Thu nhận và tính chất của hydroxyapatit có kích thước nano từ xương cá

Xương cá là nguồn nguyên liệu rất phong phú để thu nhận hydroxyapatit (HA), một hợp chất cũng được tìm thấy trong xương và răng của con người. Trong nghiên cứu này, HA có kích thước nanomet được tách từ xương cá chẽm (Lates calcarifer), cá diêu hồng (Oreochromis sp.) và cá rô phi (Oreochoromis niloticus) quahai bước xử lý nhiệt.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Thu nhận và tính chất của hydroxyapatit có kích thước nano từ xương cáTạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sảnSố 3/2018THOÂNG BAÙO KHOA HOÏCTHU NHẬN VÀ TÍNH CHẤT CỦA HYDROXYAPATIT CÓ KÍCH THƯỚC NANOTỪ XƯƠNG CÁPREPARATION AND PROPERTIES OF NANOHYDROXYAPATITE FROM FISH BONESNguyễn Lê Bá Quảng¹, Phạm Viết Nam², Phạm Anh Đạt³, Nguyễn Văn Hòa¹Ngày nhận bài: 7/5/2018; Ngày phản biện thông qua: 10/9/2018; Ngày duyệt đăng: 28/9/2018TÓM TẮTXương cá là nguồn nguyên liệu rất phong phú để thu nhận hydroxyapatit (HA), một hợp chất cũng đượctìm thấy trong xương và răng của con người. Trong nghiên cứu này, HA có kích thước nanomet được tách từxương cá chẽm (Lates calcarifer), cá diêu hồng (Oreochromis sp.) và cá rô phi (Oreochoromis niloticus) quahai bước xử lý nhiệt. Ban đầu, phế liệu cá được đun sôi với nước trong 2 giờ để loại bỏ các phần hữu cơ thuđược xương cá thô. Sau đó, xương cá thô được nung tại nhiệt độ 500 – 900ºC trong thời gian 1 – 3 giờ để thunhận HA kích thước nanomet. Các sản phẩm HA thu được từ các loại xương cá khác nhau đều có độ kết tinhvà độ xốp cao dựa trên phân tích phổ nhiễu xạ tia X (XRD) và kính hiển vi quét điện tử (SEM). Đối với xươngcá chẽm, HA có kích thước trong khoảng 30 – 50 nm khi nung xương cá thô ở 700ºC trong 2 giờ. Qui trình thunhận HA khá đơn giản và dễ dàng triển khai ở qui mô lớn. Hơn nữa, sản phẩm HA kích thước nanomet vớinguồn gốc tự nhiên có tiềm năng ứng dụng trong nhiều lĩnh như thực phẩm và y dược.Từ khóa: Phế liệu thủy sản, hydroxyapatit kích thước nano, xương cá, phương pháp xử lý nhiệtABSTRACTFish bones are reported to be abundent raw materials for production of hydroxyapatite (HA), which isalso found as a main component of human bones and teeth. In this study, hydroxyapatite nanoparticles wereprepared from three fish bones including Barramundi (Lates calcarifer), Red Tilapia (Oreochromis sp.) andTilapia (Oreochoromis niloticus) by a two-step thermal treatment. Firstly, fish by-products were boiled withwater for 2h to remove organic components and obtained raw bones. Secondly, these bones were calcinated ata range of 500 – 900ºC for 1 – 3h to recover HA nanoparticles. From XRD and FTIR spectra and SEM images,all HA nanoparticles have a high purity and porousity. For Barramundi bones, HA with a size of 30 – 50 nmwas obtained by calcinated at 700ºC for 2 h. This recovery method is facile and efficient and can be scale-upeasily. Moreover, these biological HA nanoparticles have many potential applications in food, medicine andpharmacy.Keywords: Seafood by-products, nanohydroxyapatite, fish bone, thermal treatmentI. ĐẶT VẤN ĐỀHiện nay, quá trình chế biến phi lê cá tại cácnhà máy tạo ra một lượng lớn các phế liệu gồmxương, thịt sót lại, máu, nội tạng và da (chiếmkhoảng 40-60% so với trọng lượng cá khi đánhbắt). Các phế liệu này được dùng chủ yếu đểsản xuất bột cá, dầu cá, phân bón, thức ăn chogia súc và gia cầm [1-3]. Tuy nhiên, hầu hết¹ Trung Tâm Thí nghiệm thực hành, Trường Đại học Nha Trang² Khoa Thủy sản, Đại học Công nghiệp Thực phẩm Tp Hồ Chí Minh³ Bộ môn Hóa – Khoa Công nghệ thực phẩm, Trường Đại học Nha Trangcác sản phẩm trên đều có giá trị kinh tế thấp dođó dẫn tới lãng phí tài nguyên. Bởi vì, theo cácnghiên cứu gần đây, nhiều hoạt chất sinh họccó giá trị cao (peptit, axit béo, enzym, khoángvà polyme sinh học) có thể được tách chiết từphế liệu cá và có thể được ứng dụng trong thựcphẩm, y học và dược phẩm [4]. Trong đó,xương cá có chứa một lượng lớn một hợpchất của canxi và phốt-pho có tên gọi làhydroxyapatit (viết tắt là HA, công thứcphân tử là Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 ). Đây cũng làTRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG • 53Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sảnthành phần chính được tìm thấy trong xươngvà răng của cơ thể người và động vật, cụ thểHA chiếm đến 65 – 70% khối lượng xương vàkhoảng 99% khối lượng răng [5-7].HA có thể được điều chế bằng phương pháphóa học nhờ phản ứng của các hợp chất cóchứa canxi và phốt-pho. Sản phẩm tổng hợpnày đã được nghiên cứu và ứng dụng làm vậtliệu thay thế và hàn gắn những hư hỏng củaxương do bệnh lý hoặc tai nạn [8-9]. Ở dạngbột, HA được phối trộn với một số khoáng chấtkhác để dùng trong bào chế thuốc chống loãngxương và thực phẩm chức năng [10]. HA cũngđược hòa tan trong nước giải khát để bổ sungcanxi cho người sử dụng [10]. Ở dạng màng,một lớp HA mỏng, siêu mịn có thể tạo nên lớpmen răng, gắn kết các chi tiết nối xương và lớpphủ bề mặt cho xương nhân tạo [11]. Ngoàira, HA dạng xốp được ứng dụng để sửa chữacác khuyết tật của xương và răng [10,11]. Tuynhiên, việc sử dụng các hóa chất khi tổng hợpHA lại đòi hỏi phải tiến hành các bước tinh chếvà loại bỏ các hợp chất không phản ứng và sảnphẩm phụ [11]. Nếu các chất này không đượcloại bỏ hoàn toàn sẽ ảnh hưởng đến chất lượngcủa sản phẩm và có thể tác hại với đối tượng sửdụng. Do đó, việc nghiên cứu thu nhận HA từcác nguồn tư nhiên là rất cần thiết.Trong nghiên cứu này, các hạt HA ...