6. Cấu trúc của luận văn
1.4. TỔNG QUAN VỀ TANIN
1.4.1. Khái niệm
Từ “Tanin” được dùng đầu tiên vào năm 1976 để chỉ những chất có mặt trong dịch chiết thực vật có khả năng kết hợp với protein của da sống động vật làm cho da biến thành da thuộc không thối và bền. Do đó, tanin được định nghĩa là những hợp chất polyphenolic có trong thực vật, có vị chát được phát hiện với “thí nghiệm thuộc da” và được định lượng dựa vào mức độ hấp phụ trên bột da sống chuẩn. Định nghĩa này không bao gồm những phenol đơn giản hay gặp cùng với tanin như acid gallic, các chất catechin, acid chlorogenic... mặc dù những chất này ở những điều kiện nhất định có thể cho kết tủa với gelatin và một phần nào bị giữ trên bột da sống, chúng được gọi là pseudotanin.
Phân tử khối tanin phần lớn nằm trong khoảng 500 – 5.000
Khi đun chảy tanin trong môi trường kiềm thường thu được những chất sau: OH OH OH OH COOH Pyrocatechin Axitpyrocatechic OH OH OH Pyrogallol OH OH HO COOH Acid gallic OH HO OH Phloroglucin
Tanin có trong vỏ, trong gỗ, trong lá và trong quả của những cây như các loại keo lai, sồi, sú, vẹt, thông, đước, chè,…Đặc biệt một số tanin lại được tạo thành do bệnh lý khi một vài loại sâu chích vào cây để đẻ trứng tạo nên “Ngũ bội tử”. Một số loại ngũ bội tử chứa đến 50 – 70% tanin.
1.4.2 Phân loại
Theo Eminlophichse và K.Phoraydangbe, thì tanin được chia làm hai nhóm chính sau:
- Tanin thủy phân được hay còn gọi tanin pyrogallic; - Tanin ngưng tụ hay còn gọi là tanin pyrocatechic.
a. Tanin pyrogallic
Tanin pyrogallic là những este của gluxit, thường là glucozơ với một hay nhiều axit trihiđroxibenzencacboxylic ( Hình 1.6).
Khi thủy phân bằng axit hoặc bằng enzym tanase thì giải phóng ra phần đường thường là glucose, đôi khi gặp đường đặc biệt, ví dụ đường hamamelose. Phần không phải đường là các axit. Axit hay gặp là axit gallic. Các axit gallic nối với nhau theo dây nối depsid để tạo thành axit digallic, trigallic. Ngoài axit gallic người ta còn gặp các axit khác. Ví dụ axit ellagic, axit luteolic, dạng mở 2 vòng lacton của axit elagic, axit chebulic.
Phần đường và phần không phải đường nối với nhau qua dây nối ester nên người ta coi loại này là những pseudoglycosid.
Đặc điểm chính của loại tanin này:
- Khi cất khô ở 1800C – 2000C thì thu được pyrogallol là chủ yếu. - Cho kết tủa bông với chì axetat 10%.
- Cho kết tủa màu xanh đen với muối sắt (III). - Thường dễ tan trong nước.
OH HO OH OH Axit galic O O O O O O O O O O O OH OH OH OH OH OH OH OH OH HO HO OH OH HO β-1,2,3,4,6-pentagaloyl-O-D-glucozơ O HO OH OH Galoyl este (G) O O O O O O G G G G H G β- 1,2,2,3,6-pentagaloyl-O-D-glucozơ O HO OH O OH Naringenin O HO OH O OH OH Eriodictyol
β- 1,2,2,3,6 - pentagaloyl - O - D - glucose G là este của acid gallic
O O O O O O G G G G H G O HO OH OH +H2O + O OH OH HO HO OH
b. Tanin pyrocatechic
Tanin nhóm này được tạo thành do sự ngưng tụ từ các đơn vị flavan-3-ol hoặc flavan - 3,4-diol. Dưới tác dụng của axit hoặc enzim thì không bị thủy phân mà tạo thành chất đỏ tanin hay phlobaphen. Phalobaphen ít tan trong nước là sản phẩm của sự trùng hợp kèm theo oxi hóa, do đó tanin pyrocatechic còn được gọi là phlobatanin ( Hình 1.7).
Hình 1.7. Một số loại polyphenol thuộc nhóm tanin pyrocatechic
1.4.3. Tính chất và định tính tanin
Đặc điểm chủ yếu của loại tanin này là: - Khi cất khô cho pyrocatechin là chủ yếu. - Cho kết tủa màu xanh đậm với muối sắt ba. - Cho kết tủa bông với nước brom.
- Khó tan trong nước hơn pyrogallic.
B-2-Epicatechin-(4β →8)-epicatechin HO OH O OH OH OH OH OH HO OH O OH B-1- Epicatechin-(4β → 8)-epicatechin HO OH O OH OH OH Catechin (C) HO OH O OH OH OH Epicatechin (EC)
Tanin có vị chát, làm săn da, tan được trong nước, kiềm loãng, cồn, glyxerol và axeton và hầu như không tan trong dung môi hữu cơ.
- Thí nghiệm thuộc da của tanin
Lấy một miếng da sống chế sẵn ngâm vào dung dịch HCl 2 rồi rửa với nước cất, sau đó thả vào dung dịch tanin trong vòng 5 phút. Rửa lại với nước cất rồi nhúng vào dung dịch sắt (III) sunfat 1 . Miếng da sẽ chuyển sang màu nâu hoặc nâu đen.
- Kết tủa với gelatin
Dung dịch tanin 0,5-1 khi thêm vào dung dịch gelatin 1 có chứa 10 NaCl thì sẽ có kết tủa.
- Kết tủa với alkaloid:
Tanin tạo kết tủa với các alkaloid hoặc một số dẫn chất hữu cơ có chứa nitơ khác như hexamethylen tetramin, dibazol…
- Kết tủa với muối kim loại:
Tanin cho kết tủa với các muối kim loại nặng như chì, thủy ngân, kẽm, sắt, nên làm giảm sự hấp thụ của những chất này trong ruột. Vì vậy tanin được dùng để giải độc trong trường hợp ngộ độc kim loại nặng, ancaloid.
- Phản ứng Stiasny (để phân biệt 2 loại tanin):
Lấy 50 mL dung dịch tanin, thêm 10 mL formol và 5 mL HCl đun nóng trong vòng 10 phút. Tanin pyrogallic không kết tủa còn tanin pyrocatechic thì cho kết tủa đỏ gạch. Nếu trong dung dịch có cả 2 loại tanin thì sau khi lọc kết tủa, cho vào dịch lọc CH3COONa rồi thêm muối sắt (III), nếu có mặt tanin pyrogallic thì sẽ có kết tủa xanh đen.
- Tanin bị oxi hóa hoàn toàn dưới tác dụng của KMnO4 hoặc hỗn hợp cromic trong môi trường axit. Tính chất này dùng để định lượng tanin với chất chỉ thị là indigocarmin.
- Tạo phức với ion kim loại:
Các hợp chất polyphenol có khả năng tạo phức với các ion kim loại. Các nhóm phenol đa có ái lực với một số kim loại có từ tính, như sắt. Sự giống nhau giữa các
nhóm thế ortho – dihydroxi và các nhóm thế trong tanin thủy phân được và không thủy phân được cho thấy rằng tanin có ái lực lớn với nhiều kim loại. Các phức chất giữa ion kim loại và poly phenol thường có màu. Do đó dựa vào màu sắc riêng của mỗi loại phức chất, có thể xác định được vị trí sắp xếp của các nhóm polyphenol. Tuy nhiên, phương pháp này chưa được thử nghiệm để chính thức sử dụng. Sự tạo phức với các ion kim loại có thể làm thay đổi khả năng oxi hóa của ion kim loại, có thể làm tăng hoặc giảm khả năng tham gia phản ứng oxi hóa - khử của tanin.
1.4.4. Công dụng của tanin
Ở trong cây, tanin tham gia vào quá trình trao đổi chất, các quá trình oxi hóa khử, là những chất đa phenol, tanin có khả năng kháng khuẩn nên có vai trò bảo vệ cho cây.
Tanin là một hợp chất có khá nhiều ứng dụng trong điều trị:
- Do có tính tạo tủa với protein, khi tiếp xúc với niêm mạc, tổ chức da bị tổn thương hay vết loét,… tanin sẽ tạo một màng mỏng, làm máu đông lại, ngừng chảy nên ứng dụng làm thuốc đông máu và thuốc săn se da.
- Tanin có tính kháng khuẩn, kháng virus, được dùng trong điều trị các bệnh viêm ruột, tiêu chảy mà búp Ổi, búp Sim, vỏ Ổi và vỏ Măng cụt là những dược liệu tiêu biểu đã được dân gian sử dụng.
- Tanin dùng làm thuốc chữa bỏng, làm tiêu độc vì tanin có thể kết hợp với các độc tố do vi khuẩn tiết ra, cũng như với các chất độc khác như muối bạc, muối thủy ngân, muối chì, kẽm….Tanin tạo kết tủa với các alcaloid và các muối kim loại nặng này nên làm giảm sự hấp thu của những chất này trong ruột, vì vậy được ứng dụng để giải độc trong những trường hợp ngộ độc alcaloid và kim loại nặng. Cũng vì lý do này, không nên uống thuốc với nước trà.
- Trong bào chế hiện đại, tanin được tinh chế rồi bào chế thành những chế phẩm như dung dịch có nồng độ 1-2 hoặc thuốt bột, thuốc mỡ dùng ngoài 10- 20%.
- Tanin có ứng dụng quan trọng trong công nghệ thuộc da, làm cho da biến thành da thuộc không thối và bền, làm chất cầm màu trong nhuộm vải bông. Sở dĩ
tanin được dùng thuộc da là do cấu trúc hoá học của tanin có nhiều nhóm OH phenol tạo được nhiều liên kết hydro với các mạch polypeptid của protein trong da. Phân tử tanin càng lớn thì sự kết hợp này càng chặt chẽ.
1.4.5. Tình hình nghiên cứu và sử dụng tanin hiện nay
a. Trên thế giới
Các sản phẩm Tannin riche, Tannin riche Extra, Quer Tannin được sản xuất với sản lương lớn ở các nước Châu Âu để tăng hương, vị cho rượu và bảo quản rượu nho. Giá trị của các hợp chất tanin chiết xuất từ thực vật liên tục được nghiên cứu.
- Gần đây, khi nghiên cứu về dược tính của chè xanh, các nhà khoa học đã tin rằng các chất chống oxi hóa giữ vai trò chủ đạo. Chất chống oxi hóa trong chè là polyphenol có hiệu lực gấp 100 lần vitamin C, gấp 25 lần vitamin E (theo kết quả nghiên cứu của Bác sĩ Weisburger).
- Tanin chiết xuất từ vỏ và hạt lựu có tác dụng làm da mịn màng.
Những nghiên cứu gần đây về các vấn đề ứng dụng khác của tanin được các nhà khoa học quan tâm:
- Sản xuất keo-formaldehyde cho gỗ dán nội thất từ bột bắp-tanin - Tanin chất kết dính cho gỗ ép.
(Theo ‘The Journal of Adhesion Science and Technology, 2006, Volume 20, Number 8, Page 829-846’)
- Đánh giá khả năng phản ứng của formaldehyde và tanin tạo chất kết dính bằng sắc ký khí.
- Chất kết dính sinh học liên kết gỗ từ tanin.
(Theo ‘The European Journal of Wood and Wood Products Volume 52, Number 5, Page 311-315 ’)
- Tổng hợpnano bạc bằng tác nhân khử tanin và chất ổn định là natricacbonat (Na2CO3) (Theo “Preparation of silver nanoparticles in silver nitrate solution using tannin,Eur. Chem. Bull., 2015, 4(1),Page 30-32”). [20], [25]
b. Tại Việt Nam
Hiện nay tiềm năng khai thác tanin rất lớn nhưng việc nghiên cứu và hiệu quả sử dụng vẫn chưa cao. Nhiều công trình khoa học nghiên cứu về tanin, như: Nghiên cứu tính chất ức ăn mòn thép CT3 trong dung dịch NaCl 3,5% của tanin tách từ lá chè xanh, của PGS. TS Lê Tự Hải, Phạm Thị Thùy Trang (2008) [5]; Nghiên cứu chiết tách và xác đinh thành phần hóa học của hợp chất polyphenol nhóm tanin từ vỏ keo lá tràm, của PGS. TS Lê Tự Hải, Nguyễn Thị Lan Anh, Lưu Vũ Diễm Hằng (2011) [6]. Nghiên cứu tối ưu hóa quá trình chiết tách tanin từ vỏ một số loài cây keo ở Quảng Nam, của Phan Thị Lan (2015) [8] . Trong thời gian gần đây, một số nhà khoa học đã bước đầu nghiên cứu và thử tác dụng chống oxi hóa của polyphenol từ cây chè. Ngoài việc làm thuốc chữa bệnh và các chất phụ gia có giá trị cao trong công nghiệp thực phẩm, tanin cũng cần được nghiên cứu để sử dụng có hiệu quả hơn trong công nghiệp thuộc da và chống ăn mòn kim loại, khả năng tổng hợp nano bạc từ tanin, dùng trong kháng khuẩn, như: Nghiên cứu chiết tách tanin từ vỏ cây keo lai và thử ứng dụng đến một số tính chất của da, của Lê Thị Thảo (2011),
1.4.6. Những thực vật chứa nhiều tanin
Tanin phân bố rộng rãi trong thiên nhiên, chúng có trong các loài thực vật, chủ yếu các loài keo. Các loài keo (acacia) khác nhau có hàm lượng tanin khác nhau. Loài có hàm lượng tanin lớn nhất là keo đen (acacia mearsi) có tới 40 – 43% tanin, loài acacia cepebricta có hàm lượng tanin từ 15 – 20 . Cây sồi chứa khoảng từ 7 đến 10 tanin. Bạch đàn: vỏ bạch đàn vùng Biển Đen chứa khoảng 10 – 12%. Cây chè cũng có hàm lượng tanin khá lớn: lá chè chứa khoảng 20 tanin.
Nhìn chung, tanin có nhiều trong thực vật 2 lá mầm như: Loài keo lai (keo lá tràm), Loài thông (Rubiaceae), sến (Sapotaceae), cỏ roi ngựa (Verbennaceae), họ cúc, hoa mõm chó (Scrophulariaceae), trúc đào (Apocynaceae), khoai lang (Convolvulaceae), hoa môi (Labiatea), thầu dầu (Ecephorbiaceae), đậu (Leguminoseae), trôm (Sterculiaceae), đào lộn hột (Anacardiaceae), chùm ớt (Bignoniaceae) và oro (Acanthaceae); dẻ (Fagaceae), thông Caribe (pinus caribaea)….
Đặc biệt, có một số tanin được tạo thành do thực vật bị một bệnh lý nào đó, như vị thuốc Ngũ bội tử là những túi được hình thành do nhộng của con sâu ngũ bội tử gây ra trên cành và cuống lá của cây Muối (Rhus semialata, thuộc họ Anacardiaceae). Hàm lượng tanin trong dược liệu thường khá cao, chiếm từ 6-35%, đặc biệt trong Ngũ bội tử có thể lên đến 50-70 . Ở trong cây, tanin tham gia vào quá trình trao đổi chất và oxy hoá khử, đồng thời nhờ có nhiều nhóm phenol nên tanin có tính kháng khuẩn, bảo vệ cây trước những tác nhân gây bệnh từ bên ngoài.
1.5. GIỚI THIỆU TÔM THẺ CHÂN TRẮNG
Tên tiếng Anh: White Shrimp
Tên khoa học: Lipopenaeus vannamei .Tên khác: Penaeus vannamei
Hình ảnh của tôm thẻ chân trắng ở Hình 1.8
Hình 1.8. Tôm thẻ chân trắng
1.5.1. Đặc điểm
Tôm chân trắng vỏ mỏng có màu trắng đục nên có tên là tôm Bạc, bình thường có màu xanh lam, chân bò có màu trắng ngà nên gọi tôm chân trắng. Chuỳ là phần kéo dài tiếp với bụng. Dưới chuỳ có 2 - 4 răng cưa, đôi khi có tới 5 - 6 răng cưa ở phía bụng. Những răng cưa đó kéo dài, đôi khi tới đốt thứ hai. Vỏ đầu ngực có những gai gân và gai râu rất rõ, không có gai mắt và gai đuôi (gai telssm), không có rãnh sau mắt, đường gờ sau chuỳ khá dài đôi khi từ mép sau vỏ đầu ngực. Gờ bên chuỳ ngắn, chỉ kéo dài tới gai thượng vị. Có 6 đốt bụng, ở đốt mang trứng, rãnh bụng rất hẹp hoặc không có. Telsson (gai đuôi) không phân nhánh. Râu không có gai phụ và chiều dài râu ngắn hơn nhiều so với vỏ giáp. Xúc biện của hàm dưới thứ
nhất thon dài và thường có 3 - 4 hàng, phần cuối của xúc biện có hình roi. Gai gốc (basial) và gai ischial nằm ở đốt thứ nhất chân ngực.
1.5.2. Phân bố
Tôm Lipopenaeus vannamei (Bone 1931) là tôm nhiệt đới, phân bố vùng ven bờ phía Đông Thái Bình Dương, từ biển Pêru đến Nam Mê-hi-cô, vùng biển Equađo. Hiện tôm chân trắng đã được di giống ở nhiều nước Đông Á và Đông Nam Á như Trung Quốc, Thái Lan, Philippin, Indonexia, Malaixia và Việt Nam.
1.5.3. Khả năng thích nghi với môi trƣờng sống
a. Nền đáy thủy vực
Ở vùng biển tự nhiên, tôm chân trắng thích nghi sống nơi đáy là bùn, độ sâu khoảng 72 m. Tôm chân trắng là loài ăn tạp giống như những loài tôm khác. Song không đòi hỏi thức ăn có hàm lượng đạm cao như tôm sú.
Tôm chân trắng có tốc độ sinh trưởng nhanh, chúng lớn nhanh hơn tôm sú ở tuổi thành niên. Trong điều kiện tự nhiên từ tôm bột đến tôm cỡ 40 g con mất khoảng thời
gian 180 ngày hoặc từ 0,1 g có thể lớn tới 15 g trong giai đoạn 90 - 120 ngày.
b. Nhiệt độ
Nhiệt độ là nhân tố quan trọng ảnh hưởng đến mọi hoạt động sống của tôm, khi nhiệt độ trong nước thấp dưới mức nhu cầu sinh lý của tôm sẽ ảnh hưởng đến quá trình chuyển hoá vật chất bên trong cơ thể (biểu hiện bên ngoài là sự ngừng bắt mồi, ngưng hoạt động và nếu kéo dài thời gian có nhiệt độ thấp tôm sẽ chết). Khi nhiệt độ quá giới hạn chịu đựng kéo dài thì tôm bị rối loạn sinh lý và chết (biểu hiện bên ngoài là cong cơ, đục cơ, tôm ít hoạt động, nằm yên, ngừng ăn, tăng cường hô hấp). Các loài tôm khác nhau có sự thích ứng với sự biến đổi nhiệt độ khác nhau, khả năng thích ứng này cũng theo các giai đoạn phát triển của tôm trong vòng đời, Tôm con có khả năng chịu đựng về nhiệt độ kém hơn tôm trưởng thành.
Nhiệt độ thích hợp 25 - 32oC, tuy nhiên chúng có thể sống được ở nhiệt độ 12 - 28oC.
c. Nồng độ muối
Trong thủy vực tự nhiên, các loài tôm có khả năng chịu đựng về sự biến động nồng độ muối khác nhau. Tôm thẻ, bạc, có khả năng chịu đựng sự biến động