Nghiên cứu trích ly và tinh sạch Chondroitin từ ống hô hấp của gà

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu công nghệ thực phẩm, trích ly và tinh sạch chondroitin từ ống hô hấp gà, ứng dụng trong y học và dinh dưỡng.

• Tác giả: Nguyễn Thị Ngọc Bình
• Người hướng dẫn: GS.TS Đống Thị Anh Đào
• Trường học: Đại học Quốc gia TP.HCM
• Chuyên ngành: Công nghệ Thực phẩm
• Đề tài: Trích ly và tinh sạch Chondroitin từ ống hô hấp của gà
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2017
• Địa điểm: TP. Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CÁM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
• 1.1. Đặt vấn đề
• 1.2. Mục tiêu nghiên cứu
• 1.3. Phạm vi nghiên cứu
• 1.4. Nội dung nghiên cứu
• 1.5. Ứng dụng
• 2. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN
• 2.1. Tình hình chăn nuôi và giết mổ gà
• 2.2. Đặc điểm chung một số giống gà thịt
• 2.3. Tình hình giết mổ và tiêu thụ gà
• 2.4. Thị gia cầm nhập khẩu vào Việt Nam
• 2.5. Phụ phẩm chế biến gà thịt
• 2.6. Khí quản gà
• 2.7. Tổng quan về Chondroitin Sulphate
• 2.7.1. Phân loại CS
• 2.7.2. Nguồn bọc
• 2.7.3. Chức năng sinh học của CS
• 2.7.4. Ứng dụng của Chondroitin sulphate
• 2.7.4.1. Bệnh khớp
• 2.7.4.2. Khả năng kháng viêm nhiễm của CS
• 2.7.4.3. Hỗ trợ điều trị các bệnh mắt
• 2.7.4.4. Ngăn ngừa ung thư
• 2.7.4.5. Các ứng dụng khác
• 2.7.5. Tinh sạch và định lượng Chondroitin sulphate
• 2.7.5.1. Các phương pháp thu nhận Chondroitin sulphate thô
• 2.7.5.2. Định lượng Chondroitin sulphate
• 2.7.6. Các nghiên cứu về Chondroitin sulphate
• 2.7.7. Tổng quan về Enzyme Protease
• 2.7.7.1. Khái quát protease
• 2.7.7.2. Phân loại protease
• 2.7.7.3. Cơ chế xúc tác của protease
• 2.7.7.4. Enzyme papain để thủy phân sụn khí quản gà
• 3. CHƯƠNG 3: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 3.1. Nguyên vật liệu
• 3.1.1. Sụn khí quản gà
• 3.1.2. Chuẩn Chondroitin sulfate
• 3.1.3. Hóa chất trong nghiên cứu
• 3.2. Dụng cụ và thiết bị
• 3.3. Phương pháp nghiên cứu
• 3.4. Quy trình thủy phân sụn ức gà bằng enzyme papain
• 3.5. Phương pháp bố trí thí nghiệm nghiên cứu
• 3.6. Phương pháp xử lý số liệu
• 3.7. Các phương pháp phân tích
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
• 4.1. Thành phần cơ bản của sụn khí quản gà
• 4.2. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến hàm lượng thu nhận Chondroitin sulfate
• 4.2.1. Thời gian chân
• 4.2.2. Khảo sát ảnh hưởng kích thước sụn khí quản gà đến hàm lượng thu nhận Chondroitin sulfate
• 4.2.3. Khảo sát tỷ lệ sụn : đệm ảnh hưởng đến quá trình thủy phân sụn khí quản gà
• 4.2.4. Khảo sát ảnh hưởng các yếu tố thủy phân sụn gà đến hàm lượng Chondroitin sulfate
• 4.2.4.1. Hàm lượng enzyme/cơ chất
• 4.2.4.2. Thời gian thủy phân
• 4.2.5. Tối ưu hóa các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy phân sụn khí quản
• 4.2.6. Khảo sát ảnh hưởng thời gian thâm tích đến hàm lượng thu nhận Chondroitin sulfate
• 4.2.7. Khảo sát ảnh hưởng quá trình tủa cồn đến hàm lượng thu nhận Chondroitin sulfate
• 4.3. Phân tích chế phẩm bột Chondroitin sulfate thu được trong quá trình nghiên cứu
• 4.3.1. Phân tích chế phẩm bột CS bằng HPLC
• 4.3.2. Đánh giá khối lượng phân tử của chế phẩm Chondroitin sulfate tinh sạch
• 4.3.3. Một số chỉ tiêu phân tích chế phẩm bột CS tinh sạch
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC
• A. CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH, CÁC GIÁ TRỊ PHÂN TÍCH THỰC NGHIỆM
• LỜI CAM ĐOAN

Tóm tắt

I. Tổng quan về nghiên cứu trích ly Chondroitin từ ống hô hấp gà

Nghiên cứu trích ly và tinh sạch Chondroitin từ ống hô hấp của gà là một lĩnh vực quan trọng trong công nghệ thực phẩm. Chondroitin sulfate là một hợp chất tự nhiên có tác dụng hỗ trợ điều trị các bệnh về viêm khớp. Việc thu nhận Chondroitin từ ống hô hấp gà không chỉ giúp tận dụng nguồn nguyên liệu phụ phẩm mà còn tạo ra sản phẩm có giá trị dinh dưỡng cao. Nghiên cứu này nhằm tối ưu hóa quy trình trích ly và tinh sạch Chondroitin từ ống hô hấp gà, góp phần nâng cao giá trị cho ngành công nghiệp thực phẩm tại Việt Nam.

1.1. Tình hình chăn nuôi và giết mổ gà tại Việt Nam

Chăn nuôi gà ở Việt Nam đang phát triển mạnh mẽ, với sản lượng thịt gia cầm tăng đáng kể qua các năm. Năm 2015, lượng tiêu thụ thịt gà ước tính đạt trên 1 triệu tấn. Điều này tạo ra một lượng lớn phụ phẩm, trong đó có ống hô hấp gà, chứa nhiều hợp chất quý như Chondroitin sulfate.

1.2. Đặc điểm của ống hô hấp gà và giá trị dinh dưỡng

Ống hô hấp gà là một nguồn nguyên liệu phong phú, chứa nhiều glycosaminoglycans và Chondroitin. Những hợp chất này có tác dụng tích cực trong việc hỗ trợ điều trị các bệnh về xương khớp, giúp tái tạo mô sụn và xương.

II. Vấn đề và thách thức trong nghiên cứu Chondroitin

Mặc dù có nhiều lợi ích từ việc trích ly Chondroitin, nhưng vẫn tồn tại nhiều thách thức trong quy trình này. Việc tối ưu hóa các điều kiện trích ly và tinh sạch là rất cần thiết để đạt được sản phẩm có chất lượng cao. Các yếu tố như nhiệt độ, thời gian và loại enzyme sử dụng đều ảnh hưởng đến hiệu suất thu nhận Chondroitin.

2.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trích ly

Nhiệt độ và thời gian là hai yếu tố quan trọng trong quá trình trích ly Chondroitin. Nghiên cứu cho thấy, nhiệt độ tối ưu cho quá trình này là 75°C và thời gian là 10 phút, giúp tối đa hóa hàm lượng Chondroitin thu được.

2.2. Thách thức trong việc tinh sạch Chondroitin

Quá trình tinh sạch Chondroitin cũng gặp nhiều khó khăn. Việc sử dụng ethanol 96% và thời gian thấm tích cần được tối ưu hóa để đạt được độ tinh sạch cao nhất cho sản phẩm cuối cùng.

III. Phương pháp trích ly và tinh sạch Chondroitin hiệu quả

Để thu nhận Chondroitin từ ống hô hấp gà, nghiên cứu đã áp dụng phương pháp thủy phân bằng enzyme papain. Phương pháp này không chỉ hiệu quả mà còn thân thiện với môi trường. Quy trình này bao gồm các bước xử lý nhiệt và thủy phân, giúp tối ưu hóa hàm lượng Chondroitin thu được.

3.1. Quy trình thủy phân bằng enzyme papain

Enzyme papain được sử dụng để thủy phân sụn khí quản gà, giúp giải phóng Chondroitin từ cấu trúc protein. Nghiên cứu cho thấy, pH tối ưu cho quá trình này là 7,0 và nhiệt độ là 65°C.

3.2. Tối ưu hóa quy trình tinh sạch Chondroitin

Quá trình tinh sạch Chondroitin được thực hiện bằng cách sử dụng ethanol 96% với tỷ lệ 1:3. Thời gian thấm tích tối ưu là 3 giờ, giúp đạt được độ tinh sạch lên đến 58,06%.

IV. Ứng dụng thực tiễn của Chondroitin trong ngành thực phẩm

Sản phẩm Chondroitin thu được từ ống hô hấp gà có thể được sử dụng trong các sản phẩm thực phẩm chức năng. Những sản phẩm này không chỉ hỗ trợ điều trị các bệnh về xương khớp mà còn có thể cải thiện sức khỏe tổng thể cho người tiêu dùng. Việc phát triển sản phẩm từ Chondroitin sẽ góp phần nâng cao giá trị dinh dưỡng cho thực phẩm tại Việt Nam.

4.1. Lợi ích sức khỏe của Chondroitin

Chondroitin có tác dụng hỗ trợ điều trị viêm khớp, giúp giảm đau và cải thiện chức năng khớp. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc bổ sung Chondroitin có thể làm giảm triệu chứng của bệnh thoái hóa khớp.

4.2. Tiềm năng thị trường cho sản phẩm Chondroitin

Với nhu cầu ngày càng tăng về các sản phẩm hỗ trợ sức khỏe, Chondroitin từ ống hô hấp gà có tiềm năng lớn trong thị trường thực phẩm chức năng. Việc phát triển sản phẩm này sẽ giúp giảm thiểu phụ phẩm trong ngành chế biến gia cầm.

V. Kết luận và triển vọng nghiên cứu Chondroitin

Nghiên cứu trích ly và tinh sạch Chondroitin từ ống hô hấp gà đã mở ra nhiều cơ hội mới cho ngành công nghiệp thực phẩm tại Việt Nam. Kết quả nghiên cứu cho thấy, việc tối ưu hóa quy trình trích ly và tinh sạch có thể tạo ra sản phẩm có giá trị dinh dưỡng cao, góp phần nâng cao sức khỏe cho người tiêu dùng.

5.1. Tương lai của nghiên cứu Chondroitin

Nghiên cứu trong tương lai có thể tập trung vào việc phát triển các sản phẩm mới từ Chondroitin, cũng như mở rộng quy mô sản xuất để đáp ứng nhu cầu thị trường.

5.2. Khuyến nghị cho các nghiên cứu tiếp theo

Cần tiếp tục nghiên cứu để cải thiện quy trình trích ly và tinh sạch, đồng thời đánh giá hiệu quả của Chondroitin trong các sản phẩm thực phẩm chức năng khác.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh ngành chăn nuôi gia cầm tại Việt Nam phát triển mạnh mẽ, sản lượng thịt gia cầm tăng từ 322 ngàn tấn năm 2005 lên khoảng 1 triệu tấn năm 2015, kéo theo lượng phụ phẩm từ quá trình giết mổ cũng gia tăng đáng kể. Trong đó, sụn khí quản gà là một phụ phẩm dồi dào, chứa hàm lượng Chondroitin sulfate (CS) đáng kể – một hợp chất thiên nhiên có tác dụng hỗ trợ điều trị các bệnh về viêm khớp và thoái hóa xương khớp. Tuy nhiên, tại Việt Nam, việc nghiên cứu và ứng dụng trích ly CS từ nguồn nguyên liệu này còn hạn chế.

Mục tiêu nghiên cứu tập trung vào việc thiết lập quy trình công nghệ trích ly và tinh sạch CS từ ống hô hấp gà bằng enzyme papain, đồng thời khảo sát và tối ưu hóa các yếu tố ảnh hưởng đến hàm lượng CS thu nhận được trong quá trình xử lý nhiệt và thủy phân enzyme. Nghiên cứu được thực hiện trong phạm vi phòng thí nghiệm tại TP. Hồ Chí Minh, với nguyên liệu chính là sụn khí quản gà thu mua từ công ty chế biến gia cầm địa phương.

Ý nghĩa của nghiên cứu không chỉ nâng cao giá trị kinh tế cho ngành công nghiệp chế biến gia cầm mà còn góp phần tạo ra sản phẩm thực phẩm chức năng có giá thành hợp lý, đáp ứng nhu cầu chăm sóc sức khỏe cộng đồng, đặc biệt là hỗ trợ điều trị các bệnh về xương khớp. Kết quả nghiên cứu cũng mở ra hướng đi mới cho việc tận dụng phụ phẩm chăn nuôi, giảm lãng phí tài nguyên và phát triển ngành công nghệ thực phẩm tại Việt Nam.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết và mô hình sau:

• Chondroitin Sulfate (CS): Là một glycosaminoglycan (GAGs) thuộc nhóm polysaccharide mạch thẳng, cấu tạo từ các đơn vị disaccharide gồm acid D-glucuronic và N-acetyl-D-galactosamine, có vai trò quan trọng trong cấu trúc và chức năng của mô sụn khớp. CS có nhiều đồng phân khác nhau, trong đó CS loại A (Chondroitin-4-sulfate) và CS loại C (Chondroitin-6-sulfate) phổ biến trong các sản phẩm điều trị bệnh khớp.

• Phương pháp đáp ứng bề mặt (Response Surface Methodology - RSM): Được sử dụng để tối ưu hóa các điều kiện xử lý nhiệt và thủy phân enzyme nhằm đạt được hàm lượng CS thu nhận cao nhất. RSM giúp xây dựng mô hình toán học mô tả mối quan hệ giữa các yếu tố ảnh hưởng và kết quả thu nhận CS.

• Enzyme Papain: Là một cysteine protease có nguồn gốc từ nhựa đu đủ, có khả năng thủy phân protein trong sụn để giải phóng CS mà không làm biến đổi cấu trúc phân tử của CS. Papain hoạt động hiệu quả trong khoảng pH 6-7 và nhiệt độ tối ưu khoảng 65°C.

Các khái niệm chính bao gồm: Glycosaminoglycans (GAGs), proteoglycan, enzyme protease, thủy phân enzyme, tinh sạch bằng ethanol và các phương pháp định lượng CS như sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC).

Phương pháp nghiên cứu

• Nguồn dữ liệu: Nguyên liệu chính là sụn khí quản gà thu mua từ Công ty TNHH Phạm Tôn, TP. Hồ Chí Minh. Enzyme papain được sử dụng là sản phẩm của Sigma-Aldrich với hoạt tính 2,1 U/mg.

• Phương pháp phân tích: Nghiên cứu sử dụng phương pháp thủy phân enzyme papain kết hợp với xử lý nhiệt sơ bộ để tách chiết CS. Các yếu tố như nhiệt độ, thời gian xử lý nhiệt, pH, tỷ lệ enzyme/cơ chất, thời gian thủy phân được khảo sát và tối ưu bằng RSM. Chế phẩm CS thô được tinh sạch bằng phương pháp tủa protein với Trichloroacetic acid (TCA), tủa CS bằng Cetylpyridinium chloride (CPC), và tinh sạch cuối cùng bằng ethanol 96% với tỷ lệ và thời gian thấm tích được khảo sát.

• Timeline nghiên cứu: Nghiên cứu được thực hiện trong năm 2016, bắt đầu từ tháng 1 với thu thập nguyên liệu và chuẩn bị enzyme, tiến hành các thí nghiệm khảo sát và tối ưu hóa trong các tháng tiếp theo, hoàn thiện phân tích và báo cáo kết quả vào cuối năm.

• Cỡ mẫu và chọn mẫu: Mẫu sụn khí quản gà được xử lý sơ bộ loại bỏ mỡ, da, máu, sau đó cắt thành các kích thước khác nhau để khảo sát ảnh hưởng đến hiệu quả trích ly CS. Mỗi thí nghiệm được thực hiện lặp lại để đảm bảo độ tin cậy của số liệu.

• Phương pháp định lượng: Hàm lượng CS được xác định bằng phương pháp nhuộm màu với 1,9-dimethylmethylene blue (DMMB) và phân tích độ tinh sạch bằng sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC). Khối lượng phân tử trung bình của CS được đo bằng phương pháp sắc ký thấm gel (GPC).

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Ảnh hưởng của xử lý nhiệt sơ bộ: Nhiệt độ 75°C và thời gian 10 phút là điều kiện tối ưu để xử lý nhiệt khí quản gà, giúp làm mềm cấu trúc sụn và loại bỏ các protein không mong muốn, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình thủy phân enzyme. Ở điều kiện này, hàm lượng CS thu nhận tăng lên đáng kể so với các điều kiện thấp hơn hoặc cao hơn.

2. Tối ưu hóa quá trình thủy phân enzyme papain: Qua khảo sát các yếu tố pH, nhiệt độ, tỷ lệ enzyme/cơ chất và thời gian thủy phân bằng RSM, điều kiện tối ưu được xác định là pH 7,0; nhiệt độ 65°C; tỷ lệ enzyme/cơ chất 0,95% w/w; thời gian thủy phân 4 giờ. Dưới điều kiện này, hàm lượng CS thu nhận đạt 16,49% so với khối lượng sụn khô, cao hơn khoảng 20-30% so với các điều kiện chưa tối ưu.

3. Tinh sạch CS bằng ethanol 96%: Tỷ lệ ethanol 1:3 (v/v) và thời gian thấm tích 3 giờ là điều kiện tối ưu để tinh sạch CS, đạt độ tinh sạch 58,06% theo kết quả phân tích HPLC. Khối lượng phân tử trung bình của chế phẩm CS tinh sạch là 175 kDa, tương đương với mẫu thương mại có khối lượng phân tử trung bình 203 kDa.

4. Ảnh hưởng kích thước sụn và tỷ lệ sụn:đệm: Kích thước sụn nhỏ hơn giúp tăng diện tích tiếp xúc enzyme, nâng cao hiệu quả thủy phân. Tỷ lệ sụn:đệm hợp lý cũng ảnh hưởng tích cực đến hàm lượng CS thu nhận, với tỷ lệ tối ưu được xác định trong nghiên cứu.

Thảo luận kết quả

Kết quả cho thấy việc xử lý nhiệt sơ bộ ở 75°C trong 10 phút giúp làm mềm cấu trúc sụn khí quản gà, tương tự như các nghiên cứu trước đây về xử lý nguyên liệu sụn động vật nhằm tăng hiệu quả trích ly CS. Quá trình thủy phân enzyme papain được tối ưu hóa bằng RSM cho thấy sự tương tác phức tạp giữa các yếu tố pH, nhiệt độ, tỷ lệ enzyme và thời gian, phù hợp với đặc tính hoạt động của papain trong môi trường trung tính và nhiệt độ vừa phải.

Độ tinh sạch CS đạt được sau quá trình tủa ethanol 96% và thấm tích 3 giờ cho thấy phương pháp này hiệu quả trong việc loại bỏ tạp chất, đồng thời giữ được cấu trúc phân tử của CS. Khối lượng phân tử trung bình của sản phẩm tương đương với các sản phẩm thương mại, chứng tỏ chất lượng CS thu nhận từ khí quản gà có thể đáp ứng yêu cầu ứng dụng trong thực phẩm chức năng.

So sánh với các nghiên cứu chiết xuất CS từ sụn cá mập, bò hay heo, nguồn nguyên liệu khí quản gà là một lựa chọn tiềm năng với chi phí thấp và nguồn nguyên liệu dồi dào tại Việt Nam. Việc tận dụng phụ phẩm này không chỉ giảm lãng phí mà còn góp phần phát triển ngành công nghiệp thực phẩm chức năng trong nước.

Dữ liệu có thể được trình bày qua các biểu đồ thể hiện ảnh hưởng của từng yếu tố đến hàm lượng CS thu nhận, bảng so sánh độ tinh sạch và khối lượng phân tử của sản phẩm với mẫu thương mại, giúp minh họa rõ ràng hiệu quả của quy trình nghiên cứu.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Ứng dụng quy trình trích ly và tinh sạch CS từ khí quản gà trong sản xuất thực phẩm chức năng: Các doanh nghiệp chế biến thực phẩm chức năng nên áp dụng quy trình đã tối ưu để sản xuất CS nội địa, giảm phụ thuộc vào nguyên liệu nhập khẩu, nâng cao giá trị sản phẩm và cạnh tranh trên thị trường. Thời gian triển khai dự kiến 12-18 tháng.

2. Phát triển chuỗi cung ứng nguyên liệu khí quản gà ổn định: Hợp tác với các công ty giết mổ gia cầm để thu gom và xử lý phụ phẩm khí quản gà, đảm bảo nguồn nguyên liệu sạch, đồng nhất về chất lượng. Chủ thể thực hiện là các doanh nghiệp chế biến và các trang trại chăn nuôi lớn.

3. Nghiên cứu mở rộng ứng dụng CS trong các sản phẩm chăm sóc sức khỏe khác: Khuyến khích các viện nghiên cứu và trường đại học tiếp tục nghiên cứu ứng dụng CS trong điều trị các bệnh mắt, viêm nhiễm và ngăn ngừa ung thư, tận dụng đặc tính sinh học đa dạng của CS. Thời gian nghiên cứu 2-3 năm.

4. Đào tạo và chuyển giao công nghệ cho các cơ sở sản xuất nhỏ và vừa: Tổ chức các khóa đào tạo kỹ thuật trích ly và tinh sạch CS, giúp các cơ sở sản xuất nhỏ nâng cao năng lực công nghệ, mở rộng quy mô sản xuất. Chủ thể thực hiện là các trường đại học, viện nghiên cứu và các tổ chức hỗ trợ phát triển công nghiệp.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Doanh nghiệp chế biến thực phẩm chức năng: Có thể áp dụng quy trình trích ly CS từ khí quản gà để sản xuất nguyên liệu nội địa, giảm chi phí nhập khẩu và nâng cao chất lượng sản phẩm.

2. Các viện nghiên cứu và trường đại học chuyên ngành công nghệ thực phẩm và sinh học: Tham khảo để phát triển các nghiên cứu tiếp theo về enzyme thủy phân, tối ưu hóa quy trình và ứng dụng CS trong y học.

3. Người chăn nuôi và các công ty giết mổ gia cầm: Hiểu rõ giá trị kinh tế của phụ phẩm khí quản gà, từ đó có thể hợp tác thu gom và cung cấp nguyên liệu cho ngành công nghiệp chế biến.

4. Cơ quan quản lý và phát triển ngành công nghiệp thực phẩm: Sử dụng kết quả nghiên cứu để xây dựng chính sách hỗ trợ phát triển ngành công nghiệp thực phẩm chức năng, thúc đẩy tận dụng phụ phẩm chăn nuôi hiệu quả.

Câu hỏi thường gặp

1. Chondroitin sulfate là gì và có tác dụng gì?
   Chondroitin sulfate là một polysaccharide tự nhiên thuộc nhóm glycosaminoglycans, có vai trò quan trọng trong cấu trúc sụn khớp, giúp tái tạo mô sụn và hỗ trợ điều trị các bệnh viêm khớp, thoái hóa xương khớp. Ví dụ, liều dùng 800 mg/ngày trong 3 tháng giúp giảm đau và cải thiện chức năng khớp.

2. Tại sao chọn enzyme papain để trích ly CS?
   Papain là enzyme protease có tính đặc hiệu rộng, hoạt động hiệu quả trong môi trường pH trung tính và nhiệt độ vừa phải, giúp thủy phân protein trong sụn mà không làm biến đổi cấu trúc CS, giữ được hoạt tính sinh học của hợp chất.

3. Quy trình tinh sạch CS bằng ethanol có ưu điểm gì?
   Tinh sạch bằng ethanol 96% giúp loại bỏ tạp chất không tan trong dung môi, nâng cao độ tinh sạch của CS lên đến 58%, đồng thời giữ nguyên cấu trúc phân tử và khối lượng phân tử trung bình phù hợp với tiêu chuẩn thương mại.

4. Nguồn nguyên liệu khí quản gà có sẵn không?
   Khí quản gà là phụ phẩm trong ngành giết mổ gia cầm, chiếm khoảng 37-40% khối lượng sống của gà, rất dồi dào tại Việt Nam với sản lượng thịt gia cầm ngày càng tăng, tạo nguồn nguyên liệu ổn định và giá thành thấp.

5. Kết quả nghiên cứu có thể ứng dụng trong sản xuất thực tế như thế nào?
   Doanh nghiệp có thể áp dụng quy trình xử lý nhiệt sơ bộ, thủy phân enzyme papain và tinh sạch bằng ethanol để sản xuất bột CS tinh sạch dùng trong thực phẩm chức năng, giúp giảm chi phí nhập khẩu và nâng cao giá trị sản phẩm nội địa.

Kết luận

• Thiết lập thành công quy trình trích ly và tinh sạch Chondroitin sulfate từ sụn khí quản gà bằng enzyme papain với các điều kiện tối ưu: xử lý nhiệt 75°C trong 10 phút, thủy phân enzyme ở pH 7,0, 65°C, tỷ lệ enzyme 0,95% w/w, thời gian 4 giờ.
• Hàm lượng CS thu nhận đạt 16,49% so với khối lượng sụn khô, độ tinh sạch sau tinh chế bằng ethanol đạt 58,06%, khối lượng phân tử trung bình 175 kDa tương đương sản phẩm thương mại.
• Nghiên cứu góp phần nâng cao giá trị phụ phẩm chăn nuôi, tạo nguồn nguyên liệu nội địa cho ngành thực phẩm chức năng tại Việt Nam.
• Đề xuất ứng dụng quy trình trong sản xuất thực tế, phát triển chuỗi cung ứng nguyên liệu và đào tạo chuyển giao công nghệ.
• Khuyến khích nghiên cứu mở rộng ứng dụng CS trong y học và chăm sóc sức khỏe cộng đồng.

Hành động tiếp theo: Các doanh nghiệp và viện nghiên cứu nên phối hợp triển khai ứng dụng quy trình, đồng thời tiếp tục nghiên cứu nâng cao chất lượng và đa dạng hóa sản phẩm từ CS.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1 MỞ DAU wicecccccccccccscscsscscscscsssscscscscssescscssscssssesessscssssesesssssssscsessssssssssescseeseess | I.1 TT HT T TH HT T HT ngư | 1.2 Mục tiêu nghiÊn CỨU.3 Phạm vi nghiÊn CỨU. -- - - - - - << 5G 3001010101118 19101101 l 14 Nội dung nghiÊn CỨU .- G1 S211 1 15131121 211115 1111111111111 010111010111 11 0101010111111 y0 2 Chương 2 TONG QUAN.1 Tình hình chăn nuôi và giết mồ ga v.2 Đặc điểm chung một số giống ga thịt.3 Tình hình giết m6 và tiêu thụ ga .--- ¿2-5 S52 SE SE£E+ESESEEEEEErEerrrkrerered 6 2.14 Thị gia cầm nhập khẩu vào Việt Nam.5 Phụ phẩm chế biến ga thịt.---- ¿E552 SE SE E35 E1 1 EEE5EE1 21112111 Ecxrk.6 Khí quản gà.2 Tổng quan về Chondroitin Sulphiafe.2 Phân loại CS.3 NguÖn BOC veecccccccscsccscscscscsssscscscscsssscscscscsssscsescsssssscscsssssssscscscscsesscsestssseesesess 14 HVTH: NGUYEN THI NGOC BINH GVHD: GS.TS DONG THỊ ANH ĐÀO MỤC LỤC 2.24 Chức năng sinh học của S.55 Ứng dụng của Chondroitin sulphafe.1 Bệnh khúớp.2 Khả năng kháng viêm nhiễm của CS .3 Hỗ trợ điều trị các bệnh mắt.-- --¿-s+cxeerkterkrerkrerkrrrkrrrkerrked 18 2254 Ngăn ngừa ung tHưƯ.5 Các ứng dụng khác .6 Tinh sạch va định lượng Chondroitin sulphate .1 Các phương pháp thu nhận Chondroitin sulphate thô.2 Định lượng Chondroitin sulphafe.7 Các nghiên cứu về Chondroitin sulphate .3 Tổng quan về EnzyMe Protease .1 Khái quất prOf€aSe. cọ nọ re 22 2.2 Phân loại prOf€aS©. Cơ chế xúc tắc Của DFOf©ASG.4 Enzyme papain dé thủy phân sụn khí quản gà.

25-2552 +c<5scs¿ 26 Chuong3 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .1 Nguyên Vat TIỆU.1 Sụn khí quản gà. Chuẩn Chondroitin suÏfate.4 Hóa chất trong nghiên cỨu.---¿-:- 55% SE SE*E£ESEEEEEEEEEEEEEEEEEEErkrrrrkrkred 30 3.2 Dụng cụ và thiẾt bị. ki 31 HVTH: NGUYEN THI NGOC BINH ii GVHD: GS.TS DONG THỊ ANH ĐÀO MỤC LỤC 3.2 Thidt Di se .3 Phương pháp nghiÊn CỨU.4 Quy trình thủy phân sụn ức gà bằng enzyme papain .5 Phương pháp bố trí thí nghiệm nghiên cứu.6 Phương pháp xử lý số liệu.--- +: - SE SE SE*E#ESEEEEEEEEEEEEEEEEErErkrrrrkrkred 45 3.7 Cac phương pháp phân tÍCh. 45 Chuong 4 KẾT QUÁ VA BAN LUẬN.1 Thanh phan cơ bản của sụn khí quản Qa.ccccccccccssesseesessssssesesesssssesessessseeees 47 42 Khao sát các yếu tổ chan ảnh hưởng đến hàm lượng thu nhận Chondroitin SUÏÍA{€.2 Thời gian chân.3 Khảo sát ảnh hưởng kích thước sụn khí quản gà đến hàm lượng thu nhận Chondroitin SUÏÍf€.

-- + 1 1 ọ ưg 50 44 Khảo sát tý lệ sụn : đệm ảnh hưởng đến quá trình thủy phân sụn khí quản gà .5 Khảo sát ảnh hưởng các yếu tổ thủy phân sun ga đến hàm lượng Chondroitin Sijâ.- --QQ TQ nọ re 55 4.3 Hàm lượng enzyme/co chất.------ + + 25s + SEEE£E#ESEEEEEEEEEEEE 2E rree 57 4.4 Thời gian thủy phân .-- - - - << - c0 vn 58 46 Tối ưu hóa các yếu tô ảnh hưởng đến quá trình thủy phân sụn khí quản. 60 HVTH: NGUYỄN THỊ NGỌC BÌNH iii GVHD: GS.TS DONG THỊ ANH ĐÀO MỤC LỤC 47 Khảo sát ảnh hưởng thời gian thâm tích đến hàm lượng thu nhận Chondroitin SUÏÍ@A{€. - QC Q00 0000 00000000000 000000 00 00 00c ng 0 in 0 6 69 c4 70 48 Khao sát ảnh hưởng quá trình tủa cồn đến hàm lượng thu nhận Chondroitin SUÏÍ@A{€. - QC Q00 0000 00000000000 000000 00 00 00c ng 0 in 0 6 69 c4 7l 49 Phân tích chế phẩm bột Chondroitin sulfate thu được trong quá trình nghiên CUU.

C0 00000000000000 00001 HH ng cu ng c0 0 E60 0 73 4.1 Phân tích chế phẩm bột CS bằng HPLC.2 Đánh giá khối lượng phân tử của chế phẩm Chondroitin sulfat tỉnh sạch. Một số chỉ tiêu phân tích chế phẩm bột CS tinh sạch.-------- 77 Chương 5_ KẾT LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ,.-- - ¿G63 SE EEE£ESEEEEEEEEErkrkrererees 77 5. SG HQ T TT TT HT TH ng ng ng: 70 5.-- - CS 1 S111 11121111 0111111111 11110121111 0111 11 101kg 79 TÀI LIEU THAM KHHẢO. 81 PHU LUC woececcceccccsccccscsscscscsscscscsscscscsscscsvsscscsvsscssssscsvsssscsvsssscsvsesscsvsecssavscsecsesssecstsvsesasavees 85 A.

CÁC PHƯƠNG PHAP PHAN TICHL. CÁC GIA TRI PHAN TÍCH THUC NGHIIỆM. 99 HVTH: NGUYỄN THỊ NGỌC BÌNH iv GVHD: GS.TS DONG THỊ ANH ĐÀO DANH MỤC HÌNH DANH MỤC HÌNH Hình 2.1: Biểu đồ phân bồ trang trai chăn nuôi gia cầm tại Việt Nam.2: Sản lượng thịt gia cầm ở Việt Nam.3 Biéu đồ sản lượng giết m6 gia súc, gia cầm tại Việt Nam .4 Tình hình tiêu thụ thit ga .5: Tình hình thịt gia cam nhập khẩu vào Việt Nam .6: Ông khí quản và sụn khí quản gà.---- ¿2-2 2 6252 S*+E+E££E£E+EE£EvEererererrees 8 Hình 2.7: Cau tạo hóa học của S.- -:- set xxx S191 919111 5 9111915113 51110113 11118 re 9 Hình 2. Error! Bookmark not defined.9: Các đồng phân của CS .10: Một số nguồn nguyên liệu thu nhận CS Khdc.11: Cau tạo của khớp XƯƠNg.-- ¿+ + SE SE E939 E1 31151151111 1111115 111111 Ly 15 Hình 2.12: Cau trúc của profeOgÌyCan.---- ¿2 552293 E9EEE2EE121 2111112111111 re.13: San phẩm chứa bột CS trên thi trường .14: Mô hình enzyme protease thủy phân phân tử protein .15: Sơ đồ phân loại prOt€iASe.

--¿- ¿56652 SE2E9EEE E93 3E EEEEEEEEEEEErkrrerrred 24 Hình 2.16: Cơ chế xúc tác của protease .17: Cau trúc không gian của enzyme papain.1: Ảnh hưởng nhiệt độ chan đến hàm lượng thu nhận Chondroitin sulfate .2: Ảnh hưởng thời gian chan đến hàm lượng thu nhận Chondroitin sulfate.3: Ảnh hưởng kích thước sụn đến hàm lượng thu nhận Chondroitin sulfate .4: Anh hưởng ty lệ sụn:đệm đến hàm lượng thu nhận Chondroitin sulfate .5: Ảnh hưởng pH dịch thủy phân đến ham lượng thu nhận Chondroitin sulfate .6: Ảnh hưởng nhiệt độ thủy phân đến hàm lượng thu nhận Chondroitin sulfate .7: Ảnh hưởng hàm lượng enzyme/cơ chất đến hàm lượng thu nhận Chondroitin Hình 4.8: Ảnh hưởng thời gian thủy phân đến hàm lượng thu nhận Chondroitin sulfate. 59 HVTH: NGUYỄN THỊ NGỌC BÌNH V GVHD: GS.TS DONG THỊ ANH ĐÀO DANH MỤC HÌNH Hình 4.9: Mô hình mối quan hệ giữa pH và hàm lượng thu nhận Chondroitin sulfate .10: Mô hình mối quan hệ giữa nhiệt độ và hàm lượng thu nhận Chondroitin S!1)E:1ï <zaadddddđddđddđddidiỎỞỎỞỎỞỞỶỎồỎỐỒỔỒỔỒỔỐ.11: Mô hình mối quan hệ giữa nồng độ enzyme va hàm lượng thu nhận 1900101080072 .12: Mô hình mối quan hệ giữa thời gian và hàm lượng thu nhận Chondroitin S!1)E:1ï <zaadddddđddđddđddidiỎỞỎỞỎỞỞỶỎồỎỐỒỔỒỔỒỔỐ.13: Anh hưởng của pH và nhiệt độ thủy phân đến ham lượng thu nhận Chondroitin sulfate .14: Anh hưởng của ham lượng enzyme/co chat và thời gian thủy phân đến ham lượng thu nhận Chondroitin sulfate. 0 ng vn 69 Hình 4.15: Ảnh hưởng thời gian thâm tích đến hàm lượng thu nhận Chondroitin sulfate 71 Hình 4.16: Ảnh hưởng quá trình tủa cồn đến hàm lượng thu nhận Chondroitin sulfate.17: Phố đồ chế phâm CS tinh sạch và CS chuẩn băng HPLC Error! Bookmark not defined.18: Kết qua do khối lượng phân tử trung bình bang phương pháp GPC của Chondroitin sulfate tinh 01.19: Kết quả đo khối lượng phân tử trung bình băng phương pháp GPC của bột Chondroitin sulfate trên thi trường.«««+<<<5 Error! Bookmark not defined. HVTH: NGUYEN THI NGOC BINH vi GVHD: GS.TS ĐÓNG THỊ ANH ĐÀO DANH MỤC BANG DANH MỤC BÁNG Bảng 2.1: Dan gia cầm ở Việt Nam.---- 5-55: Error! Bookmark not defined.2: Bảng phân loại CC S.

cG TQ nọ họ II Bang 3.1: Bảng quy hoạch cau trúc có tâm xoay cấp hai, bốn yếu t6 ảnh hưởng.2: Giá trị tâm và các bước nhảy trong thí nghiệm tôi ưu quá trình thủy phan.1: Thành phan cơ bản của sụn khí quản gà.2: Các mức yếu tố thí nghiệm tối ưu hóa trong bài toán tối ưu hóa các yếu t6 pH, nhiệt độ, hàm lượng enzyme/co chat và thời gian thủy phân đến ham lượng thu nhận Chondroitin sulfate (%). Error! Bookmark not defined.3: Kết quả hàm lượng thu nhận Chondroitin sulfate (%) theo các yếu tố pH. nhiệt độ, hàm lượng enzyme/cơ chất và thời gian thủy phân khi tiến hành thí nghiệm theo quy hoạch thực nghiỆm.4: Hệ số phương trình hồi quy và độ tin cậy của các hệ số tương ứng với các yếu tố của quá trình thủy phân.---- - ¿2 5£ +E+E+SE+E£E£EEEE£EEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEErkrrrkrrrrerrred 66 Bang 4.5: Kết quả kiểm tra tinh tương thích của phương trình hồi quy (trong bài toán tối ưu hóa các yếu tố ảnh hưởng đến hàm lượng thu nhận Chondroitin sulfate.6: Một số chỉ tiêu phân tích và so sánh chế phẩm CS tinh sạch với sản phẩm bột ¡0. 78 HVTH: NGUYỄN THỊ NGỌC BÌNH vii GVHD: GS.TS DONG THỊ ANH ĐÀO DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC TỪ VIET TAT STT | Viết tắt Viết day đủ l ANOVA | Analysis of variance (phân tích phương sai) 2 | AOAC Associaction of Official Analytical Chemists 3.

|CS Chondroitin Sulphate 4 |DMMB 1,9 Dimethyl-Methylene Blue 5 LSD Least Sinificance Difference (su khac biét y nghia) 6 TW!/Woro | Yoweight/wieght of protein (% khôi lượng/khỗi lượng protein) 7 |GalNAc | N-acetyl-galactosamine 8 |GIlcA Glucuronic acid 9 | GAGs Glycosaminoglycans 10 | CS-GAG_ | Chondroitin sulphate glycosaminoglycan II | PG Proteoglycan 12 |RSM Response Surface Methodology (phương pháp đáp ứng bê mặt) HPLC High Performance Liquid Chromatography (sắc ký lỏng hiệu Š năng cao) I3 | HL, (%) | Hàm lượng thu nhận Chondroitin sulfate (%) 14 | TNF-a Tumor Necrosis Factor alphal 15 | IL-1p Interleukin I beta 16 | NF-«B Nuclear Factor kappa B I7 | EDTA Ethylenediaminetetraacetic acid HVTH: NGUYEN THI NGOC BINH vil GVHD: GS.TS DONG THỊ ANH ĐÀO CHUONG 1 Chuong 1 MO DAU 1.1 Đặt van đề Tình hình chăn nuôi ga ở trong nước phát triển mạnh trong những năm qua. Lượng tiêu thụ thịt gia cam năm 2005 là 322 ngàn tan. Năm 2014, sản lượng tăng lên là 873. Năm 2015 ước tính lượng tiêu thụ gia cầm trên 1 triệu tan với lượng tiêu thụ bình quân trên đầu người là 11,5 kg/người năm.

Và định hướng đến năm 2020 sản lượng thịt gia cầm đạt khoảng gần 2 triệu tấn. Qua đó có thé thay lượng phế phẩm trong quá trình sản xuất và chế biến thịt gà xẻ là rất lớn. Lượng xương và sụn gà rất dồi dào, đặc biệt là sụn từ ức và ống khí quản ga. Trong thành phân của sụn khí quản gà lại có nhiều hợp chất quý như Chondroitin sulfate giúp tái tạo các mô sun và xương, nuôi dưỡng tế bào giác mac mắt.

Trên thế giới, đã có nhiễu công trình nghiên cứu tách chiết Chondroitin sulfate từ sụn ức, sụn khí quản gia cầm và ứng dụng vảo trong các sản phẩm thực phẩm chức năng, hỗ trợ điều trị các bệnh về xương khớp cho người. Tuy nhiên, ở nước ta vẫn chưa có những công trình nghiên cứu cụ thé nào về van dé nay. Trước thực trạng đó, việc triển khai đề tài “Trích ly và tinh sạch Chondroitin sulfate từ khí quản gà bằng chế phẩm enzyme papain” là cấp thiết. Đề tài nghiên cứu nay góp phan nâng cao giá trị cho ngành công nghệ chế biến gia cầm nói chung, gà nói riêng, tăng thêm nguồn thu nhập cho người chăn nuôi.

Đồng thời cũng tao ra một sản phẩm có gia tri về mặt sức khỏe cho con người với giá thành phù hợp.2 Mục tiêu nghiên cứu Trích ly Glycosaminoglycan sulfate (GAGs) từ khí quan ga bang enzyme papain. Tinh sach Chondroitin sulfate (CS) dé dat td6 tinh sach cao nhat.3 Pham vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu là sun khí quan ga được mua tại công ty TNHH Pham Tôn. HVTH: NGUYỄN THỊ NGỌC BÌNH 1 GVHD: GS.