Luận Văn Nghiên cứu phương pháp tách chiết polymannuronic axít từ rong nâu ở tỉnh khánh hoà

Khóa luận tốt nghiệp
Đề tài: NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP TÁCH CHIẾT POLYMANNURONIC AXÍT TỪ RONG NÂU Ở TỈNH KHÁNH HOÀ


MỤC LỤC
Trang
ðẶT VẤN ðỀ . 1
CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN 9
1.1. PHÂN LOẠI VÀ ỨNG DỤNG RONG BIỂN TRÊN THẾ GIỚI 9
1.1.1. TÌNH HÌNH Sử DụNG RONG BIểN 9
1.1.2. PHÂN LOạI RONG BIểN. . 10
1.1.3. PHÂN Bố CủA 3NGÀNH RONG BIểN TRÊN THế GIớI : 12
1.1.4. SảN LƯợNG RONG BIểN TRÊN THế GIớI: . 13
1.1.5. RONG MƠ VIệT NAM: 14
1.2. XÁC ðỊNH POLYMANNURONIC AXÍT (MANNURONAN) 15
1.2.1.CấU TRÚC MANNURONAN . 15
1.2.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CứU Sự CÓ MặT CủA NANNURONAN . 16
1.2.2.1.Xác ñịnh thành phần mannuronic bằng phương pháp HPEAD: . 16
1.2.2.2. Phổ NMR của mannuronan. . 16
1.3. PHƯƠNG PHÁP CHIẾT TÁCH MANNURONAN TỪ RONG NÂU 18
1.3.1 PHƯƠNG PHÁP TÁCH CHIếT MANNURONAN THÔNG QUA TÁCH CHIếT ALGINATE . 18
I.3.1.1 Phương pháp chiết alginate. . 18
1.3.1.2 Thủy phân từng phần alginate thu mannuronan . 21
1.3.2 PHƯƠNG PHÁP TÁCH CHIẾT MANNURONANKHÔNG QUA TÁCH CHIẾT
ALGINATE. . 22
1.4. TÁC DỤNG SINH HỌC CỦA MANNURONAN . 24
CHƯƠNG 2: ðỐI TƯỢNG VÀ THỰC NGHIỆM . 25
2.1.ðỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU: 25
2.2. THỰC NGHIỆM: 26
2.2.1. TÁCH CHIẾTMANNURONAN: SƠ ðỒ NGHIÊN CỨU TỔNG QUÁT THỰC
NGHIỆM. . 26
2.2.1.1. Bố trí khảo sát nhiệt ñộ chiết ñể sản phẩmkhông chứa alginate: 27
2.2.1.2. Khảo sát thời gian chiết: . 28
4
2.2.1.3. Khảo sát nồng ñộ axít acetic ñể tách mannuronan ra khỏi dịch chiết nước
ban ñầu: 30
2.2.1.4. Khảo sát nồng ñộ ethanol ñể tách mannuronan ra khỏi dung dịch: 31
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 33
3.1: KHảO SÁT NHIệT ðộ CHIếT ðể SảN PHẩM KHÔNG CHứA ALGINATE . 33
3.2 KHảO SÁT THờI GIAN CHIếT: . 34
3.2 KHảO SÁT NồNG ðộ ETHANOL ðể TÁCH MANNURONAN RA KHỏI DUNG DịCH: . 35
3.3. KHảO SÁT NồNG ðộ AXÍT ACETIC ðể TÁCH MANNURONAN RA KHỏI DịCH CHIếT NƯớC
BAN ðầU . 35
3.5. ðỀ XUẤT QUY TRÌNH TÁCH CHIẾT POLYMANURONIC TỪ RONG NÂU . 38
KẾT LUẬN . 41
ðỀ XUẤT Ý KIẾN . 43
TÀI LIỆU THAM KHẢO 44
5
DANH MỤC BẢNG
Trang
Bảng 1.1: Thành phần hoá học (trên 100g rong) của một số loài rong trong 3
ngành chính 10
Bảng 1.2: Các dạng hydratcacbon trong 3 ngành rong biển 11
Bảng 1.3 ñộ dịch chuyển hóa học trong phổ CNMR của mannuronan 17
6
DANH MỤC HÌNH
Trang
Hình 1.1: phổ CNMR của mannuronan . 17
Hình 1.2 phổ HNMR và CNMR của alginate gồm khối G và khối M . 18
Hình 1.3 : Sơ ñồ chiết alginate từ rong nâu . . 20
Hình 1.4 : Sơ ñồ tách chiết mannuronan từ alginate 22
Hình 2.1: Sơ ñồ nghiên cứu tổng quát thực nghiệm. . 26
Hình 2.2: sơ ñồ khảo sát nhiệt ñộ chiết ñể sản phẩmkhông chứa alginate. 27
Cách tiến hành: . 27
Hình 2.3. Sơ ñồ khảo sát thời gian nấu chiết 28
Hình 2.4: Sơ ñồ khảo sát nồng ñộ axít acetic ñể tách mannuronan. 30
Hình 2.5: Khảo sát nồng ñộ ethanol ñể tách mannuronan ra khỏi dung dịch . 31
Hình 3.1: sơ ñồ quy trình chiết polymannuronic axittừ rong nâu . 38
7
ðẶT VẤN ðỀ
Việt Nam có hơn 3.000 km bờ biển với sự thay ñổi môi trường sinh thái
rất ña dạng, phong phú. Trong số các tài nguyên sinh vật biển của Việt Nam
thì nguồn rong biển, ñặc biệt là rong nâu có ý nghĩa rất quan trọng. Theo
thống kê chưa ñầy ñủ thì chỉ riêng chi Sargassumcủa ngành rong nâu ở nước
ta ñã có hơn 70 loài với sản lượng ước tính trên 10.000 tấn khô/năm .
Các hợp chất trong rong nâu có nhiều tính chất hóa lý, hoạt tính sinh
học quí như alginate, fucoidan, laminaran, mannitol, iod hữu cơ, các hợp chất
chuyển hóa thứ cấp , ñược sử dụng rất nhiều trong công nghiệp thực phẩm,
mỹ phẩm, dệt, nhuộm, in, thức ăn gia súc, dược liệu Ngoài những thành
phần ñó, rong nâu còn chứa một lượng tương ñối lớn polymannuronic axít
(mannuronan), thông thường ñể có ñược mannuronan, người ta phải tách chiết
alginate sau ñó thủy phân trong môi trường axít mạnh thành các khối
mannuronan (block M), guluronan (block G) và block MG. Tuy nhiên, trong
một vài nghiên cứu gần ñây các nhà khoa học ñã cho thấy mannuronan thực
tế là một thành phần riêng biệt có mặt trong rong nâu, có thể tách chiết khỏi
các polysacarit khác mà không cần phải thủy phân từalginic axít.
Mannuronan có hoạt tính sinh học rất quí ñó là có khả năng sử dụng ñể ñiều
trị bệnh ung thư. Khác với các polysacarit khác có hoạt tính kháng ung thư
trong rong nâu như fucoidan, alginate (heteropolysaccharide), laminaran (có tỉ
lệ liên kết 1→3 và 1→6 biến ñổi tùy theo loài rong), mannuronan có cấu trúc
rõ ràng, thành phần ñơn phân tử chỉ có mannuronic axít, các ñơn phân tử liên
kết với nhau theo mạch thẳng. ðó chính là ñặc ñiểm cần thiết ñể ổn ñịnh hoạt
lực và là ñiều kiện kiên quyết ñể sử dụng làm thuốctrong y học. ðẩy mạnh
nghiên cứu thành phần hoá học và hoạt tính sinh họccủa các loài rong biển
Việt Nam, trong ñó có rong nâu, tìm ra các công nghệ sử dụng, khai thác có
hiệu quả chúng là hoàn toàn phù hợp với chiến lược phát triển kinh tế của
8
ðảng và Chính phủ. ðây là vấn ñề có ý nghĩa khoa học, thực tiễn và kinh tế
xã hội rất cao, phù hợp với xu hướng phát triển củañất nước.
Từ những lý do nêu trên, ñể hoàn chỉnh thêm những nghiên cứu về rong
nâu, nhằm khai thác nguồn tài nguyên biển dồi dào và ñể tạo ra những chế
phẩm phục vụ chăm sóc sức khoẻ cộng ñồng chúng tôi ñặt vấn ñề thực hiện
ñề tài:
“ Tách chiết polymannuronic axít từ rong nâu ở tỉnh Khánh Hoà sử
dụng làm thực phẩm chức năng hỗ trợ ñiều trị bệnh ung thư”
Với nhiệm vụ của luận án là:
- Nghiên cứu các phương pháp tách chiết polymannuronic axít
ñã ñược công bố, từ ñó rút ra phương pháp chiết
polymannuronic axít, phù hợp với ñiều kiện sử dụng làm thực
phẩm chức năng.
- Tách chiết polymannuronic axít từ rong nâu ñộc lập với tách
chiết alginic axít.
- Xác ñịnh sự có mặt và hàm lượng của polymannuronic axít
trong sản phẩm.
- Phân tích các chỉ tiêu hóa, lý, sinh và tìm tài liệu ñã công bố
polymannuronic axít có khả năng ñiều trị bệnh ung thư ñể
chứng minh sản phẩm ñủ ñiều kiện làm thực phẩm chứcnăng.
9
CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN
1.1. PHÂN LOẠI VÀ ỨNG DỤNG RONG BIỂN TRÊN THẾ GIỚI
1.1.1. Tình hình sử dụng rong biển.
Rong biển ñã ñược sử dụng từ rất sớm, khoảng 2700 năm trước công
nguyên ở Trung quốc, 600 năm trước công nguyên, rong biển ñã ñược chế
biến thành một món ăn quí dành cho vua chúa. Thuốc “trường sinh bất tử”
ñược vị hoàng ñế ñầu tiên của Trung Hoa là Tần ThuỷHoàng sử dụng vào
năm 200 trước công nguyên ñã ñược khoa học hiện ñạichứng minh ñó chính
là hợp phần của rong nâu sau hơn 2000 năm. Trong mười năm gần ñây, chính
quyền Trung Quốc ñã chi phí ñến 12 triệu USD ñể phát triển một loại thuốc
trị AIDS từ rong nâu với tên thương phẩm là FUCOIDAN-GLYCOCALYX
(F-GC). Loại thuốc tự nhiên này có khả năng diệt virus HIV, tăng sức chịu
ñựng của phân tử miễn dịch. Ngày 01 tháng 01 năm 2003 loại thuốc này ñã
ñược chính phủ Trung Quốc cấp phép cho sản xuất và ñưa vào sử dụng.
Tại Nhật rong nâu ñã ñược sử dụng làm thức ăn từ thế kỷ thứ V. Cuối
năm 2001 cơ quan quản lý thực phẩm và dược phẩm củaMỹ ñã xem xét và
xác nhận các sản phẩm thực phẩm chức năng ở Nhật ñược bổ sung thêm
thành phần fucoidan có tác dụng tăng cường hệ miễn dịch, giảm cholesterol,
giảm mỡ máu, các sản phẩm này ñã trở thành thực phẩm hỗ trợ trị bệnh nan y
phổ biến của nước Nhật .
Rong biển ñã ñược dùng làm thực phẩm trên toàn thế giới rất quen
thuộc với chúng ta (rong ñỏ: agar, carrageenan, rong nâu: alginat), chúng
cũng là nguồn bổ sung dưỡng chất (protein, vitamin,khoáng vi lượng) cho
thức ăn nuôi tôm, thức ăn gia súc, ñược dùng trong công nghiệp dệt, nhuộm,
mực in, sơn, hàn ñiện, lọc và hấp phụ các hợp chất,công nghiệp giấy, trong
kỹ thuật nuôi cấy vi sinh, ñiện di. Sản phẩm từ rong biển còn là nguyên liệu
không thể thiếu cũng như trong công nghiệp nước giải khát và ñồ hộp, socola,
10
mỹ phẩm cao cấp (carrageenan). Ngoài ra rong biển còn dùng làm chất kích
thích sinh trưởng với chất oligo alginat, laminaran(rong nâu) cùng các hợp
chất như auxin, gibberelin, cytokinin, thường có trong hầu hết các ngành
rong. Rong biển còn ñược sử dụng chữa trị ung thư theo các bài thuốc gia
truyền dưới dạng dùng kết hợp với các thuốc khác vàpolyphenol trong rong
nâu cũng ñược dùng làm trà chống lão hoá. ðặc biệt trong thời gian gần ñây
ñã có sáng chế ñăng ký tại Mỹ về nghiên cứu rong biển ñể sản xuất nhiên liệu
sinh học (biodiesel).
1.1.2. Phân loại rong biển.
Hiện nay, rong biển ñược phân thành 3 ngành chính :
1. Ngành rong ðỏ (Rhodophyta)
2. Ngành rong Nâu (Phaeophyta)
3. Ngành rong Lục (Chlorophyta)
Thành phần hoá học của rong biển chủ yếu là nước, các dạng polysacarit
của 3 ngành rong ñược ñưa trong bảng 1.2, thành phần các polysacarit trong
các loài rong ñược thể hiện trong bảng 1.1
Bảng 1.1: Thành phần hoá học (trên 100g rong) của một số loài rong trong 3
ngành chính


TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Trần Thị Luyến, ðỗ Minh Phụng, Nguyễn Anh Tuấn, Ngô ðăng Nghĩa,
(2001), chế biến rong biển, nhà xuất bản nông nghiệp.
2. Nguyễn Duy Nhất, Bùi Minh Lý (năm), Nghiên cứu thành phần hoá học và
hoạt tính sinh học của polysacarit từ một số loài rong nâu ở tỉnh Khánh Hoà,
ñề tài khoa học, viện nghiên cứu và ứng dụng công nghệ Nha Trang.
3. T.N. Zvyagintseva (2005), “Journal of Experimental Marine Biology and
Ecology”.
4. Riki Shiroma (2007), ”The Japanese society of applied glycoscience”.
5. Marit Otterlei (1993), “Infection and immunity”.
6.Goril Berntzen (1999), “Clinical and diagnostic laboratory immunology “.
7.Hilde Kristin Hoidal (1999), “The journal of biological chemistry”.