Nghiên cứu khai thác Flavonoid tổng số từ vỏ đậu xanh bằng phương pháp ngâm tĩnh có sự hỗ trợ của sóng siêu âm

Mục tiêu của nghiên cứu này là khảo sát sự ảnh hưởng của công suất siêu âm và thời gian xử lý siêu âm đến khả năng khai thác flavonoid từ vỏ đậu xanh. Qua đó tạo ra chế phẩm có hoạt tính sinh học ứng dụng trong công nghệ thực phẩm. Nhóm nghiên cứu lựa chọn được phương pháp trích ly ngâm tĩnh kết hợp siêu âm với các thông số: nhiệt độ trích ly 600C trong 1 giờ, tỷ lệ nguyên liệu/dung môi là 1/30, thời gian siêu âm 15 phút, công suất 35% (262.5 W/g). Kết quả khảo sát cho thấy phương pháp trích ly bằng ngâm tĩnh kết hợp siêu âm mang lại hiệu quả cao hơn ngâm tĩnh truyền thống trên cùng một dung môi chiết. Hiệu quả chiết bằng nước tốt hơn và an toàn, mang tính kinh tế hơn so với các dung môi methanol, ethanol và ethyl acetate. Hàm lượng flavonoid tổng số (TFC) cao nhất trên mẫu dịch chiết bằng phương pháp trích ly ngâm tĩnh kết hợp siêu âm là đạt 8.983 ± 0.363 mgQE/g, cao hơn gấp 1.481 lần so với phương pháp ngâm tĩnh ở 600C trong 1 giờ, tỷ lệ nguyên liệu/ dung môi là 1/30.

pdf11 trang | Chia sẻ: Tiểu Khải Minh | Ngày: 17/02/2024 | Lượt xem: 45 | Lượt tải: 0download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Nghiên cứu khai thác Flavonoid tổng số từ vỏ đậu xanh bằng phương pháp ngâm tĩnh có sự hỗ trợ của sóng siêu âm, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Kỷ yếu hội thảo khoa học – Phân ban Công nghệ thực phẩm 75 NGHIÊN CỨU KHAI THÁC FLAVONOID TỔNG SỐ TỪ VỎ ĐẬU XANH BẰNG PHƯƠNG PHÁP NGÂM TĨNH CÓ SỰ HỖ TRỢ CỦA SÓNG SIÊU ÂM Nguyễn Thị Thùy Trang1,*, Ngô Thị Bích Quy1,*, Hoàng Thị Trúc Quỳnh1 1Khoa Công nghệ thực phẩm, Trường Đại học công nghiệp thực phẩm Tp.HCM *Email: thuytrangnt0706@gmail.com, bichquy1504@gmail.com Ngày nhận bài: 15/06/2017; Chấp nhận đăng: 02/07/2017 TÓM TẮT Mục tiêu của nghiên cứu này là khảo sát sự ảnh hưởng của công suất siêu âm và thời gian xử lý siêu âm đến khả năng khai thác flavonoid từ vỏ đậu xanh. Qua đó tạo ra chế phẩm có hoạt tính sinh học ứng dụng trong công nghệ thực phẩm. Nhóm nghiên cứu lựa chọn được phương pháp trích ly ngâm tĩnh kết hợp siêu âm với các thông số: nhiệt độ trích ly 600C trong 1 giờ, tỷ lệ nguyên liệu/dung môi là 1/30, thời gian siêu âm 15 phút, công suất 35% (262.5 W/g). Kết quả khảo sát cho thấy phương pháp trích ly bằng ngâm tĩnh kết hợp siêu âm mang lại hiệu quả cao hơn ngâm tĩnh truyền thống trên cùng một dung môi chiết. Hiệu quả chiết bằng nước tốt hơn và an toàn, mang tính kinh tế hơn so với các dung môi methanol, ethanol và ethyl acetate. Hàm lượng flavonoid tổng số (TFC) cao nhất trên mẫu dịch chiết bằng phương pháp trích ly ngâm tĩnh kết hợp siêu âm là đạt 8.983 ± 0.363 mgQE/g, cao hơn gấp 1.481 lần so với phương pháp ngâm tĩnh ở 600C trong 1 giờ, tỷ lệ nguyên liệu/ dung môi là 1/30. Từ khóa: vỏ đậu xanh, flavonoid tổng số, trích ly, siêu âm, kháng oxi hóa, quercetin. 1. MỞ ĐẦU Đậu xanh (Mungbean, Green bean) có tên khoa học Vigna radiata (L). Vỏ đậu xanh có chứa nhiều hoạt chất thuộc nhóm flavonoid. Flavonoids là một nhóm sắc tố thực vật có vai trò rất lớn trong việc tạo ra màu sắc của nhiều loại hoa quả. Màu sắc có một ý nghĩa quan trọng trong sản xuất các sản phẩm thực phẩm và đồ uống. Thông qua việc trích ly nguồn flavonoid từ tự nhiên, con người có thể sử dụng để thay thế các loại màu tổng hợp (Albert Szent-Gyorgyi, 1936). Nhiều nghiên cứu gần đây cho thấy flavonoids rất hữu ích trong việc điều trị và ngăn ngừa nhiều tình trạng bệnh lý của cơ thể, nó có tác dụng ức chế sự tăng trưởng của các tế bào ung thư, chống độc, làm giảm thương tổn gan, bảo vệ chức năng gan (Đỗ Tất Lợi, 1995). Việc tìm ra phương pháp khai thác flavonoid hiệu suất cao và tạo chế phẩm mang hoạt tính sinh học là việc làm cần thiết. Đồng thời, việc đánh giá sơ bộ khả năng kháng oxi hóa của vỏ đậu xanh và chế phẩm khai thác từ nguyên liệu Nguyễn Thị Thùy Trang, Ngô Thị Bích Quy, Hoàng Thị Trúc Quỳnh 76 nàylà tiền đề cho việc nghiên cứu phát triển các sản phẩm thương mại chứaflavonoid trong công nghệ thực phẩm. Hiện nay, có nhiều phương pháp trích lyflavonoid từ nguyên liệu tự nhiên như trích ly bằng cách ngâm tĩnh, trích ly với sự hỗ trợ của sóng siêu âm, vi sóng, trích ly với dung môi siêu tới hạn (Keerthi Srinivas, Jeana Monrad, 2009). Trong nghiên cứu này, chúng tôi lựa chọn phương pháp trích ly ngâm tĩnh kết hợp sự hỗ trợ của sóng siêu âm với mục đích nâng cao hiệu quả khai thác flavonoid từ nguyên liệu vỏ đậu xanh. Để hiệu suất thu hồi đạt cao nhất ở điều kiện xác định thì biện pháp tối ưu hóa được chọn lựa trong nghiên cứu này. 2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Vật liệu nghiên cứu Hóa chất: chất chuẩn Quercetin, AlCl3.6H2O, ethanol, NaNO2, NaOH 1M, methanol và ethyl acetate. Nguyên liệu: Vỏ hạt đậu xanh là phế phẩm nông nghiệp được thu gom từ các cơ sở nhà máy chế biến đậu xanh. Nguyên liệu vỏ được sàng để loại tạp chất, sấy vỏ đậu đạt độ ẩm < 8% và bảo quản trong điều kiện kín. Nguyên liệu được nghiền mịn đến kích thước 0.5 - 1 mm để tăng hiệu quả trích ly. Tất cả mẫu được bảo quản ở nhiệt độ phòng trong túi PE kín tránh hút ẩm để tiến hành các thí nghiệm phân tích (Chew et al., 2011; Jin Dai et al., 2010). 2.2. Phương pháp nghiên cứu 2.2.1. Khảo sát ảnh hưởng của loại dung môi, tỷ lệ nguyên liệu/ dung môi, thời gian và nhiệt độ đến hàm lượng TFC bằng phương pháp ngâm tĩnh - Khảo sát ảnh hưởng của loại dung môi trích ly đến TFC: Cân chính xác 2g bột mẫu vào bình tam giác thêm 40 ml dung môi (ethanol, nước, methyl, ethyl acetate). Tiến hành trích ly ở bể ổn nhiệt 600C trong 60 phút. Lọc lấy dịch trích ly, cô quay chân không ở nhiệt độ 400C cho đến khi dịch cô cạn hoàn toàn, thêm nước cất định mức lên 25ml. Tiến hành xác định hàm lượng flavonoid tổng số theo phương pháp tạo màu với AlCl3 trong môi trường kiềm-trắc quang (Leonardo, 2011). Kết quả của thí nghiệm này là cơ sở để chọn ra loại dung môi phù hợp cho quá trình trích ly để thực hiện các bước khảo sát tiếp theo. - Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu/ dung môi trích ly đến TFC: Cân chính xác 2g bột mẫu vào bình tam giác thêm dung môi với tỷ lệ nguyên liệu/ dung môi lần lượt là 1/10, 1/20, 1/30, 1/40 và 1/50 trích ly ở nhiệt độ 600C trong 1 giờ. Tiến hành xác định hàm lượng flavonoid tổng số theo phương pháp tạo màu với AlCl3. - Khảo sát ảnh hưởng của thời gian trích ly đến TFC: Cân chính xác 2g bột mẫu vào bình tam giác thêm dung môi, tỷ lệ nguyên liệu/ dung môi, tiến hành trích ly ở nhiệt độ 600C trong các mốc thời gian 30, 45, 60, 75 và 90 phút. Tiến hành xác định hàm lượng flavonoid tổng số theo phương pháp tạo màu với AlCl3. - Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ trích ly đến TFC: Cân chính xác 2g bột mẫu vào bình tam giác thêm dung môi theo tỷ lệ nguyên liệu/ dung môi, ở thời gian chọn được ở thí nghiệm trên và khảo sát ở các mức nhiệt độ: 40; 50; 60; 70; 800C. Tiến hành xác định hàm lượng flavonoid tổng số theo phương pháp tạo màu với AlCl3. Nghiên cứu khai thác flavonoid tổng số từ vỏ đậu xanh bằng phương pháp ngâm tĩnh có sự hỗ trợ của sóng siêu âm 77 2.2.2. Tối ưu hóa điều kiện trích ly ngâm tĩnh có sự hỗ trợ của sóng siêu âm Hỗn hợp nước và vỏ đậu xanh được trích ly dưới sự hỗ trợ của siêu âm. Tiến hành siêu âm ở các mức công suất 25% (187.5 W/g), 30% (225 W/g), 35% (262.5 W/g), siêu âm trong 10, 15 và 20 phút và một mẫu đối chứng không qua xử lý siêu âm. Phương pháp bề mặt đáp ứng (Response Surface Methodology – RSM) được áp dụng để tối ưu hóa các điều kiện của quá trình trích ly hỗ trợ siêu âm. Số thí nghiệm được tính theo công thức: N = 2k + 2k + n0 Trong đó k là số yếu tố thí nghiệm, n0 là số thí nghiệm tại tâm. Các yếu tố khác (khối lượng mẫu, loại dung môi, thời gian ngâm tĩnh...) được giữ cố định như ở thí nghiệm khảo sát. Xác định thông số của 2 yếu tố ảnh hưởng là thời gian siêu âm và công suất bằng cách sử dụng quy hoạch trực giao đối xứng, mỗi yếu tố tiến hành tại 3 mức (-1, 0, +1). Phương trình hồi quy sử dụng để dự đoán sự phụ thuộc của hàm lượng flavonoid vào các yếu tố thí nghiệm là một đa thức bậc hai có dạng như sau: Y = b0 + b1X1 + b2X2+ b12X1X2 + b11X12 + b22X2 Trong đó: b0, b1, b2, b12, b11, b22 là các hệ số của phương trình hồi quy. b0: hệ số hồi quy b1, b2: hệ số tuyến tính b11, b22: hệ số tương tác đối Mỗi hệ số b đặc trưng cho ảnh hưởng của các yếu tố đến quá trình trích ly flavonoid. Trong đó: Y: hàm lượng flavonoid tổng thu được (mgQE/g CK) X1: công suất (W/g) X2: thời gian (phút) Sử dụng phần mềm JMP để thiết kế và xử lý số liệu thực nghiệm. 2.3. Phương pháp phân tích và xử lý số liệu 2.3.1. Phương pháp phân tích Hàm lượng flavonoid tổng số (TFC) được xác định thông qua phương pháp tạo màu với AlCl3 trong môi trường kiềm-trắc quang bằng cách xây dựng đường chuẩn với quercetin, đo độ hấp thụ quang học ở bước sóng 510 nm [1] [2]. Chuẩn bị dung dịch thử: lấy chính xác 1ml dung dịch thử gốc cho vào bình định mức 10ml. Thêm vào 4 ml nước cất, sau đó thêm vào 0.3 ml dung dịch NaNO2 5%. Sau 5 phút thêm tiếp 0.3 ml dung dịch AlCl3 10%, sau 6 phút cho vào 2 ml dung dịch NaOH 1M và lắc đều định mức đến thể tích 10 ml bằng nước cất. Để yên 20 phút, độ hấp thu của dung dịch phản ứng được đo ở bước sóng 510 nm. Quercetin được sử dụng làm chất chuẩn tham khảo và kết quả được quy tương đương theo số milligamquercetin/1 gam mẫu nguyên liệu [3]. Hàm lượng flavonoid tổng số (mg) chiết được trên 1 g nguyên liệu tính theo công thức sau: Flavonoid tổng (mgQE/g) = (C.f.V.100)/(m.(100-h) Trong đó: C: nồng độ flavonoid tổng trong dịch chiết tính theo quercetin (µg/ml). Nguyễn Thị Thùy Trang, Ngô Thị Bích Quy, Hoàng Thị Trúc Quỳnh 78 a b c d 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 Nước Methanol Ethanol Ethyl acetat H àm lư ợ n g TF C ( m gQ E/ g) Flavonoid Loại dung môi V: thể tích dịch chiết (ml). m: khối lượng (g). f: hệ số pha loãng. h: độ ẩm (%). - Xác định độ ẩm: bằng cân phân tích độ ẩm - MB45. 2.3.2. Phương pháp xử lý số liệu Trong nghiên cứu này, mỗi thí nghiệm được tiến hành lặp lại ba lần, kết quả được trình bày ở dạng giá trị trung bình± giá trị sai số. Kết quả được tính toán bằng phần mềm Microft Office Excel 2010 và phần mềm thống kê JMP. Kết quả phân tích ANOVA với độ tin cậy 95%, so sánh sự khác biệt giữa các nghiệm thức qua phép thử LSD. 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Ảnh hưởng của loại dung môi trích ly đến hàm lượng TFC Hình 1. Ảnh hưởng của loại dung môi trích ly đến hàm lượng flavonoid tổng (mgQE/g) Biểu đồ 1 thể hiện hàm lượng flavonoid tổng của vỏ đậu xanh từ 4 loại dung môi là nước, ethanol, methanol và ethyl acetate. Trong các dung môi khảo sát, dung môi nước cho hiệu quả cao nhất. Các kết quả có được hoàn toàn phù hợp về độ phân cực của dung môi dùng để chiết tách và tính tan của các hợp chất flavonoid trong nguyên liệu. Trong thực tế, việc sử dụng dung môi nước có nhiều thuận lợi ethanol và methanol như an toàn và kinh tế hơn. Kết quả cho thấy nước là dung môi trích ly hàm lượng flavonoid tổng số cao nhất (4.196 mgQE/g). Các flavonoid dạng glycosid có tính chất dễ tan trong nước và các dung môi phân cực, dạng aglycon tan được trong dung môi hữu cơ, khó tan trong nước. Theo nghiên cứu của Albert Szent - Gyorgyi thì các flavonoid glucoside thường dễ tan trong các dung môi phân cực [4] [5]. Từ kết quả trên, nước là dung môi được lựa chọn để khảo sát tiếp. 3.2 Ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu/ dung môi trích ly đến hàm lượng TFC Ảnh hưởng của nguyên liệu/ dung môi đến hàm lượng flavonoid tổng được thể hiện trong biểu đồ 2. Nghiên cứu khai thác flavonoid tổng số từ vỏ đậu xanh bằng phương pháp ngâm tĩnh có sự hỗ trợ của sóng siêu âm 79 Hình 2. Ảnh hưởng của tỷ lệ NL/DM trích ly đến hàm lượng flavonoid tổng (mgQE/g). Kết quả cho thấy, trong quá trình trích ly khi tăng lượng dung môi với tỷ lệ nguyên liệu/ dung môi từ 1/10 lên đến tỷ lệ 1/30 thì hàm lượng flavonoid tổng cũng tăng theo. (Tỷ lệ 1/10 là 2.156 mgQE/g; 1/30 là 4.817 mgQE/g). Tuy nhiên, khi tăng tỷ lệ nguyên liệu/ dung môi lên 1/40 thì hàm lượng flavonoid tổng số lại giảm (4.372 mgQE/g) so với tỷ lệ nguyên liệu/ dung môi 1/30. Các kết quả này phù hợp với nguyên tắc truyền khối mà động lực cho khối lượng chuyển khối được coi là gradient nồng độ giữa chất rắn và dung môi. Tỷ lệ dung môi cao có thể thúc đẩy một gradient nồng độ càng tăng, dẫn đến tăng tốc độ khuếch tán cho phép quá trình trích ly chất rắn bằng dung môi được tốt hơn (Cacace và Mazza, 2003; Al-Farsi và Chang, 2007). Tuy nhiên, hàm lượng flavonoid tổng sẽ không tiếp tục tăng khi đã đạt được sự cân bằng (Herodez et al., 2003). Dựa vào kết quả phân tích trên, tỷ lệ nguyên liệu/ dung môi là 1/30 được lựa chọn cho bước nghiên cứu tiếp theo. 3.3 Ảnh hưởng của thời gian trích ly đến hàm lượng TFC Mặc dù hiệu quả trích ly thường tăng theo thời gian, nhưng việc kéo dài thời gian trích ly lại có điểm bất lợi về mặt năng lượng. c a a b b 0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 1/10 1/20 1/30 1/40 1/50 T F C ( m g Q E /g ) Flavonoid Tỷ lệ NL / DM Nguyễn Thị Thùy Trang, Ngô Thị Bích Quy, Hoàng Thị Trúc Quỳnh 80 Hình 3. Ảnh hưởng của thời gian trích ly đến hàm lượng flavonoid tổng (mgQE/g). Thời gian chiết ảnh hưởng đến tổng lượng flavonoid tổng chiết được. Trong đó, lượng flavonoid tổng số chiết được cao nhất sau 60 phút (7.713 mgQE/g), nhưng nếu tiếp tục tăng thời gian trích ly lên 75 phút đã làm giảm lượng flavonoid tổng chiết xuống còn (7.135 mgQE/g). Kết quả này cho thấy khi kéo dài thời gian chiết đã không làm tăng hàm lượng flavonoid tổng số trong dịch chiết mà còn giảm xuống là bởi vì dưới tác động của nhiệt độ thời gian dài sẽ làm một phần flavonoid tổng số có trong dịch trích đã bị phá hủy [6]. Kết quả này có thể được giải thích bằng định luật thứ hai của Fick về sự khuếch tán khi dự đoán trạng thái cân bằng cuối cùng giữa nồng độ chất tan trong ma trận chất rắn trong dung môi có thể đạt được sau một thời gian nhất định (Silva et al., 2007). Từ khảo sát trên, chúng tôi nhận thấy thời gian trích ly flavonoid tổng thích hợp nhất là 60 phút. 3.4. Ảnh hưởng của nhiệt độ trích ly đến hàm lượng TFC Việc lựa chọn nhiệt độ trích ly thích hợp là bước cuối cùng trong chuỗi thí nghiệm. Nhiệt độ có ảnh hưởng đến hiệu quả trích flavonoid tổng. Sự thay đổi của TFC theo nhiệt độ trích ly được biểu diễn trên hình 4. Hàm lượng TFC tăng đáng kể theo nhiệt độ tăng và đạt đến đỉnh điểm tương ứng với nhiệt độ 600C, sau đó giảm xuống có ý nghĩa (p<0.05) [7] [8]. Khi tăng nhiệt độ lên 600C đã làm tăng lượng flavonoid tổng số đáng kế, 6.065 mgQE/g. Nhưng khi tiếp tục tăng nhiệt độ lên 70, 800C đã làm giảm lượng flavonoid tổng số xuống còn 5.242 mgQE/g và 3.589 mgQE/g. a b Nghiên cứu khai thác flavonoid tổng số từ vỏ đậu xanh bằng phương pháp ngâm tĩnh có sự hỗ trợ của sóng siêu âm 81 Hình 4. Ảnh hưởng của nhiệt độ trích ly đến hàm lượng flavonoid tổng (mgQE/g) Theo Spigno et al. (2007), nhiệt độ trích ly tác động đến khả năng hòa tan, tốc độ truyền khối. Khi nhiệt độ càng cao nguyên liệu trương nở, tạo điều kiện cho quá trình trích ly. Trái lại, nhiệt độ tăng cao sẽ thúc đẩy các biến đổi hóa học của các thành phần trong nguyên liệu, ảnh hưởng tới hàm lượng flavonoid. Dưới một giới hạn nhất định, nhiệt độ cao nâng cao hiệu quả trích ly do tăng cường mức độ khuếch tán và độ hòa tan của chất phân tích trong các dung môi (Ju và Howard, 2003). Vượt quá giới hạn nhất định đó, nhiệt độ trích ly cao sẽ làm giảm TFC [9]. Từ kết quả trên, ở nhiệt độ 600C thì hàm lượng flavonoid tổng số thu được nhiều nhất. 3.5. Tối ưu hóa quá trình trích ly ngâm tĩnh có sự hỗ trợ của sóng siêu âm đến TFC Tiến hành thí nghiệm tối ưu hóa quá trình trích ly có sự hỗ trợ của sóng siêu âm với các mức thời gian 10, 15 và 20 phút; công suất 25% (187.5 W/g), 30% (225 W/g) và 35% (262.5 W/g) thu được hàm lượng TFC (mgQE/g) theo biểu đồ 5 dưới đây: Hình 5. Ảnh hưởng của công suất và thời gian siêu âm đến hàm lượng flavonoid tổng số (mgQE/g) c b Nguyễn Thị Thùy Trang, Ngô Thị Bích Quy, Hoàng Thị Trúc Quỳnh 82 Kết quả định lượng theo phương pháp ngâm tĩnh kết hợp siêu âm ở thời gian 15 phút, công suất 35% cho thấy hàm lượng flavonoid tổng số tính theo quercetin thu được cao nhất (8.629 ± 0.299 mgQE/g). Hiệu quả trích ly các hợp chất khi sử dụng sóng siêu âm tăng lên là nhờ sự tạo thành các bọt khí trong dung môi khi sóng truyền qua. Dưới tác dụng của sóng, các bọt khí bị kéo nén, sự tăng áp suất và nhiệt độ làm các bọt khí nổ vỡ, làm tăng sự thoát ra của các chất nội bào vào dung dịch [10]. Bảng 3.1. Kết quả tính toán và kiểm tra ý nghĩa các hệ số của phương trình hồi quy (Hàm mục tiêu là hàm lượng flavonoid tổng) Hệ số Giá trị ước lượng Giá trị P b0 -0.454 0.631 b1 0.188 <.0001* b2 0.18 <.0001* b11 -0.025 0.0130* b22 0.027 0.0005* b12 -0.053 <.0001* a Các hệ số không có ý nghĩa thống kê với P > 0.05 Ở mốc thời gian 15 phút, khi tăng công suất siêu âm từ 25% ( 187.5 W/g) lên 35% (262.5 W/g) thì hàm lượng flavonoid tăng từ 6.247 mgQE/g lên 8.629 mgQE/g (tăng 2.351 mgQE/g). Khi tăng thời gian siêu âm từ 15 lên 20 phút thì hàm lượng flavonoid tổng thu được cũng không có sự khác biệt đáng kể. Có thể giải thích là do siêu âm có khả năng làm tăng tốc độ phá vỡ thành tế bào và mô thực vật cũng như tốc độ truyền khối, nên thời gian xử lý được rút ngắn. Một phần cũng là do công suất ảnh hưởng đến thời gian siêu âm, công suất siêu âm càng lớn thì hiện tượng xâm thực khí càng mạnh do đó cấu trúc thành tế bào bị phá vỡ nhiều hơn và hiệu quả trích ly chất chiết tăng lên (theo Toma. M.; Vinatoru. M.; Li. J.W., 2007). Ngoài ra, sự vỡ bọt khí cũng tạo nên sự khuấy trộn mạnh giúp cho sự khuếch tán chất chiết từ bên trong tế bào thoát ra bên ngoài dễ dàng hơn. Tuy nhiên, do điều kiện thiết bị có giới hạn nên không thể khảo sát tiếp các mức công suất cao hơn. Kết quả xử lý số liệu cho thấy có 5 hệ số có ý nghĩa thống kê (P < 0.05) và 1 hệ số b0 là không có ý nghĩa thống kê (P > 0.05). Như vậy, các hệ số b0 bị loại khỏi phương trình hồi quy. Phương trình đường cong của mô hình bề mặt đáp ứng Từ kết quả trên, phần mềm JMP đã xác định được phương trình đường cong của mô hình bề mặt đáp ứng như sau: Y = 0.188X1 + 0.18X2 - 0.025X12 + 0.027X1X2 - 0.053X22 Trong đó, Y là hàm lượng flavonoid tổng (mgQE/g), X1 là công suất (W/g), X2 là thời gian (phút). Đường cong này cho thấy mối quan hệ giữa các yếu tố với hàm lượng flavonoid tổng là đáng tin cậy với độ tin cậy 95% và hệ số tương quan R2 = 0.919. Nghiên cứu khai thác flavonoid tổng số từ vỏ đậu xanh bằng phương pháp ngâm tĩnh có sự hỗ trợ của sóng siêu âm 83 Hình 6. Bề mặt đáp ứng của hàm mục tiêu là hàm lượng flavonoid tổng. Tiến hành kiểm tra thực nghiệm kết quả thu được ở Bảng 3.2. Bảng 3.2. Kết quả kiểm tra thực nghiệm với các thông số tối ưu từ phương trình hồi quy của hàm lượng flavonoid tổng Hàm lượng flavonoid tổng (mgQE/g) Giá trị tối ưu theo phương trình hồi quy 8.629 Giá trị tối ưu theo thực nghiệm 8.983± 0.363 Kết quả ở bảng 3.2 cho thấy, sự khác biệt giữa kết quả thực nghiệm và kết quả dự đoán của phương trình hồi quy là 3.941%. Như vậy, giá trị thực nghiệm gần với giá trị dự đoán của phương trình hồi quy. 4. KẾT LUẬN Kết quả nghiên cứu cho thấy nước là dung môi thích hợp để trích ly flavonoid từ vỏ đậu xanh. Khi tăng công suất, nhiệt độ và thời gian siêu âm đến ngưỡng giá trị xác định thì sẽ làm tăng hiệu quả khai thác flavonoid. Nghiên cứu cũng cho thấy việc kết hợp đồng thời trích ly có sự kết hợp tối ưu của sóng siêu âm ở 600C trong 1 giờ tỷ lệ nguyên liệu/ dung môi 1/30, công suất 35%, thời giân siêu âm 15 phút đã mang lại hiệu quả cao hơn 1.481 lần so với phương pháp trích ly ngâm tĩnh thông thường. Tuy nhiên, nếu tăng công suất và thời gian siêu âm vượt ngưỡng thì hiệu quả thu hồi chất chiết và chất lượng dịch chiết sẽ không thay đổi có ý nghĩa thống kê hoặc bị giảm đi. Với những điều kiện này, hàm lượng TFC thu được là 8.983±0.363 mgQE/g. Nghiên cứu này là bước đầu trong việc tận dụng nguồn phế phẩm tự nhiên để tạo ra các sản phẩm có hoạt tính sinh học có giá trị ứng dụng trong công nghệ thực phẩm. Đồng thời góp phần tạo ra các loại chế phẩm từ nguồn nguyên liệu thiên nhiên, có lợi cho sức khỏe, mang tính thương mại, nâng cao giá trị kinh tế. Nguyễn Thị Thùy Trang, Ngô Thị Bích Quy, Hoàng Thị Trúc Quỳnh 84 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Sulaiman C. T. and Balachandran I., "Total Phenolics and Total Flavonoids in Selected Indian Medicinal Plants," Indian Journal of Pharmaceutical Sciences, 74 (2012) 258-260. 2. al. L. L. e., "Optimization of total flavonoid extraction in Callicarpa nudiflora Hook. Et Arn, using response surface methodology.," Journal of Medicinal Plants Research. 37 (2012) 018- 3639. 3. Ko M.-J. et al., "Subcritical water extraction of flavonol quercetin from onion skin," Journal of Food Engineering 102 (2011) 327-333. 4. Howard L. and Pandjaitan N., "Pressurized liquid extraction of flavonoids from spinach," Journal of food science, 73 (2008). 5. liệu. T. c. D., "Anti-inflammatory and immunomodulatory activities of the extracts from the inflorescence of Chrysanthemum indicum Linne.," Journal of Ethnopharmacology. 101 (2005) 334-337. 6. Trần Vân Hiền P. H. M., Phạm Hoàng Ngọc, "Phân lập và nhận dạng một số flavonoid từ CHV (Chrysanthemumindicum L.) trồng ở Việt Nam. ," Tạp chí Dược liệu (2008). 7. Hunlun C. et al., "Characterisation of the flavonoid composition and total antioxidant capacity of juice from different citrus varieties from the Western Cape region," Journal of Food Composition and Analysis, 62 (2017) 115-125. 8. Biesaga. M., "Influence of extraction methods on stability of flavonoids.," Journal of ChromatographyA. 1218 (2011) 2505-2512. 9. Li X. et al., "Nitric oxide mediates brassinosteroid-induced flavonoid biosynthesis in Camellia sinensis L," Journal of Plant Physiology 214 (2017) 145-151. Nghiên cứu khai thác flavonoid tổng số từ vỏ đậu xanh bằng phương pháp ngâm tĩnh có sự hỗ trợ của sóng siêu âm 85 ABSTRACT RESEARCH ON THE EXTRACTION OF TOTAL FLAVONOID WITH THE SUPPORT OF THE ULTRASOUND WAVES Nguyen Thi Thuy Trang1, Ngo Thi Bich Quy1, Hoang Thi Truc Quynh1 1Ho Chi Minh University of Food Industry Email: thuytrangnt0706@gmail.com, bichquy1504@gmail.com The aim of this study was to evaluate the effects of ultrasonic power and time on the extraction the total flavonoid content from green bean shell. As the basis for creating products applications in the food industry. From the study, the method of extraction was extracted by ultrasonic combining with the parameters of the process: extraction temperature at 600C for 1 hour, material/ solvent ratio of 1/30, time ultrasound 15 minutes, capacity 35% (262.5 W/g). The total flavonoid content was 8.983± 0.363 mgQE/g, 1.481 times higher than the static immersion at 600C for 1 hour, the material/ solvent ratio was 1/30. The results of the study showed that the method of extracting with girder combined with ultrasound combines higher results than pure immersion on the same extracted solvent. Water-efficient and safe extraction is more economical than methanol, ethanol and ethyl acetate solvents. The total flavonoid content (TFC) was highest in the extracted form of the extracted extract by means of static immersion extraction combined with ultrasound extraction of 8.983 mg equivalent of quercetin per gram dry substance (mgQE/g VCK). Key words: Green bean shell, total flavonoids, extract, ultrasound, antioxidant activity (AA), quercetin.

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • pdfnghien_cuu_khai_thac_flavonoid_tong_so_tu_vo_dau_xanh_bang_p.pdf