Luận án: Nghiên cứu chiết tách hoạt chất tam thất Sapa ứng dụng trong công nghệ thực phẩm

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN QUANG TUYỂN NGHIÊN CỨU CHIẾT TÁCH MỘT SỐ HOẠT CHẤT TRONG CỦ TAM THẤT TRỒNG Ở SAPA, VIỆT NAM VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG TRONG CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm Mã số: 62540101 LUẬN ÁN TIẾN SĨ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Người hướng dẫn khoa học: |l. ĐẶNG NGỌC QUANG Hà Nội - 2017 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận án này là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu công bố trong luận án này là trung thực, một phần đã được công bố trên các tạp chí khoa học với sự đồng ý của đồng tác giả, phần còn lại chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nghiên cứu nào khác. Hà Nội: 2017 Tác giả luận án NCS: Nguyễn Quang Tuyển Bằng tất cả lòng kính trọng và biết ơn của mình, tôi vô cùng cảm tạ cố GS.Hà Duyên Tư người đã trực tiếp đưa dẫn tôi đến công trình nghiên cứu khoa học này.

Đồng thời, bằng tấm lòng biết ơn sâu sắc nhất tôi xin gửi đến PGS. Đặng Ngọc Quang, người đã trực tiếp hướng dẫn, chỉ bảo, góp ý và động viên tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu. Tôi xin chân thành cảm ơn TS. Nguyễn Thị Minh Tú và các thầy cô trong Bộ môn Quản lý Chất lượng, các thầy cô giáo Viện Công nghệ Sinh học và Công nghệ Thực phẩm, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong quá trình làm luận án.

Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến các đồng nghiệp thuộc các đơn vị sau: - Khoa Tài nguyên Dược liệu, Viện Dược liệu, Bộ Y tế - Trung tâm Kiểm nghiệm dược, Viện Kiểm nghiệm, Bộ Y tế - Khoa Hóa Thực phẩm, Viện Dinh dưỡng Quốc gia - Phòng Hóa Sinh ứng dụng, Viện Hóa học, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến các thầy cô Bộ môn Hóa Phân tích, Bộ môn Hóa Hữu cơ, Bộ môn Hóa sinh và Tế bào học, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội đã đóng góp ý kiến quý báu và kịp thời, tạo điều kiện thuận lợi cho tôi thực hiện đề tài. Tôi cũng xin cảm ơn các em học viên cao học, sinh viên tại khoa Hóa học, trường Đại học Sư phạm Hà Nội và Bộ môn Quản lý Chất lượng, Viện Công nghệ Sinh học và Công nghệ Thực phẩm, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội đã hỗ trợ tôi trong suốt thời gian làm luận án. Tôi xin cảm ơn tập thể Cán bộ và Ban giám hiệu trường Đại Học Bách khoa Hà Nội, Ban giám hiệu trường Đại Học Sư phạm Hà Nội đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong thời gian thực hiện đề tài. Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới bạn bè, người thân và gia đình hai bên nội ngoại, đặc biệt vợ tôi Lê Thị Cẩm Tú và hai con Nguyễn Quang Dương, Nguyễn Lê Huệ Minh đã động viên cổ vũ tôi, tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất cho tôi được học tập, hoàn thành công việc nghiên cứu này.

MỤC LỤC MỞ ĐẦU. Tính cấp thiết của luận án. Mục tiêu nghiên cứu. Nội dung nghiên cứu.

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án.2 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN. SƠ LƯỢC VỀ CÂY TAM THẤT. Tên gọi và nguồn gốc cây tam thất. Đặc điểm tam thất thuộc chi Panax L.

Phân loại các loài trong chi Panax L. Phân loại các loài tam thất ở Việt Nam. Giới thiệu về 3 loài tam thất trồng phổ biến ở Sapa, Việt Nam. Tam thất Trung Quốc.

Vũ diệp tam thất. Tam thất hoang. Trồng trọt và thu hái. Chế biến và bảo quản.

Tình hình sản xuất tam thất trên thế giới và ở Việt Nam. THÀNH PHẦN HÓA HỌC TRONG CÂY TAM THẤT. Thành phần hoá học tinh dầu tam thất. Các hợp chất saponin trong thực vật.

Định nghĩa, phân loại. Cấu trúc hoá học saponin. Các nghiên cứu về saponin từ chi Panax L. Hợp chất polyacetylen.

Hợp chất phenol thực vật. Hợp chất flavonoid. Protein và amino axit. Lipid và axit béo.

Chất khoáng. HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA SAPONIN. Khả năng kháng nấm của saponin. Khả năng kháng vi khuẩn của saponin.

Khả năng kháng vi rút của saponin. Tác dụng kháng viêm và cầm máu. Tác dụng lên hệ thần kinh. Tác dụng của saponin steroid dùng để tổng hợp các nội tiết tố steroid.

Tác dụng sinh dục. Hoạt tính chống oxy hóa - quét gốc tự do DPPH. Tác dụng chống ung thư. HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA POLYACETYLEN.

ỨNG DỤNG MỘT SỐ LOÀI THUỘC CHI PANAX TRONG SẢN XUẤT THỰC PHẨM. Thực phẩm chức năng. Cơ sở khoa học cho việc bổ sung hoạt chất của tam thất trong thực phẩm. Sự dung nạp saponin.

Ản h hưởng của các yếu tố công nghệ đến sự chuyển hóa saponin. Thực phẩm chức năng từ một số loài thuộc chi Panax L. Liều dùng và cách dùng. C ÔNG NGHỆ CHIẾT TÁCH POLY ACETYLEN.

CÔNG NGHỆ CHIẾT TÁCH SAPONIN. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chiết tách saponin. Nghiên cứu trên thế giới về công nghệ chiết tách saponin. Cá c phương pháp chiết tách saponin.

Phương pháp thẩm tích (làm giầu saponin). Dùng cột sephadex LH-20. Thủy phân tách sapogenin và đường. Các nghiên cứu trong nước về công nghệ chiết tách saponin.39 CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.

ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU. Nguyên liệu thực vật. Hóa chất thí nghiệm. Vi sinh vật và các chủng thử nghiệm.

Thiết bị thí nghiệm. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU. Phương pháp chiết xuất. Xác định hàm lượng protein.

Xác định hàm lượng lipid. Xác định hàm lượng carbohydrate. Phương pháp xác định hàm lượng phenol tổng. Phương pháp xác định hàm lượng flavonoid tổng.

Các phản ứng đặc trưng để phát hiện saponin. Phản ứng tạo bọt:. Phản ứng Liberman Burchard. Phản ứng Salkowsky.

Phản ứng màu:. Các phương pháp phân tích chất và các hợp chất. Sắc kỷ lỏng hiệu năng cao HPLC. Phương pháp sắc kỷ khí ghép khối phổ GC-MS.

Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử AAS/AES-GFA. Quy hoạch thực nghiệm. Các phương pháp xác định hoạt tính sinh học. Hoạt tính chống oxy hóa - quét gốc tự do DPPH.

Hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định. Hoạt tính ức chế sinh tổng hợp melanin. Phương pháp thử hoạt tính kháng các dòng tế bào ung thư. Các phương pháp sắc ký để tách, tinh chế các thành phần tinh khiết.

Sắc kỷ cột (CC). Sắc kỷ bản mỏng (TLC- Thin Layer Chromatography). Sắc kỷ lỏng điều chế (Preparative HPLC). Phương pháp xác định cấu trúc hóa học các hợp chất thu được.

Phổ hồng ngoại được ghi trên máy Impact 410-Nicolet FT-IR. Các phương pháp cộng hưởng từ hạt nhân (NMR). Ph ương pháp thử độc tính cấp trên chuột - xác định liều an toàn. Phương pháp phân tích cảm quan.

Phân tích thống kê kết quả thí nghiệm.61 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ĐẶC TÍNH CỦA NGUYÊN LIỆU TAM THẤT. Hàm lượng protein. Hàm lượng lipid.

Hàm lượng carbohydrate. Hàm lượng các amino axit. Thành phần axit béo. Nghiên cứu về thành phần các nguyên tố đa lượng và vi lượng.

Hàm lượng phenol tổng. Hàm lượng flavonoid tổng. Phát hiện saponin bằng các phản ứng định tính đặc trưng:. Xác định saponin trong tam thất bằng sắc kí lỏng hiệu năng cao (HPLC).

XÂY DỰNG QUY TRÌNH CHIẾT TÁCH CAO TỔNG TỪ CỦ TAM THẤT HOANG (Panax stipluleanatus). Ng hiên cứu khảo sát các phương pháp chiết tách thu cao tổng. Kế t quả khảo sát điều kiện tối ưu hoá phương pháp chiết siêu âm. Tối ưu hoá quá trình chiết cao tổng thành phần tam thất.L Thiết lập mô hình.

Kết quả kiểm tra lại mô hình tối ưu hóa. HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA CÁC PHÂN ĐOẠN CHIẾT XUẤT TỪ CỦ TAM THẤT HOANG. Hoạt tính chống oxy hóa - khả năng quét gốc tự do DPPH. Hoạt tính kháng vi sinh vật.

Hoạt tính ức chế sinh tổng hợp melanin. Hoạt tính kháng tế bào ung thư. PHÂN LẬP, XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC VÀ HOẠT TÍNH CỦA MỘT SỐ THÀNH PHẦN HÓA HỌC TRONG CAO CHIẾT TAM THẤT HOANG. Chiết các phân đoạn từ cao chiết tổng củ tam thất hoang.

Phân lập một số thành phần hóa học trong cao chiết củ tam thất hoang. Phân lập các hợp chất từ cao n-hexane của củ tam thất hoang. Phân lập các hợp chất từ cao n-butanol của củ tam thất hoang. Xác định cấu trúc các hợp chất tinh sạch từ cao «-hexane.

Xá c định cấu trúc các hợp chất tinh sạch từ cao chiết «-butanol. Hợp chất HAB2C3 (T6). Hoạt tính kháng khuẩn và độc tính tế bào của chất sạch. Hoạt tính kháng vi sinh vật của chất sạch.

Hoạt tính kháng dòng tế bào ung thư của chất sạch. ĐỘC TÍNH TRÊN CHUỘT THÍ NGHIỆM - LIỀU AN TOÀN. ỨNG DỤNG TAM THẤT HOANG TRONG SẢN XUẤT THỰC PHẨM. Qui trình sản xuất bánh qui (cookie) tam thất.

Qui trình sản xuất nước tam thất mật ong. Qui trình sản xuất kẹo cứng tam thất. Qui trình sản xuất trà tam thất hoa cúc. 129 ĐỀ XUẤT NGHIÊN CỨU TIẾP TỤC.131 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN.132 TÀI LIỆU THAM KHẢO.

133 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT STT Chữ viết tắt Tên tiếng Anh Tên tiếng Việt 1 AAS Atomic Absorption Spectrometric Quang phổ hấp thụ nguyên tử 1. ACTH Adrenocorticotropic hormon Hormone tuyến thuợng thận 2. AES-GFA Phổ phát xạ nguyên tử - lò graphit 3. ATCC American type culture collection Ngân hàng giống Mỹ 4.

B16 - BL-6 Human lung cancer cell line Dòng tế bào ung thu phổi 5. Caco-2 Human colon adenocarcinoma cell line Dòng tế bào ung thu trực tràng 25. H: CCE Column Chromatography Hệ Sắcdung kí cộtmôi «-hexane: ethyl acetat 6. IC50 C: M Haft - maximal inhibitory concentration Nồng độ môi Hệ dung ức chế 50% chloroform: methanol 27.

Int-407 Human embryonic intestinal cell Dòng tế bào ung thu ruột Hệ dung môi chloroform: methanol: 8. C: M: H2O IR Fourrier Transformation InfraRed Phổ hồng ngoại nuớc 29. KB Human epidermic carcinoma cell line Dòng tế bào ung thu biểu mô Distortionless Enhancement by 9. DEPT L-DOPA L-3,4-dihydroxyphenylanaline Phổ DEPT Polarization Transfer 31.

LD0 DMSO Dimethyl sulfoxide Liều duới liều chết 10. Lethal dose,modified 50 % eagle medium Liều chết 50% động cấy vật G 11. DNEM Dulbecco's Môi truờng nuôi cơ bản L/l 0 33. LU DPPH Human lung cancer cell line 1,1 -diphenyl-2-picryl-hydrrazyl Dòng tế bào ung thu phổi 12.

MCF-7 EI-MS Human Electronbreast Impactadenocarcinoma cell line -Mass Spectrometry Dòng tế bào Phổ khối ung thu va chạm vú electron 35. Me Et nhóm Nhóm CH3- C2H5- 36. MeOH EtOAc Methanol Ethyl acetat Etylaxetat 37. MIC EtOH Minimum Ethanol inhibitory concentration Nồng Etanolđộ ức chế tối thiểu 16.

MS FBS Mass Spectrum Fetal bovine serum Phổ khối Huyết luợng thanh phôi bò 39. M: H2O Methanol: H2O Hệ dung môi methanol: nuớc Phuơng pháp sắc kí khí/ khối phổ liên 18. GC-MS MPA Gas chromatography mass spectrometry Meat-Peptone-Agar Môi truờng MP A hợp 41. MTT HCT-116 Human colon adenocarcinoma cell line Dòng tế bào ung thu trực tràng 3-(4,5 Dimethylthiazol-2-yl)-2,5 20.