MỞ ĐẦU
Ô nhiễm môi trường cũng như sức khỏe người tiêu dùng đã dẫn đến nhu cầu cấp thiết là tìm ra các phương pháp thu nhận các sản phẩm có nguồn gốc thiên nhiên theo hướng “Xanh” nhằm tăng năng suất, giảm thời gian, tận dụng hiệu quả nguồn nguyên liệu và giảm ô nhiễm môi trường. Rất nhiều các nỗ lực nghiên cứu để cải thiện năng suất cũng như chất lượng các hoạt chất, trong đó ứng dụng công nghệ enzyme hỗ trợ quá trình chiết xuất các hợp chất thiên nhiên đang phát triển mạnh mẽ trong vài chục năm trở lại đây và bước đầu đưa ra tính khả thi trong công nghiệp. Đây được coi là một trong những giải pháp “Xanh” trong chiết xuất các HCTN do giảm lượng dung môi, sử dụng các dung môi thay thế, tạo ra các sản phẩm sạch “organic” và phế liệu của quá trình cũng ở dạng dễ phân hủy, giảm nguy cơ gây ô nhiễm môi trường.
Nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa ẩm cộng với đường bờ biển trải dài qua nhiều vĩ tuyến khác nhau nên nguồn tài nguyên thiên nhiên của Việt Nam vô cùng phong phú với hệ thực vật đặc trưng và nguồn sinh vật biển đa dạng. Trong đó phải kể đến cây Quế (nguồn dược liệu) và cá ngừ (nguồn lợi thủy sản) là những mặt hàng có giá trị kinh tế, giá trị sử dụng và giá trị xuất khẩu đầy tiềm năng. Sản phẩm dầu từ quế và cá ngừ ngày càng được chú trọng bởi chúng có giá trị cao. Tinh dầu quế là mặt hàng xuất khẩu chiến lược, dầu cá ngừ chứa hàm lượng lớn các acid béo không no đa nối đôi PUFAs (polyunsaturated fatty acids), đặc biệt là nhóm axit béo không no đa nối đôi thiết yếu omega 3 như DHA và EPA có vai trò quan trọng trong các lĩnh vực y, dược và công nghiệp thực phẩm. Tuy nhiên trong công nghiệp, quá trình sản xuất hai loại dầu này vẫn sử dụng các phương pháp truyền thống (cất cuốn hơi nước, ép nhiệt) chưa phát huy được hết hiệu quả chiết xuất, gây lãng phí nguồn nguyên liệu.
Ngày nay, những tiến bộ trong công nghệ sinh học, công nghệ enzyme có khả năng sản xuất một lượng lớn enzyme có hoạt lực cao, phổ cơ chất rộng… thì công nghệ “XANH” ứng dụng enzyme hỗ trợ quá trình chiết xuất các hợp chất thiên nhiên (enzyme assisted extraction- EAE) nhằm tăng hiệu suất, thay thế dung môi hữu cơ là vấn đề cấp thiết [134]. Nhằm mục đích tăng hiệu suất chiết tách, phát triển hướng nghiên cứu mới – chiết xuất và làm giàu các HCTN bằng enzyme hỗ trợ, chúng tôi lựa chọn đề tài luận án: “Nghiên cứu sử dụng kết hợp hệ enzyme trong chiết tách và làm giàu một số sản phẩm nguồn gốc thiên nhiên” với các đối tượng được lựa chọn là cành lá quế, vỏ quế C. cassia, gỗ gió bầu A. crassna và phụ phẩm đầu cá ngừ. Trong nghiên cứu này, quá trình chưng cất tinh dầu, quá trình chiết xuất lipid, làm giàu các n-3 PUFA từ phụ phẩm đầu cá ngừ được thử nghiệm kết hợp với một số enzyme có sẵn nhằm đánh giá hiệu quả tác động của enzyme lên chất lượng sản phẩm tạo thành. Một số thông số tối ưu của quá trình xử lý bằng enzyme được khảo sát và tối ưu hóa bằng qui hoạch thực nghiệm.
Mục đích nghiên cứu
Nghiên cứu ứng dụng công nghệ enzyme vào quá trình chiết xuất và làm giàu các sản phẩm tinh dầu (từ lá và cành quế, vỏ quế Cinnamomum cassia, trầm hương từ gỗ gió bầu Aquilaria crassna) và các axit béo n-3PUFA từ phụ phẩm đầu cá ngừ nhằm làm tăng hiệu quả và phát triển hướng nghiên cứu “XANH” trong khai thác các SPTN.
Nội dung chính của luận án bao gồm:
– Nghiên cứu ứng dụng enzyme kết hợp trong chưng cất tinh dầu từ các bộ phận khác nhau của cây quế Cinnamomum cassia: tác động của việc xử lý nguyên liệu với enzyme được đánh giá qua hiệu suất, thời gian chưng cất, chất lượng sản phẩm tinh dầu (thành phần hóa học, hoạt tính sinh học).
Nghiên cứu thăm dò ứng dụng hệ enzyme kết hợp Laccase-Htec2 trong chưng cất tinh dầu trầm hương từ gỗ cây gió bầu Aquilaria crassna.
– Nghiên cứu ứng dụng enzyme kết hợp trong chiết xuất lipid và làm giàu các axit béo n-3 PUFA từ đầu cá ngừ vây vàng Thunnus albarcares: tác động của enzyme lên quá trình được đánh giá qua thành phần axit béo n-3 PUFA.
