Đang tải... (xem toàn văn)
Alginate là một copolyme loại block có cấu tạo từ các gốc β- D- manuronat và α- L- guluronat bằng liên kết 1,4 glucosid. Phân tử alginate được tạo thành bởi liên kết của 3 loại khác nhau là polyguluronat, polymanuronat và xen kẽ có độ dài, ngắn, trình tự sắp xếp khác nhau.
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐÀ LẠT LÊ NHÃ UYÊN NGHIÊN CỨU TÁCH CHIẾT ALGINATE TỪ RONG NÂU ĐẠT TIÊU CHUẨN ỨNG DỤNG TRONG Y HỌC LUẬN VĂN THẠC SỸ SINH HỌC Chuyên ngành: Sinh học thực nghiệm Người hướng dẫn: PGS.TS LÊ VĂN HIỆP ĐÀ LẠT -2008 Lời cảm ơn Với lòng kính trọng và biết ơn chân thành, tôi xin gửi lời cảm ơn đến PGS.TS Lê Văn Hiệp Là người hướng dẫn khoa học đã định hướng nghiên cứu, là người Thầy đã hết lòng động viên, tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt thời gian học Cao học và hoàn thành luận văn này. Xin chân thành cảm ơn Quý Thầy Cô Trường Đại học Đà Lạt, đã tận tình dạy dỗ, truyền đạt kiến thức quý báu, hỗ trợ tôi từ khi tôi bắt đầu theo học cho tới hôm nay. Xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn đến TS. Vũ Ngọc Bội, TS Lê Văn Bé- người thầy đã tạo mọi điều kiện thuận lợi , giúp đỡ và động viên tôi trong thòi gian thực hiện đề tài. Và các bạn bè đồng nghiệp của tôi trong Bộ môn Công nghệ Sinh học- Trường Đại học Nha Trang- những người đã hỗ trợ, sát cánh và động viên tôi trong suốt quá trình học, giúp đỡ tôi tận tình để có thể hoàn t hành những thí nghiệm của luận văn này. Xin chân thành cảm ơn các bạn đồng nghiệp của Viện Công nghệ Sinh học và Khoa Chế biến đã hỗ trợ nhiệt tình, cho nhiều ý kiến bổ ích và giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này. Và tận đáy lòng, tôi muốn bày tỏ lòng tri ân sâu sắc đến gia đình, những người thân yêu đã luôn ủng hộ, luôn là điểm tựa để tôi thấy phải tự hoàn thiện mình. CÁC TỪ VIẾT TẮT 1. TPC: Total Plate count ( Tổng số vi khuẩn hiếu khí) 2. HL: Hàm lượng 3. TL: Trọng lượng 4. VIBRIO SPP:Vibrio spcice population 5. CFU/G: colony forming unit (đơn vị hình thành khuẩn lạc) 6. CSP: Centipoise( đơn vị đo độ nhớt) 7. SP: Sản phẩm 8. TB: Trung bình 9. TP:Thực phẩm 10. TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam 11. NM,N.MỐC: Nấm men, nấm mốc 12. SCFA: single chain fatty acid ( chuỗi đơn acid béo) 13.LV = low viscosity: alginate có độ nhớt thấp 14.HV = high viscosity. Alginate có độ nhớt cao 15. ASTM : American standard test methods ( phương pháp kiểm tra theo tiêu chuẩn của Mỹ) MỤC LỤC Trang MỞ ĐẦU 1 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3 1. Thành phần hóa học của rong 4 1.1. Nước 5 1.2 Protein 5 1.3 Glucid 6 1.4 Lipid 7 1.5 Vitamin 8 1.6 Khoáng chất 8 1.7 Sắc tố 8 2. Cấu trúc và tính chất hóa học của Alginate 9 2.1 Cấu trúc Alginate 10 2.2 Một số tính chất alginate 14 2.3 Các phương pháp tách chiết 16 3. Công dụng trong y học của alginate 20 CHƯƠNG II: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 30 1. Đối tượng nghiên cứu 30 1.1 Các loài rong nghiên cứu 30 1.2 Nguồn rong sử dụng tách chiết acid alginic 30 2. Phương pháp nghiên cứu 31 2.1 Phương pháp thu hoạch và bảo quản nguyên liệu 31 2.2 Nghiên cứu tách chiết alginate 31 3. Loc- Tinh chế- Tách chiết aginate 31 4. Rửa kết tủa 34 5. Chuyển về dạng acid alginic tinh chế 34 6. Làm khô alginate Natri 34 7. Sơ đồ thí nghiệm 34 8. Kiểm nghiệm các chỉ tiêu về hóa, lý, vi sinh… 36 CHƯƠNG III: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BÀN LUẬN 37 A. Kết quả 37 1. Kết quả phân tích 38 2. Đề xuất quy trình 59 B. Bàn luận 62 1. Về vi sinh 62 2. Về độ nhớt, màu sắc 64 3. Chỉ tiêu hóa học 67 4. Kim loại nặng 68 CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 70 1. Kết luận 70 2. Kiến nghị 72 TÀI LIỆU THAM KHẢO 73 PHỤ LỤC 85 DANH MỤC CÁC HÌNH VÀ ĐỒ THỊ STT Tên hình, đồ thị Số trang 1 Hình 1.1 9 2 Hình 1.2 9 3 Hình 1.3 10 4 Hình 1.4 11 5 Hình 1.5 11 6 Hình 1.6 12 7 Hình 1.7 12 8 Hình 1.8 13 9 Đồ thị 3.1 38 10 Đồ thị 3.2 39 11 Đồ thị 3.3 40 12 Đồ thị 3.4 41 13 Đồ thị 3.5 42 14 Đồ thị 3.6 43 15 Đồ thị 3.7 44 16 Đồ thị 3.8 45 17 Đồ thị 3.9 46 18 Đồ thị 3.10 47 19 Đồ thị 3.11 48 20 Đồ thị 3.12 49 21 Đồ thị 3.13 50 22 Đồ thị 3.14 51 23 Đồ thị 3.15 52 24 Đồ thị 3.16 53 25 Đồ thị 3.17 54 26 Đồ thị 3.18 55 27 Đồ thị 3.19 56 28 Đồ thị 3.20 57 29 Đồ thị 3.21 59 DANH MỤC CÁC BẢNG STT Tên bảng Số trang 1 Bảng 1.1 6 2 Bảng 1.2 7 3 Bảng 1.3 15 4 Bảng 1.4 25 5 Bảng 3.1 37 6 Bảng 3.2 38 7 Bảng 3.3 39 8 Bảng 3.4 40 9 Bảng 3.5 41 10 Bảng 3.6 42 11 Bảng 3.7 43 12 Bảng 3.8 44 13 Bảng 3.9 45 14 Bảng 3.10 46 15 Bảng 3.11 47 16 Bảng 3.12 48 17 Bảng 3.13 49 18 Bảng 3.14 50 19 Bảng 3.15 51 20 Bảng 3.16 52 21 Bảng 3.17 53 22 Bảng 3.18 54 23 Bảng 3.19 55 24 Bảng 3.20 56 25 Bảng 3.21 57 26 Bảng 3.22 59 MỞ ĐẦU Alginate là một copolyme loại block có cấu tạo từ các gốc β- D- manuronat và α- L- guluronat bằng liên kết 1,4 glucosid. Phân tử alginate được tạo thành bởi liên kết của 3 loại khác nhau là polyguluronat, polymanuronat và xen kẽ có độ dài, ngắn, trình tự sắp xếp khác nhau. Chính điều đó tạo nên tính chất đặc thù của alginate và làm cho nó được ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực khác nhau từ thực phẩm, mỹ phẩm, in vải, giấy… cho đến dược phẩm và các nghiên cứu nuôi cấy mô động vật có vú. Ngày càng có nhiều phát hiện mới về khả năng ứng dụng của alginate và khó hình dung được hết các ứng dụng của nó. Alginate chủ yếu được tách chiết từ rong nâu ( Phaeophyta) một ngành có phân bố rộng trên thế giới và cũng là ngành rong được tiêu thụ nhiều nhất với 2,5 triệu tấn trong năm 1988, chiếm 66,5% tổng sản lượng rong biển các loại. Sản lượng alginate trên toàn thế giới là khoảng 29000 tấn/ năm, tương ứng với khoảng 170000[26] tấn rong khô. Các loài rong được sư dụng phổ biến để sản xuất alginate thuộc các chi: Laminaria, Ascophyllum, Macr ocystis… riêng chi rong nâu Sargassum thuộc họ Sargassaceae, bộ Fucales được phân bố dọc bờ biển nước ta, chủ yếu ở các tỉnh miền Trung. Từ rất lâu, người ta đã biết sử dụng loại rong này làm phân bón, thuốc ngâm để uống, hay làm thức ăn gia súc. Từ thập niên 60, các nhà khoa học Việt Nam đã cố gắng tách chiết alginate và nghiên cứu một số ứng dụng của nó như hồ vải, in hoa, dùng trong y học…[6],[2],[1],[3].Các công trình này dựng nên tạo nền tảng ban đầu quan trọng cho việc nghiên cứu alginate từ rong nâu Việt Nam. Hiện nay, nước ta vẫn chưa có nghiên cứu hay công bố nào về alginate được tách chiết từ rong nâu đạt tiêu chuẩn để ứng dụng trong y học, hay trong các sản phẩm là thực phẩm chức năng tr ong khi tiềm năng về rong nâu ở nước ta không nghèo nàn. Ở nhiều nước trên thế giới người ta đã chế tạo thành công nhiều loại sản phẩm từ alginate tách chiết từ rong nâu để ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành nghề và lĩnh vực khác nhau, trong đó có nhiều ứng dụng ,trong y học như dùng làm chất điều trị phóng xạ, làm tăng hiệu quả chữa bệnh của penicillin vì khi có mặt alginate natri sẽ làm cho penicillin tồn tại lâu hơn trong máu, hay trong công nghệ bào chế thuốc alginate natri được sử dụng làm chất ổn định, nhũ tương hóa hay chất tạo đặc cho dung dịch, làm vỏ bọc thuốc, làm chất phụ gia chế biến các loại thức ăn kiêng. Trong đó, c ác nước đứng đầu về các lĩnh vực này là Ấn Độ, Trung Quốc, Nhật Bản…đã sử dụng làm thực phẩm chức năng hỗ trợ trong việc điều trị bệnh rất hiệu quả. Ở các nước chậm phát triển như Việt Nam hiện nay, người ta mới dần làm quen với thực phẩm chức năng, và đã có nhiều nơi sản xuất thành công các loại thực phẩm chức năng này như chế phẩm với tên gọi “ Chitosan” và “ Glucosamine” là những loại thực phẩm chức năng quen thuộc được Viện Vacxin Nha Trang sản xuất và hiện nay được dùng rất phổ biến để hỗ trợ điều trị các loại bệnh như thấp khớp, giảm béo phì… “ Fucoidan” cũng là một loại thực phẩm chức năng được sản xuất từ rong nâu của Viện Khoa học và Vật liệu Khánh Hòa có thể hỗ trợ điều trị và ngăn ngừa hiệu quả một số bệnh trong đó có tiểu đường, một căn bệnh mà hiện nay đang còn là một vấn đề nan giải. Những vấn đề về “ Thực phẩm chức năng” có nguồn gốc từ rong mà cụ thể là rong Nâu nêu trên đã đưa ra một hướng đi mới, điều tiên quyết là làm sao có được sản phẩm đạt các tiêu chuẩn để có thể ứng dụng trong y học và cũng là yêu cầu quan trọng đề tài này cần nghiên cứu . Với ý nghĩa nêu trên, chúng tôi tiến hành đề tài “ Nghiên cứu tách chiết alginate từ rong nâu đạt tiêu chuẩn ứng dụng trong y học ” Mục tiêu của đề tài này là: 1.Tách chiết alginate natri từ rong nâu đạt tiêu chuẩn ứng dụng trong y học. 2.Xác định một số yếu tố quan trọng và đề xuất quy trình tách chiết alginate. CHƯƠNG I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU Trong thành phần của rong nâu có chứa các yếu tố cần thiết cho cơ thể sống như: Nước, protein, glucid, lipid, Vitamin, khoáng tổng số, độ nhớt, và khả năng kháng khuẩn…[3],[4],[6],[8],[9]. Các nghiên cứu gần đây cho thấy rằng alginate có khả năng tăng cường sửa chữa các tổn thương màng nhầy trong hệ tiêu hóa in vivo và in vitro. Chuột đực Sprague Dawley cho ăn liều 8 mg alginate giàu M trước khi tổn thương ruột khi tiêm indomethacin (20 mg/ kg) và không điều trị cho tổn thương khoảng ½ mức độ vĩ mô (Del Buono et al., 2001 ).)Tổn thương này giảm bằng với các chuột được điều trị bằng 50 μ g/kg một tác nhân bảo vệ tế bào (cytoprotective agent) và nhân tố tăng sinh biểu bì (epidermal growth factor - EGF). Alginate giàu G không làm giảm tổn thương ở ruột. Alginate giàu M cũng gây nên sự tăng sinh tế bào (tương tự như EGF) ở các dòng tế bào ruột và thực quản trong khi alginate giàu G không có khả năng này (Dunne et al., 2002 ). Loại alginate được biến đổi thành dạng M- blocks (> 95%) không có khả năng tăng sinh tế bào. Do vậy, giả thuyết cho rằng loại alginate có khối M và G-block mới có khả năng chữa lành vết thương. Các loại băng gạc cầm máu có chứa alginate thường dung cho các tổn thương ở da. Tác dụng của chúng là cầm máu giúp lành vết thương ở vùng màng nhầy của miệng và ruột. Sự bám dính của các ion Ca trong alginate với Na trong huyết tương sẽ kích thích hoạt động của các tiểu cầu và đông m áu tại vùng bị tổn thương, do đó giúp cho việc cầm máu (Matthew et al., 1994 ). Ảnh hưởng này cũng giảm sự hình thành mô hạt trong quá trình làm lành vết thương (Ingram et al., 1998). Các nghiên cứu về sự lành vết thương ở màng nhầy miệng trên chó, các băng gạt có chứa alginate làm tăng đáng kể việc cầm máu đối với các vết thương sâu 2mm (Matthew et al., 1994 ). . thành bởi liên kết của 3 loại khác nhau là polyguluronat, polymanuronat và xen kẽ có độ dài, ngắn, trình tự sắp xếp khác nhau. Chính điều đó tạo nên tính. cùng một ngành rong nếu điều kiện sống khác nhau thì hàm lượng protein trong cùng giai đoạn sinh trưởng cũng khác nhau. Môi trường giàu đạm tạo điều kiện cho
