy hiệu suất của quá trình chiết xuất phụ thuộc vào tỷ lệ thể tích dung môi : lượng cơ chất, nhiệt độ và thời gian. Dung môi chiết xuất có thể là hỗn hợp nước : ethanol theo tỷ lệ 1 : 10, 10 : 1, 1 : 5, 5 : 1 hoặc sử dụng nguyên nước để chiết AGIs. Sản phẩm đậu đỗ sau khi lên men bề mặt trên môi trường rắn, chiết xuất bằng hỗn hợp nước và rượu tỷ lệ đỗ hỗn hợp : nguyên liệu là 1 : 15 w/v sau 1-3 giờ ở nhiệt độ 40 – 600C hoặc sau 10 giờ đến 7 ngày ở nhiệt độ 300C, hoặc sản phẩm đỗ lên men bề mặt trên môi trường rắn được xay nhỏ, đem ngâm trong nước với tỷ lệ nước: nguyên liệu là 1 : 20 w/v, chiết xuất sau 12 đến 20giờ ở nhiệt độ 40 đến 600C hoặc sau 1 đến 3 giờ ở nhiệt độ 100 đến1400C. Cho hoạt tính kìm hãm α-glucosidase có hoạt lực kìm hãm α-glucosidase đạt IC50 là 0,5 -0,55 mg/ml. Tác giả cũng khảo sát một số phương pháp để cô đặc và tinh sạch sản phẩm bằng một số dung môi phân cực như methanol, ethanol, propanol, hexan… và sử dụng các phương pháp như sắc ký cột, sắc ký trao đổi ion, sắc ký lỏng cao áp hoặc sử dụng các màng [103]. Năm 2001, Hiroyuki và cộng sự cũng đã nghiên cứu chiết xuất AGIs từ touchi. Theo tác giả, từ 100 g touchi có thể thu nhận được 9,8 g chế phẩm có hoạt tính kìm hãm α-glucosidase với hoạt lực kìm hãm α-glucosidase đạt IC50 đối với α-glucosidase từ ruột chuột sử dụng cơ chất sucrose là 0,34 g/l [83]. Tách chiết và thu hồi Touchi cũng được
Dong và cộng sự nghiên cứu vào năm 2008[60]. Theo Fujita H, Yamagami và cộng sự bột đỗ tương sau lên men bề mặt được xay, ngâm với nước theo tỷ lệ lượng nguyên liệu : thể tích nước là 1 : 5 w/v, sau đó chiết xuất ở nhiệt độ 800C, dịch chiết sau khi lọc được sấy phun tạo dạng bột màu nâu sáng (bột Touchi chiết xuất) có hoạt tính kìm hãm α- glucosidase với hoạt lực kìm hãm α-glucosidase IC50 là 0,05 – 0.55mg/ml[69]. Đây chính là cơ sở cho việc nghiên cứu điều kiện chiết xuất AGIs thích hợp từ môi trường rắn sau khi lên men bề mặt đối với nghiên cứu thực tế. AGIs sau khi chiết xuất có thể duy trì phẩm chất ổn định và ứng dụng hiệu quả, cần phải được tinh sạch qua các bước khác nhau, tùy theo mục đích sử dụng. Trong lĩnh vực công nghệ thực phẩm hay một số lĩnh vực kỹ thuật khác, chế phẩm AGIs kỹ thuật thường được sử dụng rộng rãi nhất.