Tối ưu hóa quy trình chiết xuất axit béo omega 6, 7, 9 từ vi khuẩn tía quang hợp

LỜI CAM ĐOAN

LỜI CẢM ƠN

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

DANH MỤC BẢNG

DANH MỤC HÌNH

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1. TỔNG QUAN VỀ LIPID, AXIT BÉO KHÔNG NO MỘT NỐI ĐÔI (MUFAs) VÀ ĐA NỐI ĐÔI (PUFAs) (DẠNG OMEGA-6, 7, 9)

1.1.1. Giới thiệu về lipid

1.1.2. Giới thiệu về MUFAs và PUFAs (dạng omega-6, 7, 9)

1.1.3. Các nguồn cung cấp omega-6, 7, 9

1.2. TỔNG QUAN VỀ VI KHUẨN TÍA QUANG HỢP (VKTQH)

1.2.1. Sinh thái học của VKTQH

1.2.2. Ứng dụng của VKTQH

1.2.3. Khả năng sinh tổng hợp axit béo không no của VKTQH

1.3. CÁC PHƯƠNG PHÁP TÁCH CHIẾT VÀ TINH SẠCH DẦU

1.3.1. Các phương pháp tách chiết dầu

1.3.2. Các phương pháp làm giàu

1.4. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU OMEGA-6, 7, 9 TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM

1.4.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới

1.4.2. Tình hình nghiên cứu tại Việt nam

2. CHƯƠNG 2: NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. ĐỊA ĐIỂM NGHIÊN CỨU

2.2. ĐỐI TƯỢNG VÀ VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU

2.2.1. Đối tượng nghiên cứu

2.2.2. Vật liệu nghiên cứu

2.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.3.1. Phương pháp chuyển vị ester trực tiếp từ sinh khối để tạo ra hỗn hợp các axit béo ở dạng methyl ester

2.3.2. Tối ưu các thông số của quá trình tách chiết TFA

2.3.3. Làm giàu hỗn hợp axit béo omega-6, 7, 9 trong dầu vi khuẩn tía bằng phương pháp tạo phức với ure

2.3.4. Phương pháp phân tích thành phần axit béo của dầu

2.3.5. Phương pháp xác định trạng thái cảm quan

2.3.6. Phương pháp xác định chỉ số axit

2.3.7. Phương pháp xác định chỉ số iot

2.3.8. Phương pháp xác định hàm lượng urê

2.3.9. Phương pháp xác định hàm lượng các kim loại nặng trong dầu sinh học

2.3.10. Phương pháp xác định vi sinh vật trong dầu sinh học

2.3.11. Phương pháp xử lý thống kê

3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

3.1. HÀM LƯỢNG SINH KHỐI KHÔ, LIPID VÀ THÀNH PHẦN AXIT BÉO (OMEGA-6, 7, 9) CỦA SINH KHỐI HỖN HỢP 2 CHỦNG VKTQH SẢN XUẤT TRONG BỂ QUANG SINH THỂ TÍCH 1M3

3.2. TỐI ƯU ĐIỀU KIỆN PHẢN ỨNG TÁCH CHIẾT TFA TỪ SINH KHỐI KHÔ VKTQH

3.2.1. Kết quả xác định ảnh hưởng của nhiệt độ phản ứng

3.2.2. Kết quả xác định ảnh hưởng của chất xúc tác

3.2.3. Kết quả xác định ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu/ dung môi (khối lượng/ thể tích)

3.2.4. Kết quả xác định ảnh hưởng của thời gian phản ứng

3.2.5. Kết quả xác định ảnh hưởng của điều kiện khuấy trộn

3.3. TỐI ƯU ĐIỀU KIỆN LÀM GIÀU OMEGA-6, 7, 9 TỪ HỖN HỢP AXIT BÉO TỔNG SỐ THU ĐƯỢC BẰNG PHƯƠNG PHÁP TẠO PHỨC VỚI URÊ

3.3.1. Kết quả xác định ảnh hưởng của tỷ lệ hỗn hợp TFA: urê trong quá trình làm giàu hỗn hợp axit béo

3.3.2. Kết quả xác định ảnh hưởng của tỷ lệ TFA: urê: methanol trong quá trình làm giàu hỗn hợp axit béo

3.3.3. Kết quả xác định ảnh hưởng của nhiệt độ kết tinh trong quá trình làm giàu hỗn hợp axit béo

3.3.4. Kết quả nghiên cứu tăng hiệu suất thu hồi các omega-6, 7, 9 bằng việc tạo phức 2 lần với urê

3.4. QUY TRÌNH TÁCH CHIẾT VÀ LÀM GIÀU AXIT BÉO KHÔNG NO OMEGA-6, 7, 9 TỪ SINH KHỐI VKTQH

3.5. KẾT QUẢ KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG DẦU SINH HỌC OMEGA-6, 7, 9 TÁCH CHIẾT ĐƯỢC SAU QUÁ TRÌNH LÀM GIÀU

3.5.1. Kết quả xác định chỉ tiêu cảm quan, hóa lý

3.5.2. Kết quả xác định thành phần axit béo

3.5.3. Kết quả xác định dư lượng urê, kim loại nặng

3.5.4. Kết quả chỉ tiêu vi sinh vật có trong dầu sinh học omega-6, 7, 9

4. CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

4.1. KẾT LUẬN

4.2. KIẾN NGHỊ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC 1

PHỤ LỤC 2

PHỤ LỤC 3

CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN VĂN

I. TỔNG QUAN VỀ LIPID AXIT BÉO KHÔNG NO MỘT NỐI ĐÔI MUFAs VÀ ĐA NỐI ĐÔI PUFAs DẠNG OMEGA 6 7 9

Lipid là hợp chất hữu cơ tự nhiên phổ biến trong tế bào sống. Chúng có nguồn gốc từ động vật và thực vật, với các loại lipid như mỡ và dầu. Lipid đóng vai trò quan trọng trong cấu trúc màng tế bào và cung cấp năng lượng cho cơ thể. Các axit béo được chia thành axit béo bão hòa và không bão hòa, trong đó MUFAs và PUFAs là hai loại chính. MUFAs có một nối đôi, trong khi PUFAs có nhiều nối đôi. Các axit béo omega-6, 7, 9 có vai trò sinh học quan trọng, tham gia vào điều hòa trao đổi lipid và cấu trúc tế bào. Omega-6, 7, 9 không thể tự tổng hợp và cần được cung cấp từ thực phẩm.

1.1. Giới thiệu về lipid

Lipid là hợp phần cấu tạo quan trọng của màng sinh học tế bào, cung cấp năng lượng và các vitamin thiết yếu. Chúng tồn tại dưới nhiều dạng khác nhau, từ phospholipid đến triglycerid. Cấu trúc lipid thường bao gồm hai phần: đuôi mạch hydrocarbon kị nước và đầu phân cực ưa nước. Sự đa dạng trong cấu trúc lipid đến từ các axit béo khác nhau, với hơn 500 loại axit béo đã được phát hiện.

1.2. Giới thiệu về MUFAs và PUFAs dạng omega 6 7 9

MUFAs và PUFAs đã được nghiên cứu và ứng dụng trong dinh dưỡng và dược phẩm. Chúng không thể tự tổng hợp và cần được cung cấp từ thực phẩm. Omega-6, 7, 9 có vai trò quan trọng trong sức khỏe con người, từ việc điều hòa lipid đến tham gia vào cấu trúc tế bào. Omega-6 có nhiều trong dầu thực vật, trong khi omega-7 và omega-9 lại khan hiếm hơn.

II. TỔNG QUAN VỀ VI KHUẨN TÍA QUANG HỢP VKTQH

Vi khuẩn tía quang hợp (VKTQH) là nhóm vi sinh vật quang tự dưỡng, có khả năng tổng hợp axit béo không bão hòa. Chúng có mặt rộng rãi trong tự nhiên và có nhiều ứng dụng trong sản xuất sinh học. VKTQH có thể sản xuất protein đơn bào, xử lý nước thải và sản xuất phân bón sinh học. Thành phần axit béo của VKTQH chứa hàm lượng cao MUFAs và PUFAs, đặc biệt là omega-6, 7, 9, làm cho chúng trở thành nguồn nguyên liệu tiềm năng cho thực phẩm chức năng.

2.1. Sinh thái học của VKTQH

VKTQH phân bố rộng rãi trong môi trường tự nhiên, từ đất đến nước. Chúng có khả năng sinh trưởng mạnh mẽ và thích nghi với nhiều điều kiện môi trường khác nhau. Sự đa dạng sinh học của VKTQH đóng vai trò quan trọng trong chuỗi thức ăn và hệ sinh thái.

2.2. Ứng dụng của VKTQH

VKTQH có nhiều ứng dụng trong sản xuất sinh học, từ sản xuất protein đơn bào đến xử lý nước thải. Chúng cũng được nghiên cứu để phát triển các sản phẩm chức năng, nhờ vào khả năng tổng hợp axit béo không bão hòa. Việc khai thác VKTQH có thể giúp giảm thiểu ô nhiễm và tạo ra nguồn thực phẩm bổ dưỡng.

III. CÁC PHƢƠNG PHÁP TÁCH CHIẾT VÀ TINH SẠCH DẦU

Quy trình tách chiết và tinh sạch dầu từ VKTQH là một yếu tố quan trọng trong việc tối ưu hóa sản xuất axit béo omega-6, 7, 9. Các phương pháp tách chiết như sử dụng dung môi, siêu âm và áp suất cao đã được nghiên cứu để nâng cao hiệu suất thu hồi. Việc tối ưu hóa các thông số như nhiệt độ, thời gian và tỷ lệ nguyên liệu/dung môi là cần thiết để đạt được chất lượng dầu tốt nhất.

3.1. Các phương pháp tách chiết dầu

Các phương pháp tách chiết dầu từ VKTQH bao gồm sử dụng dung môi hữu cơ, siêu âm và áp suất cao. Mỗi phương pháp có ưu điểm và nhược điểm riêng, ảnh hưởng đến hiệu suất và chất lượng sản phẩm. Việc lựa chọn phương pháp phù hợp là rất quan trọng để tối ưu hóa quy trình chiết xuất.

3.2. Các phương pháp làm giàu

Làm giàu axit béo omega-6, 7, 9 từ dầu VKTQH có thể thực hiện thông qua các phương pháp như tạo phức với urê. Phương pháp này giúp tăng hàm lượng axit béo không bão hòa trong sản phẩm cuối cùng. Việc tối ưu hóa các điều kiện làm giàu là cần thiết để đạt được hiệu quả cao nhất.

IV. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng việc tối ưu hóa quy trình chiết xuất và làm giàu axit béo omega-6, 7, 9 từ VKTQH có thể đạt được thông qua việc điều chỉnh các thông số như nhiệt độ, thời gian và tỷ lệ nguyên liệu/dung môi. Các kết quả này không chỉ có giá trị trong nghiên cứu mà còn có thể áp dụng trong sản xuất thực phẩm chức năng, giúp nâng cao giá trị dinh dưỡng cho người tiêu dùng.

4.1. Kết quả xác định hàm lượng sinh khối khô lipid và thành phần axit béo

Nghiên cứu đã xác định được hàm lượng sinh khối khô và lipid trong VKTQH, cho thấy tiềm năng sản xuất axit béo không bão hòa. Thành phần axit béo của VKTQH chủ yếu bao gồm omega-6, 7, 9, với hàm lượng cao, phù hợp cho sản xuất thực phẩm chức năng.

4.2. Kết quả kiểm tra chất lượng dầu sinh học omega 6 7 9

Kết quả kiểm tra chất lượng dầu sinh học cho thấy sản phẩm đạt tiêu chuẩn về cảm quan và hóa lý. Hàm lượng axit béo omega-6, 7, 9 trong dầu sinh học cao, cho thấy khả năng ứng dụng trong thực phẩm chức năng và dinh dưỡng.

Luận văn về tối ưu hóa điều kiện chiết xuất và làm giàu axit béo omega 6, 7, 9 từ sinh khối vi khuẩn tía quang hợp