Luận án sử dụng enzyme kết hợp chiết tách sản phẩm thiên nhiên - Hoàng Thị Bích

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ HOÀNG THỊ BÍCH Nghiªn cøu sö dông kÕt hîp enzyme trong chiÕt t¸ch vµ lµm giµu mét sè s¶n phÈm nguån gèc thiªn nhiªn LUẬN ÁN TIẾN SĨ HOÁ HỌC HÀ NỘI - 2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ HOÀNG THỊ BÍCH Nghiªn cøu sö dông kÕt hîp enzyme trong chiÕt t¸ch vµ lµm giµu mét sè s¶n phÈm nguån gèc thiªn nhiªn Chuyên ngành: Hóa học các hợp chất tự nhiên Mã số: 62.17 LUẬN ÁN TIẾN SĨ HOÁ HỌC Người hướng dẫn khoa học: 1. Lê Mai Hương 2. Nguyễn Quyết Chiến HÀ NỘI - 2017 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân, được hình thành và phát triển từ những quan điểm của cá nhân tôi, dưới sự hướng dẫn của PGS. Lê Mai Hương và PGS.

Nguyễn Quyết Chiến, có tham khảo thêm các tài liệu đáng tin cậy, có nguồn gốc rõ ràng. Các số liệu, kết quả trong luận án là hoàn toàn trung thực và chưa được công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về nội dung luận án này. Tác giả luận án Hoàng Thị Bích ii LỜI CẢM ƠN Đầu tiên, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc nhất tới PGS.

Lê Mai Hương và PGS. 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. 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.

ii Mục lục. iii Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt. vii Danh mục bảng. ix Danh mục hình vẽ.

TỔNG QUAN TÀI LIỆU. 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. “Hóa học xanh” trong chiết xuất và làm giàu các sản phẩm có nguồn gốc thiên nhiên. Cơ sở ứng dụng enzyme hỗ trợ chiết xuất các sản phẩm có nguồn gốc thiên nhiên.

Một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy phân bởi enzyme. Lợi ích và khó khăn khi ứng dụng công nghệ EAE. Các enzyme sử dụng trong công nghệ enzyme hỗ trợ chưng cất (EAD) và enzyme hỗ trợ chiết xuất (EAE). Các enzyme phân giải cấu trúc thành tế bào nguyên liệu lignocellulose.

Enzyme protease phân giải cấu trúc nguyên liệu giàu protein. Enzyme lipase thủy phân lipid thành axit béo tự do. Tình hình nghiên cứu ứng dụng công nghệ enzyme trong chiết xuất và làm giàu các hợp chất thiên nhiên trong và ngoài nước. Các nghiên cứu trên thế giới.

Các nghiên cứu trong nước. Tổng quan về quế Cinnamomum cassia. Giới thiệu về Quế C. Những nghiên cứu về thành phần hóa học C.

Những nghiên cứu về hoạt tính sinh học C. Các phương pháp chiết xuất tinh dầu quế. Tổng quan về cá ngừ. Sản lượng và giá trị dinh dưỡng của phụ phẩm cá ngừ.

Dầu cá và các axit béo không no đa nối đôi n-3 PUFA. Các phương pháp chiết xuất lipid và làm giàu các axit béo không no. NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU. Mẫu nguyên liệu.

Enzyme sử dụng trong nghiên cứu. Bộ chủng vi sinh vật kiểm định. Dòng tế bào. Hóa chất, thiết bị.

Phương pháp nghiên cứu. Các phương pháp phân tích hóa sinh. Các phương pháp phân tích thành phần hóa học. Các phương pháp xác định hoạt độ enzyme.

Các phương pháp thủy phân. Các phương pháp xác định sản phẩm thủy phân. Phương pháp làm giàu các axit béo bằng kết tinh ure. Các phương pháp nghiên cứu điều kiện tối ưu.

Các phương pháp xác định hoạt tính sinh học. Nghiên cứu ứng dụng enzyme kết hợp trong chưng cất tinh dầu từ các bộ phận khác nhau của cây quế Cinnamomum cassia. Nghiên cứu phân tích thành phần chất nền và tinh dầu của mẫu cành lá và mẫu vỏ quế C. Nghiên cứu tác động của việc xử lý nguyên liệu với enzyme lên quá trình chưng cất tinh dầu.

Nghiên cứu tìm điều kiện tối ưu cho quá trình ứng dụng hệ enzyme kết hợp Laccase-Htec2. 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 phân tích thành phần chất nền của bột gỗ gió bầu A. 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.

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. Nghiên cứu thành phần chất nền và lipid tổng của một số loại đầu cá ngừ của Việt Nam. Nghiên cứu ứng dụng enzyme protease trong chiết xuất lipid từ đầu cá ngừ vây vàng T. 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.

KÊT QUẢ VÀ THẢO LUẬN. 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. Kết quả phân tích các chất nền và tinh dầu của cành lá và vỏ quế C. Tác động của việc xử lý nguyên liệu với enzyme lên quá trình chưng cất tinh dầu từ cành lá quế C.

Tác động của việc xử lý nguyên liệu với enzyme lên quá trình chưng cất tinh dầu từ vỏ quế C. 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. 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. Kết quả phân tích thành phần chất nền của bột gỗ gió bầu A.

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. 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. Kết quả nghiên cứu các chất nền và thành phần axit béo của một số loại đầu cá ngừ của Việt Nam. Kết quả nghiên cứu ứng dụng enzyme trong chiết xuất lipid từ đầu cá ngừ vây vàng T.

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. 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. 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 Tổ chức Lương nông Thế giới the United Nations 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 Sắc ký lỏng hiệu năng cao chromatography Htec2 : Cellic HTec2 Enzyme Enzym Cellic HTec2 IC50 : Inhibitory concentration at 50% Nồng độ ức chế 50% KPH : Không phát hiện Laccase : Laccase enzyme Enzym laccase viii LD100 : 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- (3-(4,5-Dimethylthiazol-2-yl)-2,5- Diphenyltetrazolium Bromide 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 Bộ Nông nghiệp Hoa kỳ Agriculture VSV : Vi sinh vật ix DANH MỤC BẢNG Trang Bảng 1. Thành phần lignocellulose trong một số loại sinh khối. Tỉ lệ các thành phần của cá ngừ .