Xác định hàm lượng hyaluronic acid trong một số phế phụ liệu ba loại cá và nghiên cứu sử dụng enzyme để tách chiết

Mục đích của nghiên cứu này là điều tra khả năng thu nhận HA từ xương sụn cá đuối, cá nhám và da cá ba sa sống tại các vùng biển Việt Nam bằng công nghệ sinh học. Việc sử dụng enzyme thay thế các chất hóa học rất cần thiết vì giảm độ độc hại trong khi sản xuất cũng như tăng chất lượng của chế phẩm HA. Nghiên cứu chiết rút HA từ nguyên liệu thủy sản sẽ là bước khởi đầu tạo ra công nghệ sản xuất thực phẩm chức năng chứa HA tại Việt Nam để ứng dụng trong y dược.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Xác định hàm lượng hyaluronic acid trong một số phế phụ liệu ba loại cá và nghiên cứu sử dụng enzyme để tách chiết TAP CHI HOClượng 2016,hyaluronic 38(2): 257-263 XácSINH định hàm acid DOI: 10.15625/0866-7160/v38n2.7157 XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG HYALURONIC ACID TRONG MỘT SỐ PHẾ PHỤ LIỆU BA LOẠI CÁ VÀ NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG ENZYME ĐỂ TÁCH CHIẾT Võ Hoài Bắc*, Trần Thị Hồng, Nguyễn Thị Mai Phương, Lê Văn Trường Viện Công nghệ sinh học, Viện Hàn lâm KH & CN Việt Nam, *vh_bac@yahoo.com TÓM TẮT: Trong nghiên cứu này, hàm lượng hyaluronic acid (HA) từ sụn cá nhám (Carcharhinus sorrah), sụn cá đuối (Dasyatis kuhlii) và da cá ba sa (Pangasius bocourti) tươi được xác định tương ứng là 1,5 (±0,27)%; 1,2 (±0,19)%; 0,34 (±0,09)%, hàm lượng HA từ sụn cá nhám, cá đuối và da cá ba sa khô được xác định tương ứng là 4,7 (±0,32)%; 4,3 (±0,35)% và 0,7(±0,08)%. Chúng tôi đã xác định được các điều kiện tối ưu cho hoạt động của enzyme ENV (Neutrase của hãng Novozyme, Đan Mạch, có hoạt tính ~1 IU/ml), thủy phân sụn và da cá để chiết rút HA: xương sụn cá nhám (nhiệt độ: 60ºC; pH: 6; thời gian thủy phân:18 giờ; tỷ lệ thủy phân: 1,25 IU ENV/30g sụn tươi). Xương sụn cá đuối (nhiệt độ: 65ºC; pH: 6; thời gian thủy phân: 30 giờ; tỷ lệ thủy phân: 1,5 IU ENV/30g sụn tươi). Da cá ba sa: (nhiệt độ: 65ºC; pH: 6; thời gian thủy phân: 30 giờ, tỷ lệ thủy phân: 1,5 IU ENV/15g da cá ba sa tươi). Từ khóa: Da cá basa, hyaluronic acid, protease, sụn cá đuối, sụn cá nhám. MỞ ĐẦU Hiện nay, HA đã được sử dụng rộng rãi trong các loại chế phẩm bổ sung dinh dưỡng khác nhau và đang ngày càng được mở rộng ứng dụng trong hỗ trợ điều trị nhiều loại bệnh. Ở Việt Nam đã và đang nhập khẩu thuốc chứa thành phần HA để điều trị bệnh viêm khớp, chống lão hóa, xóa nếp nhăn làm đẹp da như (Duovital của CHLB Đức, Havital-HA drink của Thụy Sỹ với giá thành rất cao), nhưng chưa có đơn vị nào trong nước sản xuất được HA để phục vụ trong y dược. Ngành chế biến thủy sản trong nước và trên thế giới hàng năm thải ra một lượng lớn các phụ phế phẩm cần được xử lý hoặc chế biến tiếp. Phụ phẩm thủy sản thường là nội tạng, đầu, xương, da... Để giải quyết một lượng lớn phụ phẩm như hiện nay, tại Việt Nam và trên thế giới đang có xu hướng tận thu phần phụ phẩm để chế biến thành các sản phẩm có giá trị gia tăng. Các nghiên cứu trên thế giới cho thấy các nguyên liệu từ sụn và da của động vật như: trong sụn lợn [11], sụn cá [5], da của lợn [12], da cá đuối Raja radula [3] đều có thành phần HA. Hàm lượng HA từ sụn và da không cao so với các nguồn nguyên liệu từ mào gà hay vi khuẩn, nhưng việc nghiên cứu tận thu HA từ phế thải da cá ba sa và sụn cá đuối, các nhám từ các nhà máy chế biến thủy sản của Việt Nam không những giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trường mà còn làm tăng giá trị của thủy sản và các nguồn nguyên liệu từ biển. Mục đích của nghiên cứu này là điều tra khả năng thu nhận HA từ xương sụn cá đuối, cá nhám và da cá ba sa sống tại các vùng biển Việt Nam bằng công nghệ sinh học. Việc sử dụng enzyme thay thế các chất hóa học rất cần thiết vì giảm độ độc hại trong khi sản xuất cũng như tăng chất lượng của chế phẩm HA. Nghiên cứu chiết rút HA từ nguyên liệu thủy sản sẽ là bước khởi đầu tạo ra công nghệ sản xuất thực phẩm chức năng chứa HA tại Việt Nam để ứng dụng trong y dược. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Xương sụn cá đuối (Dasyatis kuhlii), cá nhám (Carcharhinus sorrah) được thu thập từ phế thải ở các nhà máy chế biến thủy sản Hải Phòng do Viện nghiên cứu Hải sản, Hải Phòng cung cấp. Da cá ba sa (Pangasius bocourti) được thu thập từ phế thải của các nhà máy chế biến thủy sản, vùng đồng bằng sông Cửu Long, do công ty Dược Hậu Giang cung cấp. Enzyme Neutrase của hãng Novozyme, Đan Mạch (ENV) (có hoạt tính~1 IU/ml). Hyaluronic acid chuẩn (hãng Sigma) và hyaluronidase (có hoạt tính 400 unit/mg; hãng Sigma). Chuẩn bị mẫu: mẫu sụn tươi và da cá được luộc sôi 15 phút, loại bỏ thịt bám dính, sau đó được xay nhỏ, trộn đều để mẫu là thể đồng nhất 257 Vo Hoai Bac et al. để dùng cho các thí nghiệm tiếp theo. Mẫu sụn khô được sấy khô ở 60°C từ mẫu sụn tươi sau khi đã được loại bỏ phần thịt cá. Chiết xuất HA từ sụn và da cá bằng papain: HA được chiết xuất từ sụn theo Garnjanagoonchorn et al. (2007) [2]. 10 g xương sụn nghiền nhỏ được thêm vào 40 ml nước khử ion, 1 ml NaN3 0,02%. Papain được bổ sung vào hỗn dịch theo tỉ lệ 4mg enzyme/g sụn và ủ ở nhiệt độ 65°C, pH=7, thời gian 48 giờ để sụn được thủy phân hoàn toàn. Dịch sau thủy phân được tủa ethanol 80% để thu HA. Chiết xuất HA từ da cá được thực hiện theo phương pháp của Mansour et al. (2009) [3]. Lấy 10 g da cá nghiền nhỏ được thêm vào 500 ml đệm acetate 0,1M, pH=6, bổ sung 1020 mg papain và ủ ở nhiệt độ 60°C, thời gian 24 giờ để da cá được thủy phân hoàn toàn. Dịch sau thủy phân được tủa ethanol 80% để thu HA. Chiết xuất HA từ sụn và da cá bằng ENV: 10 g xương sụn, da cá nghiền nhỏ, thêm vào 40 ml nước khử ion, 1 ml NaN3 0,02%. Enzyme ENV được bổ sung vào hỗn dịch để thủy phân xương sụn cá đuối, cá nhá ...