Ứng dụng sóng siêu âm cho trích ly các hoạt chất chống oxy hóa từ rong Mơ Việt Nam. (Khóa luận tốt nghiệp)

CÁC H

Chính quy
Chuyên ngành: Công ngh
Khoa:
Khoa CNSH - CNTP
2011-2015

Nông lâm - Thái Nguyên

Thái Nguyên 2015


TRÍCH LY
RO

: Chính quy
Chuyên ngành :
Khoa

: Khoa CNSH & CNTP
2011-2015

Thái Nguyên 2015


Thái Nguyên, ngày 29 tháng 5
Sinh viên


i

-

-

-

Sinh viên


ii

- Nha Trang ...................................................................................6

...................................................................................................9

....................................................................22

fucoxanthin ..............................................................................................43

trích ly ......................................................................................................44
....... 45
......46

...............................................................47

.....................................................................................48

phlorotannin ................................................................................. 49

phlorotannin .............................................................................................50


iii

.......................................................................................................................... 5
Hình 2.2: C u trúc phân t c a fucoxanthin ................................................................................ 9
Hình 2.3: Các d ng chuy n hoá c a fucoxanthin ......................................................................10
ng chuy n hóa sinh h c c a fucoxanthin . ..................................................11
Hình 2.5:

c u trúc c a fucoidan; liên k t 1,3..................................................................15

Hình 2.6: C u trúc hóa h c c a các nhóm phlorotannin ...........................................................20
Hình 2.7: Quá trình hình thành, phát tri n và v c a b

ng l ng .............29

c u t o thi t b siêu âm......................................................................................31
Hình 4.1:

quy trình trích ly fucoxanthin, fucoidan và phlorotannin t

....52


iv

12-DS

: 12-doxyl-stearic

AADH

: 2,2-azo-bis-2-amidinopropane dihydrochloride

CT

:

DME

: Dimethyl ether

DPPH

: 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl

EtOH

: Ethanol

h
MeOH

:
: Methanol

NK

: Natural killer

S

: Sargassum


v

PH N 1. M

U ................................................................................................................. 1

1.1.

............................................................................................................1

1.2.

-

..............................................................................................2

............................................................................................................2
..............................................................................................................2
1.3.

................................................................................................3
..............................................................................................3
...............................................................................................3

PH N 2. T NG QUAN TÀI LI U .................................................................................... 4
...............................................................................4
..................................4
.....................................................................6
...........................................................................................7
..............................................8
, fucoidan và
........................................................................................9
......................................................................................9
..........................................................................................15
2.2.3. Ho t ch t phlorotannin....................................................................................19
fucoxanthin, fucoidan và
....................................................................22
2.3.

ng d ng sóng siêu âm trong quá trình trích ly ................................................28

2.3.1. Khái ni m trích ly............................................................................................28
2.3.2. Sóng siêu âm ...................................................................................................28
khoa h c c a quá trình trích ly fucoxanthin, fucoidan và phlorotannin t
....................................................................................................................31
PH

NG, N

U .........33
......................................33

vi

......................................................................................33
.........................................................................................33
...................................................................33
..........................................................................................33
......................................................................34
................34
............................................................35
hlorotannin [51]...........................................................35
.................................................................36
.............................................................................................36
...........................................................................37
.............................................................................................37
...............................................................................42
PH N 4. K T QU VÀ TH O LU N...........................................................................43
...................43

fucoxanthin................................................................................................................43

fucoxanthin...............................................................................................................44

fucoxanthin................................................................................................................45
.....46

phlorotannin ..............................................................................................................47

fucoidan và phlorotannin...........................................................................................47
.......48

phlorotannin ..............................................................................................................49


vii

phlorotannin ..............................................................................................................50

..............................................................................................................52
PH N 5. K T LU

NGH ................................................................................54

..............................................................................................................54
...............................................................................................................54
TÀI LI U THAM KH O...................................................................................................55


1

1.1.
phá
Con

Sargassum)


2

g siêu âm trong trích ly các

t

sóng siêu âm t

rong M

siêu âm cho trích ly
1.2.

-

1.2.1.

fucoxanthin, fucoidan và phlorotannin

.

1.2.2.
ly fucoxanthin
-X
fucoxanthin
-

/
rong M

.

trích ly

3

-

và phlorotannin

fucoidan và phlorotannin

M

- Xác
rong M

trích ly fucoidan và phlorotannin
.

fucoidan và phlorotannin
-

g trích ly

fucoidan và phlorotannin
3

thô sau trích ly.

1.3.
1.3.1.
fucoxanthin, fucoidan và phlorotannin

1.3.2.
-

in


4

P

2.1.
2.1.1.
2.1.1.1. Phân lo i th c v t c
Chromalveolata

Gi i (Regnum):

Ngành (Divisio): Heterokontophyta
L p (Classis):
B (Ordo):

Phaeophyceae
Fucales
Sargassaceae

H (Familia):

Sargassum

Chi (Genus):

2.1.1.2. S phân b c a rong

Sargassum

Rong M
khi

Rong

(Phaeophyta). Rong M

là

ch y u

rong Nâu

Trung Qu c, Nh t B

Vi t Nam lo i th c v t này phân b r ng, kéo dài t vùng bi n Qu
Kiên Giang và các h

o, t p trung nhi u nh t

N ng và các t nh Qu
t

n

vùng b bi n c a thành ph

nh, Khánh Hòa, Ninh Thu n, Qu ng Ninh.
n 7 kg/m2 m

các vùng t

c, bình quân trên

i 5,5 kg/m2, t o nên ngu n nguyên li u b n v ng cho vi c khai thác ch bi n và
m ch nh

ng nuôi tr ng thu n l i [4].

khu v c mi n Trung, rong M
t ng tr

ms

ng l n nh t, chi m 98%

cây trung bình 43,8 ± 20,2 cây/m2 và kh i

ng c a các bãi rong, m

t 456 ± 64,2 g khô /m2 [14].
m th c v t h c c a rong M
Rong có kích t
ng

cl

n 4 mét hay có khi trên 6

u ki

8 mét, rong dài hay

ng. Chúng bám vào v t bám nh

hay h th ng r bò phân nhánh. Thân rong g m m t tr c chính r t ng
ng dài kho ng 1 cm, hình tr , s n s

nh c a tr c chính s phân ra t

n4


5

5 nhánh chính. Hai bên nhánh chính m c ra nhi u nhánh bên. Các nhánh chính và
nhánh bên s t o ra chi u dài c a rong. Chi u dài này khác nhau tùy các chi, loài và
trong cùng m

u ki n s
ng g n gi

à các túi ch

y

v trí th

ng

không khí g i là phao. Nh có h th ng phao luôn gi cho rong
ng bi n.

,
:

cm;

0,2 cm,
1 cm,

trong

0,1

0,6 cm,

[11].

s n h u tính

.

ch y u sinh s n theo hình th c sinh

t

các loài

có

n

c và cái trên hai cây khác nhau (cây khác g c), m t s khác cùng cây (cùng g c).
Khi r

c và chi u dài t

nhánh có ch a

n. Giao t

phóng thích kh i giao t
noãn c u
giao t

c và có kh

m c ra các nhánh ng n g i là
c còn g i là tinh trùng s

c

i. Giao t cái g i là tr ng hay

c phóng thích kh i giao t cái. S th tinh ch x y ra v i các

c phóng thích [11].

Hình


6

2.1.2.
Thành ph n chính trong rong M

cellulose, alginate,

còn có mann
nhi u lo i vitamin khác.

n ch y

alginic (chi m kho ng 20
10% tr
T

i

30% tr

ng khô) và manitol (

ng khô)

ng t 7

m kho ng 5

ng khoáng có t 20
sinh v t,

40% v i

15%.

các nguyên t khoáng c n thi t cho

là iod v

ng t 0,08

0,34%. Ngoài ra rong M

còn ch a các phospholipid và các h p ch t có ho t tính sinh h c khác [11].
Khi nghiên c u v thành ph n hóa h c c a loài Sargassum naozhouense (tính
theo tr

ng khô) các nhà khoa h

y r ng

ng protein 11,20%,

ch t khoáng 35,18%; lipid 1,06%; carbohydrate t ng s 47,73%; t ng carbohydrate
c 29,74%;

c 21,01% và ch

ng s

4,83% [32].
a nhi u nguyên t hóa h

Al, Si, Mg, Ca, Sr, Ba,

fe, V, Mn, Ti, Co, Ni, Cr,
c bi t là

kh
t các nguyên t hóa h c, vì v y n

này trong tro c a chúng có th g p nh u l n so v

các nguyên t

c bi n [6].

- Nha Trang [5]

Tên loài

Mg

Sr

Cr

Mn

Fe

Co

Cu

Ag

Zn

10-3

10-3

10-6

10-6

10-4

10-6

10-5

10-6

10-6

1,29

5,5

1,59

S. mcclurei

9,45 1,30 4,59 15,3 0,21

S. kjellmanianum

6,10 1,56

5,60 2,92 6,01 0,55

7,06

S. feldmannii

2,92 1,96

8,02 1,85 5,80 1,10

6,73

S. congkinhii

8,77 1,51

6,96 3,37 7,70 1,30

4,70


7

Theo
-3

-4

g/g tùy loài. T

g/g,

-6

-3

trongti (

g/g) [5].

2.1.3.
2.1.3.1.
Rong M

i các l

N
,

,

,
) hay các loài

-3

g/g (

)
Strongti

rong
Các nhà kho

ra
trongti
.

ong
5].

2.1.3.2.Vai trò c

i

Ngu n l i mà rong M
Trung Qu

i cho th gi i r t l n. T

d ng

i Nh t B n và

t th c ph m quan tr ng. Các s n ph m

c khai thác lâu và ph bi n nh t t chúng là mannitol (35000 t
(hàng tri u t
ph

11].

c s d ng r ng rãi trong công nghi p th c

c ph m. Mannitol có tác d

a ho

u tr

a

. Mannitol hi u qu trong vi c làm gi m áp su t trong m t, gi
não sau ch

i b b nh ti

u tr b nh giãn m ch vành, tr

t có l i cho

c


8

Thành ph n

c ng d ng r t nhi u trong s n xu t là acid alginic

nguyên li u chính

i

trích ly keo alginate, dùng trong nhi u ngành công

nghi p

p gi

nh, m ph m, công nghi p th c

ph m, ho c làm ph
(
G

,

nhà khoa h c phát hi

a m t s thành ph n

quan tr ng

v i nh ng ho t tính sinh h c
m m n i t ng, ch ng c

kháng virut (k c virut HIV), ch ng ngh

n,

ch... t o ra m

ng

m i

cho nghiên c u [52].
Ron

ng l n iod (0,25

ng iod c a th c v t
d

t li

t lo i thu c ch a b

m ts

0,35% kh
n, chính vì v y rong M

cs

u c . Không nh ng th chúng còn cung c p

D, E, K và h u h t các acid amin không thay th .

2.1.4.
,r
. Mùa sinh
,l
sâu thì
nay, do

,
g rong
p

sau

.

10, 15].

rong


9

2
[9]
2

2

)

Khánh Hòa

)

190000

2 7

3, 4, 5

42750

2,5

3, 4, 5

2000000

5,5

3, 4, 5

1500000

7

3, 4, 5

2000000 m2

2

.

tích phân

M

loài Sagarssum
mcclurei
ve
2.2.

mét [9].
các

fucoxanthin, fucoidan và

phlorotannin trong
2.2.1.
2.2.1.1. Khái quát v fucoxanthin
C u trúc
fucoxanthin

nh b i Englert và c ng s

c a

[22].

22]
42H58O6

91


10

t
fucoxanthin

Nâu.

(

25
-cis và 9-cis) [37]. C u hình d ng trans c a fucoxanthin nói chung là n
id

ng c c c a các nhóm th

hai bên làm gi m s

c n tr v không gian c a nó.
Nakazawa và c ng s

cd

ng phân trans c a

fucoxanthin có s h p thu và tích h p vào các t bào ch

i

d

c tìm th y là có hi u qu h

ch các t
t i

i b b nh b ch c u so v i d

d ng khác,

c tìm th y trong các t bào ru t c

n
i và chu t sau khi tiêu

th fucoxanthin [37].

Hình 2.3: Các

c c

[37]


11

2.2.1.2. Tác d ng sinh h c c a fucoxanthin

Hình 2.4:

44].
, Surawara

-

maroucixanthin A [44].


12

a)
Ho
ng ch ng oxi hóa là m t trong nh
c tính quan tr ng c a các
fucoxanthin và nhi u tác d ng sinh h c c a chúng
n kh
ib
các d ng oxi ho
t trong nh
c cho ho
ng ch ng
b nh c a fucoxanthin [48]. Các nghiên c
ra r
m t tác nhân lo i b các g c t do có hi u qu . Các g c t do s d
t
ng ch ng oxi hóa c a fucoxanthin bao g m DPPH, 12-DS, AADH [16] .
Sachandra và c ng s
ti n hành
ng
ch ng oxi hóa c a fucoxanthin và hai ch t chuy n hóa c a nó là fucoxanthinol và
halocynthiaxanthin trong ng nghi
n vi c lo i b các g c t do
+
(DPPH, H ) và cho r ng fucoxanthin và fucoxanthinol th hi n nh ng ho t tính
ch
-tocopherol, còn halocynthiaxanthin thì th
48].
b)

.

2008, Kim

2012

minh tác
T
nitric oxide, prostaglandin E2, interleukin 1 và interleuk
29].
trong các nang lông

Propionibacterium acnes
trê

này
Chúng
các

hi
lipase có ngu

44].


13

c)
Hosokawa

Nakazawa

Kotake Nara
2001, Kotake

PC-3, DU 145 và

-3

-3 [37].

d)
Undaria

Trong báo cáo,
pinnatifida
-

-3-phosphate

UCP1
(

nhà KK-

béo phì [31].

e)

-

. Fucoxanthin giúp nâng

14

[24].
f)

Ngoài ra Ikeda còn phát

và cho
26].
2.2.1.3. Tính an toàn c a fucoxanthin
Zaragoza và c ng s

c tính các ch t chi t t

trên chu t, k t qu là v i li
tu n

ng 750 mg/kg th tr ng m i ngày trong 4

không có b t k d u hi

Beppu và c ng s

n nhi m

n hành nghiên c u

tr ng trong 30 ngày v

cho th y r

c tính

li u 1000 và 2000 mg/kg th

tinh khi t 93%) trên chu t ICR. K t qu
ng h p t vong và không có b

c tìm th y trong c hai công th

ib

lách và các mô tuy n sinh d c, không có
gen trên các t bào t
mô h c c a vi c nghiên c u l
fucoxanthin trên chu

c x y ra.

ng v bi u hi n
ng v gan, th n, lá

t bi n d th ho

t bi n

a chu t gây ra b i fucoxanthin trong các quan sát
p l i. Iio và c ng s
t bi n gen

chu

c tính c a
u kh ng

c v i li u 2000 mg/kg th tr ng trong 13 tu n nghiên c u li u u ng, không
th y có tác d ng ph không có t vong và không có s
Nh ng nghiên c u trên cho th y fucoxanthin là m t h p ch
gây

c

t bi

u ki n thí nghi m.

c th hi n.
không


15

2.2.2.
2.2.2.1. Khái quát v fucoidan
t cho m t d ng anion polysaccharide ch có trong rong
Nâu (m t s

ng v t thân m m s d ng rong Nâu làm th

ph n

chúng, tuy nhiên c u trúc nh ng sulfate fucan
gi n, là m ch th ng và ch có fucose trong thành ph
c ph m và thu c t

ng). Rong N

c

Tonga và ít nh

t i Trung Hoa.

nh s có m t và mô t

fucoidan, ông g i là fucoidin. B
ts

i tên thành

còn g i là fucan, fucosan ho c sulfate fucan [6, 15].

Fucoidan là m t polysaccharide có ch a t l ph
ester sulfate l n, là thành ph n c a rong Nâu và m t s

L-Fucose và nhóm
ng v t không

ng

n [18].
Fucoidan có m t trong thành t bào c a các loài rong Nâu ch y u thu c B
Laminariales và B Fucales c a l p Phaeophyceae [15]. C u trúc c a fucoidan gi ng
u trúc c a chondroitin sulfate, có m ch th ng v

u trúc 1,2- -D-

Galactose ho c 1,2- -D-Mannose, phân nhánh t i v trí 1,2 ho c 1,4- -L-Fucose, 1,4- D-Glucoronic acid, -D-

u cu

n hình v i liên k t 1,3 c

Hình 2.5:

- -D-Glucose. Các d ng c u
c trình bày trong hình 2.5 [15].

c u trúc c a fucoidan; liên k t 1,3 [15]

2.2.2.2. Tác d ng sinh h c c a fucoidan
a) Kích ho

ng mi n d ch

Các h th ng mi n d ch c a chúng ta b t n công không ng ng và các r i lo n