Đăng ký Đăng nhập
Trang chủ Giáo dục - Đào tạo Cao đẳng - Đại học Nghiên cứu quy trình trích ly hoạt chất sinh học phlorotannin từ rong mơ cho chế...

Tài liệu Nghiên cứu quy trình trích ly hoạt chất sinh học phlorotannin từ rong mơ cho chế biến thực phẩm.

.PDF
67
295
127

Mô tả:

§¹I HäC TH¸I NGUY£N TR¦êNG §¹I HäC N¤NG L¢M ------------------------ trÇn thiªn kh¸ Tên đề tài: T Nghiªn cøu quy tr×nh trÝch ly ho¹t chÊt sinh häc Phlorotannin tõ rong m¬ cho chÕ biÕn th−c phÈm khãa luËn TèT NGHIÖP ®¹i häc Hệ đào tạo : Chính quy Chuyên ngành : Công nghệ Thực phẩm Khoa : CNSH - CNTP Khoá học : 2010 - 2014 Thái Nguyên, 2014 §¹I HäC TH¸I NGUY£N TR¦êNG §¹I HäC N¤NG L¢M ------------------------ trÇn thiªn kh¸ Tên đề tài: T Nghiªn cøu quy tr×nh trÝch ly ho¹t chÊt sinh häc Phlorotannin tõ rong m¬ cho chÕ biÕn th−c phÈm khãa luËn TèT NGHIÖP ®¹i häc Hệ đào tạo : Chính quy Chuyên ngành : Công nghệ Thực phẩm Khoa : CNSH - CNTP Lớp : 42 - CNTP Khoá học : 2010 - 2014 Giảng viên hướng dẫn : 1. ThS. Nguyễn Đức Tiến 2.ThS. Trần Thị Lý Thái Nguyên, 2014 LỜI CẢM ƠN Để có được kết quả nghiên cứu này, tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến ThS. Nguyễn Đức Tiến - Trưởng Bộ môn Nghiên cứu phụ phẩm và Môi trường nông nghiệp thuộc Viện Cơ điện nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch, người đã trực tiếp hướng dẫn giúp đỡ tận tình và truyền đạt cho tôi những kiến thức quý báu trong quá trình thôi thực hiện luận văn. ThS.Trần Thị Lý – cô giáo trong Bộ môn Công nghệ thực phẩm, khoa Công nghệ sinh học và Công nghệ thực phẩm – trường Ðại học Nông Lâm Thái Nguyên đã giúp đỡ, hỗ trợ về phương diện nghiên cứu, kiến thức và có những góp ý sâu sắc trong thời gian tôi thực hiện ðề tài. Tôi xin gửi lời yêu thương chân thành đến bố mẹ, anh chị đã luôn ở bên động viên trong suốt thời gian học tập. Cuối cùng, Tôi xin chân thành cảm ơn bạn bè đã động viên, giúp đỡ, chia sẻ và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình học tập và hoàn thành luận văn tốt nghiệp. Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng nãm 2014. Sinh viên Trần Thiên Khá DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 2.1. Diện tích rong mơ theo vùng biển các tỉnh. ..................................... 4 Bảng4.1. Ảnh hưởng của kích thước nguyên liệu đến khả năng trích ly phlorotannin .................................................................................................... 31 Bảng 4.2. Ảnh hưởng của dung môi đến khả năng trích ly phlorotannin ....... 32 Bảng 4.3. Ảnh hưởng của tỷ lệ dung môi đến khả năng trích ly phlorotannin............34 Bảng 4.4. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng trích ly phlorotannin ......... 36 Bảng 4.5. Ảnh hưởng của thời gian đến khả năng trích ly phlorotannin ........ 38 Bảng 4.6. Ảnh hưởng của số lần trích ly đến khả năng trích ly phlorotannin .............39 Bảng 4.7. Ảnh hưởng của nhiệt độ cô đặc đến hàm lượng phlorotannin ....... 40 Bảng 4.8. Kết quả đánh giá cảm quan dịch trích ly ........................................ 42 DANH MỤC CÁC HÌNH Trang Hình 2.1. Phloroglucinol (i) và phlorotannin [tetrafucol A (ii), fucodiphloroethol B (iii), fucodiphlorethol A (iv), tetrafuhalol A (v), tetraisofuhalol (vi), phlorofucofuroeckol (vii)] và hoạt tính của chúng ............12 Hình 4.1. Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của kích thước nguyên liệu đến khả năng trích ly phlorotannin ............................................................................................31 Hình 4.2. Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của dung môi đến khả năng trích ly phlorotannin .........................................................................................................32 Hình 4.3. Đồ thì biểu diễn ảnh hưởng của tỷ lệ dung môi đến khả năng trích ly phlorotannin .........................................................................................................34 Hình 4.4. Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng trích ly phlorotannin .........................................................................................................36 Hình 4.5. Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của thời gian đến khả năng trích ly phlorotannin .........................................................................................................38 Hình 4.6. Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của số lần trích ly đến khả năng trích ly phlorotannin .........................................................................................................39 Hình 4.7. Sơ đồ quy trình trích ly phlorotannin từ rong Sargassum polycystom ..............................................................................................................................44 MỤC LỤC Trang PHẦN 1 MỞ ĐẦU .......................................................................................... 1 1.1. Đặt vấn đề................................................................................................... 1 1.2. Mục đích và yêu cầu của đề tài .................................................................. 2 1.2.1. Mục đích.................................................................................................. 2 1.2.2. Yêu cầu .................................................................................................... 2 PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU ................................................................ 3 2.1. Giới thiệu chung về rong mơ ..................................................................... 3 2.1.1. Đặc điểm ................................................................................................. 3 2.1.2. Phân bố .................................................................................................... 4 2.1.3. Thành phần hóa học có trong rong mơ ................................................... 4 2.1.4. Vai trò của rong mơ đối với con người ................................................... 9 2.2. Giới thiệu về các hợp chất chống oxy hóa hiện nay ................................ 10 2.3. Giới thiệu về hợp chất Phlorotannin ........................................................ 12 2.3.1. Đặc điểm ............................................................................................... 12 2.3.2. Cơ chế oxi hóa của phlorotannin .......................................................... 13 2.3.3. Hoạt tính sinh học của phlorotannin ..................................................... 14 2.3.4. Tình hình nghiên cứu phlorotannin trên thế giới .................................. 15 2.3.5. Tình hình nghiên cứu phlorotannin ở Việt Nam ................................... 17 2.4. Giới thiệu về quá trình trích ly ................................................................. 18 2.4.1. Cơ sở của quá trình trích ly ................................................................... 18 2.4.2. Phạm vi sử dụng của quá trình .............................................................. 19 2.4.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trích ly ......................................... 19 2.5. Giới thiệu về phương pháp thu nhận ........................................................ 21 2.5.1. Phương pháp cô đặc .............................................................................. 21 2.5.2. Phương pháp sấy ................................................................................... 21 PHẦN 3 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................ 23 3.1. Đối tượng, vật liệu, địa điểm và thời gian nghiên cứu ............................ 23 3.1.1. Đối tượng nghiên cứu............................................................................ 23 3.1.2. Hóa chất và thiết bị ............................................................................... 23 3.1.3. Địa điểm và thời gian nghiên cứu ......................................................... 23 3.2. Nội dung nghiên cứu ................................................................................ 23 3.3. Phương pháp nghiên cứu.......................................................................... 24 3.3.1. Phương pháp bố trí thí nghiêm.............................................................. 24 3.3.2. Phương pháp phân tích chỉ tiêu hóa lý .................................................. 28 3.3.3. Phương pháp xử lý số liệu..................................................................... 30 PHẦN 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ............................ 31 4.1. Kết quả xác định ảnh hưởng của kích thước nguyên liệu đến khả năng trích ly phlorotannin ........................................................................................ 31 4.2. Kết quả xác định ảnh hưởng của dung môi đến khả năng trích ly phlorotannin .................................................................................................... 32 4.3. Kết quả xác định ảnh hưởng của tỷ lệ dung môi đến khả năng trích ly Phlorotannin .................................................................................................... 34 4.4. Kết quả xác định ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng trích ly phlorotannin .................................................................................................... 36 4.6. Kết quả xác định ảnh hưởng của số lần trích ly đến khả năng trích ly phlorotannin .................................................................................................... 39 4.7. Kết quả xác định thông số thích hợp của quá trình cô đặc ...................... 40 4.8. Kết quả xác định thông số thông số thích hợp của quá trình ly tâm ........ 42 4.9. Đề xuất quy trình trích ly phlorotannin từ rong Sargassum Polycystom. .... 44 PHẦN 5........................................................................................................... 47 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ...................................................................... 47 5.1. Kết luận .................................................................................................... 47 5.2. Kiến nghị .................................................................................................. 47 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 48 1 PHẦN 1 MỞ ĐẦU 1.1. Đặt vấn đề Xã hội ngày càng phát triển, đời sống con người ngày càng được nâng cao. Con người không chỉ quan tâm đến những vấn đề ăn, mặc, ở đơn giản như trước đây mà còn có những yêu cầu cao hơn. Khi đời sống được nâng cao, con người ngày càng quan tâm hơn đến sức khỏe của mình. Do đó, những thực phẩm, vật dụng có thể gây hại cho sức khỏe dần bị loại bỏ và được thay thế bằng các sản phẩm được sản xuất từ các thành phần chiết xuất từ thiên nhiên. Nhu cầu của con người là một trong những yếu tố quan trọng thúc đẩy xã hội phát triển và cũng là động lực thúc đẩy các nhà khoa học, nhà sản xuất tìm tòi, sáng tạo ra nhiều sản phẩm mới. Với sự phát triển của khoa học, con người đã biết cách chiết xuất ra nhiều hợp chất có nguồn gốc tự nhiên có lợi cho sức khỏe con người. Trong đó, việc ứng dụng các thành tựu khoa học vào ngành công nghiệp thực phẩm đóng vai trò quan trọng vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe con người. Hiện nay, có rất nhiều hợp chất được chiết xuất từ thiên nhiên đã được ứng dụng rộng rãi vào đời sống. Trong số đó không thể không nói đến hợp chất phlorotannin (polyphenol). Thành phần này được sử dụng trong thực phẩm như một loại thực phẩm chức năng nhằm mục đích phòng ngừa bệnh do có tính chất kháng oxi hóa mạnh. Việt Nam có hệ động vật, thực vật vô cùng phong phú đặc trưng cho khí hậu nhiệt đới nóng ẩm. Điều kiện tạo nên sự phong phú và giàu có, ấy chính là vùng biển nhiệt đới rộng với bờ dài hơn 3200km bao bọc hết phía đông và nam đất nước. Một trong những nguồn tài nguyên phong phú và có giá trị mà vùng biển ban tặng cho chúng ta là rong biển. Rong biển là loại thực vật biển quý giá được dùng làm nguyên liệu chế biến thành các sản phẩm có giá trị trong công nghiệp và thực phẩm. Từ lâu, rong biển đã được coi là đối tượng nghiên cứu của nhiều nước trên thế giới. Ở nước ta trữ lượng rong biển rất lớn, là nguồn tài nguyên biển vô cùng phong phú, rong biển chiếm vị trí quan trọng trong lĩnh vực kinh tế biển Việt Nam. Hệ rong biển có nhiều 2 loài, một trong những loài có nhiều tính năng ưu việt được nhiều nhà nghiên cứu ở nước ta quan tâm tới là loài rong mơ. Người ta đã phát hiện ra nhiều thành phần quý có trong rong mơ như: Iod, Alginate, Fuccoidin, hợp chất chống oxi hóa (phlorotannin), các axit béo... Rất có giá trị trong y học, thực phẩm, dược phẩm… Xuất phát từ nhu cầu của xã hội hiện đại, đồng thời tận dụng được nguồn nguyên liệu dồi dào, cần có những tìm hiểu, nghiên cứu, tách chiết ra các hoạt tính sinh học đặc biệt là phlorotannin để gia tăng giá trị rong mơ Việt Nam. Vì vậy chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài “ Nghiên cứu quy trình trích ly hoạt chất sinh học Phlorotannin từ rong mơ cho chế biến thực phẩm”. 1.2. Mục đích và yêu cầu của đề tài 1.2.1. Mục đích Nghiên cứu quy trình trích ly hoạt chất sinh học Phlorotannin từ rong mơ cho chế biến thực phẩm. 1.2.2. Yêu cầu Ảnh hưởng của các điều kiện xử lý nguyên liệu đến khả năng trích ly Phlorotannin từ rong mơ. Xác định các thông số của quá trình trích ly Phlorotannin từ rong mơ. Lọc, cô dịch trích ly và thu nhận chế phẩm Phlorotannin trích ly. Đưa ra quy trình sản xuất chế phẩm Phlorotannin. 3 PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1. Giới thiệu chung về rong mơ 2.1.1. Đặc điểm Theo hệ thống phân loại của Agardh, J.G. (1889), họ rong mơ Sargassaceae gồm 3chi: Chi Hormophysa Kuetzing 1843 (rong khế), chi Turbinarina Lamouroux 1828 (rong cùi bắp) và chi Sargassum C.AG. 1821 (rong mơ). Chi Sargassum C.AG. 1821 (rong mơ) gồm có 5 phân chi: Phyllottricha J.Ag, Schizophycus J.Ag, Bactrophycus J.Ag, Arthrophycus J.Ag, SargassumJ.Ag. Sargassum C.Ag (rong mơ) là tảo lớn thuộc họ rong mơ Sargassaceae của ngành rong nâu, rong có kích thước lớn, dài đến 4m hay có khi trên 6 – 8m, rong dài hay ngắn tùy loài và tùy điều kiện môi trường. Chúng bám vào vật bám nhờ đĩa bám hay hệ thống rễ bò phân nhánh. Đĩa bám thường chắc hơn rễ và sóng biển thường đánh đứt rong hơn là nhổ được đĩa bám. Thân rong gồm một trục chính rất ngắn, đa số thường dài trên dưới 1cm, hình trụ, sần sùi. Đỉnh của trục chính sẽ phân ra từ 2 cho đến 4 – 5 nhánh chính. Hai bên nhánh chính mọc ra nhiều nhánh bên. Các nhánh chính và nhánh bên sẽ tạo ra chiều dài của rong. Chiều dài này khác nhau tùy các chi, loài và trong cùng một loài kích thước này cũng thay đổi tùy điều kiện sống, tùy nơi phân bố. Trên các nhánh có các cơ quan dinh dưỡng gần giống như lá và các túi chứa đầy không khí gọi là phao. Khi rong trưởng thành, trên các nhánh bên sẽ mọc ra các nhánh thụ, ngắn (thường từ tháng 3 đến tháng 6), có mang nhiều cơ quan sinh sản đực và cái gọi là đế. Nhờ có hệ thống phao luôn giữ vị trí thẳng đứng trong môi trường biển. Nếu nước cạn và rong khá dài thì phần trên của rong nằm trên mặt nước [5]. Sinh sản hữu tính là cách sinh sản chủ yếu của tất cả các loài rong mơ để tạo thành các bãi rong. Đa số các loài có đế đực và cái trên hai cây khác nhau (cây khác gốc), một số khác có đế đực và cái cùng cây (cùng gốc). Khi rong đạt kích thước và chiều dài tối đa chúng sẽ mọc ra các nhánh ngắn gọi là nhánh thụ, trên đó chủ yếu mọc ra các cơ quan sinh sản. Giao tử đực còn gọi là tinh trùng sẽ được phóng thích khỏi giao tử phòng đực, bơi lội được. Giao 4 tử cái gọi là trứng hay noãn cầu sẽ được phóng thích khỏi giao tử phòng cái. Sự thụ tinh chỉ xảy ra với các giao tử đã được phóng thích. Noãn cầu sau khi thoát ra thường có một lớp nhầy dính chung quanh đế cái. Quan sát các noãn cầu này dưới kính hiển vi chúng ta thấy hầu hết chúng đã thụ tinh và bắt đầu phân cắt [5]. 2.1.2. Phân bố Rong mơ phân bố chủ yếu ở Trung Quốc, Nhật Bản, Philippin, Úc,… Ở Việt Nam loại thực vật này phân bố rộng, kéo dài từ vùng biển Quảng Ninh đến Kiên Giang và các hải đảo, tập trung nhiều nhất ở vùng bờ biển của thành phố Đà Nẵng và các tỉnh Quảng Nam, Bình Định, Khánh Hòa, Ninh Thuận, Quảng Ninh. Năng suất ở các vùng tập trung đó có khi lên đến 7kg/m2 mặt nước, bình quân trên dưới 5,5kg/m2, tạo nên nguồn nguyên liệu bền vững cho việc khai thác chế biến và cũng điểm chỉ những môi trường nuôi trồng thuận lợi [20]. Rong mơ là loài chiếm ưu thế nhất ở các khu vực với trữ lượng chiếm 98% tổng trữ lượng của các bãi rong, mật độ cây trung bình 43,8 ± 20,2cây/m2 và sinh lượng trung bình đạt 456 ± 64,2g khô/m2 [7]. Bảng 2.1. Diện tích rong mơ theo vùng biển các tỉnh. Các địa danh Diện tích (m2) Năng suất sản lượng (kg/m2) Mùa vụ (tháng) Quảng Nam – Đà Nẵng 190.000 2–7 3–4–5 Bình Định 42.750 2,5 3–4–5 Khánh Hòa 2.000.000 5,5 3–4–5 Ninh Thuận 1.500.000 7 3–4–5 2.1.3. Thành phần hóa học có trong rong mơ Màu nâu của rong mơ là kết quả của sắc tố hoàng thể tố fucoxanthin, thành phần chính của rong mơ là các polysaccharide (cellulose, alginate, laminaran, fucoidan…), ngoài ra còn có mannitol, gibberellin, cytokinin… và nhiều loại vitamin. Hàm lượng alginic acid trung bình từ 20 – 30% trọng lượng khô. Một loại đường khác có giá trị trong rong mơ là mannitol với hàm lượng 5 từ 7 – 10% trọng lượng khô. Hàm lượng protein có từ 5 – 15%. Tổng lượng khoáng có từ 20 – 40% trong đó có đầy đủ các nguyên tố khoáng cần thiết cho cơ thể sinh vật, đặc biệt là iod với hàm lượng từ 0,08 – 0,34% là nguồn dược liệu để chữa bệnh bướu cổ. Ngoài ra rong mơ còn chứa các phospho lipid dùng trong y dược và các hợp chất có hoạt tính sinh học khác [5]. Theo kết quả nghiên cứu về thành phần dinh dưỡng và hóa học của loài Sargassum naozhouense (tính theo trọng lượng khô) thì có hàm lượng protein 11,20%; chất khoáng 35,18%; lipid 1,06%; carbohydrate tổng số 47,73%; tổng carbohydrate tan trong nước 29,74%; polysaccharide tan trong nước 21,01%; và chất xơ tổng số 4,83% [17]. Kotake – Nara và cộng sự nghiên cứu cho thấy rong nâu chi Sargassum và Turbinaria ở vùng nhiệt đới thường có hàm lượng phenol và tannin tương đối thấp hơn nhiều so với ở vùng ôn đới, do đó 2 chi rong nâu ở vùng nhiệt đới thường là thức ăn cho cá, động vật ăn cỏ... (ở vụng nhiệt đới dao động giữa 0 và 1,6% trọng lượng khô, vùng ôn đới dao động từ 3 đến 12% trọng lượng khô) [15]. Rong mơ có khả năng tích lũy hàng loạt các nguyên tố hóa học với hệ số tập trung cao, nồng độ các nguyên tố này trong tro của chúng có thể gấp hàng vạn hay hàng triệu lần so với trong nước biển. Đã tìm thấy khá nhiều nguyên tố hóa học trong rong mơ: Al, Si, Mg, Ca, Sr, Ba, fe, V, Mn, Ti, Co, Ni, Cr, Sn, Ag, Bi, Cu, Pb, Zn, Ga, Be, Na, K… [5]. 2.1.3.1. Sắc tố Sắc tố trong rong mơ là diệp lục tố (Chlorophyl), diệp hoàng tố (Xantophyl), sắc tố màu nâu (Fucoxanthin), sắc tố đỏ (Caroten). Tùy theo tỷ lệ các loại sắc tố mà rong có màu từ nâu – vàng nâu – nâu đậm – vàng lục. Nhìn chung sắc tố của rong mơ khá bền [8]. 2.1.3.2. Gluxit * Monosacaride [8] Monosacaride quan trọng trong rong mơ là đường Mannitol được Stenhouds phát hiện ra năm 1884 và được Kylin chứng minh thêm. Mannitol có công thức tổng quát: HOCH2 – (CHOH)4 – CH2OH. Mannitol tan được 6 trong Alcol, dễ tan trong nước có vị ngọt. Hàm lượng từ 14% – 25% trọng lượng rong khô tùy thuộc vào hoàn cảnh địa lý nơi sinh sống. Hàm lượng Mannitol biến động theo thời gian sinh trưởng trong năm của rong khá rõ rệt, tăng dần từ tháng 1, tập trung cao vào mùa hè (tháng 4) rồi sau đó giảm đi: Theo Kylin và Vedrinski cho thấy hàm lượng Mannitol đạt 25% về mùa hè rồi bị phân hủy dần trong các tháng mùa đông chỉ còn 4% – 6%. Ở Việt Nam, theo kết quả nghiên cứu của các nhà khoa học viện Hải Dương học và Đại học Thủy sản, hàm lượng Mannitol cũng theo quy luật này. Hàm lượng Mannitol của các loài rong ở các vùng biển Quảng Nam – Đà Nẵng, Bình Định, Khánh Hòa, Ninh Thuận dao động từ 7% – 15,95% (vào tháng 4 hàng năm). Trong quá trình bảo quản rong khô có hiện tượng xuất hiện các điểm đốm trắng trên thân cây rong, đó là hỗn hợp đường Mannitol theo tỷ lệ : Muối 60% – 80%, mannitol 20% – 40%. Rong bảo quản không tốt, độ ẩm cao làm cho mannitol bị phá hủy. Công dụng của mannitol: Dùng trong y học chữa bệnh cho người già yếu; trong quốc phòng dùng điều chế thuốc nổ theo tỷ lệ hỗn hợp mannitol với hydrogen và nito. Ngoài ra mannitol còn dùng điều chế thuốc sát trùng (mannit với kim loại có tác dụng sát trùng cao). Do có khả năng này mà ngày nay một số tác giả cho thấy có khả năng sản xuất thuốc trừ sâu có bản chất sinh học (bảo vệ thực vật) từ rong biển. * Polysaccharide - Alginic: Alginic là một polysaccharide tập trung ở giữa vách tế bào, là thành phần chủ yếu tạo thành tầng bên ngoài của màng tế bào rong mơ. Alginic và các muối của nó có nhiều công dụng trong ngành công nghiệp, y học, nông học và thực phẩm. Hàm lượng Alginic trong các loại rong mơ khoảng 2% – 4% so với rong tươi và 13% – 15% so với rong khô. Hàm lượng này phụ thuộc vào loài rong và vị trí địa lý môi trường mà rong sinh sống. Theo các tài liệu tổng kết của Miyake cho thấy hàm lượng Alginic trong các loài rong mơ có ở các vùng biển Liên Xô cũ là 13% – 40%. Theo tài liệu phân tích các chuyên gia Bộ Thủy sản cho thấy hàm lượng Alginic trong các loài rong mơ ở Hải Phòng là 22% – 40%, trong khi đó, rong mơ ở vùng biển Phú Yên – Khánh Hòa có hàm lượng Alginic cao hơn hẳn. 7 - Acid Fucxinic: có tính chất gần giống với acid Alginic. Acid Fucxinic tác dụng với acid Sunfuric tạo hợp chất có màu phụ thuộc vào nồng độ acid Sunfuric. Chẳng hạn: Acid Fucxinic + H2SO4 0,1%: Cho sản phẩm màu xanh. Acid Fucxinic + H2SO4 10%: Cho sản phẩm màu xanh tím. Acid Fucxinic + H2SO4 25%: Cho sản phẩm màu tím. Acid Fucxinic + H2SO4 25%: Cho sản phẩm màu đỏ. Acid Fucxinic + H2SO4 > 50%: Cho sản phẩm mất màu. Nhờ có tính chất này mà Fucxinic được ứng dụng vào sản xuất tơ sợi màu, phim ảnh màu. Muối của Fucxinic với kim loại gọi là Fucxin. Fucxinic tác dụng với Iod cho sản phẩm màu xanh [8]. - Fuccoidin: Là loại muối giữa acid Fuccoidinic với các kim loại hóa trị khác nhau như: Ca, Cu, Zn. Fuccoidin có tính chất gần giống với Alginic, nhưng hàm lượng thấp hơn Alginic. Fuccoidin hay Fucoidan là một polysaccharide sulfate hóa dị hợp, trong đó fucose chiếm từ 18,6% – 60% [22]; sulfate chiếm từ 17,7% – 39,2%; ngoài ra còn có mặt các thành phần đường khác như: galactose, glucose, mannose, xylose, rhamnose, và acid uronic. - Laminarin: Laminarin là tinh bột của rong mơ. Laminarin thường ở dạng bột không màu, không mùi và có hai loại: Loại hòa tan và loại không hòa tan trong nước. Laminarin có hàm lượng từ 10% – 15% trọng lượng rong khô tùy thuộc vào loại rong, vị trí địa lý và môi trường sinh sống của rong mơ. Thường thì vào mùa hè hàm lượng Laminarin giảm vì phải tiêu hao cho quá trình sinh trưởng và phát triển của cây rong. Công dụng của Laminarin là dùng cho thực phẩm và chăn nuôi [6]. Laminarin được hình thành từ các gốc D – glucans kết hợp với nhau bằng các liên kết β – 1,3 và một ít liên kết β – 1,6, gốc đường cuối mạch của một số phân tử có thể có các gốc manitol (M – series) hoặc vẫn là glucose (G – series) [23]. 8 - Cellulose: Là thành phần tạo nên vỏ cây rong. Hàm lượng Cellulose trong rong Nâu nhiều hơn rong Đỏ. Công dụng: Dùng cho công nghiệp giấy, trong công nghiệp xây dựng (là phụ gia kết cấu xi măng) [8]. 2.1.3.3. Protein Protein của rong mơ không cao lắm nhưng khá hoàn hảo. Do vậy rong mơ có thể sử dụng làm thực phẩm. Protein của rong mơ thường ở dạng kết hợp với Iod tạo Iod hữu cơ như: MonoIodInzodizin, DiIodInzodizin. Iod hữu cơ rất có giá trị trong y học. Do vậy rong mơ còn được dùng làm thuốc phòng chống và chữa bệnh bướu cổ (Basedow). 2.1.3.4. Hợp chất chống oxy hóa Polyphenol trong rong mơ, được phân loại thành các nhóm khác nhau theo cấu trúc của chúng, bởi sự hiện diện của một số nhóm hydroxyl vòng thơm, chẳng hạn như các flavonoid, acid phenolic và lignans [25]. Chúng được tìm thấy rộng rãi trong giới thực vật như các chất chuyển hóa chịu trách nhiệm về sắc tố, sinh sản, tăng trưởng và có cơ chế bảo vệ chống lại tác nhân gây bệnh [27]. Polyphenol đã được chứng minh hoạt động chống oxy hóa đa chức năng, do vòng phenol của nó hoạt động như bẫy điện tử nhặt rác peroxy, anion và các gốc hydroxyl. Phlorotannins là nhóm duy nhất của tannin của rong mơ ở biển, chúng gồm polyme phloroglucinols (1,3,5 – trihydroxybenze), có hàm lượng đạt lên đến 1 – 15% trọng lượng khô của rong mơ [11]. Màu nâu với màu đen của Phaephyceae là từ phlorotannins và các sản phẩm quá trình oxy hóa của chúng. Phlorotannins là hợp chất rất ưa nước [28] và nó cũng được cho là hợp chất có khả năng chống oxy hóa của rong mơ [9]. Các chất trích ly từ tảo nâu đã cho thấy tác dụng bảo vệ chống lại tổn thương tế bào hydro peroxide gây ra bằng cách khử gốc tự do [25]. Phlorotannins có tiềm năng ứng dụng trong thành phần của thực phẩm chức năng [24] đã nghiên cứu các hoạt động chống oxy hóa của phlorotannins phân lập từ Laminarian ở Nhật Bản, cho thấy hoạt động gấp hai lần hiệu quả chống oxy hóa như catechin, acid ascorbic và α – tocopherol. 9 2.1.4. Vai trò của rong mơ đối với con người Nguồn lợi mà rong mơ đem lại cho thế giới rất lớn. Các sản phẩm truyền thống của nó là mannitol (35000 tấn/năm), alginate (hàng triệu tấn/năm) [5]. Trong khoảng chục năm gần đây, các nghiên cứu phát hiện rong mơ có chứa một số thành phần quan trọng, đó chính là fucoxanthin, phlorotannins, fucoidan,… với những hoạt tính sinh học quý như: Chống ung thư, giảm mỡ nội tạng, chống cục máu đông, kháng khuẩn, kháng virut (kể cả virut HIV), chống nghẽn tĩnh mạch... [10]. Rong mơ được sử dụng đầu tiên ở Nhật Bản và Trung Quốc trong vai trò là nguồn thực phẩm quan trọng. Hàm lượng iod trong rong mơ (0,25 – 0,35% khối lượng khô) cao hơn hàm lượng iod của thực vật ở đất liền vài trăm lần. Rong mơ được sử dụng như một loại dược thảo chữa bệnh bướu cổ, nó không chỉ cung cấp iod và các nguyên tố vi lượng cho con người mà còn cung cấp một số vitamin như A, B, C, D, E, K và hầu hết các acid amin không thay thế. Thành phần hóa học có trong vách tế bào của rong mơ có ý nghĩa rất lớn. Alginic acid là một loại polysaccharide có giá trị sử dụng. Đây là loại nguyên liệu quan trọng dùng để trích ly keo alginate, dùng trong nhiều ngành công nghiệp, như: công nghiệp giấy, sơn, cao su, phim ảnh, mỹ phẩm, công nghiệp thực phẩm, hoặc thay thế carbon metyl cellulose (CMC) làm phụ gia cho xi măng dùng cho giếng khoan dầu ở biển, có tác dụng làm tăng thời gian quánh của xi măng, giải quyết sự cố xi măng đông kết sớm gây khó khăn cho quá trình xây dựng các công trình, có độ bền uốn cao hơn đảm bảo độ bền cho công trình... Keo alginate còn được ứng dụng sản xuất một số dụng cụ trong ngành y (băng gạc, chân tay giả,…). Mannitol là một loại polyol, đồng phân của sorbitol, loại đường rượu này được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp thực phẩm và dược phẩm. Mannitol có tác dụng ngăn ngừa hoặc điều trị nước trong cơ thể dư thừa. Mannitol là giải pháp hiệu quả làm giảm áp suất trong mắt, giảm sưng não sau chấn thương đầu, điều trị bệnh giãn mạch vành, trị ung thư, rất có lợi cho người bị bệnh tiểu đường… 10 2.2. Giới thiệu về các hợp chất chống oxy hóa hiện nay Polyphenol phân bố rộng rãi ở thực vật, có hoạt tính chống oxy hóa và được nghiên cứu rất nhiều. Polyphenol được chia thành các nhóm chính là: Flavonoids, acid phenolic, tannin, vitamin C, Vitamin E, beta – caroten. - Flavonoid [32]: Flavonoid là một trong những nhóm hợp chất phong phú và đa dạng vào bậc nhất trong thiên nhiên, có mặt không những chỉ trong những thực vật bậc cao, mà còn trong một số thực vật bậc thấp, thậm chí còn có cả trong các loài tảo. Hơn một nửa rau quả thông thường có chứa flavonoid. Chúng cũng là thành phần hay gặp trong dược liệu có nguồn gốc thực vật. Đến nay, flavonoid vẫn là lớp chất được các nhà hoá học các hợp chất tự nhiên quan tâm nghiên cứu, có khoảng trên 11.000 hợp chất flavonoid đã được biết về cấu trúc. Flavonoid không những có giá trị về mặt cảm quan mà được khai thác, sử dụng trong nhiều lĩnh vực: Thực phẩm, mỹ phẩm và có ý nghĩa đặc biệt quan trọng trong y dược. Flavonoid có ứng dụng trong y học để điều trị một số bệnh như: Viêm nhiễm, dị ứng, loét dạ dày và hành tá tràng, giúp cơ thể điều hoà các quá trình chuyển hoá, chống lão hoá, làm bền thành mạch máu, và giảm lượng cholesterol trong máu. Các nhà hoá sinh cho rằng flavonoid là một chất chống oxi hoá lý tưởng. Hiện nay nhiều flavonoit được phân lập từ thực vật đã được ứng dụng thành các chế phẩm đặc trị bệnh và sử dụng trong bảo quản thực phẩm, được thế giới công nhận là một trong những lớp chất thiên nhiên có tác dụng làm chậm quá trình lão hoá và đột biến của các tế bào trong cơ thể. - Acid phenolic [12]: Được chia thành hai loại là dẫn xuất của acid benzoic, chẳng hạn như acid gallic, và các dẫn xuất của acidcinnamic, acid caffeic và các acid ferulic. Các acid cinnamiac phổ biến hơn. Thực phẩm giàu acid phenolic có lợi cho sức khỏe, chúng có khả năng chống oxy hóa, ngăn ngừa tổn thương tế bào do phản ứng oxy hóa các gốc tự do. Acid phenolic chiếm khoảng một phần ba của hợp chất phenol trong chế độ ăn uống, có thể có mặt ở thực vật trong các hình thức tự do và liên kết với các thành phần khác. Phenol có thể được liên kết với các thành phần thực vật khác nhau thông qua các liên kết este, ether. Các acid hydroxybenzoic gallic, p - hydroxy benzoic, protocatechuic, vanillic syringic acid, phổ biến cấu trúc C6 – C1. 11 Hydroxycinnamic acid là những hợp chất thơm với một chuỗi bên ba – carbon (C6 – C3), caffeic, ferulic, p – coumaric vàcác acid sinapic là phổ biến nhất. - Tannin [12]: Nhóm quan trọng thứ ba của phenolics, có thể được chia thành hydrolysable và tannin cô đặc. Nghiên cứu rộng rãi nhất là catechin. Các tannin hydrolysable là các dẫn xuất của acid gallic (3, 4, 5 – trihydroxyl acid benzoic). Acid gallic este hóa polyol lõi, và các nhóm alloyl có thể được tiếp tục este hóa hoặc oxidativelycrosslinked để tạo các tannin hydrolysable phức tạp hơn. Tannin có tác dụng đa dạng trên các hệ thống sinh học vì chúng là chất ion hóa kim loại, tạo kết tủa với protein và chất chống oxy hóa sinh học. - Vitamin C: Là chất khử trong cơ thể, đóng vai trò rất quan trọng trong việc ngăn chặn quá trình sản xuất các gốc tự do, bảo vệ acid béo không no của màng tế bào, đồng thời bảo vệ vitamin E là chất chống oxy hóa chính của màng tế bào, ngăn không cho gốc này xâm nhập các phân tử cholesterol. Chúng tăng cường sự bền bỉ của mao mạch, đẩy mạnh mau lành vết thương, kích thích sản xuất kháng thể, acetylcholine, ngăn chặn tác dụng có hại của oxygen. - Vitamin E: Được tìm thấy đầu tiên vào năm 1929 bởi Evans và Bishop, là loại vitamin tan trong dầu có mặt trong nhiều loại thực phẩm đặc biệt trong các loại hạt và dầu mỡ. Vitamin E được biết đến là chất chống oxy hoá mạnh, có thể ngăn cản những tác động có hại của các chất oxy hoá sinh ra bởi quá trình chuyển hoá trong cơ thể hoặc khi cơ thể bị nhiểm khuẩn. Quá trình tích luỹ của các chất chuyển hoá này lâu dần sẽ dẫn đến quá trình lão hoá trong cơ thể hoặc sẽ trở thành yếu tố nguy cơ của các bệnh lý như tim mạch, ung thư. Vì thế việc bổ sung chất chống oxy hoá ngoại sinh như vitamin E sẽ góp phần chống lão hoá trong đó có lão hoá da và đẩy lùi nguy cơ bệnh lý mãn tính. - Beta – caroten: Được khám phá ra cách đây hơn 150 năm từ lớp màu cam ở củ cà rốt, beta – caroten hiện giờ là loại chống oxy hóa được tiêu thụ rất nhiều trên thị trường. Chất này cần cho sự tăng trưởng và cho chức năng 12 của các mô, của xương; tăng cường tính miễn dịch, giảm nguy cơ gây ung thư, giúp thị lực tốt hơn, nó có thể biến đổi thành vitamin A. Các chất chống oxy hóa khác gồm có: Selenium, bioflavonoid và ubiquinon cũng được biết đến với khả năng chống lão hóa, nhưng không phổ biến như vitamine C, E và beta – Caroten. 2.3. Giới thiệu về hợp chất Phlorotannin 2.3.1. Đặc điểm Theo Ragan M. A [23] thì phlorotannin được định nghĩa như sau: Chúng là polyme sinh học được hình thành từ gốc phloroglucinol (1,3,5 – trihydroxybenzen) và các gốc này liên kết với nhau bằng nhiều cách khác nhau. Chính vì vậy mà chúng tạo nên nhiều cấu trúc khác nhau và đôi lúc có trọng lượng phân tử lên đến 650KDA. Cho đến nay, trên thế giới có một số cấu trúc của các hợp chất thuộc nhóm phlorotannin từ rong Mơ đã được xác định và nhiều dịch chiết thô của chúng đã được khảo sát hoạt tính sinh học. Tuy nhiên, rất ít công trình công bố một cách đầy đủ các cấu trúc của tất cả các dẫn xuất của phloroglucinol trong dịch chiết phlorotannin thô được chiết từ một loài rong cụ thể và hoạt tính của chúng và các công trình này chỉ được công bố trong 10 trở lại đây. Các nhà khoa học Hàn Quốc cũng đưa ra cấu trúc đầy đủ của các dẫn xuất của phloroglucinol chiết từ loài rong Ecklonia cava bao gồm: Hình 2.1. Phloroglucinol (i) và phlorotannin [tetrafucol A (ii), fucodiphloroethol B (iii), fucodiphlorethol A (iv), tetrafuhalol A (v), tetraisofuhalol (vi), phlorofucofuroeckol (vii)] và hoạt tính của chúng 13 2.3.2. Cơ chế oxi hóa của phlorotannin Trong cơ thể con người thường xuyên diễn ra nhiều hoạt động hoặc xây dựng hoặc phá hủy. Có những chất tưởng như là thực phẩm chính của tế bào nhưng đồng thời cũng làm hại tế bào. Có những phân tử gây ra tổn thương thì cũng có những chất đề kháng lại hoạt động phá phách này. Gốc tự do, oxygen và chất chống oxi hóa là một ví dụ. Theo các nhà khoa học thì gốc tự do có thể là thủ phạm gây ra tới hơn 60 bệnh, chúng tấn công lên các phân tử protein, lipid, ADN,… dẫn đến các bệnh nan y như thoái hóa thần kinh, ung thư, tim mạch, tiểu đường, … Vì vậy chế độ ăn nhiều hoa quả và ít cholesterol sẽ làm giảm ung thư, kìm hãm và giảm các gốc tự do. Các chất chống oxi hóa từ trái cây hoặc sản phẩm chiết xuất giúp bảo vệ, ngăn cản quá trình oxi hóa. Để chống lại tác hại lớn do các gốc tự do gây ra, cơ thể con người được trang bị một hệ thống các chất chống oxi hóa. Chất chống oxi hóa là các chất có khả năng ngăn ngừa, chống lại và loại bỏ tác dụng độc hại của các gốc tự do trực tiếp hoặc gián tiếp. Chất chống oxi hóa có thể phản ứng trực tiếp với gốc tự do hoạt động, tạo ra những gốc mới kém hoạt động hơn, ngăn cản các chuỗi phản ứng dây chuyền do các gốc tự do khơi mào. Chất chống oxi hóa cũng có thể tạo phức gián tiếp với ion kim loại chuyển tiếp ức chế enzyme xúc tác trong phản ứng sinh gốc tự do nhằm ngăn sự hình thành gốc tự do trong cơ thể. Polyphenol được coi là chất chống oxi hóa hữu hiệu nhất hiện nay (hữu hiệu gấp 100 lần vitamin C và gấp 25 lần vitamin E) [6]. Sự oxi hóa của các hợp chất polyphenol có ý nghĩa rất lớn trong sự sinh tổng hợp nhiều chất tự nhiên như lecithin, alkaloid và melanin. Sự tạo thành các hợp chất này có thể giải thích bằng cơ chế gốc tự do, trong đó ở giai đoạn đầu của hợp chất monomerphenol xuất hiện các gốc phenol. Ở giai đoạn sau, xảy ra sự ghép đôi các gốc tự do với sự tạo thành mối liên kết C – C hoặc C – O – C phụ thuộc vào kiểu ghép đôi [6]. Khả năng kháng oxi hóa mạnh của polyphenol được giải thích dựa trên số lượng lớn các nhóm hydroxyl trong công thức chúng, nó cho ghép tiếp nhận electron một cách dễ dàng (polyphenol là chất nhận các gốc tự do), tức là chúng có khả năng dập tắt các quá trình tạo ra gốc tự do.
- Xem thêm -

Tài liệu liên quan