Tiến Sĩ Nghiên cứu sử dụng kết hợp enzyme trong chiết tách và làm giàu một số sản phẩm nguồn gốc thiên nhiên

LỜI CẢM ƠN

Đầu tiên, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc nhất tới PGS. TS. Lê
Mai Hương và PGS. TS. Nguyễn Quyết Chiến, những người thầy bằng cả tâm huyết
của mình đã hướng dẫn tôi về khoa học, gợi mở cho tôi các ý tưởng nghiên cứu và chia
sẻ nhiều vấn đề của cuộc sống trong suốt thời gian tôi nghiên cứu luận án.
Tôi xin gửi lời cảm ơn tới GS. TS. Phạm Quốc Long - Viện trưởng Viện Hóa
học các Hợp chất thiên nhiên, cùng ban lãnh đạo Viện, bộ phận đào tạo của Viện Hóa
học các Hợp chất thiên nhiên đã tạo điều kiện rất nhiều cho tôi hoàn thành luận án
của mình
Tôi xin gửi lời cảm ơn tới các thầy, các anh chị phụ trách của Học Viện Khoa
học Công nghệ, đã tạo mọi điều kiện cho tôi hoàn thành luận án của mình.
Tôi xin gửi lời cảm ơn tới các anh chị em đồng nghiệp Trung tâm Nghiên cứu
và Phát triển các SPTN đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong quá trình hoàn thành công
trình nghiên cứu này.
Tôi cảm ơn đề tài “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ sinh học tạo chế phẩm
acid béo đa nối đôi (n3 - PUFA) từ nguyên liệu tự nhiên bổ sung vào thức ăn ương
nuôi một số đối tượng cá biển chủ lực” và “Nghiên cứu thành phần hóa học, điều tra
và đánh giá chất lượng tinh dầu trầm hiện đang được sản xuất ở Việt Nam”, mã số
VAST 04; đã tài trợ kinh phí.
Tôi xin gửi lời tri ân của mình tới gia đình, bạn bè, những người thân luôn
động viên để tôi có động lực trong công việc và hoàn thành công trình nghiên cứu
khoa học này.
Xin chân thành cảm ơn!

Tác giả


Hoàng Thị Bích
iii
MỤC LỤC

Trang
Lời cam đoan . i
Lời cảm ơn . ii
Mục lục iii
Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt vii
Danh mục bảng . ix
Danh mục hình vẽ . x
MỞ ĐẦU 1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3
1.1. Tổng quan về ứng dụng công nghệ enzyme - giải pháp “Hóa học xanh”
trong chiết xuất và làm giàu các sản phẩm có nguồn gốc thiên nhiên . 3
1.1.1. “Hóa học xanh” trong chiết xuất và làm giàu các sản phẩm có nguồn
gốc thiên nhiên . 3
1.1.2. Cơ sở ứng dụng enzyme hỗ trợ chiết xuất các sản phẩm có nguồn
gốc thiên nhiên . 4
1.1.3. Một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy phân bởi enzyme . 7
1.1.4. Lợi ích và khó khăn khi ứng dụng công nghệ EAE . 9
1.2. Các enzyme sử dụng trong công nghệ enzyme hỗ trợ chưng cất (EAD) và
enzyme hỗ trợ chiết xuất (EAE) . 10
1.2.1. Các enzyme phân giải cấu trúc thành tế bào nguyên liệu
lignocellulose . 10
1.2.2. Enzyme protease phân giải cấu trúc nguyên liệu giàu protein . 16
1.2.3. Enzyme lipase thủy phân lipid thành axit béo tự do 19
1.3. Tình hình nghiên cứu ứng dụng công nghệ enzyme trong chiết xuất và
làm giàu các hợp chất thiên nhiên trong và ngoài nước . 22
1.3.1. Các nghiên cứu trên thế giới 22
1.3.2. Các nghiên cứu trong nước 26
1.4. Tổng quan về quế Cinnamomum cassia 27 iv
1.4.1. Giới thiệu về Quế C.cassia . 27
1.4.2. Những nghiên cứu về thành phần hóa học C. cassia . 29
1.4.3. Những nghiên cứu về hoạt tính sinh học C. cassia 31
1.4.4. Các phương pháp chiết xuất tinh dầu quế 33
1.5. Tổng quan về cá ngừ 35
1.5.1. Sản lượng và giá trị dinh dưỡng của phụ phẩm cá ngừ 35
1.5.2. Dầu cá và các axit béo không no đa nối đôi n-3 PUFA . 37
1.5.3. Các phương pháp chiết xuất lipid và làm giàu các axit béo không
no 39
CHƯƠNG 2. NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU . 41
2.1. Nguyên liệu 42
2.1.1. Mẫu nguyên liệu . 42
2.1.2. Enzyme sử dụng trong nghiên cứu . 43
2.1.3. Bộ chủng vi sinh vật kiểm định 44
2.1.4. Dòng tế bào 45
2.2. Hóa chất, thiết bị 45
2.2.1. Hóa chất 45
2.2.2. Thiết bị . 46
2.3. Phương pháp nghiên cứu 46
2.3.1. Các phương pháp phân tích hóa sinh . 46
2.3.2. Các phương pháp phân tích thành phần hóa học . 46
2.3.3. Các phương pháp xác định hoạt độ enzyme 47
2.3.4. Các phương pháp thủy phân . 49
2.3.5. Các phương pháp xác định sản phẩm thủy phân 50
2.3.6. Phương pháp làm giàu các axit béo bằng kết tinh ure . 52
2.3.7. Các phương pháp nghiên cứu điều kiện tối ưu 52
2.3.8. Các phương pháp xác định hoạt tính sinh học . 53
CHƯƠNG 3. THỰC NGHIỆM . 54
3.1. Nghiên cứu ứng dụng enzyme kết hợp trong chưng cất tinh dầu từ các bộ
phận khác nhau của cây quế Cinnamomum cassia 54 v
3.1.1. Nghiên cứu phân tích thành phần chất nền và tinh dầu của mẫu cành
lá và mẫu vỏ quế C. cassia . 55
3.1.2. Nghiên cứu tác động của việc xử lý nguyên liệu với enzyme lên quá
trình chưng cất tinh dầu 55
3.1.3. Nghiên cứu tìm điều kiện tối ưu cho quá trình ứng dụng hệ enzyme
kết hợp Laccase-Htec2 58
3.2. Nghiên cứu thăm dò ứng dụng hệ enzyme kết hợp Laccase-Htec2 trong
chưng cất tinh dầu trầm hương từ gỗ cây gió bầu Aquilaria crassna 60
3.2.1. Nghiên cứu phân tích thành phần chất nền của bột gỗ gió bầu A.
crassna . 60
3.2.2. Nghiên cứu thăm dò tác động của việc xử lý enzyme Laccase- Htec2
lên quá trình chưng cất tinh dầu từ bột gỗ gió bầu A. crassna 60
3.3. Nghiên cứu ứng dụng enzyme kết hợp trong chiết xuất lipid và làm giàu
các axit béo n-3 PUFA từ đầu cá ngừ vây vàng Thunnus albarcares . 61
3.3.1. Nghiên cứu thành phần chất nền và lipid tổng của một số loại đầu
cá ngừ của Việt Nam 62
3.3.2. Nghiên cứu ứng dụng enzyme protease trong chiết xuất lipid từ đầu
cá ngừ vây vàng T. albarcares . 62
3.3.3. Nghiên cứu ứng dụng enzyme lipase kết hợp ure trong quá trình
làm giàu các axit béo n-3 PUFA của dầu đầu cá ngừ vây vàng T.
albacares 64
CHƯƠNG 4. KÊT QUẢ VÀ THẢO LUẬN . 66
4.1. Kết quả nghiên cứu ứng dụng enzyme kết hợp trong chưng cất tinh dầu
từ các bộ phận khác nhau của cây quế Cinnamomum cassia . 66
4.1.1. Kết quả phân tích các chất nền và tinh dầu của cành lá và vỏ quế C.
cassia 66
4.1.2. Tác động của việc xử lý nguyên liệu với enzyme lên quá trình chưng
cất tinh dầu từ cành lá quế C. cassia 71
4.1.3. Tác động của việc xử lý nguyên liệu với enzyme lên quá trình chưng
cất tinh dầu từ vỏ quế C. cassia . 85 vi
4.1.4. Kết quả tìm điều kiện tối ưu cho quá trình ứng dụng hệ enzyme kết
hợp Laccase-Htec2 trong chưng cất tinh dầu từ cành lá và vỏ quế . 95
4.2. Kết quả thăm dò ứng dụng hệ enzyme kết hợp Laccase-Htec2 trong chưng
cất tinh dầu trầm hương từ gỗ cây gió bầu Aquilaria crassna . 106
4.2.1. Kết quả phân tích thành phần chất nền của bột gỗ gió bầu A.
crassna 106
4.2.2. Kết quả thăm dò tác động hệ enzyme Laccase - Htec2 lên hàm lượng
và thành phần tinh dầu trầm hương từ gỗ cây gió bầu A.
crassna . 107
4.3. Kết quả nghiên cứu ứng dụng enzyme kết hợp trong chiết xuất lipid và làm
giàu các axit béo n-3 PUFA từ đầu cá ngừ vây vàng Thunnus
albarcares . 111
4.3.1. Kết quả nghiên cứu các chất nền và thành phần axit béo của một số
loại đầu cá ngừ của Việt Nam 111
4.3.2. Kết quả nghiên cứu ứng dụng enzyme trong chiết xuất lipid từ đầu
cá ngừ vây vàng T. albarcares . 115
4.3.3. Kết quả nghiên cứu ứng dụng enzyme lipase CRL trong quá trình
làm giàu các axit béo n-3 PUFA của dầu đầu cá ngừ vây vàng T.
albacares bằng phương pháp ure . 118
4.3.4. Đề xuất qui trình công nghệ ứng dụng enzyme kết hợp trong chiết
xuất lipid và làm giàu n-3 PUFA từ đầu cá ngừ vây vàng T.
albacares 126
KẾT LUẬN 130
KIẾN NGHỊ . 132
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ LIÊN
QUAN ĐẾN LUẬN ÁN 133
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO . 134
PHỤ LỤC
vii
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

Ký hiệu Tiếng Anh Tiếng Việt
ALA : Alpha linolenic acid Axit Alpha linolenic
CMC : Carboxymethylcellulose Carboxymethylcellulose
DHA : Docosahexaenoic acid Axit Docosahexaenoic
DMSO : Dimethyl Sulphoxide Dimethyl Sulphoxide
DNS : 3,5-dinitrosalicylic acid 3,5-dinitrosalicylic acid
DPA : Docosapentaenoic acid Axit Docosapentaenoic
DPPH : Diphenylpicrylhydrazyl Diphenylpicrylhydrazyl
EAD : Enzyme assisted distillation Chưng cất có enzyme hỗ trợ
EAE : Enzyme assisted extraction Chiết xuất có enzyme hỗ trợ
EAMD : Enzyme assisted microway extraction Chiết xuất có enzyme kết hợp vi
sóng
EDTA : Ethylene Diamine Triacetic Acid Ethylene Diamine Triacetic Acid
EPA : Eicosapentaenoic acid Axit Eicosapentaenoic
FAO : Food and Agriculture Organization of
the United Nations
Tổ chức Lương nông Thế giới
FPH : Fish protein hydrolysate Protein thủy phân từ cá
GC : Gas chromatography Sắc ký khí
GC-MS : Gas chromatography mass spectrometry Sắc ký kết hợp khối phổ
HD : Hydrodistillation Chưng cất lôi cuốn hơi nước
Hep-G2 : Human hepatocellular carcinoma Dòng tế bào ung thư gan
HPLC : High Performanc/e liquid
chromatography
Sắc ký lỏng hiệu năng cao
Htec2 : Cellic HTec2 Enzyme Enzym Cellic HTec2
IC 50 : Inhibitory concentration at 50% Nồng độ ức chế 50%
KPH : Không phát hiện
Laccase : Laccase enzyme Enzym laccase viii
LD 100 : Lethal Dose at 100% Liều lượng gây chết cho 100% số
động vật thử nghiệm
LU : Human lung adenocarcinoma Dòng tế bào ung thư phổi
MCF-7 : Michigan Cancer Foundation 7 Dòng tế bào ung thư vú
MIC : Minimum Inhibitory Concentration Nồng độ ức chế tối thiểu
MTT 3-(4,5-Dimethylthiazol-2-yl)-2,5-
Diphenyltetrazolium Bromide
(3-(4,5-Dimethylthiazol-2-yl)-2,5-
Diphenyltetrazolium Bromide
MUFA : Monounsaturated fatty acid Axit béo không no 1 nối đôi
NO : Nitric oxid Nitơ mônôxit
PUFA : Polyunsaturated fatty acid Axit béo không no đa nối đôi
RD : Human rhabdomyosarcoma Dòng tế bào ung thư mô liên kết
SCFE : Supercritical fluid extraction Chiết Siêu tới hạn
SE : Solvent extraction Chiết xuất bằng dung môi
SFA : Saturated fatty acid Axit béo no
TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam
TLC : Thin layer chromatography Sắc ký lớp mỏng
TT : Thứ tự
TS : Transition state Trạng thái chuyển
USD : United States dollar Đô la Mỹ
USDA : United States Department of
Agriculture
Bộ Nông nghiệp Hoa kỳ
VSV : Vi sinh vật

ix
DANH MỤC BẢNG

Trang
Bảng 1.1. Thành phần lignocellulose trong một số loại sinh khối .11
Bảng 1.2. Tỉ lệ các thành phần của cá ngừ .36
Bảng 3.1. Một số thông số thủy phân nguyên liệu cành lá quế và vỏ quế 56
Bảng 3.2. Một số thông số của quá trình thủy phân bởi enzyme protease 62
Bảng 4.1. Kết quả phân tích chất nền của nguyên liệu .66
Bảng 4.2. Kết quả phân tích thành phần hóa học của tinh dầu .67
Bảng 4.3. Kết quả khảo sát tác động của việc xử lý nguyên liệu với enzyme lên mức
độ thủy phân các chất nền và hiệu suất chưng cất tinh dầu từ cành lá quế 72
Bảng 4.4. Hàm lượng tinh dầu thu nhận theo thời gian chưng cất mẫu cành lá quế có
và không có enzyme hỗ trợ .73
Bảng 4.5. Kết quả phân tích GC-MS các thành phần hóa học của tinh dầu thu được
từ cành lá quế có và không có xử lý với enzyme 79
Bảng 4.6a. Kết quả thử hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định .81
Bảng 4.6b. Kết quả thử hoạt tính gây độc tế bào trên 03 dòng tế bào ung thư .82
Bảng 4.6c. Kết quả thử khả năng ức chế sự sinh NO trên tế bào RAW 264.7 .83
Bảng 4.6d. Kết quả thử hoạt tính chống oxy hóa trên hệ DPPH .84
Bảng 4.7. Kết quả khảo sát tác động của việc xử lý nguyên liệu với enzyme lên mức
độ thủy phân thành tế bào và hiệu suất chưng cất tinh dầu từ vỏ quế 85
Bảng 4.8. Hàm lượng tinh dầu theo thời gian chưng cất mẫu vỏ quế có và không có
enzyme hỗ trợ .87
Bảng 4.9. Kết quả phân tích GC-MS các thành phần hóa học của tinh dầu thu được
từ vỏ quế có và không có xử lý với enzyme .93
Bảng 4.10a. Giá trị ở các mức của các yếu tố ảnh hưởng .100
Bảng 4.10b. Ma trận kế hoạch hóa và kết quả thực nghiệm .101
Bảng 4.11a. Kết quả phân tích thành phần bột gỗ gió bầu A. crassna .107
Bảng 4.11b. Kết quả phân tích thành phần hóa học của tinh dầu trầm hương thu được
từ gỗ cây gió bầu A. crassna bằng 2 phương pháp khác nhau .107
Bảng 4.12. Thành phần các chất nền của một số loại đầu cá ngừ của Việt Nam .111 x
Bảng 4.13. Thành phần axit béo trong các mẫu lipid thu được từ đầu một số loài cá
ngừ của Việt Nam 113
Bảng 4.14. Sản phẩm của quá trình chiết xuất lipid 115
Bảng 4.15. Thành phần axit béo của các lipid chiết xuất từ đầu cá ngừ vây vàng
T. albacare bằng các phương pháp khác nhau 116
Bảng 4.16a. Ảnh hưởng của pH đến quá trình thủy phân lipid thành axit béo tự do
của lipase CRL 119
Bảng 4.16b. So sánh giá trị thực nghiệm và tính toán ảnh hưởng của yếu tố pH 120
Bảng 4.17a. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình thủy phân lipid thành axit béo tự
do của lipase CRL 120
Bảng 4.17b. So sánh giá trị thực nghiệm và tính toán ảnh hưởng của yếu tố nhiệt
độ .121
Bảng 4.18a. Ảnh hưởng tỷ lệ enzyme/cơ chất đến quá trình thủy phân lipid thành
axit béo tự do của lipase CRL .121
Bảng 4.18b. So sánh giá trị thực nghiệm và tính toán ảnh hưởng tỷ lệ enzyme/cơ chất
.122
Bảng 4.19a. Ảnh hưởng thời gian thủy phân đến quá trình thủy phân lipid thành axit
béo tự do của enzyme lipase 122
Bảng 4.19b. So sánh giá trị thực nghiệm và tính toán ảnh hưởng của thời gian thủy phân
.122
Bảng 4.20. Thành phần axit béo trước và sau khi làm giàu n-3 PUFA .124
Bảng 4.21a. Các chỉ tiêu hóa lý của sản phẩm axit béo giàu n-3 PUFA 129
Bảng 4.21b. Các thành phần axit amin tự do của sản phẩm bột đạm hòa tan giàu axit
amin 129

xi
DANH MỤC HÌNH VẼ
Trang
Hình 1.1. So sánh năng lượng của phản ứng có và không có xúc tác nhờ
enzyme 5
Hình 1.2. Chiết xuất các hoạt chất liên kết với mạng lưới lignocellulose 6
Hình 1.3. Công nghệ enzyme kết hợp dung môi sinh học chiết xuất các hợp
chất thiên nhiên . 7
Hình 1.4a. Các đơn vị cơ bản của lignin . 11
Hình 1.4b. Cấu trúc của lignin 12
Hình 1.5a. Công thức hóa học của cellulose 13
Hình 1.5b. Cơ chế phân giải cellulose của hệ enzyme cellulase . 14
Hình 1.6a. Cấu trúc polymer xylan 15
Hình 1.6b. Enzyme xylanolytic liên quan đến quá trình phân giải xylan . 15
Hình 1.7. Phản ứng thủy phân protein của enzyme protease 17
Hình 1.8. Phân tử lipid và các vị trí thủy phân của enyme lipase . 20
Hình 1.9a. Cành lá và hoa C. cassia . 27
Hình 1.9b. Cây C. cassia . 27
Hình 1.10a. Một số polyphenol trong quế Cinnamomum . 29
Hình 1.10b. Một số thành phần chính và phụ trong tinh dầu C. cassia 30
Hình 1.11. Sơ đồ chưng cất tinh dầu quế có nồi hơi riêng 34
Hình 1.12. Cấu trúc của một số acid béo nhóm n-3 PUFA 38
Hình 2.1. Mẫu cành lá quế Cinnamomum cassia 42
Hình 2.2. Mẫu vỏ quế Cinnamomum cassia . 42
Hình 2.3. Mẫu bột gỗ cây gió bầu Aquilaria crassna . 42
Hình 2.4. Mẫu đầu cá ngừ vây vàng Thunnus albacares 43
Hình 2.5. Đồ thị đường chuẩn Glucose theo phương pháp DNS 51
Hình 2.6. Đồ thị đường chuẩn protein 51
Hình 3.1. Qui trình nghiên cứu ứng dụng enzyme trong chiết xuất tinh dầu 54
Hình 3.2. Quy trình nghiên cứu ứng dụng enzyme trong chiết xuất lipid và
làm giàu n-3 PUFA từ đầu cá ngừ 61 xii
Hình 3.3. Ba pha sản phẩm sau ly tâm 63
Hình 4.1a. Một số thành phần thuộc nhóm phenylpropanoid . 69
Hinh 4.1b. Một số thành phần thuộc nhóm sesquiterpenoid . 70
Hình 4.2. Đồ thị biểu diễn mối tương quan giữa mức độ thủy phân các chất
nền và hiệu suất chưng cất tinh dầu từ cành lá quế 72
Hình 4.3. Đồ thị biểu diễn hàm lượng tinh dầu theo thời gian chưng cất mẫu
cành lá quế có và không có enzyme hỗ trợ . 74
Hình 4.4a. Sắc ký đồ của tinh dầu cành lá quế chưng cất theo cách thông
thường, nguyên liệu không qua xử lý enzyme 75
Hình 4.4b. Sắc ký đồ tinh dầu cành lá quế, nguyên liệu qua xử lý với enzyme
Laccase EAD 76
Hình 4.4c. Sắc ký đồ tinh dầu cành lá quế, nguyên liệu qua xử lý với enzyme
Htec2 EAD . 77
Hình 4.4d. Sắc ký đồ tinh dầu cành lá quế, nguyên liệu qua xử lý với hệ
enzyme Laccase-Htec2 . 78
Hình 4.5. Đồ thị biểu diễn mối tương quan giữa mức độ thủy phân thành tế
bào và tỷ lệ gia tăng tinh dầu vỏ quế 86
Hình 4.6. Đồ thị biểu diễn hàm lượng tinh dầu theo thời gian chưng cất mẫu
vỏ quế có và không có enzyme hỗ trợ 87
Hình 4.7a. Sắc ký đồ tinh dầu vỏ quế, nguyên liệu không xử lý enzyme . 89
Hình 4.7b. Sắc ký đồ tinh dầu cành lá quế, nguyên liệu qua xử lý với hệ
enzyme Laccase- EAD . 90
Hình 4.7c. Sắc ký đồ tinh dầu vỏ quế, nguyên liệu qua xử lý với hệ enzyme
Htec2-EAD . 91
Hình 4.7d. Sắc ký đồ tinh dầu vỏ quế, nguyên liệu qua xử lý với hệ enzyme
Laccase - Htec2- EAD 92
Hình 4.8a. Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của của pH lên hàm lượng đường
khử 96
Hình 4.8b. Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của của nhiệt độ lên hàm lượng
đường khử . 97 xiii
Hình 4.8c. Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của tỷ lệ Laccase/cơ chất lên hàm
lượng đường khử . 97
Hình 4.8d. Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của tỷ lệ Htec2/cơ chất lên hàm
lượng đường khử . 98
Hình 4.8e. Bảng và đồ thị biểu diễn ảnh hưởng thời gian lên hàm lượng
đường khử . 99
Hình 4.9a. Mặt đáp ứng vùng tối ưu của cặp yếu tố x1x2 104
Hình 4.9b. Mặt đáp ứng vùng tối ưu của cặp yếu tố x2x4 104
Hình 4.9c. Mặt đáp ứng vùng tối ưu của cặp yếu tố x3x5 104
Hình 4.10. Sơ đồ quy trình công nghệ ứng dụng hệ enzyme kết hợp Laccase-
Htec trong chưng cất tinh dầu từ cành lá quế C. cassia 105
Hình 4.11. Một số thành phần đặc trưng của tinh dầu trầm hương 110
Hình 4.12. Tinh thể ure kết hợp với axit béo bão hòa . 123
Hình 4.13. Sắc ký đồ các axit béo sau khi làm giàu . 124
Hình 4.14. Sơ đồ quy trình công nghệ ứng dụng enzyme kết hợp trong chiết
xuất lipid và làm làm giàu n-3 PUFA từ đầu cá ngừ vây vàng. 126 1

MỞ ĐẦU

Ô nhiễm môi trường cũng như sức khỏe người tiêu dùng đã dẫn đến nhu cầu
cấp thiết là tìm ra các phương pháp thu nhận các sản phẩm có nguồn gốc thiên nhiên
theo hướng “Xanh” nhằm tăng năng suất, giảm thời gian, tận dụng hiệu quả nguồn
nguyên liệu và giảm ô nhiễm môi trường. Rất nhiều các nỗ lực nghiên cứu để cải
thiện năng suất cũng như chất lượng các hoạt chất, trong đó ứng dụng công nghệ
enzyme hỗ trợ quá trình chiết xuất các hợp chất thiên nhiên đang phát triển mạnh mẽ
trong vài chục năm trở lại đây và bước đầu đưa ra tính khả thi trong công nghiệp. Đây
được coi là một trong những giải pháp “Xanh” trong chiết xuất các HCTN do giảm
lượng dung môi, sử dụng các dung môi thay thế, tạo ra các sản phẩm sạch “organic”
và phế liệu của quá trình cũng ở dạng dễ phân hủy, giảm nguy cơ gây ô nhiễm môi
trường.
Nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa ẩm cộng với đường bờ biển trải dài
qua nhiều vĩ tuyến khác nhau nên nguồn tài nguyên thiên nhiên của Việt Nam vô
cùng phong phú với hệ thực vật đặc trưng và nguồn sinh vật biển đa dạng. Trong đó
phải kể đến cây Quế (nguồn dược liệu) và cá ngừ (nguồn lợi thủy sản) là những mặt
hàng có giá trị kinh tế, giá trị sử dụng và giá trị xuất khẩu đầy tiềm năng. Sản phẩm
dầu từ quế và cá ngừ ngày càng được chú trọng bởi chúng có giá trị cao. Tinh dầu
quế là mặt hàng xuất khẩu chiến lược, dầu cá ngừ chứa hàm lượng lớn các acid béo
không no đa nối đôi PUFAs (polyunsaturated fatty acids), đặc biệt là nhóm axit béo
không no đa nối đôi thiết yếu omega 3 như DHA và EPA có vai trò quan trọng trong
các lĩnh vực y, dược và công nghiệp thực phẩm. Tuy nhiên trong công nghiệp, quá
trình sản xuất hai loại dầu này vẫn sử dụng các phương pháp truyền thống (cất cuốn
hơi nước, ép nhiệt) chưa phát huy được hết hiệu quả chiết xuất, gây lãng phí nguồn
nguyên liệu.
Ngày nay, những tiến bộ trong công nghệ sinh học, công nghệ enzyme có khả
năng sản xuất một lượng lớn enzyme có hoạt lực cao, phổ cơ chất rộng . thì công
nghệ “XANH” ứng dụng enzyme hỗ trợ quá trình chiết xuất các hợp chất thiên nhiên
(enzyme assisted extraction- EAE) nhằm tăng hiệu suất, thay thế dung môi hữu cơ là 2

vấn đề cấp thiết [134]. Nhằm mục đích tăng hiệu suất chiết tách, phát triển hướng
nghiên cứu mới - chiết xuất và làm giàu các HCTN bằng enzyme hỗ trợ, chúng tôi
lựa chọn đề tài luận án: “Nghiên cứu sử dụng kết hợp hệ enzyme trong chiết tách
và làm giàu một số sản phẩm nguồn gốc thiên nhiên” với các đối tượng được lựa
chọn là cành lá quế, vỏ quế C. cassia, gỗ gió bầu A. crassna và phụ phẩm đầu cá ngừ.
Trong nghiên cứu này, quá trình chưng cất tinh dầu, quá trình chiết xuất lipid, làm
giàu các n-3 PUFA từ phụ phẩm đầu cá ngừ được thử nghiệm kết hợp với một số
enzyme có sẵn nhằm đánh giá hiệu quả tác động của enzyme lên chất lượng sản phẩm
tạo thành. Một số thông số tối ưu của quá trình xử lý bằng enzyme được khảo sát và
tối ưu hóa bằng qui hoạch thực nghiệm.
Mục đích nghiên cứu
Nghiên cứu ứng dụng công nghệ enzyme vào quá trình chiết xuất và làm giàu
các sản phẩm tinh dầu (từ lá và cành quế, vỏ quế Cinnamomum cassia, trầm hương
từ gỗ gió bầu Aquilaria crassna) và các axit béo n-3PUFA từ phụ phẩm đầu cá ngừ
nhằm làm tăng hiệu quả và phát triển hướng nghiên cứu “XANH” trong khai thác các
SPTN.
Nội dung chính của luận án bao gồm:
- Nghiên cứu ứng dụng enzyme kết hợp trong chưng cất tinh dầu từ các bộ
phận khác nhau của cây quế Cinnamomum cassia: tác động của việc xử lý nguyên
liệu với enzyme được đánh giá qua hiệu suất, thời gian chưng cất, chất lượng sản
phẩm tinh dầu (thành phần hóa học, hoạt tính sinh học).
- Nghiên cứu thăm dò ứng dụng hệ enzyme kết hợp Laccase-Htec2 trong
chưng cất tinh dầu trầm hương từ gỗ cây gió bầu Aquilaria crassna.
- Nghiên cứu ứng dụng enzyme kết hợp trong chiết xuất lipid và làm giàu các
axit béo n-3 PUFA từ đầu cá ngừ vây vàng Thunnus albarcares: tác động của enzyme
lên quá trình được đánh giá qua thành phần axit béo n-3 PUFA.