Thành phần và hàm lượng các axit béo trong dịch chiết lipit tổng của rong câu chỉ vàng G. tenuistipitata được thể hiện trong bảng 3 và hình 9, 10:
Bảng 3: Thành phần và hàm lượng các axit béo trong dịch chiết lipit tổng
TT Tên của axit béo Tên khoa học Tên thông thường lưu (phút)Thời gian lượng (%)Hàm
1 13:0 Tridecanoic axit - 3.65 0.43 2 14:0 Tetradecanoic axit Myristic 4.27 4.31 3 15:0 Pentadecanoic axit - 4.9 0.28 4 16:0 Hexadecanoic axit Palmitic 5.95 45.5
5 16:1n-9 7-cis-hexadecenoic axit - 6.27 1.65
6 Phytanic 3,7,11,15-tetramethyl hexadecanoic axit - 7.24 0.94
7 18:0 Octadecanoic axit Stearic 9.02 2.26 8 18:1n-7 cis-9-octadecenoic axit - 9.41 9.79 9 18:1n-9 cis-7-octadecenoic axit Oleic 9.65 1.97
10 19:5n-3 cisnonadecenoic axit-7,10,13,16,19- - 18.66 3.43
11 20:4n-6 ciseicosatetraenoic axit-5,8,11,14- AA 20.81 18.04
12 20:4n-3 ciseicosatetraenoic axit-6,9,12,15,- - 23.26 1.96
13 20:5n-3 ciseicosapentaenoic axit-7,10,13,16,19- EPA 24.83 2.86
14 21:4n-3 cisdocosatetraenoic-6,9,12,15,- - 30.10 0.35
Tổng axit béo no 53.72
Tổng axit béo không no 40.05
Hình 9: Tỷ lệ các axit béo trong rong câu chỉ vàng G. tenuistipitata
Hình 10: Hàm lượng các axit béo.
Kết quả phân tích thành phần và hàm lượng các axit béo trong rong câu chỉ vàng G. tenuistipitata cho thấy dịch chiết lipit tổng rất phong phú về thành phần các axit béo no và không no có mạch cacbon từ C13 đến C21 (bảng 3). Hàm lượng các axit béo no (hình 9) đạt 53,72% chủ yếu là các axit béo C14:0 (4.31 %), C16:0 (45.5 %), C18:0 (2.26 %), trong đó hàm lượng axit palmitic (C16:0) chiếm hàm lượng cao nhất (hình 10). Đây là chất được ứng dụng nhiều trong việc làm phụ gia trong công nghiệp, dược phẩm, mỹ phẩm và đóng gói thực phẩm...
Trong các axit béo không no chúng tôi đặc biệt chú ý đến hàm lượng các axit béo thiết yếu thuộc họ omega3 (n-3) và họ omega6 (n-6) vì đây là các axit béo mà các loài động vật không tự tổng hợp mà phải bổ sung vào cơ thể
bằng nguồn thức ăn. Đặc biệt ở rong biển có mặt các axit béo mạch dài C20, C21 trong đó có EPA là axit béo rất hiếm thấy ở các sinh vật trên cạn.
Theo nghiên cứu này chỉ ra, trong lipit của rong câu chỉ vàng có chứa 22,86% hàm lượng cao các axit béo không no họ eicosanoit: axit arachidonic 20:4n-6 (AA)18,04 %, eicosapentaenoic 20:5n-3 (EPA) 2,86 %, 20:4n-3 (1,96%). Đây là những axit béo rất quan trong trong sự sống, vì thiếu chúng cơ thể sẽ mất cân bằng gây ra các bệnh tim mạch, viêm nhiễm. Các axit béo họ eicosanoit là tiền chất để tổng hợp lên prostaglandin nhờ enzyme nội sinh.
3.4. Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ và thời gian ngâm kiềm đến chất lượng agar
Kết quả nghiên cứu được trình bày ở bảng 4.
Bảng 4. Ảnh hưởng của nồng độ và thời gian ngâm kiềm đến chất lượng agar
Lô TN
Thời
gian Ký hiệu 0 Nồng độ đông gel của agar (%)
0.2 0 0.25 0 0.3 0 0.35 0 0.4 0 0.45 0 0.5 0 0.55 0 0.6 0 0.65 0 0.7 ĐC Agar VN - - - + + + + + + + + Mẫu rong đã chiết lipit tổng 3 ngày DM3 (5%) - - - - - - + + + + + DM3 (10%) - - - - - + + + + + + DM3 (15%) - - - - - - + + + + + 5 ngày DM5 (5%) - - - + + + + + + + + DM5 (10%) - - - - + + + + + + + DM5 (15%) - - - - - - + + + + + 7 ngày DM7 (5%) - - - - - - + + + + + DM7 (10%) - - - - - - + + + + + DM7 (15%) - - - - - + + + + + + Mẫu rong chưa chiết lipit 3 ngày KDM3 (5%) - - - - - - + + + + + KDM3 (10%) - - - - + + + + + + + KDM3 (15%) - - - + + + + + + + + 5 ngày KDM5 (5%) - - - - - + + + + + + KDM5 (10%) - - - + + + + + + + + KDM5 (15%) - - - - - + + + + + + 7 ngày KDM7 (5%) - - - - - - + + + + + KDM7 (10%) - - - - + + + + + + + KDM7 (15%) - - - - - + + + + + +
Kết quả nghiên cứu cho thấy rong đã qua chiết lipit tổng có khả năng đông gel tương tự như mẫu rong chưa chiết lipit. Tuy nhiên, rong đã qua chiết
lipit cần lượng kiềm xử lý ít hơn, với nồng độ kiềm 5% trong 5 ngày khả năng đông gel của agar thành phẩm tương đương với agar thu được từ mẫu rong chưa chiết lipit với nồng độ kiềm sử dụng là 15% trong 3 ngày hoặc 10% trong 5 ngày. Vì vậy chúng tôi lựa chọn xử lý kiềm ở nồng độ 5% trong 5 ngày với rong đã qua chiết lipit để tiến hành chiết agar.
3.5. Kết quả xác định hiệu suất thu agar và một số đặc điểm lý hóa và tồn dư dung môi của sản phẩm agar dư dung môi của sản phẩm agar
Kết quả xác định hiệu suất và các đặc tính lý hoá của agar được trình
bầy ở bảng 5:
Bảng 5: Hiệu suất thu agar và đặc tính lý hóa của agar
STT Chỉ tiêu Đơn vị tính Mẫu rong chưa chiết lipit Mẫu rong sau khi chiết lipit
1 Hiệu suất agar % 18 15,8 2 Sức đông g/cm2 550 550 3 Nhiệt độ đông ° C 39,5 ± 0,5 38,5 ± 0,5 4 Nhiệt độ tan đông ° C 87,5 ± 0,5 87,5 ± 0,5 5 Nồng độ gel % 0,35 0,35
Kết quả phân tích ở bảng 5 cho thấy hiệu suất thu agar của rong câu đã qua chiết lipit giảm 2,2% so với rong sau thu hoạch, hiệu suất đạt tương ứng là 15,8% và 18% so với lượng rong ban đầu.
Các chỉ tiêu lý hóa như sức đông, nhiệt độ tan đông của hai mẫu agar thu được từ rong tươi chưa chiết lipit so với rong đã chiết lipit không có sự sai khác hoặc sai khác không đáng kể. Sức đông đạt 550g/cm2, nhiệt độ tan đông là 87,50C, nồng độ tạo gel là 0,35% và nhiệt độ đông gel là 38,5%.
Mẫu agar đun với nước thu phần hơi sau đó đem phân tích trên máy GC-MS. Kết quả xác định dung môi dư qua phổ GC-MS ở hình 11 cho thấy agar thành phẩm sử dụng nguyên liệu rong câu đã qua quá trình chiết lipit tổng không còn dư lượng dung môi đã sử dụng.
Hình 11: Phổ GC-MS kiểm tra dư lượng dung môi của agar.
3.6. Quy trình kép thu nhận lipit chứa các axit béo họ eicosanoit và agar từ nguyên liệu rong câu chỉ vàng Gracilaria tenuistipitata từ nguyên liệu rong câu chỉ vàng Gracilaria tenuistipitata
Từ các kết quả đã nghiên cứu ở trên, chúng tôi đưa ra quy trình kép thu nhận lipit tổng và agar gồm 4 bước cơ bản sau:
• Bước 1: Chiết lipit tổng
Mẫu rong sau thu hoạch được rửa sạch, để ráo nước, chiết lipit tổng bằng dung môi hữu cơ. Sau đó, phơi khô bã rong và xử lý kiềm.
• Bước 2: Xử lý kiềm và tẩy trắng
Ngâm kiềm ở nồng độ 5% và thời gian ngâm là 5 ngày. Trung hoà về pH = 7. Tẩy trắng nguyên liệu bằng nước gia-ven 2-5% trong 15 phút.
• Bước 3: Chiết agar
Bổ sung nước và nấu agar ở nhiệt độ 100oC trong 2 giờ. Lọc nóng sau đó làm lạnh, để tan đông hoặc ép thu agar.
• Bước 4: Sấy khô, nghiền và tạo sản phẩm
Sấy khô và nghiền mịn tạo sản phẩm agar. Kiểm tra chất lượng sản phẩm, xuất xưởng.
Quy trình công nghệ ở sơ đồ 1 thu được hai sản phẩm lipit tổng ở bước 1 chứa hàm lượng cao axit béo eicosanoit và agar. Bước 2 ở sơ đồ đã được cải tiến nồng độ và thời gian ngâm kiềm. Các bước 3, 4 thực hiện tương tự quy trình sản xuất agar truyền thống.
Hình 12: Quy trình kép thu nhận lipit và agar từ rong câu G. tenuistipitata Nấu, lọc nóng H2SO4 1% Xử lý nguyên liệu Lipit tổng Bã rong khô Xử lý kiềm Trung hòa về pH=7 Tẩy trắng Nước sạch Rong câu G. tenuistipitata Làm lạnh, tan đông
Sấy khô, nghiền Agar thành phẩm CH3OH:CH3Cl= 1:1 NaOH 5% Giaven 2-5 %, 15’ Nước cất T = 5 ngày Tº=100°C, t=2h90ºC, t= 2 giờ
KẾT LUẬN
1. Đã khảo sát các chỉ số chất lượng nguyên liệu rong câu chỉ vàng
Gracilaria tenuistipitata về hàm lượng tro, hàm lượng nước, các nguyên tố vi lượng và kim loại nặng. Trong đó rong câu có chứa hàm lượng cao các nguyên tố vi lượng như là Fe, Mn, Zn, I2.
2. Đã xác định hàm lượng lipit tổng là: 0,233% trọng lượng rong tươi. Thành phần lipit trong rong câu chỉ vàng Gracilaria tenuistipitata có hàm lượng các axit béo no chiếm 53,72 %, các axit béo không no chiếm 46,28%. Đặc biệt, trong thành phần các axit béo không no có chứa hàm lượng tương đối lớn các axit họ eicosanoit như: axit arachidonic C20:4 n-6 (AA) có hàm lượng rất cao 18,04% lipit tổng, axit eicosapentaenoid C20:5n-3 (EPA) 2,86%, C20:4n-3 (1,96%).
3. Đã khảo sát ảnh hưởng của thời gian, nồng độ kiềm, xác định hiệu suất và các chỉ số hoá lý của agar thành phẩm so sánh từ nguyên liệu là rong câu đã qua chiết lipit tổng và chýa chiết lipit. Từ đó đưa ra quy trình kép thu nhận lipit, các axit béo và agar từ nguyên liệu rong câu chỉ vàng Gracilaria tenuistipitata. Hiệu suất thu hồi agar sau khi đã chiết lipit tổng là 15,8%, giảm 2,2 % so với rong chưa qua chiết lipit.
4. Các chỉ số chất lượng thành phẩm agar như nồng độ gel: 0,35%; nhiệt độ đông 38,5°C, nhiệt độ tan đông 87,5°C, sức đông 550g/cm2. Các dung môi sử dụng trong quá trình chiết lipit không còn tồn dư trong agar thành phẩm.
KIẾN NGHỊ
Cần tiếp tục hoàn thiện nghiên cứu ở quy mô lớn hơn (pilot hoặc công nghiệp) để đưa quy trình kép thu nhận lipit giàu axit béo họ eicosanoit và agar ứng dụng trong sản xuất công nghiệp, tránh lãng phí nguồn hoạt chất quý và nâng cao giá trị kinh tế cho việc nuôi trồng rong biển.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
TÀI LIỆU TRONG NƯỚC
1. Báo cáo kết quả thực hiện Dự án hợp tác Viện HLKH Việt Nam – LB Nga nghiên cứu hoạt chất biển 2006 - 2010.
2. Châu Văn Minh, Phan Văn Kiệm, Nguyễn Hải Đăng, 2007, Các hợp chất có hoạt tính sinh học từ sinh vật biển, Nhà xuất bản KH & KT.
3. Đàm Đức Tiến và Cs, 2013, Chuyên đề: Tổng quan đánh giá các kết quả nghiên cứu về nguồn lợi rong đỏ Việt Nam.
4. Lâm Ngọc Trâm, Đỗ Tuyết Nga, Nguyễn Phi Đình, Phạm Quốc Long, Ngô Đăng Nghĩa, Các hợp chất tự nhiên trong sinh vật biển Việt Nam, Nhà xuất bản Khoa học & Kỹ thuật.
5. Lê Ngọc Tú, La Văn Chứ, Đặng Thị Thu, 1998, Hóa sinh công nghiệp, Nhà xuất bản KH & KT.
6. Nguyễn Nghĩa Thìn, Đặng Thị Sy, Hệ thống học thực vật, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Hà Nội.
7. Nguyễn Ngọc San, Trịnh Đình Tuấn, Nghiên cứu thành phần loài và các chỉ tiêu hóa sinh của rong câu Gracilaria ở Nghệ An và Hà Tĩnh.
8. Phạm Hoàng Hộ, 1969, Rong biển Việt Nam – Marine algae of South Việt Nam, Trung tâm học liệu xuất bản.
9. Phạm Quốc Long và cộng sự, 2002, Nghiên cứu thực nghiệm các axit béo ω-3/ω-6 như tác nhân hộ trợ phòng chống ung thư, Tạp chí Y – Dược, số chuyên đề bệnh lý, Miễn dịch và Ung thư, tr. 91-97.
10. Phạm Quốc Long, Châu Văn Minh, 2005, Lipit và các axit béo có hoạt tính sinh học nguồn gốc thiên nhiên, Nhà xuất bản KH & KT.
11. Phạm Quốc Long và cộng sự, 5/2005, Nghiên cứu nguồn hoạt chất sinh học và các sản phẩm tự nhiên từ sinh vật biển, Tuyển tập Hội nghị khoa học kỉ niệm 30 năm thành lập Viện KHCNVN, tr. 125- 135, Quyển III.
12. Phạm Thị Trân Châu, Trần Thị Áng, Hóa sinh học, Nhà xuất bản giáo dục.
13. Quy chuẩn Việt Nam số QCVN 4- 21:2011/ BYT.
14. Trần Đình Toại, Châu Văn Minh, 2005, Rong biển dược liệu Việt Nam, Nhà xuất bản Khoa học & Kỹ thuật.
15. Trần Đình Toại, Châu Văn Minh, Tiềm năng rong biển Việt Nam, Nhà xuất bản Khoa học & Kỹ thuật.
16. Trương Văn Lung, 2004, Công nghệ sinh học một số loài tảo kinh tế, NXB Khoa học và kỹ thuật, 132tr.
17. Vũ Văn Vụ, Vũ Thanh Tâm, Hoàng Minh Tấn, Sinh lí học thực vật, Nhà xuất bản giáo dục.
TÀI LIỆU NƯỚC NGOÀI
18. A. B. Imbs, N. A. Latyshev, V. I. Svetashev, A. V. Skriptsova, Thanh Tat Le, Minh Quan Pham,Van Son Nguyen, Long Quoc Pham, Distribution of polyunsaturated fatty axits in red algae of the genus Gracilaria, a promising source of prostaglandins, Russian Journal of Marine Biology, Vol 38, No 4, pp 318-325, 2012.
19. Ciancia. M., Noseda MD., Matulewicz MC., Cerezo. A. S. Alkalimodification of carrageenans. Mechanism and kinetics in kappa/ iota, mu/nu and lamda- series. Carbohydr. Polym. 20: 95- 98 (1993).
20. Craigie , J. S and Jurgens . A. Structure of agar from Graclaria tikvahiae Rhophyta : location of the 4- O- methyl – α- L-galactose and sunphate. Carbohydr. Polym. 11 : 265-278. (1989).
21. E. G. Bligh & W.J. Dyer, Arapid method of total Lipit extraction and purification, Canada Journal of Biochemistry and Physiology, Vol (No) 37(8), pp. 911- 917 (1959).
22. Guiry M.D. & Guiry G.M.AlgaeBase. World-wide electronic publication, National University of Ireland, Galway (2013). http://www.algaebase.org; searched on 20 August 2013.
23. Hikoei Ohmi, The species of Gracilaria and Gracilairiopsis from Janpan and adjacent water, Faculty of Fisheries, Hokkaido University, Hakodate, Janpan. Tr 46-33.
24. ISO/DIS 659:1998, Germany.
25. Martinsen. A., Skjak – Brak. G., Smidsrod .O ., Zanetti. F., Paoletti S.
Comparison of diferent methods for determination of molecular weight and mocular weight distribution of alginates. Carbohydr. Polym. 15: 171- 193 (1991).
26. M. Duckworth and W. Yaphe. Carbohydr. Res., Vol.16, P.189-197 (1971).
27. Morris. VJ. Gelation of polysaccharite. In JR Mitchell, DA Ledward (eds). Functional properties of food macromolecules. Elsevier Applied Science Publishers, London and New York : 121-170. (1986)
