Nghiên cứu chiết xuất và khả năng kích thích nảy mầm hạt lúa của collagen từ da cá ba sa

Nghiên cứu bước đầu đưa ra kết quả nghiên cứu về chiết xuất và tinh chế collagen từ da cá Basa trong một bài viết trước đây. Trong nghiên cứu này, chúng tôi tiếp tục cải thiện điều kiện tinh chế collagen và thử nghiệm ứng dụng collagen thu được trong kích thích nảy mầm của hạt lúa HT1 (Oryza sativa) tại Thừa Thiên Huế.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu chiết xuất và khả năng kích thích nảy mầm hạt lúa của collagen từ da cá ba saTẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, Trường Đại học Khoa học, ĐH Huế Tập 23, Số 2 (2023)NGHIÊN CỨU CHIẾT XUẤT VÀ KHẢ NĂNG KÍCH THÍCH NẢY MẦM HẠT LÚA CỦA COLLAGEN TỪ DA CÁ BA SA Lê Trung Hiếu1, Nguyễn Hoàng Lương Ngọc1,2, Lê Lâm Sơn1, Nguyễn Đăng Giáng Châu1, Trần Thanh Minh1, Lê Thùy Trang1, Nguyễn Thị Như1, Trần Thị Văn Thi1* 1Khoa Hóa, Trường Đại học Khoa học, Đại học Huế 2Trường Đại học Công Nghiệp Thực Phẩm thành phố Hồ Chí Minh *Email: ttvthi@hueuni.edu.vn Ngày nhận bài: 21/12/2022; ngày hoàn thành phản biện: 26/12/2022; ngày duyệt đăng: 14/4/2023 TÓM TẮT Da cá thải ra từ ngành chế biến cá được coi là nguồn nguyên liệu dồi dào để sản xuất collagen. Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã sử dụng cồn 96° để tủa collagen thay NaCl 4 M, để rút ngắn thời gian chiết xuất collagen. Đặc tính của collagen được xác định thông qua phổ hồng ngoại (phổ IR) và kính hiển vi điện tử quét (SEM). Phổ hồng ngoại thể hiện các peak đặc trưng của các nhóm chức amid I, amid II và amid III của collagen ở bước sóng 1741 cm-1, 1402 cm-1 và 1280 cm-1. Ảnh SEM cho thấy mẫu collagen gồm các sợi hình cầu có đường kính khoảng 3,5 µm. Glycin, Alanin và Prolin là ba amino acid chính trong mẫu collagen nghiên cứu. Nồng độ collagen 200 mg/mL và thời gian xử lý 6 giờ là thích hợp cho sự nảy mầm hạt lúa. Từ khóa: Da cá basa; collagen; kích thích nảy mầm, SEM, IR.1. MỞ ĐẦU Các ngành công nghiệp chế biến thịt động vật tạo ra khoảng 50–80% chất thảirắn và lỏng. Loại chất thải này có thể được sử dụng làm thành phần trong thức ăn chănnuôi và phân bón [1, 2], nhưng hiện nay đa số được xử lý tại các bãi chôn lấp, đốt hoặcđổ xuống các nguồn nước, gây ra các vấn đề nghiêm trọng về môi trường. Điều nàyđặt ra cho các nhà khoa học nhiệm vụ cấp thiết là nghiên cứu nhằm tạo ra các sảnphẩm có giá trị cao hơn từ lượng chất thải này như sản xuất dầu diesel sinh học, cácacid béo, acid amin, omega, collagen … Collagen là thành phần protein chính của da, gân, sụn, xương và mô trong tấtcả các động vật đa bào [3, 4]. Collagen được coi là một trong những vật liệu sinh họcphổ biến nhất, không độc, có khả năng hấp thụ nước, tạo gel, có khả năng hình thành 33Nghiên cứu chiết xuất và khả năng kích thích nảy mầm hạt lúa của collagen từ da cá ba savà ổn định nhũ tương [5, 6], có thể dùng sản xuất da người, mạch máu và dây chằngnhân tạo dùng trong y sinh học, các mỹ phẩm làm đẹp da ... Một số nghiên cứu kháccũng cho thấy collagen chứa các hợp chất có hoạt tính sinh học với đặc tính khángkhuẩn, kháng nấm, chống oxy hóa và kích thích nảy mầm [7- 12]. Trên thế giới hiệnnay, collagen được sản xuất từ chất thải từ công nghệ chế biến thịt của nhiều loại độngvật khác nhau. Collagen từ các nguồn nguyên liệu khác nhau thì có cấu trúc, đặc tínhkhác nhau và do đó, có khả năng ứng dụng hoàn toàn khác nhau. Trong những năm qua, Việt Nam đã có những thành tựu đáng ghi nhận khôngchỉ trong nước mà trên thị trường thế giới về nuôi trồng, chế biến, xuất khẩu thủy sản,trong đó công nghệ nuôi và chế biến cá Basa đã tạo được tiếng vang trên thị trườngtrong nước và quốc tế. Khi sản xuất cá phi lê hoặc cá đóng hộp, các bộ phận đầu,xương, vây, da, đuôi và nội tạng bị loại bỏ, tạo ra một lượng lớn chất thải sinh học lênđến hàng nghìn tấn mỗi năm. Các công bố về chiết xuất collagen từ da cá nuôi tại ViệtNam còn rất lẻ tẻ và thông tin về điều kiện thực nghiệm cũng còn rất sơ sài. Nhómnghiên cứu chúng tôi đã bước đầu đưa ra kết quả nghiên cứu về chiết xuất và tinh chếcollagen từ da cá Basa trong một bài báo trước đây. Trong nghiên cứu này, chúng tôitiếp tục cải thiện điều kiện tinh chế collagen và thử nghiệm ứng dụng collagen thuđược trong kích thích nảy mầm của hạt lúa HT1 (Oryza sativa) tại Thừa Thiên Huế.2. THỰC NGHIỆM2.1. Nguyên liệu, hóa chất và thiết bị Da cá Basa nuôi công nghiệp phục vụ xuất khẩu, được chế biến bởi Công ty Cổphần Đầu tư và Phát triển Đa Quốc Gia IDI. Natrium hydroxide, citric monohydrateacid, hydroperoxide được mua từ công ty Xilong (Trung Quốc). Tất cả các thuốc thử vàdung môi được sử dụng đều thuộc loại tinh khiết phân tích. Hạt lúa HT1 (Oryza sativa)mua của công ty bán giống lúa cho nông dân tại Thừa Thiên Huế.2.2. Quy trình chiết xuất collagen Quy trình tách chiết collagen từ da cá Basa thực hiện qua 2 giai đoạn (hình 1)[13]. Các điều kiện thực nghiệm trong quy trình đã được thông báo trong nghiên cứutrước của nhóm. Giai đoạn 1. Loại tạp để thu nhận collagen thô, gồm 3 bước: Bước 1. Xử lý bằng NaOH để loại bỏ lipid: nồng độ NaOH 0,10 M; tỷ lệ nguyênliệu đầu/thể tích dung dịch (w/v) là 1/25, tiến hành 3 lần, thời gian: 8 giờ/lần. Bước 2. Sử dụng citric acid để loại bỏ chất khoáng: nồng độ citric acid là 0,05 M;tỷ lệ nguyên liệu đầu/thể tích dung dịch (w/v): 1/25; tiến hành 3 lần; thời gian: 8giờ/lần. 34TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, Trường Đại học Khoa học, ĐH Huế Tập 23, Số 2 (2023) Bước 3. Sử dụng H2O2 loãng để loại bỏ sắc tố: tỷ lệ nguyên liệu đầu/thể tíchdung dịch (w/v): 1/25; tiến hành 3 lần, thời gian: 2 giờ/ lần. Giai đoạn 2. Tinh chế collagen Hòa tan collagen thô trong citric acid 0,05 M; tỉ lệ khối lượng mẫu/thể tích dungdịch citric acid (w/v): 1/20 (g/ml); thời gian khuấy: 24 giờ. Lọc để loại tạp chất khôngtan, sau đó kết tủa bằng NaCl hay cồn 96°. ~20g da cá ...