hạt gel calci alginat khi cố định
Mục tiêu:
Xác định số lượng tế bào nấm men mà alginat chiết xuất cố định được, so sánh với alginat trên thị trường (nguồn gốc Trung Quốc).
Tiến hành:
Nuôi cấy thu hỗn dịch tế bào nấm men, cố định tế bào nấm men với alginat chiết được ở nồng độ 4% theo phương pháp ở mục 2.3.2.2, xác định số lượng tế bào nấm men cố định được trong 1g hạt calci alginat theo phương pháp ở mục 2.3.2.3
Kết quả thu được như sau:
Đối với alginat chiết xuất được:
Bảng 3.5: Số lượng tế bào nấm men cố định được của alginat chiết xuất Lần thí nghiệm Số lượng tế bào Χ 107 Χ 106 Χ 105 1 1,33 10,33 156,00 2 2,67 28,67 128,00 3 2,33 17,00 223,00 4 2,33 20,67 143,00 Trung bình 2,17 19,17 162,50 Nhận xét:
Bảng 3.5 cho thấy số lượng tế bào nấm men cố định được trong 1g hạt gel calci alginat 4% vào khoảng 1,63 Χ 107 – 2,17 Χ 107 tế bào.
Đối với alginat trên thị trường (nguồn gốc Trung Quốc):
Bảng 3.6: Số lượng tế bào nấm men cố định được của alginat trên thị trường (nguồn gốc Trung Quốc)
Lần thí nghiệm Số lượng tế bào Χ 107 Χ 106 Χ 105 1 8,33 48,67 183,33 2 6,33 15,67 106,33 3 39,67 48,67 + 4 37,33 90,00 147,33 Trung bình 22,92 50,75 145,66
Nhận xét:
Kết quả cho thấy số lượng tế bào nấm men cố định được trong 1g hạt gel calci alginat 4% vào khoảng 1,45 Χ 107 – 2,29 Χ 108 tế bào [3].
Bảng 3.7: So sánh số lượng tế bào gói được trong 1g hạt của alginat chiết xuất được và alginat trên thị trường
Alginat chiết xuất Alginat thị trường Số lượng tế bào trung
bình
1,63 Χ 107 – 2,17 Χ 107 1,45 Χ 107 – 2,29 Χ 108
Khả năng cố định tế bào của alginat thu được là thấp hơn alginat trên thị trường, có thể giải thích là do alginat chiết xuất có độ nhớt thấp hơn, khả năng tạo gel kém hơn, hạt gel hình thành có cấu trúc lưới khó giữ tế bào cố định hơn.
Thực tế, trong quá trình chiết, độ nhớt của dung dịch alginat bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố: quá trình xử lý rong bằng acid (ảnh hưởng tới liên kết glucosid của acid alginic), sự oxy hóa của hợp chất phenol, ảnh hưởng của kiềm trong chiết xuất, quá trình tủa với cồn cao độ, nhiệt độ khi sấy khô. Sự cắt mạch polysaccarid của alginat bởi các yếu tố trên đều gây ra giảm độ nhớt, giảm khả năng tạo gel [9].
Tùy theo loài rong, độ trưởng thành và vùng sinh trưởng, cấu trúc mạch alginat cũng có sự khác nhau. Ngay cả các yếu tố kiềm, acid, enzym trong bản thân cây rong cũng gây tác động không nhỏ. Chính trong quá trình thu hái, bảo quản và tách chiết, chuỗi polysaccarid của alginat bị cắt mạch nhiều làm ảnh hưởng đáng kể tới cấu trúc alginat thu được. Điều này có thể làm alginat chiết xuất được có tỷ lệ block G ít hơn alginat trên thị trường nên khả năng tạo gel kém hơn, gel kém bền vững.
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT
Kết luận:
Trên cơ sở nghiên cứu của đề tài, chúng tôi rút ra một số kết luận:
1. Đã chiết xuất được alginat từ rong mơ, bằng phương pháp chiết nóng với kiềm natri carbonat. Khảo sát được ảnh hưởng của nồng độ natri carbonat, thời gian, nhiệt độ chiết, đến hiệu suất và độ nhớt alginat thu được. Theo chiều tăng của nồng độ natri carbonat (1% – 3%), thời gian (1h – 3h) và nhiệt
độ (500C – 1000C), hiệu suất và độ nhớt đều tăng. Tuy nhiên đến một giới hạn
nhất định việc tăng các thông số trong điều kiện chiết lại làm ảnh hưởng tới độ nhớt.
2. Xác định được điều kiện chiết xuất: nồng độ natri carbonat là 2%,
nhiệt độ 800C trong thời gian 2h cho độ nhớt cao nhất tương ứng là 4,92mPa.s
và hiệu suất đạt 25,34%.
3. Alginat chiết xuất được có thể tạo gel ở nồng độ 4% với số lượng tế
bào nấm men Saccharomyces cerevisiae cố định được là 1,63 Χ 107 – 2,17 Χ
107 tế bào trong 1g hạt.
Đề xuất:
Do hạn chế về thời gian và hóa chất nghiên cứu, để đề tài hoàn thiện hơn, chúng tôi đề xuất như sau:
1. Tiếp tục nghiên cứu điều kiện chiết xuất và tinh chế để thu được alginat có hiệu suất và độ nhớt như mong muốn.
2. Tiếp tục nghiên cứu khả năng cố định tế bào của alginat thu được, ứng dụng trong sản xuất các sản phẩm phục vụ nhu cầu ngành Dược.
MỤC LỤC
Trang
ĐẶT VẤN ĐỀ...1
Chương I. TỔNG QUAN...2
1.1. Rong mơ Việt Nam...2
1.1.1. Phân bố và sản lượng...2
1.1.2. Thành phần hóa học của một số loài rong mơ thường gặp...2
1.1.3. Sử dụng nguồn lợi rong mơ ở nước ta...3
1.2. Alginat...4
1.2.1. Cấu trúc của alginat...4
Hình 1.1: Cấu hình của hai gốc monome trong phân tử acid alginic...5
Hình 1.2: Mô hình một số phân tử acid alginic...5
1.2.2. Tính chất của alginat...6
Hình 1.3: Mô hình hạt gel calci alginat...8
Hình 1.4: Liên kết của block G với ion calci...9
1.2.3. Ứng dụng của alginat...9
1.3. Phương pháp chiết xuất...10
1.3.1. Nguyên tắc chung...10
Hình 1.5: Sơ đồ hai quy trình tinh chế natri alginat...13
1.3.2. Quy trình tinh chế...13
1.3.3. Tình hình nghiên cứu chiết xuất alginat hiện nay...14
2.1. Nguyên vật liệu, thiết bị ...17
2.1.1. Rong mơ...17
2.1.2. Các hóa chất sử dụng ...17
2.1.3. Chủng vi sinh vật và môi trường sử dụng...17
2.1.4. Các máy móc, thiết bị sử dụng...18
2.2. Nội dung nghiên cứu...18
2.2.1. Khảo sát ảnh hưởng của điều kiện chiết xuất rong mơ lên hiệu suất và độ nhớt alginat thu được...18
2.2.2. Đánh giá khả năng cố định tế bào vi sinh vật của alginat thu được...19
2.3. Phương pháp nghiên cứu...19
2.3.1. Phương pháp chiết xuất alginat từ rong mơ...19
Bảng 2.1: Bố trí thí nghiệm thay đổi các điều kiện chiết alginat từ rong mơ. 20 Hình 2.1: Nhớt kế Ốt – oan ...21
2.3.2. Phương pháp đánh giá khả năng cố định tế bào của alginat thu được...21
2.3.2.1. Phương pháp xác định nồng độ alginat tạo gel...21
2.3.2.2. Phương pháp cố định tế bào nấm men Saccharomyces cerevisiae trong hạt calci alginat...21
Hình 2.2: Sơ đồ quá trình cố định tế bào...22
2.3.2.3. Phương pháp xác định số lượng tế bào có trong 1g hạt calci alginat...22
Chương III. KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM VÀ BÀN LUẬN...23
3.1. Khảo sát ảnh hưởng của điều kiện chiết xuất rong mơ lên hiệu suất và độ nhớt của alginat thu được...23
3.1.1. Ảnh hưởng của nồng độ natri carbonat...23
Bảng 3.1: Ảnh hưởng của nồng độ natri carbonat tới hiệu suất và độ nhớt alginat...24
Hình 3.2: Sự thay đổi độ nhớt alginat thu được theo nồng độ natri carbonat. 25
3.1.2. Ảnh hưởng của thời gian...25
Bảng 3.2: Ảnh hưởng của thời gian chiết tới hiệu suất và độ nhớt alginat...26
Hình 3.3: Sự thay đổi của hiệu suất chiết theo thời gian chiết...27
Hình 3.4: Sự thay đổi của độ nhớt dung dịch alginat theo thời gian...27
3.1.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ...27
Bảng 3.3: Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ chiết tới hiệu suất và độ nhớt của alginat...28
Hình 3.5: Sự thay đổi của hiệu suất chiết theo nhiệt độ chiết...28
Hình 3.6: Sự thay đổi của độ nhớt dung dịch alginat theo nhiệt độ chiết...29
3.2. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ alginat lên quá trình cố định tế bào vi sinh vật...29
3.2.1. Xác định nồng độ alginat thích hợp tạo được gel...29
Bảng 3.4: Thể chất hạt gel tạo bởi alginat chiết được ở các nồng độ khác nhau ...30
Hình 3.7: Hạt gel calci alginat thu được ở nồng độ alginat 4%...31
3.2.2. Số lượng tế bào nấm men Saccharomyces cerevisiae có trong hạt gel calci alginat khi cố định...31
Bảng 3.5: Số lượng tế bào nấm men cố định được của alginat chiết xuất...32
Bảng 3.6: Số lượng tế bào nấm men cố định được của alginat trên thị trường (nguồn gốc Trung Quốc) ...32
Bảng 3.7: So sánh số lượng tế bào gói được trong 1g hạt của alginat chiết xuất được và alginat trên thị trường...33
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT...34
Trang
ĐẶT VẤN ĐỀ...1
Chương I. TỔNG QUAN...2
Hình 1.1: Cấu hình của hai gốc monome trong phân tử acid alginic...5
Hình 1.2: Mô hình một số phân tử acid alginic...5
Hình 1.3: Mô hình hạt gel calci alginat...8
Hình 1.4: Liên kết của block G với ion calci...9
Hình 1.5: Sơ đồ hai quy trình tinh chế natri alginat...13
Chương II. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU...17
Bảng 2.1: Bố trí thí nghiệm thay đổi các điều kiện chiết alginat từ rong mơ. 20 Hình 2.1: Nhớt kế Ốt – oan ...21
Hình 2.2: Sơ đồ quá trình cố định tế bào...22
Chương III. KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM VÀ BÀN LUẬN...23
Bảng 3.1: Ảnh hưởng của nồng độ natri carbonat tới hiệu suất và độ nhớt alginat...24
Hình 3.1: Sự thay đổi hiệu suất chiết theo nồng độ natri carbonat...25
Hình 3.2: Sự thay đổi độ nhớt alginat thu được theo nồng độ natri carbonat. 25 Bảng 3.2: Ảnh hưởng của thời gian chiết tới hiệu suất và độ nhớt alginat...26
Hình 3.3: Sự thay đổi của hiệu suất chiết theo thời gian chiết...27
Hình 3.4: Sự thay đổi của độ nhớt dung dịch alginat theo thời gian...27
Bảng 3.3: Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ chiết tới hiệu suất và độ nhớt của alginat...28
Hình 3.5: Sự thay đổi của hiệu suất chiết theo nhiệt độ chiết...28
Bảng 3.4: Thể chất hạt gel tạo bởi alginat chiết được ở các nồng độ khác nhau ...30 Hình 3.7: Hạt gel calci alginat thu được ở nồng độ alginat 4%...31 Bảng 3.5: Số lượng tế bào nấm men cố định được của alginat chiết xuất...32 Bảng 3.6: Số lượng tế bào nấm men cố định được của alginat trên thị trường (nguồn gốc Trung Quốc) ...32 Bảng 3.7: So sánh số lượng tế bào gói được trong 1g hạt của alginat chiết xuất được và alginat trên thị trường...33 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT...34
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ
Trang ĐẶT VẤN ĐỀ...1 Chương I. TỔNG QUAN...2 Hình 1.1: Cấu hình của hai gốc monome trong phân tử acid alginic...5
Hình 1.2: Mô hình một số phân tử acid alginic...5
Hình 1.3: Mô hình hạt gel calci alginat...8
Hình 1.4: Liên kết của block G với ion calci...9
Hình 1.5: Sơ đồ hai quy trình tinh chế natri alginat...13
Chương II. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU...17
Bảng 2.1: Bố trí thí nghiệm thay đổi các điều kiện chiết alginat từ rong mơ. 20 Hình 2.1: Nhớt kế Ốt – oan ...21
Hình 2.2: Sơ đồ quá trình cố định tế bào...22
Chương III. KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM VÀ BÀN LUẬN...23
Bảng 3.1: Ảnh hưởng của nồng độ natri carbonat tới hiệu suất và độ nhớt alginat...24
Hình 3.1: Sự thay đổi hiệu suất chiết theo nồng độ natri carbonat...25
Hình 3.2: Sự thay đổi độ nhớt alginat thu được theo nồng độ natri carbonat. 25 Bảng 3.2: Ảnh hưởng của thời gian chiết tới hiệu suất và độ nhớt alginat...26
Hình 3.3: Sự thay đổi của hiệu suất chiết theo thời gian chiết...27
Hình 3.4: Sự thay đổi của độ nhớt dung dịch alginat theo thời gian...27
Bảng 3.3: Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ chiết tới hiệu suất và độ nhớt của alginat...28
Hình 3.5: Sự thay đổi của hiệu suất chiết theo nhiệt độ chiết...28
Hình 3.6: Sự thay đổi của độ nhớt dung dịch alginat theo nhiệt độ chiết...29
Bảng 3.4: Thể chất hạt gel tạo bởi alginat chiết được ở các nồng độ khác nhau ...30
Hình 3.7: Hạt gel calci alginat thu được ở nồng độ alginat 4%...31
Bảng 3.6: Số lượng tế bào nấm men cố định được của alginat trên thị trường (nguồn gốc Trung Quốc) ...32 Bảng 3.7: So sánh số lượng tế bào gói được trong 1g hạt của alginat chiết xuất được và alginat trên thị trường...33 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT...34