Tài liệu Nghiên cứu thu nhận fucoxanthin từ rong mơ và ứng dụng làm trà hoà tan hỗ trợ làm giảm mỡ nội tạng

  • Số trang: 57 |
  • Loại file: PDF |
  • Lượt xem: 538 |
  • Lượt tải: 0
dangvantuan

Tham gia: 02/08/2015

Mô tả:

VIỆN ĐẠI HỌC MỜ HÀ NỘI KHOA CÔNG NGHẸ SINH HỌC KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Bấlàk Thư viện V iện Đại học M ở Hà Nội “Nghiên cứu thu nhận fucoxanthin từ rong mo- và ứng dụng làm trà hòa tan hỗ trợ làm giảm mở nội tạng.” Giáo viên hướng dẫn TS. NGUYỄN ĐÚC TIÉN Sinh viên thực hiện CAO THỊ PHƯƠNG Lớp CNTP 12.01 Hà Nội - 2016 Khóa Luận Tốt Nghiệp Viện Đại học M ở Hà Nội LÒI CẢM ƠN Có được kêt quả nghiên cứu này tôi xin được bày tỏ lòng biết Đưa ra được quy trình tinh chế fucoxanthin từ rong mơ > Đề xuất quy trình ứng dụng chế phẩm fucoxanthin tạo ra cho chế biến trà hòa tan 1'ucoxanthin Thư viện Viện Đại học Mở Hà Nội Cao Thị Phương 2 Lớp: C N T P 1201 Khóa Luận Tốt Nghiệp Viện Dại học M ở Hà Nội PHẦN 1: TỐNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Giói thiệu về rong mơ 1.1.1. Nguồn gốc, phân bo. phân loại, đặc điểm thực vật học 1.1.1.1. Nguồn gốc, phân bo Rong mơ tên khoa học là Sargassum, là một giống Tâo lớn thuộc ngành rong Nâu , được các thủy thủ người Bồ Đào Nha tìm thấy trong vùng biền Sargasso.[8] Rong mơ sống tập trung ờ vùng ven biển, tại các vùng có bãi đá ngầm. Rong mơ phân bố chủ yếu ớ Truns Quốc, Nhật Bản, Philipin, ú c...Ờ Việt Nam trong mơ phân bố dọc bờ biển. Khu vực miền Trung và phía Nam thì tập trung chủ yếu tại các tỉnh: Quáng Bình, Quáng Nam, Thừa Thiên Huế, Quảng Trị, Đà Nằng, Vũng Tàu, Quáng Ngãi, Bình Định, Phú Yên, Khánh Hòa, Ninh Thuận, Bình Thuận, Kiên Giang. Năng suất ở các vùng lập trung đó có khi lên đến 7kg/m2 mặt nước , bình quận trên dưới 5,5kg/m2, tạo nên nguồn nguyên liệu bền vững cho việc khai thác chế biến và cũng điềm chỉ những môi trường trồng thuận lợi. [4] Rong mơ là loài chiếm ưu thế nhất ờ các khu vực với trữ lượng chiếm 98% tống trữ lượng của các bãi rong, mật độ cây trung bình là 43,8 ± 20,2 cây/nr và sinh lượng trung bình đạt 456 ± 64,2 g khô/nr [51 Bùng 1.1.Diện tích và mật độ rong mơ vùng biên Việt Nam năm 2010131 Tinh Quàng Nam-Đà Diện tích (m2) Mật độ (kg/m) Mùa vụ sinh trưởng 190.000 2,0-7,0 3,4,5 Bình Định 42.750 2,5 3,4,5 Khánh Hòa 2000.000 5,5 3,4,5 Ninh Thuận 1.500.000 7,0 3,4,5 nằng Cao Thị Phương 3 Lớp: C N T P 1201 Khóa Luận Tốt Nghiệp Viện Dại học M ở Hà Nội Vùng biển Khánh Hòa có diện tích rong lớn n h ấ t, tổng diện thích lên đến 2000.000m2 với mật độ là 5,5kg/m. Tiếp theo là vùng biển Ninh Thuận với diện tích 1.500.000m2 , mật độ 7,0kg/m. Thấp nhất là vùng biển Bình Định với diện tích 42.750m2, mật độ 2,5kg/m 1.1.1.2. Phân loại Phân loại khoa học rong I1 1 Ơ theo Wikipedia. [8] Vực (domain) Eukaryota Giới (regnum) Chromalveolata Ngành (phylum) Heterokontophyta Lớp (class) Phaeophyceae Bộ (ordo) Fucales Họ ựamilia) Sargassaceae Chi (genus) Sargassum Các loài: Sargassum muticum và khoáng 250 loài khác. 1.1.1.3. Đặc điểrtìựftW y ệặ fịọ y jệ n Đ ạ i h ọ c M ơ Hà Nội Sargassum muticum là một loài rong nâu lớn, màu sắc thay thôi từ nâu sẫm đến nhạt, vàng nâu tùy thuộc vào mùa vụ và điều kiện phát triển. Các nhánh của 5. muticum mọc so le đều đặn trên thân. Nó được gắn vào đĩa bám, có rất nhiều phao nhò 2 - 3 mm hình tròn hoặc hình quà lê dạng bóng khí trên thân cây và giúp cho chúng đứng tháng trong nước hoặc nồi nếu các bộ phận của cây bị tách khỏi thân gốc. s. muticum có thế dài từ 75 - 120cm, nhưng thường đạt tới chiều dài 1,5 - 2m ở vùng biển Thụy Điển, 6 - 7m ở Pháp và lên đen 8,5 m trong vùng bicn Na Uy. Nhánh bên bị tách ra khỏi thân vào mùa hè hoặc mùa thu, đế lại một thân gốc ngắn qua mùa đông (Wallentinus, 1999) [28] Nhiều nghiên cứu đã chi ra rằng thời gian tăng trường của s. muticum khác nhau tùy thuộc vào nhiệt độ nước mà nó đang sinh sống. Trong các khu vực có khí hậu ấm hơn thì 5. muticum đã được chứng minh là phát triển quanh năm, nhưng nó vẫn bị mất nhánh (Norton, 1976; Arenas & Frenández, 2000: Cao Thị Phương 4 Lớp: C N T P 1201 Khóa Luận Tốt Nghiệp Britton-Simmons, 2004). Viện Dại học M ở Hà Nội s. muticum có cả hai hình thức sinh sán là vô tính và hữu tính. Một nghiên cứu đã chứng minh rằng nhiệt độ tăng trưởng tối ưu của s. muticum là 25°c, và nghiên cứu này cũng cho thấy 5. muticum có thể chịu được nhiệt độ từ 10°c - 30°c [30] Hình ì. ì: s.muticum I . 1.2. Thành phần hóa học -Thành phấthbpahọc Viện Đại học Mơ Hà Nội Mầu nâu của rong mơ là kết quà của sắc tố hoàng thế 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 từ 7 - 10% trọng lượng khô. Hàm lượng protein có từ 5 - 15%. Tồng lượng khoáng có từ 20 - 40% trong đó có đầy đũ các nguyên tố khoáng cần thiết cho cơ thề 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 trôna y dược và các hợp chất có hoạt tính sinh học khác [6]. Theo kết quả nghiên cứu về thành phần dinh dưỡng và hóa học cùa loài Sargassum nao/houense (tính theo trọng lượng khô) thì có hàm lượng protein II, 20%, chất khoáng 35,18%, lipid 1,06%, carbohydrate tổng số 47,73%, Cao Thị Phương 5 Lớp: C N T P 1201 Khóa Luận Tốt Nghiệp Viện Dại học M ở Hà Nội tổng carbohydrate tan trong nước 29,74%, polysaccharide tan trong nước 21,01%, và chất xơ tổng số 4,83% [34 ]. Kotake-Nara và cộng sự (2005) nghiên cho thấy rong nâu chi Sargassum và Turbinaria ở vùng nhiệt đới thường có hàm lượng phénol và tannin tương đối thấp hơn nhiều so với ở vùng ôn đới, do đó 2 chi rong nâu ớ vùng nhiệt đới thường là thức ăn cho cá, động vật ăn cò... (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 ) [351 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, Ma, Ca, Sr, Ba, fe, V, Mn, Ti, Co, Ni, Cr, Sn, Ag, Bi, Cu, Pb, Zn, Ga, Be, Na, K... [6] 1.1.3. Giá trị của rong mơ Nguồn lợi mà rong mơ đem lại c[to thế giới lỊất.lớn. Các sản phẩm truyền thống của nó là mannitol (35000 tấn/năm), alginate (hàng triệu tấn/nãm) [6].. 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 khuấn. kháng virut (kề cả virut HIV), chống nahẽn tĩnh mạch... 1361 Rong mơ được sử dụng đầu tiên ở Nhật Bán và Trung Quốc trong vai trò là nguồn thực phâm 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 thào chữa bệnh bướu cổ, nó không chi cung cấp iod và các nguyên lố 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. Cao Thị Phương 6 Lớp: C N T P 1201 Khóa Luận Tốt Nghiệp Viện Dại học M ở Hà Nội Thành phần hóa học có trona vách tẻ bào của rong mơ có ý nghĩa rất lớn. Alginic acid là một loại polysaccharidc có giá trị sử dụng. Đây là loại nguyên liệu quan trọng dùng đổ trích ly keo alginate, dùng trong nhiều ngành công nghiệp, như: công nghiệp giấy, sơn, cao su, phim ánh, 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 biền, 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 cồn 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 phấm và dược phấm. 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, giám sưng não sau chấn thương đầu, điều trị bệnh giãn mạch vành, trị ung thư, rất có lợi cho người bị bệnh tiểu (lường,.,, ị ;a \ ò j 1.2. Giói thiệu về fucoxanthin 1.2.1. Khái niệm, cấu trúc Fucoxanthin là một carotenoid, có công thức phân tử là C j2H3S0 6, trọng lượng phân tử là 658,91 g/mol, bị nóng chảy ở nhiệt độ 168°c. Fucoxanthin có cấu trúc allene và epoxide và các nhóm hydroxyl. cấu trúc đầy đù cùa íucoxanthin được xác định bời Englert và cộng sự 114| Hình 1.2. Cầu trúc phân tứ của ỷucoxanthin Trạng thái vật lý: Fucoxanthin ờ dạng tinh thể màu vàng nâu, không hòa tan trong nước, tan trong các dung môi hữu cơ ethanol, acetone, Cao Thị Phương 1 Lớp: C N T P 1201 Khóa Luận Tốt Nghiệp Viện Dại học M ở Hà Nội methanol.... Độ hòa tan của fucoxanthin trong dung môi xấp xỉ 10 mg/ml.[l6] OH Fucoxanthinol Hình 1.3. Các dạng chuyển hóa của fucoxanthin [17] Đặc biệt fucoxanthin là một carotenoid allenic đầu tiên được tìm thấy trong rong Nâu. Fucoxanthin tồn tại ờ cả hai cấu hình cis và trans, trong đó cấu hình dạng trans (chiếm gần 80%) là đồng phân chính của fucoxanthin [18] và hồn hợp đồng phân dạng cis (13-cis và 9-cis)[19|. cấu hình trans cùa fucoxanthin ồn định hơn so với dạng cis. Nakazawa và cộng sự (2009) đã nghiên cứu được dạng đồng phân trans của fucoxanthin có sự hấp thu và tích hợp vào các tế bào chất béo nhanh hơn so với dạng cis. Tuy nhiên, đồng phân cis được tìm thấy là có hiệu quà hơn trong việc ức chế các tế bào trên người bị bệnh bạch cầu so với dạng trans. Fucoxanthin cũng tồn tại ở dạng khác là fucoxanthinol, được tìm thấy trong các tế bào ruột của người và chuột sau khi tiêu thụ fucoxanthin. [17] Cao Thị Phương 8 Lớp: C N T P 1201 Khóa Luận Tốt Nghiệp Viện Dại học M ở Hà Nội ì.2.2. Sự ôn định cùa/ucoxanthin - Khả năng chịu nhiệt của 1'ucoxanlhin Theo một nghiên cứu về sự ổn định của fucoxanthin đối với nhiệt độ, đã đánh giá trên hai chế phâm là fucoxanthin-l và fucoxanthin-Pl ở nhiệt độ 80°c và 100°c trong vòng một giờ. Ket quâ cho thấy, fucoxanthin-l tương đối ốn định ở nhiệt độ 80°c. Tuy nhiên nó bị biến đối tại nhiệt độ 100°c trong một giờ. Do đó khuyến cáo rằng fucoxanthin-1 nên được xử lý ờ nhiệt độ dưới 100°c. Còn fucoxanthin-Pl thì ở nhiệt độ 80°c và 100°c trong một giờ đều ốn định. Vì vậy fucoxanthin-Pl có thề được thao tác theo nhiệt độ xử lý thông thường cho thực phẩm [20]. - Điều kiện pH cho khá năng ồn định của tucoxanthin Fucoxanthin dễ bị phân húy do oxy hóa bời các tác nhận bên ngoài như nhiệt độ, độ pH thấp và ánh sáng do chuyến từ dạng đồng phân trans sang dạng cis kém ổn định. Năm 2010 Hii và cộng sự đã nghiên cứu tính ôn định của 1'ucoxanthin. Họ thấy rằng nếu bảo quản íucoxanthin trong điều kiện ánh sang nhân tạo thì hàm lượng íucoxanthin không đối trong 3 ngày. Tuy nhiên khi bảo quản trong điều kiện bóng tối và có bố sung acid ascorbic thì hàm lượng fucoxanthin không đối trong một tuần. Cũng theo nghiên cứu này, tác giả bảo quản dịch chiết íucoxanthin trong cùng điều kiện bóng tối nhưng thay đối độ pH khác nhau (pH3, pH5, pH7, pH9). Kết quá là pH9 trong điều kiện bóng tối là ổn định nhất. [21] Cao Thị Phương 9 Lớp: C N T P 1201 Khóa Luận Tốt Nghiệp Viện Dại học M ở Hà Nội 1.2.3. Tác dụng sinh học cùa ýucoxanthin Hình 1.4. Con đường chuyến hóa sinh học cùa fucoxanthin [20] Vào năm 2002, Suravvara và cộng sự đã kiểm tra sự hấp thụ fucoxanthin trong các tế bào Caco-2. Ket quả cho thấy, fucoxanthin và fucoxanthinol VỚI niiom 'acetyl tíỉuy pểan ìắa^được tlm \hầỹvà được xác định trong các tế bào Caco-2. Người ta cho rằng nhóm acetyl bị thủy phân bởi các hoạt động của enzyme esterolytic tồn tại trong đường tiêu hóa và fucoxanthinol tự do được hấp thụ. Sự trao đổi chất cùa fucoxanthin đã được nghiên cứu trên chuột. Mồi con chuột được cho uống 40 nmol fucoxanthin trong một giờ và sau đó huyết tương của chúng được lấy đi phân tích. Mặc dù không tìm thấy fucoxanthin nhưng chất chuyến hóa của nó là fucoxanthinol và amarouciaxanthin A đã được phát hiện. Theo kết quả kiểm tra thì sau khi uống, fucoxanthin bị thủy phân thành fucoxanthinol bởi enzyme lipase từ dịch tụy, enzyme phân hủy các ester trong acid béo như ascholesterol esterase, hoặc esterase từ các tế bào biểu mô ruột non. Sau đó fucoxanthin được hấp thụ bới các tế bào biếu mô đường tiêu hóa, vận chuyền đến gan thông qua dịch bạch huyết và máu, và được chuyển hóa thành amaroucixanthin A [20|. Cao Thị Phương 10 Lớp: C N T P 1201 Khóa Luận Tốt Nghiệp Viện Dại học M ở Hà Nội 1.2.3.1. Tác dụng chống oxy hóa Hoạt động chống oxi hóa là một trong những đặc tính quan trọng cùa các carotcnoid và nhiều tác dụng sinh học cùa nó có liên quan đến khá năng loại bó các dạng oxi hoạt động, đó là một trong những phương thức cho hoạt động chống bệnh tật của nó (Sachindra và cộng sự, 2007). Các nghiên cứu trước đó đã chỉ ra rang fucoxanthin cũng là một tác nhân loại bó các gốc tự do có hiệu quả (Nomura và cộng sự, 1997; Yan và cộng sự, 1999). Các gốc tự do sử dụng đế đánh giá hoạt động chống oxi hóa của fucoxanthin bao gồm DPPH (l,l-diphenyl-2-picrylhydrazyl), 12-DS (acid 12-doxyl-stearic), (Airanthi và cộng sự, 2011; Zaragoza và cộng sự, 2008; Nishono và cộng sự, 1998) [32) Sachandra và cộng sự (2007) đã đánh giá các hoạt động chống oxi hóa của fucoxanthin và hai chất chuyến hóa của nó là fucoxanthinol và halocynlhiaxanthin trong ống nghiệm liên quan đến việc loại bó các gốc tự do (DPPH, H+) và cho rang fucoxanthin và fucoxanlhinol thể hiện những hoạt tính chống oxi hóa éặỸỊ hơn hoặc tương tự như, $-tocopherol, còn halocynthiaxanthin thì thấp hơn [27] ¡.2.3.2. Tác dụng chong viêm Phàn ứng chống viêm là một phản ứng tự vệ chống lại các nhân gây bệnh khác nhau, được đặc trưng bởi việc tập trung một lượng lớn bạch cầu (neutrophiles, monocytes-macrophages, và dưỡng bào) đến khu vực bị viêm, trong đó các tế bào viêm được kích hoạt bởi các chất trung gian viêm và tạo ra anion superoxide và các gốc nitric oxide và có thể trở thành một quá trình tự hoại, theo công bố của Zaraaoza M.c. và cộng sự; Choi S.K. và cộng sự năm 2008 [22] Heo và cộng sự (2008); Kim và cộng sự (2010) đã chứng minh tác dụng ức chế của fucoxanthin trên các cytokine gây viêm và các trung gian trong lipopolysaccharide được kích thích bởi đại thực bào RAW 264.7. Những kết quả này cho thấy fucoxanthin ức chế chất cảm ứng nitric oxide và cyclooxygenase 2, và làm giảm mức nitric oxide, prostaglandin E2, Cao Thị Phương ĩĩ Lớp: C N T P 1201 Khóa Luận Tốt Nghiệp Viện Dại học M ở Hà Nội interleukin lß và interleukin 6 thông qua việc ức chế sự kích hoạt tác nhân nguyên tử kB và phán ứng phosphoryl hóa mitogen - được kích hoạt bời enzyme kinase [22]. 1.23.3. Tác dụng chống tình trạng thừa cân, béo phì Trong báo cáo, Maeda và cộng sự đã chi ra rằng các chất béo từ Undaria pinnatifida làm giảm trọng lượng mô mỡ trắng tại vùng bụng ờ những con chuột cống Wistar và chuột nhà KK-Ay. Nghiên cứu đã khắng định fucoxanthin và fucoxanthinol đã ức chế sự tích lũy lipid nội bào và làm giàin hoạt tính enzyme glycerol-3-phosphate dehydrogenase trong suốt sự phân hóa thành tế bào mỡ của các tể bào. Nghiên cứu của Miyashita cho thấy fucoxanthin ờ trong thức ăn khi ăn vào cơ thể giúp tăng UCP1 (protein tách cặp 1) biếu hiện trong các mô mỡ trắng, làm giảm mỡ trắng ớ nội tạng, giảm cân. Một số nghiên cứu cho thấy rằng dùng thực phẩm bồ sung fucoxanthin làm giảm cân ở phụ nữ béo phì trung bình 4,9 kg trong thời gian 16 tuần. Cũng trong các nghiên cứu này, Maedá vịị cộng sự đã cho thấy 1'ucoxanthin làm giảm đáng kể lượng đường trong máu và mức insulin huyết tương, cũng như lượng nước uống vào của chuột nhà KK-Ay bị tiều dường, béo phì [22]. 1.23.4. Tác dụng chống ung thư Hiệu ứng gây chết tế bào đã được Hosokawa và cộng sự, Nakazawa và cộng sự, Kotake-Nara và cộng sự đề xuất là cơ chế sinh hóa mà fucoxanthin đã gây tác dụng ức chế tế bào ung thư. Năm 2001 Kotake và cộng sự đã chi ra rằng fucoxanthin làm giảm đáng kể khả năng tồn tại của ba dòng tế bào ung thư tuyển tiền liệt trên người bao gồm PC-3, DU 145 và LNCaP tương ứng 14,9%, 5,0% và 9,8% thông qua cơ chế gây chết tế bào trên các tế bào ung thư. Nghiên cứu đã chứng minh rang fucoxanthin tác động lên cơ chế gây chết tế bào trên các tế bào PC-3 thông qua việc kích hoạt enzyme caspase-3 [22], 1.23.5. Tác dụng làm đẹp da, trang da Vào năm 2009 Heo và cộng sự ; Urikura và cộng sự, năm 201 lđã chi ra ràng việc tiếp xúc với ánh sáng mặt trời tạo ra các dạng oxi hoạt dộng, phàn Cao Thị Phương 12 Lớp: C N T P 1201
- Xem thêm -