Download miễn phí Nghiên cứu tách fibroin tuyến tơ chế tạo màng polymer sinh học
Tuyến tơ được bao bọc bởi một lớp màng
mỏng. Lớp màng này sẽcản trởquá trình hoà
tan fibroin và có ảnh hưởng đến màu sắc, độ
trong và tính chất cơlý của màng. Vì vậy cần
phải tách fibroin khỏi màng bao. Công việc
này có thểthực hiện thủcông nhưng chỉcó thể
làm với một lượng rất nhỏ. Đểtách lớp màng
bao tuyến tơ, giải phóng fibroin, ta có thểdùng
phương pháp thuỷphân bằng acid, kiềm hay
enzym. Tuy nhiên, do fibroin cũng có khả
năng hòa tan trong các acid nhưH2SO4, HCl,
HNO3, HCOOH; và trong dung dịch kiềm như
NaOH, KOH, NH4OH [3,4] nên cần tránh sử
dụng các tác nhân này vì chúng sẽhoà tan một
phần Fibroin. Trong nghiên cứu này chúng tôi
khảo sát khảnăng tách màng bao tuyến tơ
bằng papain và acid citric.
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
Hội Nghị Khoa Học & Công Nghệ lần 9 Phân ban Công nghệ Thực phẩm – Sinh họcNGHIÊN CỨU TÁCH FIBROIN TUYẾN TƠ CHẾ TẠO MÀNG
POLYMER SINH HỌC
Trần Bích Lam, Vương Bảo Thy
Bộ môn Công nghệ Thực phẩm, Đại học Bách Khoa, Tp Hồ Chí Minh
TÓM TẮT
Đề tài này đã nghiên cứu phương pháp tách fibroin khỏi màng bao tuyến tơ bằng enzym papain và axit
citric, hòa tan fibroin theo phương pháp kết hợp enzym-kiềm; tạo màng theo phương pháp đổ khuôn
và nghiên cứu tính chất của màng Fibroin.
Kết quả đã chọn phương pháp xử lý màng bao tuyến tơ bằng dung dịch citric 5%, hòa tan fibroin bằng
enzym trypsin trong dung dịch NH4OH. Màng fibroin tạo thành đạt các tính chất về độ bền cơ lý cao
(ứng suất: 71.435 N/mm2), độ truyền suốt (87.56 đến 93.54 %), khả năng thẩm thấu tốt, giữ được các
tính chất khi vô khuẩn nên có khả năng ứng dụng cao.
ABSTRACT
The paper reports on methods of fibroin separation from the coating of silk-worm gland by papain
enzyme and citric acid; dissolving fibroin in enzyme-alkali solution; make membrane by casting
methods; and defining specifications of membrane.
In results to choose treatment of silk-worm gland by citric acid 5%, dissolving fibroin by trypsin
enzyme in NH4OH solution. Fibroin membrane made have high tensile strength (71.435 N/mm2), high
light transmission (87.56 to 93.54 %), good water transmission. These properties keep unchanged after
sterilization. Therefore, this biopolymer membrane has high potential uses.
1. MỞ ĐẦU
Màng polymer sinh học tự phân hủy trong môi
trường, được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực
như: màng che trong sản xuất nông nghiệp,
màng bao gói trong công nghiệp thực phẩm;
trong y tế màng polymer sinh học được sử
dụng làm da nhân tạo để điều trị vết thương do
khả năng hoà hợp sinh học cao ; trong xử lý
nước các màng này có khả năng ngăn cản sự
tích tụ khoáng và chống ăn mòn. [1,2]
Tiếp theo các nghiên cứu chế tạo màng polyme
sinh học từ collagen và fibroin tơ tằm[5], để
khắc phục các nhược điểm do phải sử dụng các
phụ gia, chúng tui chọn nguyên liệu chế tạo
màng là fibroin có trong tuyến tơ và nghiên
cứu một số tính chất của màng để trên cơ sở đó
đề xuất các phương hướng ứng dụng.
2. NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU
2.1 Nguyên liệu
- Tằm: được cung cấp từ Bảo Lộc Lâm
Đồng.
- Trypsin (EC No. 232-650-8), SIGMA
CHEMICA CO.
Hoạt tính Trypsin: 1,466 BAEE units/mg
Hoạt tính Chymotrypsin: 3 BTEE units/mg
- Papain: chế phẩm của Phòng thí nghiệm
Hóa sinh Đại học Bách khoa
2.2 Phương pháp
- Độ hoà tan của fibroin được tính bằng Bx của
dung dịch sau khi xử lý với tác nhân hòa tan là
dung dịch papain hay axit citric
Trang 1
Hội Nghị Khoa Học & Công Nghệ lần 9 Phân ban Công nghệ Thực phẩm – Sinh học
- Phương pháp tạo màng: chuẩn bị dung dịch
tạo màng có nồng độ và độ nhớt thích hợp, tạo
màng bằng phương pháp đổ khuôn.
- Xác định độ nhớt dung dịch tạo màng bằng
nhớt kế Osvanda, cp
- Xác định bề dày màng bằng công cụ đo chiều
dày, đơn vị μm
- Xác định tính chất cơ lý của màng bằng máy
đo độ bền cơ học (TENSILON)
- Xác định độ truyền suốt của màng bằng máy
quang phổ SPECTRONIC UV_VIS
3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
3.1. Nghiên cứu tách fibroin từ tuyến tơ
Tuyến tơ được bao bọc bởi một lớp màng
mỏng. Lớp màng này sẽ cản trở quá trình hoà
tan fibroin và có ảnh hưởng đến màu sắc, độ
trong và tính chất cơ lý của màng. Vì vậy cần
phải tách fibroin khỏi màng bao. Công việc
này có thể thực hiện thủ công nhưng chỉ có thể
làm với một lượng rất nhỏ. Để tách lớp màng
bao tuyến tơ, giải phóng fibroin, ta có thể dùng
phương pháp thuỷ phân bằng acid, kiềm hay
enzym. Tuy nhiên, do fibroin cũng có khả
năng hòa tan trong các acid như H2SO4, HCl,
HNO3 , HCOOH; và trong dung dịch kiềm như
NaOH, KOH, NH4OH [3,4] nên cần tránh sử
dụng các tác nhân này vì chúng sẽ hoà tan một
phần Fibroin. Trong nghiên cứu này chúng tui
khảo sát khả năng tách màng bao tuyến tơ
bằng papain và acid citric.
3.2.Nghiên cứu hòa tan fibroin
Để thuỷ phân fibroin có thể chọn trypsin và
chymotrypsin hoạt động trong môi trường
kiềm.
Dung dịch NH4OH ở nồng độ thấp được chọn
có ba tác dụng:
• Tạo môi trường kiềm, khoảng pH
thích hợp cho hoạt động của enzym
trypsin.
• Kết hợp khả năng thuỷ phân fibroin
của NH4OH.
• Đặc tính dễ bay hơi sẽ giúp cho quá
trình hình thành màng nhanh hơn.
Bảng 1: So sánh hiệu quả tách màng bao tuyến
tơ
Phương
pháp
xử lý
Thời
gian
(phút)
Khối
lượng
tuyến
tơ ban
đầu
(g)
Khối
lượng
Fibroin
thu
được
(g)
Tỉ lệ
thu hồi
Fibroin
(%)
Acid
citric
(5%)
5 6 5,42 90,3
Enzym
papain
(0.15%)
15 6 5,25 87,5
Thủ
công
30 6 4,53 75,5
Hình 1: Tuyến tơ trước và sau khi tách màng
bao
Trang 2
Hội Nghị Khoa Học & Công Nghệ lần 9 Phân ban Công nghệ Thực phẩm – Sinh học
3.2.1. Ảnh hưởng của tỷ lệ dung dịch xử lý
Bảng 2: Thay đổi tỉ lệ dung dịch xử lý Fibroin
Mẫu Khối
lượng
fibroin
(g)
nồng độ
NH4OH
(%)
Nồng độ
trypsin
(%)
Tỉlệ xử lý
Fibroin:
dung dịch
10 6 0,6 0,05 1:1
11 6 0,6 0,05 1:2
12 6 0,6 0,05 1:3
0
5
10
15
0.25 0.5 0.75 1 1.25 1.5 1.75 2
Thôøi gian (h)
Ñ
oä
B
rix
Maãu 10
Maãu 11
Maãu 12
Hình 2: Sự biến thiên Bx theo thời gian ở các tỉ
lệ dung dịch xử lý
Từ kết quả trên, đã chọn sử dụng tỉ lệ 1:1 để
dung dịch fibroin có Bx lớn, dễ điều chỉnh
nồng độ.
3.2.2. Ảnh hưởng của nồng độ NH4 OH
đến độ tan của fibroin
Bảng 3: Thí nghiệm thay đổi nồng độ NH4OH
hòa tan fibroin
Mẫu Khối
lượng
fibroin
(g)
Nồngđộ
Trypsin
(%)
Nồngđộ
NH4OH
(%)
Tỉ lệ
Fibroin:
dung
dịch
pH
đầu
13 12 0,05 0,2 1:1 8,69
14 12 0,05 0,4 1:1 8,81
15 12 0,05 0,6 1:1 8,95
16 12 0,05 0,8 1:1 8,98
1
3
5
7
9
11
13
0.
25 0.
5
0.
75 1
1.
25 1.
5
1.
75 2
Thôøi gian (h)
Ñ
oä
B
rix Maãu 13
Maãu 14
Maãu 15
Maãu 16
Hình 3: Diễn biến độ tan của fibroin theo thời
gian xử lý của các mẫu có nồng độ NH4OH
khác nhau
Ngoài nồng độ của dung dịch thì tính chất tạo
màng chịu ảnh hưởng rất lớn bởi độ nhớt của
dung dịch. Độ nhớt thấp khi protein đã bị thủy
phân sâu sắc và vì vậy rất khó tạo màng hay
chất lượng của màng kém.
Bảng 4: Ảnh hưởng của nồng độ NH4OH đến
độ nhớt của dung dịch firoin, độ Brix =9,0
Mẫu Độ nhớt (cp)
13 153,25
14 187,92
15 265,27
16 204,18
Với cùng độ Bx thì dung dịch có độ nhớt cao
nhất là ở mẫu 15, có nồng độ NH4OH là 0,6%
3.2.3. Ảnh hưởng của nồng độ enzym đến
tính tan của fibroin
Bảng 5: Thí nghiệm thay đổi nồng độ enzym
xử lý
Mẫu Khối lượng
fibroin (g)
Nồngđộ
NH4OH
(%)
Nồng
độ
trypsin
(%)
Tỉ lệ
Fibroin:
dung
dịch
17 12 0,6 0,01 1:1
18 12 0,6 0,03 1:1
19 12 0,6 0,05 1:1
20 12 0,6 0,07 1:1
Trang 3
Hội Nghị Khoa Học & Công Nghệ lần 9 Phân ban Công nghệ Thực phẩm – Sinh học
Vậy để hòa tan fibroin chọn dung dịch enzym
trypsin 0,03% trong NH4OH 0,6% tỷ lệ 1:1.
Trong điều kiện này sau 1 giơ, nồng độ chất
tan của dung dịch đạt 9Bx và độ nhớt của dung
dịch là cực đại 306,5cp.
2
4
6
8
10
12
0.2
5 0.5 0.7
5 1
1.2
5 1.5 1.7
5 2
Thôøi gian xöû lyù,giôø
Ñ
oä
B
rix
Maãu 17
Maãu 18
Maãu 19
Maãu 20
Hình 4: Sự biến đổi độ tan của fibroin theo
thời gian của các mẫu có xử...