Nghiên cứu chiết tách ecdysteroid từ thông đỏ và tác động gây lột xác trên cua Scylla paramamosain

Nghiên cứu chiết tách ecdysteroid từ thông đỏ và tác động gây lột xác trên cua Scylla paramamosain trong luận văn thạc sĩ kỹ thuật hóa học.

• Tác giả: Nguyễn Văn Trí
• Người hướng dẫn: PGS. Phạm Thành Quân
• Trường học: Đại học Bách Khoa
• Chuyên ngành: Kỹ Thuật Hóa Học
• Đề tài: Chiết Tách Ecdysteroid Từ Thông Đỏ Và Tác Động Lên Cua Scylla Paramamosain
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2020
• Địa điểm: Tp. Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Giới thiệu về ecdysteroid

Ecdysteroid là hormone lột xác quan trọng trong quá trình phát triển của côn trùng, bao gồm các hợp chất như ecdysone và 20-hydroxyecdysone. Ecdysteroid đóng vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh sự lột xác, biến thái và sinh sản của côn trùng. Bên cạnh đó, ecdysteroid cũng đã được phát hiện trong một số loài động vật giáp xác như tôm và cua. Đến nay, khoảng 2% các loài thực vật đã được nghiên cứu cho sự hiện diện của ecdysteroid, với hơn 300 hợp chất được xác định. Ecdysteroid có khả năng gây rối loạn sự phát triển của côn trùng, từ đó có thể sử dụng làm thuốc trừ sâu an toàn cho môi trường. Hơn nữa, ecdysteroid cũng cho thấy tác động tích cực lên động vật có vú, kích thích tổng hợp protein và có thể hỗ trợ trong việc điều trị một số bệnh như đái tháo đường và làm lành vết thương. Những ứng dụng này cho thấy tiềm năng to lớn của ecdysteroid trong nông nghiệp và y học.

II. Chiết tách β ecdysone từ thông đỏ

Quy trình chiết tách β-ecdysone từ cao lá thông đỏ (Taxus wallichiana) đã được thực hiện thành công. Phương pháp lắc phân bố với ethyl acetate cho hiệu suất chiết xuất cao hơn so với phương pháp chạy qua cột Diaion HP-20. Kết quả cho thấy hiệu suất chiết tách đạt 0,138%. Việc chiết xuất β-ecdysone không chỉ cung cấp nguyên liệu cho nghiên cứu mà còn mở ra cơ hội phát triển các sản phẩm bổ sung dinh dưỡng cho cua. Các tiêu chuẩn kiểm nghiệm cho cao thông đỏ và chế phẩm thức ăn chứa ecdysteroid cũng đã được xây dựng, đảm bảo chất lượng sản phẩm. Độ ẩm của cao thông đỏ không vượt quá 20%, trong khi độ ẩm thức ăn cua không quá 12%. Những tiêu chuẩn này giúp đảm bảo tính ổn định và hiệu quả của sản phẩm trong nuôi trồng thủy sản.

III. Tác động của β ecdysone lên cua Scylla paramamosain

Nghiên cứu tác động của β-ecdysone lên cua Scylla paramamosain cho thấy khả năng kích thích lột xác của cua. Khi cua được cho ăn thức ăn viên bổ sung 10 ppm β-ecdysone, thời gian lột xác diễn ra sớm hơn, tập trung và đồng loạt vào khoảng 20 ngày. Kết quả thí nghiệm cho thấy tỷ lệ sống và tỷ lệ lột vỏ của cua cao hơn so với nhóm đối chứng. Điều này chứng tỏ rằng β-ecdysone có khả năng cải thiện hiệu suất lột xác, từ đó nâng cao năng suất nuôi trồng cua. Việc sử dụng β-ecdysone trong thức ăn cho cua không chỉ giúp tăng năng suất mà còn có thể giảm thời gian nuôi, mang lại lợi ích kinh tế cho người nuôi trồng thủy sản.

IV. Đánh giá giá trị thực tiễn của nghiên cứu

Nghiên cứu về chiết tách và ứng dụng β-ecdysone từ thông đỏ không chỉ có giá trị khoa học mà còn mang lại nhiều ứng dụng thực tiễn trong ngành nuôi trồng thủy sản. Việc phát triển các sản phẩm thức ăn viên bổ sung β-ecdysone có thể giúp cải thiện hiệu suất lột xác và tăng trưởng của cua, từ đó nâng cao hiệu quả kinh tế cho người nuôi. Ngoài ra, nghiên cứu cũng mở ra hướng đi mới cho việc sử dụng các hợp chất tự nhiên trong sản xuất nông nghiệp, giúp giảm thiểu việc sử dụng hóa chất độc hại trong nông nghiệp và bảo vệ môi trường. Những kết quả này sẽ góp phần thúc đẩy nghiên cứu và phát triển trong lĩnh vực sinh học và công nghệ sinh học trong tương lai.

Trích đoạn nội dung tài liệu

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN VĂN TRÍ CHIẾT TÁCH HỢP CHẤT ECDYSTEROID TỪ THÔNG ĐỎ VÀ NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG GÂY LỘT XÁC TRÊN CUA (SCYLLA PARAMAMOSAIN) (Extraction Ecdysteroid compounds from Taxus wallichiana and research potential moult of crab (Scylla Paramamosain)) Chuyên ngành: Kỹ Thuật Hóa Học Mã số: 60.01 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP.HỒ CHÍ MINH, tháng 01 năm 2020 Công trình được hoàn thành tại: Trung Tâm Sâm và Dược Liệu Tp. HCM Cán bộ hướng dẫn khoa học 1: PGS. Phạm Thành Quân Cán bộ hướng dẫn khoa học 2: Cán bộ chấm nhận xét 1 : PGS. Bạch Long Giang Cán bộ chấm nhận xét 2 : TS.

Phan Thị Hoàng Anh Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại Học Bách Khoa, ĐHQG Tp. HCM ngày 11 tháng 01 năm 2020. Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị của Hội đồng chấm bảo vệ luận văn thạc sĩ) 1. Chủ tịch Hội đồng: PGS.

Nguyễn Thị Phương Phong 2. Cán bộ phản biện 1: PGS. Bạch Long Giang 3. Cán bộ phản biện 2: TS.

Phan Thị Hoàng Anh 4. Ủy viên: TS. Nguyễn Thanh Tùng 5. Lê Vũ Hà Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa (nếu có).

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƢỞNG KHOA KTHH ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM Cộng Hòa Xã Hội Chủ Nghĩa Việt Nam TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập – Tự do – Hạnh phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Nguyễn Văn Trí MSHV: 1670679 Ngày, tháng, năm sinh: 18/03/1992 Nơi sinh: Đăk Lăk Chuyên ngành: Kỹ Thuật Hóa Học Mã số: 60.01 TÊN ĐỀ TÀI: Chiết tách hợp chất ecdysteroid từ thông đỏ và nghiên cứu khả năng gây lột xác trên cua (Scylla paramamosain) I. NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: - Chiết tách, tinh sạch β-ecdysone từ cao lá thông đỏ. - Nghiên cứu quy trình chiết xuất cao giàu ecdysteroid và chiết 500 gam cao ecdysteroid bán thành phẩm ở quy mô pilot. Từ đó làm nguyên liệu bổ sung vào thức ăn viên cho cua.

- Nghiên cứu phối trộn chế phẩm thức ăn viên chứa ecdysteroid bổ sung vào thức ăn cho cua. - Xây dựng tiêu chuẩn cơ sở kiểm nghiệm cao trung gian và chế phẩm thức ăn cua. - Khảo sát hoạt tính kích thích lột xác trên cua. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 02/06/2019 III.

NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 20/12/2020 IV.CÁN BỘ HƢỚNG DẪN 1: PGS. Phạm Thành Quân CÁN BỘ HƢỚNG DẪN 2: Tp. HCM, ngày 25 tháng 12 năm 2019 CÁN BỘ HƢỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO TRƢỞNG KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC i LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, con xin cảm ơn ba mẹ và anh, chị đã luôn bên con và tạo điều kiện tốt nhất để con đạt được những thành quả của ngày hôm nay. Tôi xin chân thành cảm ơn PGS.

Phạm Thành Quân, người thầy đã luôn tận tình hướng dẫn em thực hiện đề tài. Xin cảm ơn GS. Phan Thanh Sơn Nam, PGS. Lê Thị Hồng Nhan và các thầy cô giảng viên cao học K2016 Khoa Kỹ Thuật Hóa Học trường Đại học Bách Khoa Tp.

HCM đã dạy bảo, truyền đạt kiến thức cho em trong suốt khóa học. Bùi Thế Vinh, ThS. Lâm Bích Thảo, KS. Nguyễn Nhật Minh và các Thầy Cô, các Anh Chị em, bạn bè tại Trung tâm sâm và dược liệu Tp.

HCM, bộ môn Hóa Hữu Cơ, khoa Kỹ Thuật Hóa Học, trường Đại học Bách Khoa Tp. HCM đã giúp đỡ tôi thực hiện đề tài. Xin chân thành cảm ơn!. Nguyễn Văn Trí ii TÓM TẮT LUẬN VĂN Phân lập thành công hợp chất β-ecdysone từ cao lá thông đỏ.

Lựa chọn quy trình chiết tách ecdysteroid là lắc phân bố với ethyl acetate cho hiệu suất (0,138%) cao hơn so với chạy qua cột Diaion HP-20 (0,073%). Đã phối trộn được thức ăn cho cua dạng cốm, có sự hiện diện của ecdysteroid. Xây dựng được tiêu chuẩn cơ sở cho cao thông đỏ và chế phẩm thức ăn cua chứa ecdysteroid. Độ ẩm cao không quá 20%, độ ẩm thức ăn cua không quá 12%, nồng độ β-ecdysone trong cao không thấp hơn 0,138%.

Kết quả nuôi thí nghiệm ban đầu cho thấy khi nuôi với thức ăn viên nhân tạo 45% đạm bổ sung 10 ppm ecdysone có khả năng kích thích cua lột xác, thời gian lột xác của cua diễn ra sớm hơn, tập trung và đồng loạt vào khoảng 20 ngày. ABSTRACT β-ecdysone compound was successfully isolated from Taxus wallichiana. Liquid-liquid extraction with ethyl acetate was selected as the extraction process of ecdysteroid, which had higher efficiency (0.138%) than through the Diaion HP-20 column (0. Food for nuggets of crabs has been mixed and has the presence of ecdysteroid.

The standard for Taxus wallichiana extract and crabs’ food containing ecdysteroid has been formulated. The moisture of the extract and crabs’ food do not exceed 20% and 12%, respectively, and the concentration of β-ecdysone in the extract is not lower than 0. Preliminary experimental results showed that when crabs were fed with artificial pellets 45% protein supplemented with 10 ppm ecdysone has the ability to stimulate crab molting, crab molting time takes place earlier, focused and simultaneously at 20th day. iii LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam kết luận văn này được hoàn thành dựa trên các kết quả nghiên cứu của tôi và chưa được dùng cho bất cứ luận văn cùng cấp nào khác.

Học viên Nguyễn Văn Trí iv MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN .ii LỜI CAM ĐOAN. iii MỤC LỤC .iv DANH MỤC HÌNH ẢNH .vii DANH MỤC BẢNG. viii DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT.ix Chƣơng 1: TỔNG QUAN. Giới thiệu chung về cây thông đỏ lá dài (Taxus wallichiana).

Đặc điểm thực vật. Giới thiệu về ecdysteroid. Giới thiệu chung về β-ecdysone. Công thức cấu tạo và danh pháp.

Tính chất vật lý. Ứng dụng của β-ecdysone. Giới thiệu sinh lý lột xác của cua. Sinh lý lột xác của cua.

Đặc điểm quá trình lột xác của cua. Phương pháp cô lập các hợp chất hữu cơ. Sắc ký phân bố - sắc ký cột. Phương pháp chiết lỏng – lỏng.

13 v Chƣơng 2: Thực Nghiệm. Nội dung nghiên cứu. Vật liệu, hóa chất sử dụng. Quy trình thực hiện.

Chiết tách, tinh sạch β-ecdysone từ cao methanol. Nghiên cứu quy trình chiết xuất ecdysteroid và chiết 500g cao ecdysteroid bán thành phẩm ở quy mô pilot. Nghiên cứu phối trộn chế phẩm chứa ecdysteroid bổ sung vào thức ăn cho cua 21 2. Xây dựng tiêu chuẩn cơ sở kiểm nghiệm cao trung gian và chế phẩm đã phối trộn.

Khảo sát hoạt tính kích thích lột xác cua ở mô hình thí nghiệm. 23 Chƣơng 3: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN. Chiết tách, tinh sạch β-ecdysone từ cao tổng. Chạy cột sắc ký phân bố.

Sắc ký hấp phụ cột silica gel. Nghiên cứu quy trình chiết xuất ecdysteroid và chiết 500 g cao ecdysteroid bán thành phẩm ở quy mô pilot. Kết quả chạy cột Diaion HP-20. Lắc phân bố với ethyl acetate.

Định lượng β-ecdysone bằng phương pháp HPLC. Nghiên cứu phối trộn chế phẩm chứa Ecdysteroid bổ sung vào thức ăn cho cua. Phối trộn cao chứa ecdysteroid vào thành phần thức ăn cho cua. Đánh giá tính chất hóa lý của viên thức ăn thành phẩm.

Xây dựng tiêu chuẩn cơ sở kiểm nghiệm cao bán thành phẩm và viên thức ăn thành phẩm có bổ sung ecdysteroid. Độ ẩm của cao bán thành phẩm và chế phẩm đã phối trộn. Định tính ecdysteroid bằng SKLM trong cao bán thành phẩm và viên thức ăn thành phẩm có bổ sung ecdysteroid. Khảo sát hoạt tính kích thích lột xác trên cua ở mô hình thí nghiệm.

47 Chƣơng 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ. 53 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC. 55 TÀI LIỆU THAM KHẢO. 60 vii DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.2 Một số công thức của ecdysteroids.3 Công thức cấu tạo của β-ecdysone.1 Quy trình tiến hành sắc ký phân bố cột A.2 Sơ đồ quy trình sắc ký hấp phụ cột B .3 Quy trình tiến hành sắc ký phân bố.4 Quy trình lắc phân đoạn với ethyl acetate .1 SKLM các phân đoạn cột A.

Hệ dung môi DCM - MeOH (80 : 20).2 SKLM phân đoạn của cột B1. Hệ dung môi DCM - MeOH (85:15).3 SKLC phân đoạn của cột B2. Hệ dung môi DCM – MeOH (85:15) .4 Kết tinh phân đoạn V .5 SKLM đối chứng kết tinh và chuẩn β-ecdysone .6 Kết quả SKLM khi lắc phân bố với ethyl acetate .7 Kết quả thẩm định độ đặc hiệu của quy trình phân tích.8 Đường chuẩn và sắc ký đồ β-ecdysone chuẩn .9 Sắc ký đồ của mẫu cao ethyl acetate .10 Sắc ký của phân đoạn 40% ethanol .11 (1)Thiết bị chiết và (2) thiết bị lắc phân đoạn .12 Mẫu cao sau khi phối trộn thức ăn và xát hạt (trước khi sấy) .13 Kết quả định tính ecdysteroid trong thức ăn cua và cao thông đỏ .14 Sắc ký đồ mẫu cao bán thành phẩm .15 Sắc ký đồ mẫu thức ăn cua .16 Thức ăn chế biến dùng cho nuôi thí nghiệm .17 Bố trí cua trong bể nuôi thí nghiệm .18 Sự tăng trưởng, tỷ lệ sống, tỷ lệ lột vỏ của cua nuôi .19 Tỷ lệ lột vỏ của cua ở các nghiệm thức theo thời gian nuôi. 52 viii DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1 Tỉ lệ phối trộn phụ gia.

2: Kích thước cua và thức ăn bổ sung cho cua .1 Bảng số liệu kết quả chạy sắc ký cột Diaion HP-20 .2 Kết quả xác định khoảng tuyến tính .3 Kết quả thẩm định độ đúng, độ lặp lại .4 Hàm lượng β-ecdysone trong cao EtOAc .5 Hàm lượng β-ecdysone trong PĐ 40% .6 So sánh hai phương pháp chiết xuất .7 Bảng chiết cao quy mô Pilot .8 Kết quả độ ẩm của thức ăn sau khi trộn, sấy khô .9 Kết quả độ ẩm của cao bán thành phẩm và chế phẩm đã phối trộn .10 Kết quả phân tích độ tro toàn phần của cao bán thành phẩm và sản phẩm .11 Kết quả phân tích β-ecdysone trong cao MeOH thông đỏ .12 Kết quả phân tích β-ecdysone trong thức ăn .13 Kết quả phân tích β-ecdysone trong thức ăn ban đầu .14 Kết quả phân tích β-ecdysone trong thức ăn cua sau 3 tháng .15 Kết quả phân tích β-ecdysone trong thức ăn cua sau 6 tháng .16 Thành phần hóa học của các thức ăn cua (VCK) .17 Các chỉ tiêu môi trường ở các nghiệm thức trong suốt thời gian thí nghiệm .18 Tăng trưởng, tỷ lệ cua lột vỏ, tỷ lệ sống của cua nuôi ở các nghiệm thức .