Tóm tắt Luận án Nghiên cứu thu nhận phlorotannin từ rong mơ (sargassum serratum) tại Nha trang và thử nghiệm sử dụng trong đồ uống có hoạt tính chống oxy hóa
Rong nâu (Phaeophyta) là loại rong giàu các chất có hoạt tính sinh
học như lamilaran, fucoidan, alginate, phlorotannin, Các chất này
có nhiều hoạt tính sinh học, trong đó đáng chú ý là hoạt tính chống
oxy hóa, kháng khuẩn, kháng nấm . Ngành rong nâu (Phaeophyta)
có nhiều họ như: Alariaceae, Fucaceae và Sargassaceae.
Ở Việt Nam, chi rong mơ (Sargassum) thuộc họ rong mơ
(Sargassaceae) được biết là chi rong có sản lượng lớn và có giá trị
cao, do chi rong này có chứa nhiều hoạt chất sinh học có giá trị như
fucoidan, laminaran, alginate, phlorotannin, . Trong đó đáng chú ý là
phlorotannin - một hợp chất chuyển hóa thứ cấp kiểu hỗn hợp
phenolic. Phlorotannin có nhiều hoạt tính sinh học khác nhau như:
hoạt tính chống oxy hóa, kháng khuẩn, kháng nấm, chống khối u,
ngừa ung thư, Hoạt tính chống oxy hóa của phlorotannin là một
trong những hoạt tính được nghiên cứu nhiều nhất và phlorotannin
được biết đến là chất chống oxy hóa không độc và an toàn với con
người nên có thể khai thác và sử dụng trong hỗ trợ cơ thể đào thải các
gốc tự do giúp tăng cường sức khỏe. Do vậy, phlorotannin từ rong mơ
đã được các nhà nghiên cứu quan tâm
Tóm tắt nội dung tài liệu: Tóm tắt Luận án Nghiên cứu thu nhận phlorotannin từ rong mơ (sargassum serratum) tại Nha trang và thử nghiệm sử dụng trong đồ uống có hoạt tính chống oxy hóa
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG ------------------------- ĐẶNG XUÂN CƢỜNG NGHIÊN CỨU THU NHẬN PHLOROTANNIN TỪ RONG MƠ (SARGASSUM SERRATUM) TẠI NHA TRANG VÀ THỬ NGHIỆM SỬ DỤNG TRONG ĐỒ UỐNG CÓ HOẠT TÍNH CHỐNG OXY HÓA Chuyên ngành: Công nghệ Chế biến Thủy sản Mã số: 62540105 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT Nha Trang - 2015 Công trình được hoàn thành tại: Trường Đại học Nha Trang và Viện Nghiên cứu Ứng dụng Công nghệ Nha Trang. Người hướng dẫn khoa học: 1. TS. Vũ Ngọc Bội Trường Đại học Nha Trang 2. PGS. TS. Trần Thị Thanh Vân Viện Nghiên cứu Ứng dụng Công nghệ Nha Trang Phản biện 1: GS. TSKH Nguyễn Trọng Cẩn .......................... ................................................................................................ Phản biện 2: PGS. TS Phùng Thị Thanh Tú ........................... ................................................................................................ Phản biện 3: PGS. TS Nguyễn Anh Tuấn ............................... Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án Tiến sỹ cấp Trường họp tại: Vào hồi giờ ..ngày tháng .năm.. Có thể tìm hiểu luận án tại: Thư viện Trường Đại học Nha Trang hoặc thư viện Quốc gia Hà Nội. 1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của luận án Rong nâu (Phaeophyta) là loại rong giàu các chất có hoạt tính sinh học như lamilaran, fucoidan, alginate, phlorotannin, Các chất này có nhiều hoạt tính sinh học, trong đó đáng chú ý là hoạt tính chống oxy hóa, kháng khuẩn, kháng nấm. Ngành rong nâu (Phaeophyta) có nhiều họ như: Alariaceae, Fucaceae và Sargassaceae. Ở Việt Nam, chi rong mơ (Sargassum) thuộc họ rong mơ (Sargassaceae) được biết là chi rong có sản lượng lớn và có giá trị cao, do chi rong này có chứa nhiều hoạt chất sinh học có giá trị như fucoidan, laminaran, alginate, phlorotannin,. Trong đó đáng chú ý là phlorotannin - một hợp chất chuyển hóa thứ cấp kiểu hỗn hợp phenolic. Phlorotannin có nhiều hoạt tính sinh học khác nhau như: hoạt tính chống oxy hóa, kháng khuẩn, kháng nấm, chống khối u, ngừa ung thư, Hoạt tính chống oxy hóa của phlorotannin là một trong những hoạt tính được nghiên cứu nhiều nhất và phlorotannin được biết đến là chất chống oxy hóa không độc và an toàn với con người nên có thể khai thác và sử dụng trong hỗ trợ cơ thể đào thải các gốc tự do giúp tăng cường sức khỏe. Do vậy, phlorotannin từ rong mơ đã được các nhà nghiên cứu quan tâm. Vùng biển Nha Trang có nguồn lợi rong mơ Sargassum phong phú và đa dạng về số lượng, chủng loại. Mặt khác, rong mơ ở vùng biển Nha Trang được cho rằng có chứa các hoạt chất sinh học như fucoidan, phlorotannin, alginate,. với hàm lượng cao. Do vậy việc nghiên cứu “Nghiên cứu thu nhận phlorotannin từ rong mơ Sargassum serratum tại Nha Trang và thử nghiệm sử dụng trong đồ uống có hoạt tính chống oxy hóa” là cần thiết. 2 2. Mục tiêu của Luận án: - Nghiên cứu thu nhận phlorotannin có hoạt tính chống oxy hóa từ rong mơ (Sargassum serratum) thu hoạch ở vùng biển Nha Trang, Khánh Hòa. - Thử nghiệm sử dụng phlorotannin trong đồ uống có hoạt tính chống oxy hóa. 3. Đối tƣơng và phạm vi nghiên cứu 3.1. Đối tƣợng nghiên cứu Rong mơ (Sargassum serratum) sinh trưởng ở vùng biển Nha Trang được thu mẫu, rửa sạch bằng nước mặn, sấy khô đến độ ẩm 19% và bảo quản ở nhiệt độ thường để dùng làm nguyên liệu trong suốt quá trình nghiên cứu thu nhận phlorotannin. 3.2. Phạm vi nghiên cứu: gồm 5 phần 1) Nghiên cứu tách chiết và tối ưu hóa quá trình thu nhận phlorotannin từ rong mơ (Sargassum serratum) thu hoạch ở vùng biển Nha Trang, Khánh Hòa. 2) Bước đầu phân đoạn và tinh sạch phlorotannin thu nhận từ rong mơ (Sargassum serratum). 3) Nghiên cứu sấy phun để thu nhận bột phlorotannin từ dịch chiết rong mơ S. serratum. 4) Đánh giá độc tính của phlorotannin thu từ rong mơ S. serratum. 5) Thử nghiệm sử dụng phlorotannin trong đồ uống có hoạt tính chống oxy hóa. 4. Phƣơng pháp nghiên cứu Luận án sử dụng các phương pháp nghiên cứu chuẩn của Thế giới và Việt Nam trong nghiên cứu thu nhận phlorotannin từ rong mơ (Sargassum serratum), có sử dụng toán học để tối ưu hóa nhằm tìm ra 3 các quy luật, phát hiện ra các tính chất mới, các mối quan hệ giữa các đại lượng và kiểm chứng các giả thuyết. 5. Các đóng góp mới về mặt khoa học - Lần đầu tiên nghiên cứu một cách toàn diện về phlorotannin của rong mơ (Sargassum serratum) thu hoạch ở vùng biển Nha Trang, Khánh Hòa từ nghiên cứu tối ưu hóa quá trình tách chiết đến tinh sạch, thử nghiệm độc tính trên chuột, nghiên cứu sấy phun để tạo bột chế phẩm phlorotannin có hoạt tính chống oxy hóa cao và thử nghiệm sản xuất đồ uống phlorotannin có hoạt tính chống oxy hóa. Do vậy, kết quả nghiên cứu của Luận án có ý nghĩa khoa học cao. Kết quả này góp phần khẳng định giá trị của nguồn lợi rong biển Việt Nam. Mặt khác, kết quả của luận án còn là tài liệu tham khảo phục vụ cho nghiên cứu và giảng dạy trong lĩnh vực nghiên cứu các chất tự nhiên từ rong biển. - Kết quả nghiên cứu của luận án là cơ sở để các doanh nghiệp sản xuất thực phẩm phát triển thương mại hóa một số sản phẩm từ phlorotannin thu nhận từ rong mơ (Sargassum serratum) thu hoạch ở vùng biển Nha Trang. 6. Kết cấu của luận án Luận án bao gồm 171 trang, trong đó 34 trang tổng quan, 22 trang phương pháp nghiên cứu, 89 trang kết quả nghiên cứu, kết luận 2 trang, tài liệu tham khảo 24 trang và phụ lục. 4 CHƯƠNG I. TỔNG QUAN 1.1. GIỚI THIỆU VỀ RONG MƠ Rong mơ là nguồn tài nguyên giàu hoạt chất sinh học với các hoạt tính sinh học phong phú và đa dạng, như chống oxy hóa, kháng khuẩn, kháng nấm, chống đông tụ và chống bức xạ UV-B, khả năng làm lành vết thương và tái tạo cấu trúc tế bào (Kang và ctv., 2003). Thực tế cho thấy, tỉnh Khánh Hòa có 21 loài rong mơ trong đó loài Sargassum serratum là loài phân bố rộng, trữ lượng lớn và là loài mới, có chứa nhiều chất có hoạt tính tự nhiên như fucoidan, phlorotannin, nhưng chưa được nghiên cứu một cách đầy đủ. 1.2. GIỚI THIỆU VỀ PHLOROTANNIN Phlorotannin là một trong những hoạt chất chống oxy hóa mạnh mẽ có nguồn gốc từ rong mơ (Ahn và cộng sự (2007); Kang và cộng sự (2003); LIM (2002); Kuda (2007) và Shibata (2008)). Phlorotannin có các đơn vị cơ bản là phloroglucinol (1,3,5-trihydroxybenzene) với kích thước phân tử dao động trong khoảng 126 Da - 650 kDa (Singh và cộng sự (2006)) và có các kiểu liên kết đặc trưng trong cấu trúc như: liên kết ether, liên kết phenyl, liên kết ether và liên kết phenyl, liên kết dibenzodioxin (La Barre và cộng sự (2010)). Điều thú vị là hàm lượng, cấu trúc và cơ chế chống oxy hóa của polyphenol/ phlorotannin trong rong nâu có mối liên hệ chặt chẽ với hoạt tính chống oxy hóa. Phlorotannins là hỗn hợp phenolic với bản chất polymer của phloroglucinol, chúng tồn tại trong nhiều họ của ngành rong nâu như: Alariaceae, Fucaceae và Sargassaceae. Như vậy có thể thấy phlorotannin là hoạt chất đáng để quan tâm nghiên cứu. 5 1.3. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VỀ PHLOROTANNIN TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM * Tình hình nghiên cứu phlorotannin trên thế giới Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng, hỗn hợp phenolic trong rong nâu chính là phlorotannin (Jormalainen và cộng sự, (2004); Koivikko và cộng sự, (2007); Swanson và cộng sự, (2002)). Siti A. Budhiyanti và cộng sự (2012) công bố khả năng bắt gốc tự do (DPPH) dao động từ 14,61 ÷ 48,71% và 0,17 ÷ 44,05% tương ứng khi dịch chiết từ thành tế bào và tế bào chất có nồng độ 0,45 mg/ml; hoạt tính khử sắt dao động từ 2,05 ÷ 12,51% và 26,77 ÷ 68,80% tương ứng khi dịch chiết từ tế bào chất và thành tế bào của một số loài Sargassum thu ở bờ biển Indonesia có nồng độ 0,45 mg/ml được sử dụng, các dịch chiết này đều chứa phlorotannin. Hoạt tính bắt gốc tự do DPPH của loài S. ramifolium và S. pteropleuron với chỉ số oxi hóa EC50 dao động từ 6,64 đến 7,14 mg/ml (Mayalen Zubia và cộng sự, 2007). Đồng thời Soo Jin Heo và cộng sự (2005) chỉ ra khả năng bắt gốc tự do của loài S. thunbergii và S. fulvellum tương ứng là 97,41% và 84,66%. Hoạt tính chống oxy hóa mạnh của phlorotannin tinh chế từ một số loài rong nâu có mối liên hệ mật thiết với phân tử skeleton (Ahn và cộng sự, 2007). Như vậy thấy rằng có sự đa dạng về hoạt tính và hoạt lực của phlorotannin ở các loài rong Sargassum khác nhau trên thế giới. Những nghiên cứu trên cùng công bố của Barry Halliwell (2001) đã cho thấy, phlorotannin có khả năng giảm thiểu sự tổn thương tế bào dưới tác động của những gốc tự do như: superoxide, hydroxyl, peroxyl, alkoxyl, hydroperoxyl, nitric oxide và nitrogen dioxide được coi là gốc tự do. Điều này cũng được minh chứng trên loài S. ringgoldianum có khả năng bắt gốc (.OH) đến 78% và (O2-) đến 6 88,4% và hoặt tính bắt gốc tự do (DPPH) của loài S. vulgare là 0,2% ÷ 20,3% (Naja và cộng sự, 2012) cũng như loài S. pallidum có hoạt tính chống oxy hóa tổng dao động từ 0,04 ± 0,02 đến 52,08 ± 0,02µmol FeSO4/mg (Hong Ye và cộng sự, 2009). * Tình hình nghiên cứu trong nƣớc về phlorotannin Phlorotannin chống oxy hóa được chiết từ rong nâu mới bước đầu được nghiên cứu ở Việt Nam từ năm 2009. Tuy nhiên đến năm 2010 mới có một số công bố về hoạt tính chống oxy hóa của một số loài rong nâu ở vùng biển Nha Trang - Khánh Hòa, Việt Nam và những công bố đều do nhóm nghiên cứu của tác giả công bố. 1.4. ỨNG DỤNG SẤY PHUN TẠO BỘT CHỨA PHLOROTANNIN Thực tế cho thấy kỹ thuật sấy phun sẽ giúp chuyển hóa hoạt chất từ dạng dịch qua dạng bột, loại bỏ hầu hết dung môi, tiết kiệm chi phí vận chuyển, nâng cao thời gian bảo quản hoạt chất và quan trọng nhất là hình thành hạt vi nang nâng cao độ bền của hoạt chất nhờ khả năng liên kết và bao gói của các chất trợ sấy được đính kèm trong quá trình sấy phun. Nên kỹ thuật sấy phun rất phù hợp để tạo bột phlorotannin chống oxy hóa có nguồn gốc từ rong biển. Từ những phân tích ở trên thấy rằng, trên thế giới chưa có bất kỳ công trình nào về nghiên cứu chiết tách, tối ưu, sấy phun tạo bột ứng dụng, xác định cấu trúc của phlorotannin từ rong nâu Sargassum serratum sinh trưởng ở bờ biển Nha Trang, Khánh Hòa, Việt Nam hay sàng lọc đánh giá hàm lượng trữ lượng theo mùa vụ thời gian sinh trưởng cũng như sự tích lũy và phân bố ở từng phần cây rong hay theo thời gian bảo quản. Do vậy Luận án tập trung nghiên cứu những vấn đề trên. 7 CHƢƠNG II. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Đối tƣợng nghiên cứu Rong mơ (Sargassum serratum) thuộc: Ngành (Phaeophyta), Lớp (Phaeophyceae), Bộ (Fucales), Họ (Sargassaceae), Chi (Sargassum). Rong mơ (Sargassum serratum) sinh trưởng ở vùng biển Nha Trang - Khánh Hòa được thu mẫu, rửa sạch bằng nước mặn, sấy khô đến độ ẩm 19% và bảo quản ở nhiệt độ thường để dùng trong suốt quá trình nghiên cứu. 2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu 2.2.1. Phƣơng pháp phân tích 2.2.1.1. Phƣơng pháp định lƣợng phlorotannin: theo Swanson và cộng sự, 2002, với phloroglucinol là chất chuẩn. 2.2.1.2. Phƣơng pháp xác định hoạt tính chống oxy hóa + Hoạt tính chống oxy hóa tổng (TA): theo phương pháp của Prieto và cộng sự, (1999) với chất chuẩn là acid ascorbic. + Hoạt tính khử Fe (RP): xác định theo Zhu và cộng sự, (2002) với chất chuẩn là FeSO4. + Hoạt tính bắt gốc tự do (DPPH): xác định hoạt tính bắt gốc tự do (DPPH) theo Blois M. S. (1958) Sử dụng máy UV-Vis Spectrophotometer JenWay 6400/6405 để đo độ hấp thụ. 2.2.1.3. Phƣơng pháp xác định độ màu sản phẩm: theo phương pháp xử lý UF của Neslihan và cs (2005). 2.2.1.4. Phƣơng pháp định lƣợng một số thành phần khác - Định lượng carbohydrate: Xác định hàm lượng carbohydrate theo AOAC (1990). 8 - Định lượng hàm lượng Pb: theo TCVN 7602:2007 Thực phẩm. - Định lượng hàm lượng acid citric: Theo phương pháp AOAC (1932). - Định lượng hàm lượng đường sucrose: Theo phương pháp AOAC (2000). 2.2.2. Phƣơng pháp tinh chế Mỗi phân đoạn này được tiến hành chạy sắc ký bản mỏng với hệ dung môi rửa giải là chloroform: methanol: acid formic (90: 9: 1). Thuốc thử phát hiện phlorotannin là FeCl3 5% trong cồn ethanol 96%. Sau đó kiểm tra lại độ tinh sạch của mẫu trên bản mỏng bằng LC/MS và phân tích phlorotannin theo phương pháp Swanson và cộng sự. Phân đoạn phlorotannin sạch nhất được chạy qua sắc ký cột Sephadex LH 20 với dung môi chạy sắc ký là chloroform : methanol : acid formic theo tỷ lệ (90 : 9: 1). Phân đoạn phlorotannin sạch thu từ cột LH 20 được chạy NMR 1H và 13C. (pha động gồm pha A H2O 0,1% acid formic, pha B Acetonitril 0,1% acid formic). Phương pháp chạy là HPLC-MS, nhận biết chất qua tỉ lệ m/z. - Chạy LC/MS: Chương trình gradient như sau: Bảng 2.1. Chƣơng trình gradient trên LC/MS Thời gian Pha B (%) 0 10 10 10 40 90 60 90 61 10 70 10 9 2.2.3. Phƣơng pháp đánh giá cảm quan: theo phương pháp cho điểm theo tiêu chuẩn Việt Nam 3215-79 với thang điểm 20 để đánh giá chất lượng cảm quan của sản phẩm. 2.2.4. Phƣơng pháp định lƣợng vi sinh vật - Xác định tổng số vi sinh vật hiếu khí (KL/ ml) theo TCVN 4884:2005. - Xác định E. coli theo TCVN 6848:2007. - Xác định Coliforms theo TCVN 6846:2007. - Xác định C. perfringens theo TCVN 4991:2005 - Xác định Streptococci faecal theo TCVN 6189-2:1996. - Xác định Pseudomonas aeruginosa theo ISO 16266:2006. - Xác định Staphycus aureus theo TCVN 4830-1:2005. - Xác định tổng số bào tử NM - NM (BT/ml) theo TCVN 5166:1990. 2.3. Sơ đồ bố trí thí nghiệm tổng quát Bố trí thí nghiệm tổng quát của quá trình nghiên cứu thể hiện ở hình 2.1. 10 Hình 2.1. Sơ đồ bố trí thí nghiệm tổng quát Trên cơ sở sơ đồ bố trí thí nghiệm tổng quát chúng tôi tiến hành nghiên cứu xác định các thông số phù hợp cho từng công đoạn. 11 2.3. HÓA CHẤT VÀ CÁC THIẾT BỊ CHỦ YẾU ĐÃ SỬ DỤNG 2.3.1. Hóa chất - Các hóa chất sử dụng trong nghiên cứu: HCl, Na2CO3, H2SO4, sodium phosphate, ammonium molybdate, đệm phosphate, K3[Fe(CN)6], CCl3COOH, FeCl3, chất chuẩn là FeSO4 và acid ascorbic, phloroglucinol,, DPPH, ethanol, n-hexan, ethyl acetate, chloroform, đều là các hóa chất tinh khiết đạt tiêu chuẩn dùng cho phân tích do Merck - Đức và Sigma - Mỹ cung cấp. Ethanol 96% do Việt Nam sản xuất. - Các loại phụ gia thực phẩm: acid citric, acid ascorbic, carrageenan, sacharose,... đều là phụ gia tinh khiết đạt tiêu chuẩn sử dụng làm dược phẩm và thực phẩm do Merck - Đức cung cấp. 2.3.2. Thiết bị chủ yếu đã sử dụng Sử dụng các thiết bị chủ yếu hiện có trong các phòng thí nghiệm Hóa phân tích và Triển khai Công nghệ của Viện Nghiên cứu và Ứng dụng Công nghệ Nha Trang và phòng thí nghiệm Công nghệ Sinh học - Trung tâm Thực hành phân tích - Trường Đại học Nha Trang gồm: Thiết bị ổn nhiệt - Memment (Đức), máy đo pH HANA (Mỹ), Thiết bị Cô quay chân không (Đức), Máy sấy phun Bucchi - Thụy Sỹ, máy so mầu UV- VIS - Mỹ, 2.4. PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ SỐ LIỆU Phân tích dữ liệu và tiên ... vào 1100C Đồng hóa Sấy phun Bột chế phẩm Maltodextrin 10% Bao gói Sản phẩm Bảo quản 3.5.6. Đề xuất quy trình thu nhận bột phlorotannin bằng kỹ thuật sấy phun Từ các nghiên cứu ở trên cho phép đề xuất quy trình thu nhận bột phlorotannin bằng kỹ thuật sấy phun trình bày ở hình 3.14. * Thuyết minh quy trình: + Dịch chiết phlorotannin: phlorotannin từ rong mơ S. serratum được chiết theo kỹ thuật ngâm chiết. Sau khi chiết rút, cô đặc dịch chiết để đạt 3g phlorotannin/ 500ml dịch chiết với hoạt tính chống oxy hóa tương đương 6,7g acid ascorbic. + Đồng hoá: Tiến hành bổ sung maltodextrin với tỷ lệ 10% vào dịch chiết. Mục đích của việc bổ sung chất trợ sấy (maltodextrin) là để giúp hình thành các “vi nang” bao bọc phlorotannin để hạn chế sự biến đổi của phlorotannin trong quá trình sấy. Sau khi bổ sung chất trợ sấy, tiến hành đồng hoá để đảm bảo maltodextrin hòa tan đều vào dịch sấy. Hình 3.14. Quy trình sấy phun thu nhận bột phlorotannin từ dịch chiết rong mơ S. serratum 27 + Sấy phun: Quá trình sấy phun hỗn hợp được thực hiện trên máy sấy phun SD 05 với các thông số của quá trình sấy như sau: Áp suất bơm mẫu: 0,8 bar, tốc độ bơm nhập liệu: 10 vòng/ phút tương ứng với 350ml/h, nhiệt độ không khí đầu vào quá trình sấy: 1100C, maltodextrin được sử dụng làm chất trợ sấy. + Bột chế phẩm phlorotannin: bột chế phẩm phlorotannin được thu nhận trong bình thu sản phẩm có màu tối hoặc được bọc lại để tránh ánh sáng. Vì nếu để phlorotannin tiếp xúc với ánh sáng sẽ nhanh chóng bị oxy hóa dẫn đến giảm hoạt tính chống oxy hóa và hàm lượng phlorotannin + Bao gói: bột chế phẩm được bao gói bằng bao bì PE hoặc PP. Sản phẩm đã bao gói được đặt vào trong hộp bằng giấy carton để tránh sản phẩm tiếp xúc trực tiếp với ánh sáng. + Bảo quản: Sản phẩm đã được bao gói bằng bao bì PE hoặc PP và bảo quản ở nơi khô, mát, tránh ánh sáng trực tiếp. + Sản phẩm: được điều chế theo quy trình công nghệ trên đạt tiêu chuẩn an toàn vệ sinh thực phẩm và đạt hàm lượng phlorotannin với hoạt tính chống oxy hóa. 3.6. ĐÁNH GIÁ ĐỘC TÍNH CỦA CHẾ PHẨM PHLOROTANNIN Sử dụng bột chế phẩm thu được để nghiên cứu đánh giá độc tính trên chuột bạch. Chuột được phân làm 3 nhóm khác nhau, nhóm 1: sử dụng nước muối sinh lý, nhóm 2: sử dụng maltodextrin hòa trong nước muối sinh lý và nhóm 3: sử dụng bột phlorotannin chống oxy hóa hòa trong nước muối sinh lý. Kết quả nghiên cứu thể hiện ở bảng 3.4. 28 Bảng 3.4. Khối lƣợng chuột bạch thí nghiệm sau 7 ngày nuôi ở các chế độ khác nhau (sử dụng nƣớc muối sinh, sử dụng maltodextrin hòa trong nƣớc muối sinh lý và sử dụng bột phlorotannin chống oxy hóa hòa trong nƣớc muối sinh lý) STT Mã chuột Khối lƣợng trung bình của chuột ở lô NMSL Mã chuột Khối lƣợng trung bình của chuột ở lô Đối chứng Mã chuột Khối lƣợng trung bình của chuột ở lô mẫu 1 LV 26,450±2,940 GV 26,888±2,000 MV 28,900±4,280 2 LVPSV 25,988±2,770 GVPTV 21,275±0,610 MVPTV 24,525±2,400 3 LVTTV 25,900±2,050 GVPSV 26,213±3,510 MVPSV 27,575±3,380 4 LVTSV 25,025±2,550 GVTTV 25,913±2,250 MVTTV 25,375±1,660 5 LV2PV 27,488±2,720 GVTSV 24,850±2,580 MVTSV 23,175±0,980 6 LV2TV 26,975±3,710 GVE0PV 23,375±2,250 MVE0PV 23,063±1,060 7 LVPTV 28,525±3,980 GVE0TV 23,825±2,020 MVE0TV 26,475±1,930 8 LVE0PV 25,325±2,680 GV2PV 23,900±2,930 MV2PV 23,750±2,150 9 LVE0TV 25,725±3,250 GV2E0V 23,900±1,190 MV2E0V 25,613±1,720 10 LV2E0V 26,150±3,830 GV2TV 25,588±2,610 MV2TV 24,750±2,880 TB 26,360 ± 1,050 g/con 24,570 ± 1,660 g/con 25,320 ± 1,900 g/con * Ghi chú: NMSL: nước muối sinh lý Từ kết quả nghiên cứu ở bảng 3.4 cho thấy chuột bạch phát triển mạnh khỏe, tăng cân trên cả đực và cái. Kết quả đánh giá trọng lượng và phân tích thống kê cho thấy nhóm chuột 1, nhóm 2 và nhóm 3 có khối lượng trung bình sau 1 tuần nghiên cứu tương ứng như sau: 26,360 ± 1,050g/con, 24,570 ± 1,660g/con và 25,320 ± 1,900g/con. Kết quả phân tích ANOVA cho thấy không có sự khác biệt giữa các nhóm nghiên cứu về cân nặng và tốc độ tăng trưởng (p = 0,055; F = 3,22 < Fcrit = 3,35). Đồng thời tất cả các con chuột nghiên cứu đều khỏe mạnh. Từ kết quả phân tích trên chuột cho thấy bột chế phẩm phlorotannin thu từ rong mơ S. serratum không có độc tính. 29 3.7. THỬ NGHIỆM SỬ DỤNG PHLOROTANNIN TRONG SẢN XUẤT ĐỒ UỐNG 3.7.1. Xác định ngƣỡng cảm vị của acid citric Kết quả phân tích hồi quy và ANOVA cho thấy tổng điểm trung bình chung cảm vị acid citric trong đồ uống có mối liên hệ chặt chẽ với tỷ lệ acid citric bổ sung. Ngưỡng cảm vị ưa thích của acid citric trong đồ uống ở nghiên cứu này là 0,11% và tỷ lệ acid citric bổ sung 0,11% được lựa chọn cho các nghiên cứu tiếp theo. 3.7.2. Xác định tỷ lệ đƣờng bổ sung Kết quả xác định tỷ lệ đường bổ sung vào đồ uống cho thấy tỷ lệ đường bổ sung 17% là phù hợp. 3.7.3. Xác định tỷ lệ hỗn hợp acid citric và acid ascorbic bổ sung Kết quả xác định cho thấy tỷ lệ sử dụng phối hợp giữa acid citric và ascorbic là 0,07% và 0,04% thì đồ uống có tổng điểm điểm cảm quan chung đạt cao nhất 18,3 điểm. 3.7.3. Xác định tỷ lệ carrageenan - xanthan gum bổ sung Kết quả phân tích cảm quan cho thấy bổ sung hỗn hợp 0,05% carrageenan và 0,05% xanthan gum thì sản phẩm đồ uống có tổng điểm cảm quan cao nhất và đạt 18,5 điểm. 3.7.5. Xác định tỷ lệ phlorotannin bổ sung Kết quả bổ sung Phc vào đồ uống cho thấy hàm lượng Phc phối trộn vào đồ uống thích hợp là 30mg/200ml sản phẩm. 3.7.6. Xác nhiệt độ và thời gian đồng hóa Kết quả phân tích cho thấy quá trình đồng hóa tiến hành ở nhiệt độ 45 0 C trong thời gian từ 1-2 phút là phù hợp. 3.7.7. Xác định thời gian thanh trùng Kết quả thanh trùng sản phẩm đồ uống ở 800C với các công thức thanh trùng khác nhau cho thấy công thức thanh trùng là phù hợp với việc thanh trùng đồ uống chứa phlorotannin từ rong mơ. 30 3.7.8. Đề xuất quy trình sản xuất nƣớc giải khát bổ sung phlorotannin Từ kết quả nghiên cứu ở trên cho phép đề xuất quy trình sản xuất nước giải khát bổ sung phlorotannin trình bày ở hình 3.15. Hình 3.15. Sơ đồ quy trình sản xuất nƣớc giải khát phlorotannin Làm nguội Dán nhãn Sản phẩm Rót chai Thanh trùng Đóng nắp Công thức thanh trùng Thanh trùng Chai sạch Bột phlorotannin 30mg/200ml Nước Thanh trùng Phối trộn Đồng hóa Lọc Nhiệt độ: 450C Thời gian: 1-2 phút Saccharose 17% Acid citric 0,07% Carrageenan: 0,04% Xanthan gum: 0,05% Acid ascorbic: 0,04% 31 * Thuyết minh quy trình + Bột phlorotannin Bột phlorotannin thu nhận từ rong mơ S. serratum có các đặc tính kỹ thuật như sau: tan trong nước, màu vàng sẫm, độ ẩm 5,3%, hàm lượng phlorotannin đạt 2,268 ± 0,010g/100g bột, hoạt tính chống oxy hóa tổng tương đương 4,347 ± 0,018g acid ascorbic/100g bột, hoạt tính khử sắt tương đương 9,390 ± 0,024 g/100g bột và hoạt tính bắt gốc tự do DPPH đạt 70,020 ± 0,260%. + Phối trộn: Các thành phần sử dụng để phối trộn đồ uống. - Nƣớc: nước đạt tiêu chuẩn nước cấp theo quy định của Bộ Y tế. - Đƣờng: tỷ lệ đường sử dụng trong sản xuất đồ uống là 17%. - Carrageenan: tỷ lệ carrageenan sử dụng trong sản xuất đồ uống là: 0,05%. - Xanthan gum: tỷ lệ xanthan gum sử dụng là: 0,05%. Sau khi hòa tan hoàn toàn carrageenan và xanthan gum trong nước, tiến hành lọc hỗn hợp để loại bỏ phần cặn không hoà tan. - Acid ascorbic: tỷ lệ acid ascorbic sử dụng là: 0,04%. - Acid citric: tỷ lệ acid citric sử dụng là: 0,07%. - Sodium benzoate: tỷ lệ sodium benzoate sử dụng là: 0,02%. - Postasium sorbate: postasium sorbate tinh khiết đạt tiêu chuẩn làm phụ gia thực phẩm. Tỷ lệ postasium sorbate sử dụng là: 0,02% - Phlorotannin: bột phlorotanin sản xuất từ rong mơ S. serratum được sử dụng theo tỷ lệ 30mg/ 200ml dung dịch. Quá trình phối trộn tiến hành như sau: trước tiên cho dung dịch carrageenan và xanthan gum vào nước. Hòa tan hoàn toàn carrageenan 32 và xanthan gum trong nước và bổ sung acid ascorbic, acid citric. Sau đó bổ sung phlorotannin, dung dịch đường đã chuẩn bị ở trên và tiến hành đồng hoá. - Đồng hóa Quá trình đồng hoá được tiến hành ở nhiệt độ 450C trong thời gian 1-2 phút để hỗn hợp hoàn toàn đồng nhất. - Rót chai Dung dịch sau đồng hóa được lọc và tiến hành rót chai. - Đóng nắp Sau khi được rót chai, sản phẩm được bài khí và đóng nắp. Sau khi đóng nắp, bán thành phẩm được chuyển qua công đoạn thanh trùng. - Thanh trùng Tiến hành thanh trùng theo công thức thanh trùng để tiêu diệt một phần vi sinh vật nhằm kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm. - Làm nguội Sản phẩm sau khi thanh trùng được tiến hành làm nguội ở nhiệt độ. - Dán nhãn Bán thành phẩm được dán nhãn theo nghị định số 89/2006/NĐ-CP của Chính phủ, Nghị định số 38/2012/NĐ-CP của Chính Phủ và thông tư liên tịch số 34/2014/TTLT-BYT-BNNPTNT-BCT của Bộ Y tế, Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, Bộ Công Thương. - Sản phẩm Sản phẩm được sản xuất theo quy trình ở trên đạt chất lượng an toàn vệ sinh thực phẩm, đạt các tiêu chuẩn theo nghị định, thông tư liên tịch có liên quan của Chính phủ và các Bộ. 33 3.8. SẢN XUẤT THỬ VÀ ĐÁNH GIÁ SỰ THAY ĐỔI CHẤT LƢỢNG SẢN PHẨM ĐỒ UỐNG PHLOROTANNIN THEO THỜI GIAN BẢO QUẢN 3.8.1. Sản xuất thử và đánh giá chất lƣợng sản phẩm Sản phẩm đồ uống phlorotannin sản xuất đạt chất lượng cảm quan loại khá và đạt tiêu chuẩn vi sinh theo quy định hiện hành của Bộ Y tế. Hàm lượng phlorotannin với hoạt tính chống oxy hóa đều đạt công nghệ đã xây dựng. 3.8.2. Đánh giá chất lƣợng sản phẩm theo thời bảo quản Tiến hành sản xuất đồ uống phlorotannin và bảo quản đồ uống ở điều kiện lạnh (40C) và nhiệt độ thường. Kết quả bảo quản cho thấy sau 12 tháng bảo quản sản phẩm ở nhiệt độ thường hoạt tính chống oxy hóa tổng, khử sắt và hàm lượng phlorotannin của sản phẩm giảm chỉ còn khoảng 65% so với ban đầu khi vừa mới sản xuất. Trong khi đó, bảo quản sản phẩm ở nhiệt độ lạnh thì sau 12 tháng bảo quản, hoạt tính chống oxy hóa và hàm lượng phlorotannin trong đồ uống vẫn còn 75% so với hoạt tính của phlorotannin trong sản phẩm ban đầu. Như vậy bảo quản sản phẩm ở nhiệt độ lạnh, hoạt tính chống oxy hóa và hàm lượng phlorotannin của sản phẩm có giảm nhưng mức độ giảm chậm hơn so với quá trình bảo quản ở nhiệt độ thường. 3.8.3. Sơ bộ tính giá chi phí nguyên vật liệu Sơ bộ tính chi phí nguyên vật liệu cho sản xuất một lon đồ uống phlorotannin thể tích 200ml là 4.257,2 đồng. 34 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 1. KẾT LUẬN Từ các kết quả nghiên cứu ở trên cho phép rút ra một số kết luận: 1) Điều kiện chiết tối ưu cho thu nhận phlorotannin từ rong mơ S. serratum là: dung môi chiết là ethanol 96%, nhiệt độ chiết 430C, thời gian chiết 33 giờ, tỷ lệ DM:NL 27:1 (v/w). Dịch chiết thu được có hàm lượng phlorotannin với hoạt tính chống oxy hóa (tổng, khử sắt và DPPH) thu được tương ứng 5,950 ± 0,017 mg phloroglucinol/g DW, 15,050 ± 0,035 mg acid ascorbic/g DW, 45,300 ± 0,021 mg FeSO4/g DW và 63,98% ± 1,2%. 2) Các phân đoạn trong dung môi n-hexan/ chloroform/ ethyl acetate/ n-butanol có hàm lượng phlorotannin tương ứng là 29,8%, 20,6%, 81,8% và 51,94% so với tổng lượng phlorotannin có trong dịch chiết ethanol ban đầu. Phlorotannin thu được khi tách phân đoạn bằng dung môi ethyl acetate được tinh sạch qua cột lọc gel Sephadex LH 20 thu được 2 đỉnh có hoạt tính phlorotannin với độ tinh sạch lên tới 92%. 3) Điều kiện thích hợp trong sấy phun tạo bột phlorotannin: chất trợ sấy là Maltodextrin, tỷ lệ maltodextrin/dịch chứa phlorotannin: 10%, áp suất bơm: 1,0 bar, tốc độ bơm: 10 vòng/ phút, nhiệt độ khí đầu vào: 1100C. Chế phẩm bột phlorotannin thu được có hàm lượng phlorotannin: 2,268 ± 0,010g/ 100g, hoạt tính chống oxy hóa tổng: 4,347 ± 0,018g acid ascorbic/100g và hoạt tính khử sắt: 9,390 ± 0,024g FeSO4/100g. 4) Chế phẩm bột phlorotannin từ rong mơ S. serratum không gây độc trên chuột bạch thí nghiệm. 5) Thông số thích hợp cho quy trình sản xuất đồ uống chứa phlorotannin dung tích 200ml như sau: Tỷ lệ đường: 17%, Tỷ lệ acid citric: 0,07%, tỷ lệ carrageenan: 0,05%, tỷ lệ xanthan gum: 0,05%, tỷ lệ acid ascorbic: 0,04%, tỷ lệ phlorotannin: 1,4g/200ml, tỷ lệ sodium 35 benzoate: 0,04g/200ml. Các thành phần được đồng hóa ở nhiệt độ 45 0 C trong 1-2 phút và thanh trùng ở 800C trong 6 phút. 2. ĐỀ XUẤT Ý KIẾN Từ nghiên cứu ở trên cho phép đề xuất ý kiến: Tiến hành thiết kế nhãn mác, sản xuất sản phẩm đồ uống phlorotannin ở quy mô lớn để thử nghiệm thương mại hóa sản phẩm. 36 DANH MỤC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ 1. Dang Xuan Cuong, Tran Thi Thanh Van, Vu Ngoc Boi, Le Xuan Hai. (2011), “Multiobjective optimization for phlorotannin extraction and antioxidant activity of brown algae Sargassum serratum collected in Nha Trang bay, Viet Nam using Box-Behnken model”, J. Sci. Dev., 9 (Eng.Iss. 1), pp. 155 – 162. 2. Đặng Xuân Cường, Trần Thị Thanh Vân, Bùi Minh Lý, Vũ Ngọc Bội (2011), “Sự tích lũy và phân bố phlorotannin chống oxy hóa trong một số loài rong nâu Sargassum Khánh Hòa theo thời gian sinh trưởng”, Hội nghị khoa học và công nghệ Biển toàn quốc, Tiểu ban công nghệ sinh học và nguồn lợi biển, 699 - 704. 3. Đặng Xuân Cường, Vũ Ngọc Bội, Trần Thị Thanh Vân (2012), “Sự tích lũy và phân bố phlorotannin có hoạt tính chống oxy hóa trong rong nâu Sargassum duplicatum khánh hòa theo thời gian sinh trưởng”, Tạp chí Khoa học và Công nghệ Thủy sản, Số 4, Trường Đại học Nha Trang. 4. Đặng Xuân Cường, Vũ Ngọc Bội, Trần Thị Thanh Vân và Ngô Đăng Nghĩa (2013), “Sàng lọc hoạt tính kháng oxy hóa của một số loài rong nâu Sargassum ở Khánh Hòa, Việt Nam”, Tạp chí Khoa học, Trường Đại học Cần Thơ, Phần B: Nông nghiệp, Thủy sản và Công nghệ Sinh học, 25, Tr. 36-42. 5. Đặng Xuân Cường, Vũ Ngọc Bội, Trần Thị Thanh Vân, Lê Như Hậu (2013), “Đánh giá hàm lượng phlorotannin với hoạt tính chống oxy hóa của rong nâu sargassum thu ở vịnh Nha Trang, Việt Nam”, Tạp chí Khoa học và Công nghệ, Đại học Thái Nguyên, Tr. 137. 6. Đặng Xuân Cường, Bùi Minh Lý, Trần Thị Thanh Vân, Vũ Ngọc Bội, Lê Như Hậu, Đào Trọng Hiếu (2014), “Bước đầu nghiên 37 cứu tinh chế hoạt tính chống oxy hóa phlorotannin tách chiết từ rong nâu Sargassum serratum của vùng biển Nha Trang”, Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, Số 2, Trang 71-76 7. Dang Xuan Cuong, Vu Ngoc Boi, Tran Thi Thanh Van, Le Nhu Hau (2015), “Effects of storage time on phlorotannin content and antioxidant activity of six Sargassum species from Nhatrang Bay, Vietnam”, Journal of Applied Phycology, Springer, Springer, Published online: 23 May 2015, ISSN 0921-8971. 8. Đặng Xuân Cường, Vũ Ngọc Bội, Trần Thị Thanh Vân, Đào Trọng Hiếu (2015), “Nghiên cứu quy trình sản xuất đồ uống giầu phlorotannin từ tảo biển”, Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, Hà Nội.
File đính kèm:
- tom_tat_luan_an_nghien_cuu_thu_nhan_phlorotannin_tu_rong_mo.pdf