Ảnh hưởng mức độ cô đặc và tỷ lệ EtOH/ dịch thủy phân cô đặc tới hiệu suất thu hồi và độ tinh sạch chế phẩm NAG

3.4. NGHIÊN CỨU THU NHẬN CHẾ PHẨM NAG

3.4.3. Ảnh hưởng mức độ cô đặc và tỷ lệ EtOH/ dịch thủy phân cô đặc tới hiệu suất thu hồi và độ tinh sạch chế phẩm NAG

Xuất phát từ nghiên cứu Ajavakom và cs (2012) đã phối trộn dung dịch EtOH vào dịch thủy phân chứa NAG cô đặc còn 1/3 thể tích, thu phần dịch nổi, loại màu bằng than hoạt tính và cô đặc bằng cô quay, rồi sấy đông khô thu sản phẩm NAG với hiệu suất thu hồi đạt 65% và độ tinh sạch trên 95% [10]. Chúng tôi tiến hành: Sau loại tạp chất dạng tinh thể kết tinh lần 1, dung dịch nổi thu nhận được kết tủa bởi EtOH với tỉ lệ EtOH/dịch thủy phân cô đặc là 9/1. Theo phương pháp mục 2.3.6, khảo sát mức độ cô đặc dịch thủy phân khác nhau ta có các quá trình thu nhận NAG thể hiện phụ lục 10. Kết quả tóm tắt phụ lục 10 được thể hiện Bảng 3.19.

Bảng 3.19. Ảnh hưởng mức độ cô đặc tới hiệu suất thu hồi và độ tinh sạch chế phẩm NAG Mức

độ cô đặc

NAG tổn thất vào tinh thể kết tinh lần 1

(%)

NAG tổn thất vào kết tủa

bởi EtOH (%)

NAG tổn thất vào dịch không

kết tinh (%)

Hiệu suất thu hồi NAG

(%)

Độ tinh sạch chế phẩm NAG

(%)

1,0 0 0 0 - -

6,7 0,812 1,48 6,50 81,99 85,25

7,9 0,947 1,53 8,22 80,36 88,45

10,2 1,090 1,75 9,91 78,11 89,78

15,7 2,148 2,43 11,75 74,47 93,25

Kết quả Bảng 3.19 cho thấy khi mức độ cô đặc dịch thủy phân tăng từ 1 đến 15,7 lần không những làm tăng tổn thất NAG vào hạt kết tinh như đã chỉ ra ở trên (Hình 3.27), mà còn làm tăng tổn thất NAG vào kết tủa bởi EtOH. Lượng NAG tổn thất kết tủa cùng tạp chất bởi EtOH tăng từ 0 đến 2,43%. Ngoài ra việc tăng mức độ cô đặc còn làm tăng lượng NAG còn lại trong dịch không kết tinh. Điều này có thể do sự tăng độ nhớt dịch khi cô đặc cần có sự nghiên cứu kỹ hơn. Kết quả khi mức độ cô đặc tăng từ 6,7 đến 15,7 lần làm HSTH NAG giảm từ 81,99% xuống 74,47%. Nhưng độ tinh sạch chế phẩm NAG tăng từ 85,25% lên đến 93,25%. Mức độ cô đặc ảnh hưởng lớn tới độ tinh sạch và HSTH NAG,

trong đó mức độ cô đặc càng tăng thì độ tinh sạch càng tăng nhưng HSTH NAG càng giảm (Bảng 3.19). Do vậy việc lựa chọn mục tiêu cô đặc phụ thuộc vào độ tinh sạch yêu cầu của sản phẩm. Với mục tiêu đạt độ tinh sạch trên 90%, mức độ cô đặc 15,7 sẽ được lựa chọn.

A

B

C

Hình 3.29. Sắc ký đồ HPLC:

A. (NAG)i chuẩn với i =1-3; B. Dịch thủy phân gel chitin 40% với Bx = 2,2%;

C. Chế phẩm NAG kết tinh từ dịch thủy phân Bx = 29,3%. Ký hiệu 3NAG là mẫu chuẩn của đường triacetyl-chitotriose ((NAG)3), mẫu 2NAG là mẫu chuẩn của diacetyl-chitobiose ((NAG)2), mẫu

NAG là mẫu chuẩn của N-acetyl-D- glucosamine (NAG)

Kết quả sắc kí Hình 3.29 cho thấy đều xuất hiện pic giống nhau ở phút 7,28 là H2SO4

(pha động) trên Hình 3.29 A, Hình 3.29 B và Hình 3.29 C, tuy nhiên Hình 3.29 C có peak ở vị trí 7.286 phút lại tăng cao lên so với Hình 3.29 B là cảm giác nhìn trên hình nhưng thực tế độ cao của chúng là như nhau là do tỷ lệ xích trục tung Hình 3.29 B gấp 10 lần so với tỷ lệ xích trục tung Hình 3.29 C; dịch thủy phân ban đầu (chưa cô đặc) với Bx = 2,2%

có chứa NAG và không chứa các (NAG)i (với i là 2 hoặc 3). Ngoài ra còn có các pic xuất hiện ở phút 8,755 và 16,088 (Hình 3.29 B) là các tạp chất đã được loại bỏ ở sản phẩm tinh sạch (Hình 3.29 C).

Từ kết quả nghiên cứu quá trình tinh sạch thu nhận chế phẩm NAG thể hiện trên Hình 3.29 và Bảng 3.19 ta được chế phẩm NAG tinh thể (độ ẩm 2,54%, độ tinh sạch 93,25%) với hiệu suất thu hồi từ dịch sau thủy phân là 74,47% tương ứng với hiệu suất thu hồi từ chitin là 63,6% (HSTH NAG từ chitin được xác định theo công thức (2.12) mục 2.3.6).

Bên cạnh đó, mối tương quan giữa lượng NAG thất thoát vào kết tủa bởi EtOH và NAG thất thoát vào dịch không kết tinh khi tỷ lệ EtOH/Dịch thủy phân cô đặc tăng được thể hiện trên Hình 3.30.

Hình 3.30. Ảnh hưởng tỷ lệ EtOH/ Dịch thủy phân cô đặc tới khả năng thu hồi NAG, NAG thất thoát vào kết tủa bởi EtOH và vào dịch không kết tinh.

Kết quả cho thấy tỷ lệ EtOH/Dịch thủy phân cô đặc tăng từ 7/1 đến 9/1 đã làm lượng NAG thất thoát vào dịch không kết tinh giảm từ 19,06% xuống 6,09%. Nguyên nhân là do ảnh hưởng các tạp chất còn lại trong dịch kết tinh chưa bị kết tủa bởi cồn (độ tinh sạch của dịch kết tinh). Tuy nhiên lượng NAG thất thoát vào kết tủa bởi EtOH tăng lên chậm từ 1,42% đến 2,43% khi tỷ lệ EtOH/Dịch thủy phân cô đặc từ 7/1 đến 9/1, nhưng lại tăng mạnh từ 5,26% đến 7,08% ở tỷ lệ EtOH/ Dịch thủy phân cô đặc cao hơn là 10/1 và 11/1.

Tổng hợp hai quá trình đó HSTH chế phẩm NAG tăng mạnh từ 68,17% đến 74,47% và độ tinh sạch NAG tăng mạnh từ 76,46% đến 93,25% khi tỷ lệ EtOH/Dịch thủy phân cô đặc từ 7/1 đến 9/1. Nếu tiếp tục tăng tỉ lệ EtOH/Dịch thủy phân cô đặc cao hơn là 10/1 và 11/1 HSTH tăng nhẹ từ 74,75% đến 75,39% và độ tinh sạch NAG tăng nhẹ từ 93,25% đến 93,34% (Bảng 3.20).

Các kết quả Bảng 3.20 cho thấy rằng tỉ lệ EtOH và dịch thủy phân cô đặc đóng vai trò quan trọng trong việc tăng độ tinh sạch và hiệu suất thu hồi do khả năng loại tạp chất trong dịch kết tinh. Tỉ lệ này càng cao thì độ tinh sạch và HSTH càng cao nhưng tỷ lệ cao như 10 và 11 thì HSTH và độ tinh sạch chế phẩm NAG tăng khá chậm, do vậy tỷ lệ EtOH/

Dịch thủy phân cô đặc được chọn là 9 để kết tủa tạp chất trong tinh sạch thu nhận chế phẩm NAG ở phần sau. Aiba (2005) cho rằngtỷ lệ EtOH/ Dịch thủy phân cô đặc là 10/1 là tỷ lệ tối ưu để thu nhận NAG [7].

Bảng 3.20. Ảnh hưởng của tỷ lệ EtOH/ Dịch thủy phân cô đặc tới HSTH và độ tinh sạch chế phẩm NAG

Tỷ lệ EtOH/ Dịch hủy phân cô đặc

Hiệu suất thu hồi chế phẩm NAG

(%)

Độ tinh sạch chế phẩm NAG

(%)

7 68,17 76,46

8 70,79 84,66

9 74,47 93,25

10 74,75 93,34

11 75,39 93,44