Luận văn Thạc sĩ Hóa học: Khảo sát thành phần lớp chất lipit và hoạt tính sinh học của loài hàu Thái Bình Dương (Crassostrea gigas)

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:118

Thêm vào BST

Báo xấu

54
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Hàu Thái Bình Dương là nguồn nguyên liệu đầy triển vọng trong ngành thực phẩm và y, dược học. Ở Việt Nam, việc nghiên cứu động vật Thân mềm được tiến hành sâu rộng từ thế kỉ XX, nhất là sau khi Viện Hải dương học Nha Trang được thành lập (năm 1922). Đề tài sẽ nghiên cứu thành phần lớp chất lipit và hoạt tính sinh học của loài hàu Thái Bình Dương (Crassostrea gigas).

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Hóa học: Khảo sát thành phần lớp chất lipit và hoạt tính sinh học của loài hàu Thái Bình Dương (Crassostrea gigas)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ----------------------------- Đào Thị Kim Dung KHẢO SÁT THÀNH PHẦN LỚP CHẤT LIPIT VÀ HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA LOÀI HÀU THÁI BÌNH DƢƠNG (CRASSOSTREA GIGAS) LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC Hà Nội - 2020
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ----------------------------- Đào Thị Kim Dung KHẢO SÁT THÀNH PHẦN LỚP CHẤT LIPIT VÀ HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA LOÀI HÀU THÁI BÌNH DƢƠNG (CRASSOSTREA GIGAS) Chuyên ngành: Hóa hữu cơ Mã số: 8440114 LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. Trịnh Thị Thu Hƣơng Hà Nội - 2020
i Lời cam đoan Luận văn này là công trình nghiên cứu của tôi dưới sự hướng dẫn khoa học của TS. Trịnh Thị Thu Hương. Các số liệu, kết quả trong luận văn là trung thực và chưa từng được công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm với lời cam đoan trên. Tác giả luận văn Đào Thị Kim Dung
ii Lời cảm ơn Trước hết, em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến TS. Trịnh Thị Thu Hương – người trực tiếp hướng dẫn khoa học đã luôn dành nhiều thời gian, công sức hướng dẫn em trong suốt quá trình thực hiện nghiên cứu và hoàn thành đề tài nghiên cứu khoa học. Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Ban lãnh đạo Viện Hóa học các Hợp chất thiên nhiên, GS. TS. Phạm Quốc Long, PGS. TS. Đoàn Lan Phương, TS. Trần Quốc Toàn cùng toàn thể các anh chị em, bạn bè đồng nghiệp công tác tại phòng Hóa sinh hữu cơ đã tận tình truyền đạt những kiến thức quý báu cũng như tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất cho em trong suốt quá trình học tập nghiên cứu cho đến khi thực hiện đề tài luận văn. Xin chân thành cảm ơn đề tài: “Nghiên cứu tạo chế phẩm bổ sung dinh dưỡng nguồn gốc thiên nhiên (TPCN) nhằm phòng ngừa và khắc phục các yếu tố bất lợi đối với cơ thể sống trong môi trường vũ trụ” đã hỗ trợ em thực hiện luận văn này. Em xin gửi lời cảm ơn tới các thầy, cô giáo của Học viện Khoa học và Công nghệ đã trực tiếp giảng dạy, truyền đạt những kiến thức khoa học chuyên ngành cho em trong những năm tháng qua. Cuối cùng, em xin cảm ơn gia đình, người thân, bạn bè đã luôn bên cạnh, ủng hộ, động viên. Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn! Tác giả luận văn Đào Thị Kim Dung
iii Danh mục các ký hiệu và chữ viết tắt Ký hiệu Tiếng Anh Tiếng Việt ALP Alkalin phosphatase Alkalin phosphatase Axb Fatty acid Axit béo CAEP Ceramide aminoethylphosphonate Ceramide aminoethylphosphonate DBE Double bond equivalent Tổng số liên kết đôi DAG Diacylglycerol Diacylglycerol DHA Docosahexaenoic Docosahexaenoic EPA Eicosapentaenoic acid Axit eicosapentaenoic FFA Free fatty acid Các axit béo tự do GGLs Glycoglycerolipid Glycoglycerolipid GL Glycolipid Glycolipid GSLs Glycosphingolipid Glycosphingolipid HC Hydrocacbon Các hydrocacbon HR-ESIMS High resolution electrospray Phổ khối phân giải cao ionisation mass spectrometry ILCNC International Lipid Classification Ủy ban Danh pháp và Phân and Nomenclature Committee loại Lipit Quốc tế LCB Long-chain base Gốc chuỗi dài MADAG Monoankyldiacylglycerol Monoankyldiacylglycerol MAG Monoacylglycerol Monoacylglycerol MUFA Monounsaturated fatty acids Axit béo không no một nối đôi NBT Nitroblue tetrazol Nitroblue tetrazol OD Optical density Mật độ quang PA Phosphatidic Phosphatidic PBS Phosphate buffered saline Phosphate buffered saline
iv PC Phosphatidylcholine Phosphatidylcholine PE Phosphatidylethanolamine Phosphatidylethanolamine PI Phosphatidylinositol Phosphatidylinositol PL Phospholipid Phospholipid PLs Polar lipid lipit phân cực PS Phosphatidylserine Phosphatidylserine PUFA Polyunsaturated fatty acids Axit béo không no đa nối đôi SE Steryl ester Steryl ester SFA Saturated fatty acid Axit béo no ST Sterol Lipids Sterol TAG Triacylaglycerol Triacylaglycerol TBD Pacific Ocean Thái Bình Dương TVPD Phytoplankton Thực vật phù du WE Wax ester Các Wax ester
v Danh mục các bảng Bảng 1.1: Các lớp lipit chính của sinh vật biển................................................ 5 Bảng 1.2. Thành phần, hàm lượng axit béo theo mùa của loài hàu C.rhizophorae.......................................................................................... 16 Bảng 1.3. Thành phần, hàm lượng axit béo theo tháng của loài hàu C. madrasensis. ............................................................................................ 19 Bảng 1.4. Hàm lượng axit béo trong mẫu hàu C. madrasensis nuôi ở Gangewadiya (GW_C), C. madrasensis tự nhiên ở Kandakuliya (KC_C) và C. madrasensis tự nhiên ở Gangewadiya (GW_W)........................... 20 Bảng 3.1. Hàm lượng lipit tổng của các mẫu hàu nghiên cứu ....................... 37 Bảng 3.2. Thành phần và hàm lượng axit béo trong lipit tổng các mẫu hàu nghiên cứu ............................................................................................... 38 Bảng 3.3. Thành phần và hàm lượng các lớp chất lipit của các mẫu hàu nghiên cứu ............................................................................................... 42 Bảng 3.4. Thành phần và hàm lượng các phân lớp phospholipid của 2 mẫu hàu nuôi và hàu tự nhiên ......................................................................... 44 Bảng 3.5. Dữ liệu phổ (-) ESIMS/MS của các dạng phân tử PI của mẫu hàu tự nhiên ........................................................................................................ 58 Bảng 3.6. Dữ liệu phổ (-) ESIMS/MS của các dạng phân tử PI’ của mẫu hàu nuôi .......................................................................................................... 65 Bảng 3.7. Ảnh hưởng của mẫu nghiên cứu đến sự phát triển tế bào RAW264.7............................................................................................... 67 Bảng 3.8. Tác động của mẫu nghiên cứu đến sự tăng tiết IL-2 ...................... 68 Bảng 3.9. Ảnh hưởng của mẫu nghiên cứu đến sự phát triển tế bào .............. 69 Bảng 3.10. Ảnh hưởng của mẫu nghiên cứu đến hoạt động của ALP ........... 70 Bảng 3.11. Ảnh hưởng của mẫu nghiên cứu đến khả năng tạo collagen ....... 70 Bảng 3.12. Ảnh hưởng của mẫu nghiên cứu đến khả năng tạo khoáng ......... 71
vi Danh mục các hình vẽ, đồ thị Hình 1.1: Cấu tạo phân tử lipit ......................................................................... 3 Hình 1.2. Cấu trúc phân tử Sterol ..................................................................... 8 Hình 1.3. Cấu trúc phân tử monoankyldiacylglyxerol (MADAG) .................. 9 Hình 1.4. Cấu trúc phân tử triacylglyxerol (TAG) ........................................... 9 Hình 1.5. Cấu trúc glycoglycerolipit .............................................................. 10 Hình 1.6. Cấu trúc glycosphingolipid ............................................................ 10 Hình 1.7. Cấu tạo phân tử: a) glycerophospholipid, b) sphingophospholipid 11 Hình 1.8. Sơ đồ cấu tạo của glycerophospholipid .......................................... 12 Hình 1.9. Hình ảnh mẫu hàu Thái Bình Dương (Crassostrea gigas) ............ 26 Hình 2.1. Hình ảnh mẫu hàu Thái Bình Dương Crassostrea gigas nuôi và hàu Crassostrea gigas tự nhiên...................................................................... 30 Hình 3.1. Thành phần, hàm lượng của một số axit béo trong lipit tổng của mẫu hàu C. gigas nuôi và C. gigas tự nhiên ........................................... 41 Hình 3.2. Hình ảnh TLC của lipit tổng các mẫu hàu nghiên cứu .................. 43 Hình 3.3. Hình ảnh TLC các lớp chất phospholipid trong các mẫu hàu ........ 45 Hình 3.4. Sắc ký đồ LC-MS của dạng phân tử PI1......................................... 48 Hình 3.5. Phổ (-) ESIMS của dạng phân tử PI1 . ............................................ 48 Hình 3.6. Phổ (-) ESIMS/MS của dạng phân tử PI1 ....................................... 49 Hình 3.7. Công thức cấu tạo và sơ đồ phân mảnh của PI1 C20:1/C20:4 ....... 49 Hình 3.8. Phổ (-) ESIMS của dạng phân tử PI2 .............................................. 50 Hình 3.9. Phổ (-) ESIMS/MS của dạng phân tử PI2. ...................................... 50 Hình 3.10. Công thức cấu tạo và sơ đồ phân mảnh của PI2 16:0/20:5 ........... 50 Hình 3.11. Sắc ký đồ LC-MS của dạng phân tử PI3....................................... 51 Hình 3.12. Công thức cấu tạo và sơ đồ phân mảnh PI3 18:1/18:1 ................. 51
vii Hình 3.13. Sắc ký đồ LC-MS của dạng phân tử PI4....................................... 52 Hình 3.14. Công thức cấu tạo và sơ đồ phân mảnh của PI4 17:0/20:5 ........... 52 Hình 3.15. Công thức cấu tạo và sơ đồ phân mảnh củaPI5 18:0/20:5 ............ 53 Hình 3.16. Công thức cấu tạo và sơ đồ phân mảnh PI6 18:0/20:4 ................. 54 Hình 3.17. Công thức cấu tạo và sơ đồ phân mảnh của PI7 18:1/20:1 ........... 55 Hình 3.18. Sắc ký đồ LC-MS của dạng phân tử PI8....................................... 55 Hình 3.19. Công thức cấu tạo và sơ đồ phân mảnh của PI8 20:1/20:5 ........... 56 Hình 3.20. Sắc ký đồ LC-MS của dạng phân tử PI9....................................... 56 Hình 3.21. Công thức cấu tạo và sơ đồ phân mảnh của PI9 C20:1/C22:6 ..... 57 Hình 3.22. Sắc ký đồ LC-MS của dạng phân tử PI10 ..................................... 57 Hình 3.23. Công thức cấu tạo và sơ đồ phân mảnh của PI10 20:1/20:4 ......... 58 Hình 3.24. Công thức cấu tạo và sơ đồ phân mảnh của của PI’1 16:0/20:5 ... 60 Hình 3.25. Công thức cấu tạo và sơ đồ phân mảnh của PI’2.1 16:1/20:1 ....... 60 Hình 3.26. Công thức cấu tạo và sơ đồ phân mảnh của PI’2.2 18:1/18:1 ....... 61 Hình 3.27. Công thức cấu tạo và sơ đồ phân mảnh của PI’3 17:0/20:4 ......... 61 Hình 3.28. Công thức cấu tạo và sơ đồ phân mảnh của PI’4 18:0/20:5 ......... 62 Hình 3.29. Công thức cấu tạo và sơ đồ phân mảnh của PI’5 18:0/20:4 ......... 63 Hình 3.30. Công thức cấu tạo và sơ đồ phân mảnh của PI’6 C20:1/C20:5 .... 63 Hình 3.31. Công thức cấu tạo và sơ đồ phân mảnh của PI’7 20:1/20:4 ......... 64 Hình 3.32. Công thức cấu tạo và sơ đồ phân mảnh của PI’8 C20:1/C20:1 .... 65
viii MỤC LỤC Lời cam đoan…………………………………………………………………. i Lời cảm ơn…………………………………………………………………… ii Danh mục bảng………………………………………………………………..v Danh mục các hình vẽ, đồ thị………………………………………………... vi CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN……………………………………………….. 3 1.1. Tổng quan về lipit ................................................................................... 3 1.1.1. Khái niệm chung ..................................................................................... 3 1.1.2. Phân loại lipit .......................................................................................... 4 1.1.2.1. Lipit không phân cực ........................................................................... 7 1.1.2.2. Lipit trung tính ..................................................................................... 7 1.1.2.3. Lipit phân cực ....................................................................................... 9 1.2. Tổng quan về Hàu biển .......................................................................... 13 1.2.1. Giới thiệu chung về Hàu biển ............................................................... 13 1.2.2. Tình hình nghiên cứu về Hàu biển trên thế giới ................................... 14 1.2.2.1. Những nghiên cứu về hàm lượng lipid tổng và thành phần axit béo của Hàu biển .................................................................................................... 14 1.2.2.2. Những nghiên cứu về lớp chất lipit của Hàu biển ............................. 21 1.2.2.3. Những nghiên cứu khác của Hàu biển ............................................... 23 1.2.3. Tình hình nghiên cứu về Hàu biển ở Việt Nam .................................... 23 1.2.4. Tổng quan về đối tượng nghiên cứu – Hàu Thái Bình Dương ............. 25 CHƯƠNG 2: NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU………………………………………………………………………… 30 2.1. Nguyên vật liệu ....................................................................................... 30 2.2. Phương pháp nghiên cứu....................................................................... 31 2.2.1. Phương pháp chiết lipit tổng ................................................................. 31
ix 2.2.2. Phương pháp xác định thành phần và hàm lượng các lớp chất lipit ..... 31 2.2.3. Phân tích thành phần và hàm lượng axit béo trong lipit tổng ............... 31 2.2.4. Phương pháp xác định thành phần và hàm lượng các lớp chất phospholipid trong các mẫu hàu nghiên cứu .................................................. 32 2.2.5. Phương pháp thủy phân tạo bột đạm hàu .............................................. 32 2.2.6. Phương pháp đánh giá hoạt tính chống suy giảm miễn dịch ................ 32 2.2.6.1. Xác định khả năng tăng sinh tế bào ................................................... 32 2.2.6.2. Xác định khả năng đại thực bào thông qua khả năng kích thích sự tăng tiết IL-2 .................................................................................................... 33 2.2.7. Phương pháp đánh giá hoạt tính chống loãng xương ........................... 33 2.2.7.1. Phương pháp nuôi cấy tế bào in vitro ................................................ 33 2.2.7.2. Phép thử sinh học xác định sự phát triển của tế bào dưới tác động của chất nghiên cứu ............................................................................................... 34 2.2.7.3. Phương pháp xác định sự hoạt động của Alkalin phosphatase (ALP)... ......................................................................................................... 34 2.2.7.4. Xác định khả năng kích thích tạo Collagen ....................................... 35 2.2.7.5. Xác định khả năng kích thích tạo khoáng .......................................... 35 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN……………………………... 37 3.1. Kết quả nghiên cứu về thành phần, hàm lượng lipit và axit béo trong mẫu hàu Thái Bình Dương C. gigas ............................................................ 37 3.1.1. Hàm lượng lipit tổng trong các mẫu hàu nghiên cứu ........................... 37 3.1.2. Thành phần và hàm lượng axit béo trong các mẫu hàu nghiên cứu ..... 37 3.1.3. Thành phần và hàm lượng các lớp chất lipit trong các mẫu hàu nghiên cứu ............................................................................................................... 42 3.1.4. Thành phần các nhóm chất trong lipit lớp chất phân cực của các mẫu Hàu nghiên cứu ............................................................................................... 44 3.1.5. Kết quả nhận dạng phân tử nhóm PI trong lớp chất phospholipid phân cực ............................................................................................................... 46
x 3.1.5.1. Kết quả nhận dạng phân tử nhóm PI trong mẫu hàu tự nhiên ........... 47 3.1.5.2. Kết quả nhận dạng phân tử nhóm PI’ trong mẫu hàu nuôi ................ 59 3.2. Kết quả nghiên cứu về hoạt tính sinh học ............................................ 66 3.2.1. Kết quả đánh giá hoạt tính chống suy giảm miễn dịch trong mẫu hàu nuôi ............................................................................................................... 66 3.2.1.1. Sự phát triển của tế bào RAW264.7 dưới sự tác động của mẫu nghiên cứu ............................................................................................................... 66 3.2.1.2. Xác định tác động đến sự tăng tiết IL-2 ............................................. 67 3.2.2. Kết quả đánh giá hoạt tính chống loãng xương .................................... 69 3.2.2.1. Sự phát triển của tế bào MC3T3-E1 dưới tác động của mẫu nghiên cứu ............................................................................................................... 69 3.2.2.2. Xác định tác động đến sự làm việc của enzyme ALP........................ 69 3.2.2.3. Xác định khả năng tăng cường tổng hợp collagen ............................. 70 3.2.2.4. Xác định khả năng kích thích tạo khoáng .......................................... 71 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN………………………………………………… 73 TÀI LIỆU THAM KHẢO………………………………………………… 75
1 MỞ ĐẦU Thế kỷ 21 được xem là thế kỷ của biển và đại dương. Hầu hết các quốc gia có biển (trong đó có Việt Nam) đều rất coi trọng phát triển kinh tế biển; đẩy mạnh khai thác không gian, mặt biển, tài nguyên, tiềm năng, lợi thế của biển để phát triển kinh tế - xã hội, kết hợp với bảo vệ chủ quyền và đặc quyền kinh tế biển. Các sinh vật biển chiếm gần 80% số sinh vật trên thế giới và là nguồn gốc của các sản phẩm thiên nhiên độc đáo phục vụ đời sống con người như thực phẩm, nước hoa, bột màu, thuốc trừ sâu, thuốc chữa bệnh… [1] Cho đến nay, con người đã phân lập được khoảng 15.000 hợp chất từ sinh vật biển. Chúng thường hiện diện ở các nhóm chất steroit, tecpenoit, axit amin, alcaloit, các hợp chất phenol, hợp chất thơm, các axit béo, saponin và nhiều dạng khác. Từ những kết quả nghiên cứu này, người ta phát hiện ra rất nhiều hợp chất có các đặc tính dược học độc đáo [2]. Trong đó, động vật thân mềm là một trong những ngành động vật đem lại lợi ích kinh tế cao và nhiều tiềm năng khai thác. Ngành Thân mềm có nhiều chủng loại rất đa dạng, phong phú chiếm khoảng 23% tổng số các sinh vật biển đã được đặt tên. Trong các khu vực nhiệt đới, bao gồm Việt Nam, ngành này có hơn 90 nghìn loài hiện hữu, trong đó có các loài như trai, sò, ốc, hến, hàu, ngao, mực, bạch tuộc... Hàu Thái Bình Dương (Crassostrea gigas Thunberg, 1793) là loài động vật thân mềm thuộc lớp Bivalvia có giá trị dinh dưỡng, giá trị kinh tế rất cao và được nhiều người ưa chuộng, do đó thị trường tiêu thụ của chúng cũng tương đối rộng lớn. So với các loài hàu bản địa và động vật thân mềm khác đang được nuôi ở nước ta, hàu Thái Bình Dương có những ưu việt hơn như kích thước và khối lượng cơ thể lớn, tốc độ sinh trưởng nhanh, giá trị kinh tế và xuất khẩu cao, nhu cầu thị trường trong và ngoài nước rất lớn; thịt hàu tươi là thực phẩm quý, có giá trị dinh dưỡng cao, giàu chất kẽm, chất béo thấp, không chứa các cholesterol xấu, giảm nguy cơ tim mạch, tăng cường sinh lực cho nam giới, tăng khả năng miễn dịch cho cơ thể. Nhận thấy, đây là nguồn nguyên liệu đầy triển vọng trong ngành thực phẩm và y, dược học. Ở Việt Nam, việc nghiên cứu động vật Thân mềm được
2 tiến hành sâu rộng từ thế kỉ XX, nhất là sau khi Viện Hải dương học Nha Trang được thành lập (năm 1922). Tuy nhiên, các nghiên cứu mới chỉ tập trung vào các vấn đề như: Nghiên cứu đặc điểm sinh học, đặc điểm sinh sản, khả năng thích nghi và tạo con giống hàu TBD thương phẩm. Những nghiên cứu sâu về thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của các loài này ở trong nước là chưa thực sự đáng kể. Vì vậy, tôi chọn đề tài: “Khảo sát thành phần lớp chất lipit và hoạt tính sinh học của loài hàu Thái Bình Dương (Crassostrea gigas)”.
3 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1. TỔNG QUAN VỀ LIPIT 1.1.1. Khái niệm chung Trong các sách, tài liệu tham khảo thường miêu tả lipit (có nguồn gốc từ Hy Lạp cổ - lipos có nghĩa là mỡ hay chất béo) là những hợp chất hữu cơ tự nhiên rất phong phú có trong tế bào cơ thể sống của động vật, thực vật và vi sinh vật [3]. Tuy chúng có thành phần hoá học và cấu tạo khác nhau nhưng chúng lại có tính chất chung là không hoà tan trong nước mà hoà tan trong các dung môi hữu cơ như ete, cloroform, benzen, ete dầu hoả. O Đầu phân cực ưa nước O Mắt xích liên kết O O Đuôi hydrocacbon kỵ nước Hình 1.1. Cấu tạo phân tử lipit Một phần là các mẩu đuôi mạch hydrocacbon kị nước, chúng tham gia vào cấu tạo lên pha không phân cực. Phần kia là tổ hợp các nhóm ưa nước (gọi là đầu phân cực), chúng hình thành nên ranh giới phân cách giữa pha không phân cực và nước. Phân tử lipit tồn tại như một liên kết tổ hợp của hai phần và phụ thuộc vào nguồn gốc tự nhiên của cấu tử tham gia nên thành phần của nó. Tuy nhiên khái niệm này không bao phủ được hết các hợp chất được coi là lipit, như ganglioside cũng được coi là lipit và có khả năng tan trong nước gần như trong dung môi hữu cơ [4, 5]. Mặc dù đã có rất nhiều nghiên cứu về lipit, nhưng cho tới nay vẫn chưa có định nghĩa nào được chấp nhận một cách rộng rãi. Ủy ban Danh pháp và Phân loại Lipit Quốc tế (International Lipid Classification and Nomenclature Committee – ILCNC), dựa trên khái niệm về 2 bộ khung cơ bản: nhóm
4 ketoacyl và nhóm isoprene, đã định nghĩa lipit là các phân tử nhỏ kỵ nước hoặc lưỡng tính có thể bắt nguồn hoàn toàn hoặc một phần từ sự ngưng tụ trên cơ sở carbanion của các thioesters (axit béo, glycerolipid, glycerophospholipid, sphingolipid, saccharolipid và polyketide) và/hoặc bằng cách ngưng tụ dựa trên cacbocation của các đơn vị isoprene (lipit prenol và lipit sterol). Bản chất lưỡng tính của một số lipit cho phép chúng hình thành các cấu trúc như túi, liposome, hoặc màng tế bào trong môi trường nước [6]. Khái niệm lipit được nhiều nhà khoa học công nhận nhất đó là khái niệm được tác giả William W. Christie đưa ra: Lipit là các axit béo và các dẫn xuất của chúng, các chất có liên quan chặt chẽ với các hợp chất này thông qua quá trình sinh tổng hợp (ví dụ ether béo hoặc rượu béo), đặc điểm sinh hóa, hoặc chức năng của chúng (ví dụ cholesterol, hay các sterol như axit mật, các tocopherol) [7]. Lipit đóng một vai trò quan trọng trong sinh lý học và sinh lý bệnh học của cơ thể sống. Vai trò của lipit đặc biệt quan trọng là một phần trong cấu trúc màng tế bào và dự trữ trong các mô, giống như nguồn năng lượng dự trữ. Đặc biệt, nó còn là môi trường dung môi để hòa tan các vitamin trong chất béo và là thành phần cung cấp năng lượng quan trọng trong khẩu phần ăn hàng ngày [6, 8]. Ngoài ra, lipit có ứng dụng trong ngành mỹ phẩm và thực phẩm cũng như trong công nghệ nano [9]. Theo nghiên cứu của Kathleen M. E. [10], một vài hợp chất thuộc các nhóm lipit khác nhau có vai trò là các phân tử truyền tín hiệu và các chất truyền tín hiệu tế bào (cellular messengers). Các hợp chất này bao gồm sphingosin 1-phosphat; diacylglycerol và phosphatidylinositol phosphate; các prostaglandin; các hormone steroid ví dụ estrogen, testosterone và cortisol; và các oxysterol. 1.1.2. Phân Loại Lipit Một số nguồn như The Lipid library [11] và Cyberlipid [12] tách lipit thành các nhóm “đơn giản” và “phức tạp”, với các lipit đơn giản là những chất tạo ra nhiều nhất hai sản phẩm riêng biệt khi thủy phân (ví dụ, acylglycerol: axit béo và glycerol) và lipit phức tạp (ví dụ, glycerophospholipid: axit béo, glycerol và nhóm đầu) tạo ra ba sản phẩm trở
5 lên khi thủy phân. Trong khi đó cơ sở dữ liệu LipidBank [13] ở Nhật Bản đưa ra thêm một nhóm thứ ba được gọi là lipit “derived” (rượu và axit béo được tạo ra bằng cách thủy phân các lipit đơn giản) và bao gồm 26 loại cấp cao nhất trong sơ đồ phân loại của chúng, xuất phát từ nguồn động thực vật đa dạng. Trong hệ sinh thái biển, lipit là nguồn hoạt chất giàu năng lượng nhất, và được vận chuyển từ tảo sang các loài động vật có xương sống thông qua các động vật phù du. Lipit có nguồn gốc sinh vật biển được chiết xuất bằng các dung môi hữu cơ, và trong dịch chiết có thể chứa nhiều lớp chất với độ phân cực khác nhau, bao gồm các hợp chất có nguồn gốc từ cơ thể sinh vật, và cả những hợp chất hình thành do những tác động của các yếu tố bên ngoài. Trong số các lipit, một số axit béo thiết yếu và sterol được coi là những yếu tố quan trọng quyết định đến sức khỏe và sự ổn định của hệ sinh thái. Axit béo và sterol cũng dễ bị oxy hóa phá hủy dẫn đến độc tế bào và giảm tính lưu động của màng. Năm 2013, Christopher C. Parrish [14] đã xếp lipit trong sinh vật biển ra thành 3 nhóm: nhóm lớp chất ít phân cực như hydrocarbon và ester đơn giản (sáp, ester của sterol….); nhóm lớp chất có độ phân cực trung bình điển hình như ester phức tạp hơn, axit và rượu; và nhóm các lớp chất có độ phân cực cao như các pigments, monoacylglycerols, glycolipids, and phospholipids. Bảng 1.1. Các lớp lipit chính của sinh vật biển Tên hợp chất Lớp chất lipit Công thức cấu tạo đại diện n nonadecane Các hydrocacbon (HC) Phenanthrene Các Wax ester Hexandecyl (WE) palmitate
6 Cholesteryl Steryl ester palmitate Ester mạch ngắn Methyl palmitate Các Triacylaglycerol Tripalmitin (TAG) Các axit béo tự do Axit palmitic (FFA) Các alcohol Phytol aliphatic tự do Các Sterol (ST) Cholesterol Các Diacylglycerol 1,2 dipalmitin (DAG) Pigment Chlorophyll a Các Monoacylglycerol 1-monopalmitin (MAG)
7 Các Glycolipid Diglactosyl (GL) diglyceride O C Các Phospholipid O CH2 O Dipalmitoyl H H O HC O C (PL) H2C H2C N+ C C O P O CH2 lecithin H2C H H O- 1.1.2.1. Lipit không phân cực • Lớp chất hydrocacbon, sáp Hydrocacbon là các chất không phân cực có bản chất phi lipit và làm tăng cả trọng lượng tuyệt đối và tương đối của lipit tổng. Trong hydrocacbon thường có lẫn chất sáp. Công thức cấu tạo của các hydrocacbon, sáp có dạng như sau: Aliphatic hydrocarbon Hydrocarbon đa vòng thơm Wax ester 1.1.2.2. Lipit trung tính Triacylglycerols (TAGs), steryl ester (SE) và sáp esters (WEs) tạo thành nhóm lipit trung tính. Trong khi TAGs có trong tất cả các loại tế bào, thì SE chỉ có trong thực vật và một số vi khuẩn. Chúng thiếu các nhóm phân cực theo định nghĩa và do đó không thể tích hợp vào lớp màng kép với số lượng đáng kể. Do đó, chúng được cô lập khỏi phần còn lại của tế bào bằng cách hình thành lõi kỵ nước được gọi là các hạt lipit, hay là các giọt lipit. Khi TAG và SE được lưu trữ trong các hạt này bị thủy phân, dẫn đến việc giải phóng sterol, diacylglycerol (DAG) và axit béo [15].
8 Đối với hệ sinh thái biển, lipit trung tính, bao gồm tri-, di- và monoacylglycerol, sterol, este steryl, hydrocacbon, este sáp, axit béo tự do và rượu béo tự do, là những thành phần quan trọng của lưới thức ăn của sinh vật biển. Ví dụ, triacylglycerol (TAG) tạo thành một dạng dự trữ năng lượng chính cho động thực vật biển, và sterol điều chỉnh các chức năng của màng và hoạt động như tiền chất cho một loạt các phân tử hoạt động chuyển hóa. Thành phần của các hợp chất lipit trung tính, đặc biệt là TAG, trong động vật biển có thể dễ dàng thay đổi thông qua chế độ ăn uống và các yếu tố môi trường khác. Tỷ lệ nhất định của các phân lớp lipit trung tính, chẳng hạn như tỷ lệ TAG trên sterol, có thể phản ánh các chỉ số về tình trạng sinh lý ở động vật biển. Bản chất cực kỳ phức tạp và số lượng lớn phân tử các loài có các tính chất lý hóa tương tự làm cho phương pháp sắc ký trở thành phương pháp độc quyền để xác định lipit [19]. • Các chất sterol (ST) Hình 1.2. Cấu trúc phân tử Sterol Một trong những thành phần nằm trong lipit tổng là các chất sterol, nó là este của axit béo và 3--hydroxy-steroid. Trong sinh vật biển nói chung và hàu nói riêng, các kết quả nghiên cứu về thành phần hoá học cho thấy lớp chất sterol có mặt với tỷ lệ khá cao. • Monoankyldiacylglycerol (MADAG) Trong lipit tổng có chứa lớp chất monoankyldiacylglyxerol, cấu tạo của monoankyldiacylglyxerol (MADAG) được nêu ở hình 1.3. Khi thuỷ phân nhẹ, monoankyldiacylglyxerol sẽ tạo ra các axit béo và ankylglyxerit.