1.2. TỔNG QUAN VỀ CARRAGEENAN VÀ OLIGOCARRAGEENAN
1.2.6.1. Phương pháp hóa học
Với quá trình thủy phân kappa carrageenan từ rong Eucheuma cottonii
sử dụng đệm axit citric và kali citrat, Myslabodski và cộng sự (1996) [17] đã nghiên cứu ảnh hƣởng của quá trình thủy phân với các điều kiện thời gian, nhiệt độ và pH khác nhau đến trọng lƣợng phân tử trung bình của carrageenan. Kết quả cho thấy ở thời gian, nhiệt độ và pH tƣơng ứng là 24
phút, 84 0C và pH bằng 3, trọng lƣợng phân tử trung bình của dịch oligo
carrageenan thu đƣợc là 76 kDa. Kết quả cũng cho thấy nếu nhiệt độ thủy phân quá thấp hoặc pH càng cao thì quá trình cắt mạch carrageenan diễn ra không hoàn toàn, bên cạnh đó thời gian thủy phân cũng bị kéo dài.
Trong một nghiên cứu khác, Sang-Bum Lee và cộng sự (2015) [18]
nghiên cứu quá trình thủy phân rong sụn Kappaphycus alvarezii sử dụng
H2SO4. Với qui trình qui hoạch thực nghiệm và tối ƣu hóa các điều kiện thủy phân, kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng ở nhiệt độ thủy phân 160 0C, nồng độ axit 1,09 % và thời gian thủy phân 20 phút thì hàm lƣợng glucose thu đƣợc là 2,15 g/L. Bên cạnh đó hàm lƣợng galactose là 14,47 g/L khi điều kiện thủy phân cũng tƣơng tự nhƣ trên nhƣng nồng độ axit giảm còn 1,02 %.
Cũng sử dụng acid để thủy phân κ-carrageenan, kết quả nghiên cứu của Jeong Ah Kim và Sun Bok Lee (2016) [11] khi khảo sát các loại acid có hằng số phân ly pKa khác nhau (CH3COOH, HCOOH, H3PO4, CF3COOH, HNO3, H2SO4, và HCl) với điều kiện thủy phân bao gồm 2 % (w/v) κ-carrageenan, nồng độ acid 0,2 M, nhiệt độ thủy phân 100 oC và thời gian thủy phân 1 giờ;
kết quả cho thấy chỉ có 3 loại acid CF3COOH, HCl và HNO3 cho ra 3,6-
anhydro-Dgalactose (D-AnG) có hàm lƣợng cao hơn 2 g/L. Tiếp tục khảo sát các điều kiện thủy phân tối ƣu thì khi thủy phân bằng axit HCl sẽ tạo ra D-
AnG có hàm lƣợng cao nhất 2,81 g/L khi thủy phân ở T = 100 °C và t = 30 phút với 0,2 M HCl.
Để thủy phân rong sụn K. Alvarezii từ vùng biển Malaysia, với qui
hoạch thực nghiệm tối ƣu hóa sử dụng 8,0 g/100 mL rong khô K. alvarezii
trong dung dịch thủy phân 0,2 M H2SO4 và HCl tại 110 0C trong 90 phút, kết quả nghiên cứu của Faiqah Abd-Rahim và cộng sự (2014) [19] tạo ra hàm
lƣợng đƣờng khử cao nhất tƣơng ứng với acid H2SO4 và HCl là 34,275 ±
0,976 g/L và 35,872 ± 3,610 g/L, tƣơng ứng với hiệu suất thủy phân 42,8 % và 44,8 %.
1.2.6.2. Phương pháp vật lý
Trong những năm gần đây, phƣơng pháp chiếu xạ để biến tính polysaccarid đã đƣợc quan tâm nghiên cứu do khả năng cạnh tranh về mặt kỹ thuật công nghệ của nó. Một vài tác giả đã nghiên cứu tác dụng của bức xạ trên carrageenan để đánh giá đặc tính lƣu biến. Trong báo cáo kết quả nghiên cứu, L. Relleve và cộng sự (2005) [20] sử dụng phƣơng pháp chiếu xạ để biến tính κ-carrageenan, quá trình đƣợc thực hiện ở nhiệt độ thƣờng bằng tia gamma từ nguồn Co-60 trên dung dịch κ-carrageenan 4 %. Kết quả nghiên cứu cho thấy khi tăng liều bức xạ từ 10 kGy lên 30 kGy, trọng lƣợng phân tử trung bình giảm từ 10,5x104 Da xuống còn 6,2x104 Da; trọng lƣợng phân tử đạt giá trị thấp nhất là 1,3x104 Da khi liều chiếu xạ tăng lên 200 kGy. Tuy nhiên, theo nhƣ kết quả nghiên cứu, cấu trúc hóa học của carrageenan có sự thay đổi, một số nhóm sulfat đã bị mất sau khi cắt mạch bằng phƣơng pháp chiếu xạ.
Trong một nghiên cứu gần đây vào năm 2015, Mohammad Taghi Taghizadeh và Reza Abdollahi [21] sử dụng phƣơng pháp siêu âm, phƣơng pháp xúc tác quang và phƣơng pháp xúc tác quang siêu âm kết hợp để nghiên cứu khả năng cắt mạch của κ-carrageenan. Kết quả cho thấy sau 60 phút, trọng lƣợng phân tử trung bình của carrageenan sau cắt mạch bằng phƣơng pháp siêu âm giảm từ 126,92 x 103 kDa xuống còn 107,31 x 103 kDa, trong khi đó trọng lƣợng phân tử trung bình của hai phƣơng pháp xúc tác siêu âm và xúc tác quang siêu âm sử dụng TiO2 làm chất xúc tác, giảm còn 93,89 x
103 kDa và 88,24 x 103 kDa tƣơng ứng. Một điều đáng chú ý là sau khi cắt mạch κ-carrageenan bằng phƣơng pháp xúc tác quang siêu âm, cấu trúc hóa học của carrageenan vẫn không thay đổi.