Luận án Nghiên cứu dầu sinh học giàu axit béo omega 3 – 6 từ chủng vi tảo biển dị dưỡng Việt Nam Schizochytrium mangrovei TB17 để làm thực phẩm bảo vệ sức khỏe cho con người

Tên luận án:

Nghiên cứu dầu sinh học giàu axit béo omega 3 - 6 từ vi tảo biển dị dưỡng Việt Nam Schizochytrium mangrovei TB17 định hướng thực phẩm bảo vệ sức khỏe con người

Ngành:

Hóa sinh

Mã số: 9 42 01 16

Tóm tắt nội dung tài liệu:

Luận án tiến sĩ này tập trung vào "Nghiên cứu dầu sinh học giàu axit béo omega 3 - 6 từ vi tảo biển dị dưỡng Việt Nam Schizochytrium mangrovei TB17 định hướng thực phẩm bảo vệ sức khỏe con người". Mục tiêu chính là sàng lọc và xác định điều kiện nuôi cấy phù hợp cho chủng Schizochytrium mangrovei TB17 để sản xuất sinh khối giàu axit béo omega 3-6, tối ưu hóa các phương pháp chiết tách và tinh chế, đồng thời sản xuất và đánh giá tính an toàn cũng như hiệu quả của viên nang dầu tảo omega 3-6 (AOO-3-6) như một loại thực phẩm chức năng.

Các kết quả nghiên cứu chính bao gồm:

• **Xác định chủng và Điều kiện nuôi cấy**: Chủng Schizochytrium mangrovei TB17 đã được sàng lọc và xác định có khả năng tích lũy axit béo omega 3-6, đặc biệt là DHA (42,68%), DPA (11,02%) và EPA (0,19%) trên tổng số axit béo. Các điều kiện nuôi cấy tối ưu đã được thiết lập trong hệ thống lên men 30 lít: môi trường M12, nhiệt độ 28°C, độ mặn 15‰, 9% glucose, 1% chiết xuất nấm men, pH 7 và mật độ tế bào ban đầu 2,0 x 10^6 tế bào/mL, cho năng suất sinh khối cao (30,83 g/L) và hàm lượng lipid (65,96% DCW) với tổng axit béo omega 3-6 đạt 47,35% tổng axit béo.
• **Chiết tách và Tinh chế**: Các điều kiện phù hợp để chiết tách dầu sinh học giàu axit béo omega 3-6 đã được xác định cho cả dạng axit béo tự do (FFA) và dạng methyl ester. Dạng methyl ester cho thấy hiệu quả chiết tách PUFA tốt hơn (13,21% DCW) và độ tinh khiết cao (99,46% tổng axit béo không bão hòa, trong đó 86,33% là EPA + DPA + DHA). Dầu chiết tách đáp ứng các yêu cầu chất lượng của Bộ Y tế đối với nguyên liệu thực phẩm.
• **Bảo quản và Sản xuất viên nang**: Vitamin E nồng độ 0,0075% được chọn để bảo quản dầu sinh học nhờ hoạt tính chống oxy hóa cao, an toàn và chi phí thấp. Viên nang AOO-3-6 đã được sản xuất thành công, đáp ứng các tiêu chuẩn chất lượng của Bộ Y tế, chứa 200 mg axit béo omega 3-6 mỗi viên nang (160 mg DHA, EPA, DPA).
• **Đánh giá An toàn và Hiệu quả**: Các nghiên cứu độc tính cấp tính và bán mãn tính trên động vật thí nghiệm (chuột trắng và chuột cống) đã xác nhận tính an toàn của viên nang AOO-3-6, không quan sát thấy độc tính, tác dụng phụ lên chức năng các cơ quan (gan, thận, lách) hoặc các thông số huyết học ở liều cao. Hơn nữa, viên nang đã cải thiện hiệu quả khả năng học tập và trí nhớ ở chuột trắng.

Luận án đóng góp là công trình đầu tiên tại Việt Nam nghiên cứu một cách bài bản và hệ thống về phát triển dầu tảo giàu omega 3-6 từ S. mangrovei TB17 như một thực phẩm bảo vệ sức khỏe con người an toàn và hiệu quả.

Mục lục chi tiết:

• INTRODUCTION

  • 1. The urgency of the thesis

• 2. Research objectives of the thesis

• 3. The main research contents of the thesis

• Chapter 1. Literature review

• Chapter 2. Materials and methods

  • 2.1. Materials
    • 2.1.1. Algae strains and culture conditions
    • 2.1.2. Experimental animal
    • 2.1.3. Algae biomass and speific primer pairs
  • 2.2. Chemicals and equipments
  • 2.3. Culture medium
  • 2.4. Research methods
    • 2.4.1. Screening and biomass cultivation of potential strains in different culture systems for high accumulation of fatty acids 3 - 6
    • 2.4.2. Method for extraction and enrichment of fatty acids rich in w3 - 6
    • 2.4.3. Determination of oil quality parameters
    • 2.4.4. Safety assessement and effects of improving memory, learning ability of AOO-3-6 capsules
  • 2.5. Design experimental
  • 2.6. Statistical analysis of the data

• Chapter 3. Results and disscusions

  • 3.1. Screening potential strains/species and selecting suitable biomass culture conditions at different scales
    • 3.1.1. Rapid screening of potential strains/species for fatty acid w 3 - 6 - rich biomass production
    • 3.1.2. Selecting suitable biomass culture conditions of strain TB17 at the flask scale for growth and accumulation of fatty acids
      • 3.1.2.1. Effect of temperature
      • 3.1.2.2. Effect of salinity
      • 3.1.2.3. Effect of carbon source
      • 3.1.2.4. Effect of glucose concentration
      • 3.1.2.5. Effect of nitrogen source
      • 3.1.2.6. Effect of yeast extract concentration
      • 3.1.2.7. Effect of initial pH
      • 3.1.2.8. The effect of the initial cell density
    • 3.1.3. Biomass cultivation in bioreactor systems of 5 and 10L
    • 3.1.4. Biomass cultivation in bioractor 30 L
    • 3.1.5 Biomass cultivation in bioreactor 150 L
    • 3.1.6. Methods for different biomass cultivation to provide biomass rich in fatty acids w 3 - 6
      • 3.1.6.1. Effect of different media on the growth of S. mangrovei TB17 strain in flask 250 mL
      • 3.1.6.2. Effect of different biomass culture methods on growth and lipid accumulation of strain TB17 in fermenter 30 liter (medium P1)
  • 3.2. Extraction of bio-oil rich in fatty acids 3 - 6 from DCW of strain TB17
    • 3.2.1. Production bio-oil rich in fatty acids ω 3 - 6 in FFA form
      • 3.2.1.1. Effect of some lipid extraction conditions (crude oil)
      • 3.2.1.2. Selection of some saponification reaction conditions
      • 3.2.1.3. Selection of some conditions for the enrichment of mixture of fatty acids 3 - 6 by complexing free fatty acids with urea
    • 3.2.2. Producing bio-oil rich in ω 3-6 fatty acids in methyl esters in the form
      • 3.2.2.1. Effect of some reaction conditions on the extraction of TFA
      • 3.2.2.2. Effects of some conditions on enrichment of fatty acids ω 3 - 6 in the methyl esters form
    • 3.2.3. Comparison of 2 methods of oil extraction (FFA and methyl ester forms) from fresh biomass and dry biomass
    • 3.2.4. Production and quality evaluation of bio-oil rich in fatty acids 3 - 6 at the scale of 100g DCW/batch
      • 3.2.4.1. Study on cleaning conditions of bio-oil mixture rich in fatty acids 3 - 6 in methyl esters form
      • 3.2.4.2. Producyion of bio-oil rich in fatty acids ω 3 - 6 in form of methyl este from dry biomass of strain TB17 on scale of 100g DCW/batch
  • 3.3. Oil storage conditions, production and evaluation of safety and pharmacological effects of AOO-3-6 capsules
    • 3.3.1. Effect of antioxidants on storage process of bio-oil rich in fatty acids 3 - 6
    • 3.3.2. Research on production of algal oil AOO-3-6 capsules from bio-oil rich in fatty acids 3 - 6
      • 3.3.2.1. Production of capsules AOO-3-6
      • 3.3.2.2. Registration of the basic standards of capsules for human health protecting food AOO-3-6
      • 3.3.2.3. Quality analysis and evaluation of capsule AOO-3-6 for health protection
    • 3.3.3. Study on safety and effects of improving memory, learning ability of AOO-3-6 algal oil capsules
      • 3.3.3.1. Acute toxicity of capsules AOO-3-6
      • 3.3.3.2. The semi-chronic toxicity of capsules AOO-3-6

• CONCLUSIONS AND RECOMENDATIONS

  • CONCLUSIONS
  • RECOMENDATIONS
  • NEW CONTRIBUTIONS OF THE THESIS