Thu nhận polyphenol từ cây ngô - Đặng Xuân Cường

Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản Số 4/2014 16 • TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG THOÂNG BAÙO KHOA HOÏC THU NHẬN POLYPHENOL TỪ CÂY NGÔ RECOVERY OF POLYPHENOL FROM MAIZE Đặng Xuân Cường1, Lê Tuấn Anh2, Vũ Ngọc Bội3, Bùi Minh Lý4 Ngày nhận bài: 07/5/2014; Ngày phản biện thông qua: 07/8/2014; Ngày duyệt đăng: 01/12/2014 TÓM TẮT Polyphenol với hoạt tính (chống oxy hóa tổng, khử sắt và bắt gốc tự do DPPH) của cây ngô đã được tập trung nghiên cứu. Thân, rễ cây ngô và râu ngô đã được sử dụng như nguồn polyphenol với hoạt tính chống oxy hóa. Kết quả nghiên cứu cho thấy, thân cây ngô có hàm lượng polyphenol với hoạt tính chống oxy hóa cao nhất. Polyphenol với hoạt tính chống oxy hóa được chiết từ thân cây ngô bằng nước với tỷ lệ DM/NL 60/1 (v/w) trong thời gian 32 giờ ở 600C. Dịch chiết polyphenol này hoàn toàn có thể ứng dụng làm đồ uống chức năng. Từ khóa: Polyphenol, cây ngô, chống oxy hóa, thu nhận, hoạt tính ABSTRACT Polyphenol with activities (total antioxidant, reducing power and free radical scavenging DPPH) of maize were focused on research. Husk, roots of maize and corn silk were used as the sources of polyphenol with antioxidant activities. The research showed that, polyphenol content with antioxidant activities in maize husk are the highest. Polyphenol with antioxidant activities from husk of maize were effi ciently extracted using water with solvent-to-material ratio of 60/1 (v/w) during 32 hours at 600C. This polyphenol extract could be absolutely used into the functional drink. Keywords: Polyphenol, maize, antioxidant, recovery, activity 1 ThS. Đặng Xuân Cường, 4 PGS. TS. Bùi Minh Lý: Viện Nghiên cứu và Ứng dụng Công nghệ Nha Trang (VAST) 2 TS. Lê Anh Tuấn: Viện Nuôi trồng thủy sản - Trường Đại học Nha Trang 3 TS. Vũ Ngọc Bội: Khoa Công nghệ thực phẩm - Trường Đại học Nha Trang I. ĐẶT VẤN ĐỀ Cây ngô (Zea mays L.) là cây lương thực quan trọng phục vụ đời sống của con người từ thuở sơ khai. Ngoài ra, cây ngô có vị ngọt, tính ẩm, ích khí, điều hoà ngũ tạng, nên chúng còn đóng vai trò như nguồn dược liệu, giúp con người ngăn ngừa và hỗ trợ điều trị những bệnh lý như: động mạch vành, nhồi máu cơ tim, suy tim, tai biến mạch não, sỏi thận, giúp điều chỉnh lượng mỡ máu, ngăn ngừa bệnh tim mạch, tăng cường hoạt động của ruột già,... [2]. Cây ngô chứa rất nhiều hoạt chất sinh học như polyphenol (acid gallic, lignin,...), chlorophyll, lysin,.... Nhiều nghiên cứu trên thế giới đã chỉ ra, hợp chất polyphenol là hoạt chất an toàn với các khả năng chống oxy hóa, kháng khuẩn, kháng nấm, kháng ung thư,....[10] và polyphenol từ cây ngô cũng đã và đang được quan tâm nghiên cứu [9]. Tính đến năm 2013, tổng diện tích trồng ngô cả nước ta là 1,1 - 1,2 triệu ha với năng suất bình quân là 4,5 tấn hạt/ ha, đồng nghĩa có 4,5 tấn phụ phẩm/ha [1]. Trong khi đó, phụ phẩm tại Việt Nam chủ yếu được dùng làm phân bón, thức ăn gia súc và nhiên liệu sinh học, chưa có nghiên cứu nào về chiết polyphenol từ phụ phẩm này và ứng dụng chúng trong thực phẩm. Do vậy, bài báo này tập trung trình bày về điều kiện thu nhận polyphenol từ cây ngô định hướng ứng dụng trong thực phẩm, thực phẩm chức năng. II. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1. Đối tượng nghiên cứu Cây ngô lai số 01 (sweet corn) trồng ở Diên Khánh - Khánh Hòa từ tháng 02/2013 - 04/2013. Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản Số 4/2014 TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG • 17 2. Phương pháp nghiên cứu 2.1. Phương pháp thu mẫu, xử lý mẫu và chiết polyphenol với hoạt tính chống oxy hóa Cây ngô được lấy ngẫu nhiên trên cùng một thửa 2.000m2. Tiếp theo sấy lạnh mẫu ở 500C đến hàm ẩm 19% và xay nhỏ tới kích thước 2 - 4mm. Sau đó, bảo quản mẫu đã xay nhỏ ở 100C để tiến hành nghiên cứu. Phương pháp chiết được sử dụng là phương pháp ngâm dầm. Thân, rễ và râu cây ngô được chiết ở nhiệt độ phòng trong thời gian 24 giờ với tỷ lệ DM:NL là 20:1 (v/w). 100% ethanol 96% được sử dụng để chiết. Dịch chiết được lọc và đánh giá hàm lượng polyphenol với hoạt tính chống oxy hóa. Sau khi lựa chọn được thành phần cây ngô có hàm lượng polyphenol với hoạt tính chống oxy hóa cao, tiến hành nghiên cứu điều kiện chiết với các yếu tố đầu vào như sau: loại dung môi chiết (nước, ethanol, ethyl acetate, n- hexan và chloroform), tỷ lệ DM:NL 20:1 - 80:1 (v/w) với bước nhảy là 10:1 (v/w), nhiệt độ chiết 400C - 800C với bước nhảy là 100C, thời gian chiết 16 - 48 giờ với bước nhảy là 8 giờ (h) và pH dung môi chiết từ 3 - 9 với bước nhảy là 1. Mỗi nghiệm thức sử dụng 100g mẫu khô để nghiên cứu. 2.2. Phương pháp phân tích - Định lượng polyphenol theo phương pháp của Swanson và cs (2002) [11]. Lấy 300μl dịch mẫu bổ sung 01ml Folin-Ciocalteu 10%, giữ 5 phút. Sau đó thêm vào 2 ml Na2CO3 10%, trộn đều, giữ 90 phút trong bóng tối và đo độ hấp thụ ở bước sóng 750nm. Acid gallic được sử dụng làm chất chuẩn. - Xác định hàm ẩm theo TCVN 5613 : 1991. - Hoạt tính chống oxy hóa tổng (TA) được xác định theo phương pháp của Prieto và cộng sự (1999) [8]. Lấy 100µl mẫu bổ sung 900µl nước cất và thêm 3 ml dung dịch A (H2SO4 0,6 M, sodium phosphate 28mM và ammonium molybdate 4mM). Hỗn hợp được giữ 90 phút ở 950C. Sau đó đo độ hấp thụ ở bước sóng 695nm với chất chuẩn là ascorbic acid. - Hoạt tính khử Fe (RP) được xác định theo phương pháp của Zhu và cs (2002) [12]. Lấy 500µl dịch mẫu bổ sung 0,5ml đệm phosphate pH = 7,2 và 0,2 ml K3[Fe(CN)6] 1%. Giữ hỗn hợp 20 phút ở 500C. Sau đó thêm vào 500µl CCl3COOH 10% với sự bổ sung 300µl nước cất và 80µl FeCl3 0,1%. Tiếp theo đo độ hấp thụ ở bước sóng 655nm với chất chuẩn là FeSO4. - Hoạt tính bắt gốc tự do DPPH tiến hành theo Blois và cs (1958) [5], lấy lần lượt 200µl, 400µl, 600µl, 800µl và 1000µl dịch chiết vào 5 ống nghiệm, rồi bổ sung 3ml DPPH (25mg/l) vào từng ống nghiệm làm dung dịch mẫu (mẫu). Ở dung dịch trắng (mẫu trắng) làm tương tự mẫu nhưng thay DPPH bằng 3ml cồn tuyệt đối vào từng ống. Mẫu kiểm soát chuẩn bị bằng cách làm giống như mẫu trắng nhưng thay dịch chiết bằng DPPH. Giữ các hỗn hợp trong tối ở nhiệt độ phòng. Sau 30 phút tiến hành đo độ hấp thụ ở bước sóng 550nm. Công thức tính phần trăm bắt gốc như sau: - Đánh giá độ sạch bằng cách xác định tỷ lệ hàm lượng polyphenol trên chất khô của dịch chiết. Tỷ lệ này càng cao, thì độ sạch càng lớn. Các mẫu được đo độ hấp thụ trên máy UV-Vis Spectrophotometer JenWay 6400/ 6405. 2.3. Hóa chất và dụng cụ thí nghiệm - Folin-Ciocalteu, acid gallic, sodium phosphate, ammonium molybdate, K3[Fe(CN)6], CCl3COOH FeCl3, FeSO4 và DPPH của Merck. Na2CO3, H2SO4 và pH chuẩn của Sigma. - Dung môi sử dụng nghiên cứu chiết của Trung Quốc. Ethanol của Việt Nam. 3. Phân tích dữ liệu Thí nghiệm được lặp lại (n = 3). Tính toán độ tin cậy của số liệu, phân tích ANOVA, hồi quy bằng phần mềm Excell. III. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 1. Đánh giá hàm lượng polyphenol ở thân, rễ và râu của cây ngô Kết quả cho thấy, hàm lượng polyphenol với hoạt tính chống oxy hóa tổng tăng theo trình tự: rễ, râu và thân (hình 1 và 2). Hoạt tính khử sắt lại tăng theo trình tự: râu, rễ và thân (hình 2). Tuy nhiên phân tích ANOVA thấy rằng không có sự khác biệt mang tính thống kê về hoạt tính chống oxy hóa ở rễ và râu. Hoạt tính khử sắt và hàm lượng polyphenol ở râu, rễ và thân có sự khác biệt mang tính thống kê ( F > Fcrit). Đồ thị 1. Hàm lượng polyphenol ở từng phần cây ngô Đồ thị 2. Hoạt tính chống oxy hóa của từng phần cây ngô Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản Số 4/2014 18 • TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG Hàm lượng polyphenol từ thân cây ngô tương đương 2,413 ± 0,02g acid gallic/ 100g mẫu khô (đồ thị 1) và hoạt tính chống oxy hóa tổng tương đương 5,354 ± 0,003g acid ascorbic/100g mẫu khô (đồ thị 2). Hoạt tính khử sắt của râu ngô tương đương 7,048 ± 0,006 g FeSO4/100g mẫu khô, và chỉ đạt 97% so với rễ và 60% so với thân (đồ thị 2). Tính toán khả năng bắt gốc tự do thấy rằng, rễ có khả năng bắt gốc DPPH thấp nhất, cao nhất ở thân với (84,4 ± 0,2)%. Hoạt tính bắt gốc tự do của rễ và râu tương ứng bằng 92,6% và 94,9% so với ở thân. Phân tích ANOVA thấy, hoạt tính bắt gốc tự do ở thân, râu và rễ có sự khác biệt mang tính thống kê (F > Fcrit). Như vậy thấy rằng, thân, rễ và râu cây ngô đều phù hợp cho việc chiết tách polyphenol với hoạt tính chống oxy hóa. Tuy nhiên, hàm lượng polyphenol với hoạt tính chống oxy hóa ở thân là nhiều nhất. Do đó, thân cây ngô được lựa chọn làm nguyên liệu chiết tách polyphenol với hoạt tính chống oxy hóa phục vụ thử nghiệm sản xuất đồ uống giàu polyphenol từ cây ngô. 2. Ảnh hưởng của điều kiện chiết lên khả năng chiết polyphenol với hoạt tính chống oxy hóa 2.1. Lựa chọn dung môi chiết thích hợp Kết quả nghiên cứu cho thấy, hàm lượng polyphenol với hoạt tính chống oxy hóa nhiều nhất ở dịch chiết nước và ethanol. Dịch chiết ethanol sạch hơn dịch chiết nước vì không chứa nhiều tạp chất như protein, carbohydrate,... Trong khi đó, độ sạch của polyphenol ở các phân đoạn ethyl acetate, n-hexan và chloroform là cao hơn cả. Ở dịch chiết nước, hàm lượng polyphenol đạt 2,558 ± 0,03 g acid gallic/ 100g mẫu khô, tương ứng với 106%, 2,34%, 5,824% và 6,424% so với dịch chiết ethanol, EtOAc, n-hexan và chloroform. Hoạt tính chống oxy hóa tổng và khử sắt ở dịch chiết này tương ứng 5,659 ± 0,002 g acid ascorbic và 12,515g FeSO4/100g mẫu khô. Trong khi đó, hoạt tính chống oxy hóa tổng và khử sắt ở dịch chiết chloroform là thấp nhất so với các dịch chiết thu được, tương ứng 0,889g acid ascorbic và 0,160 g FeSO4/100g mẫu khô (đồ thị 3). Phân tích cho thấy, hàm lượng polyphenol không phân cực chiếm 0,439 ± 0,005g acid gallic/ 100g mẫu khô. Hàm lượng polyphenol phân cực mạnh chiếm đến 2,413 ± 0,02g acid gallic/100g mẫu khô (đồ thị 3). Đồ thị 3. Hàm lượng polyphenol với hoạt tính chống oxy hóa của thân cây ngô Phân tích ANOVA thấy rằng, sự tương quan giữa hàm lượng polyphenol với hoạt tính chống oxy hóa rất cao (R2 > 0,99). Tuy nhiên sự tương tác giữa hàm lượng polyphenol ở các phân đoạn với hoạt tính chống oxy hóa tổng mạnh mẽ hơn so với hoạt tính khử sắt. Kết quả nghiên cứu khả năng bắt gốc tự do DPPH giảm theo trình tự: nước/ ethanol/ EtOAc/ n-hexan/ chloroform, tương ứng 86,7%/ 84,4%/ 82,7%/ 76,5%/ 71,5%. Phân tích sự tương tác giữa các mục tiêu thấy rằng chúng có sự tương quan dương với nhau. Tài liệu [6] đã sử dung acetonitril và dichlomethane trên đối tượng trà đen. Dung môi nước được sử dụng trong nghiên cứu [7]. Như vậy thấy rằng mỗi đối tượng và mục đích tách chiết khác nhau sẽ sử dụng những dung môi khác nhau. Do vậy từ kết quả thực nghiệm, nước được lựa chọn làm dung môi chiết. 2.2. Ảnh hưởng của tỷ lệ dung môi Kết quả nghiên cứu cho thấy, hàm lượng polyphenol với hoạt tính chống oxy hóa tăng lên theo tỷ lệ DM:NL. Hàm lượng polyphenol với hoạt tính chống oxy hóa ở các tỷ lệ DM:NL 60:1 - 80:1 (v/w) không có sự khác biệt mang tính thống kê khi phân tích ANOVA (F < Fcrit). Khoảng dao động về hàm lượng polyphenol trong khoảng DM:NL 10:1 - 80:1 (v/w) tương ứng 1,103 ± 0,02 - 3,219 ± 0,04g acid gallic/100g mẫu khô (đồ thị 4). Đồ thị 4. Ảnh hưởng của tỷ lệ DM:NL lên khả năng chiết polyphenol với hoạt tính chống oxy hóa Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản Số 4/2014 TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG • 19 Kết quả nghiên cứu cũng cho thấy, hàm lượng polyphenol tăng dần khi tăng lượng dung môi, và lượng polyphenol thu được nhiều nhất ở tỷ lệ DM:NL là 60:1 (v/w), khi tiếp tục tăng lượng dung môi lên thì lượng polyphenol thu được không tăng lên mà có xu hướng tiệm cận ngang. Nguyên nhân của sự thay đổi trên là do khi lượng dung môi quá ít, không đủ để hòa tan, trích ly hết lượng polyphenol ra khỏi tế bào. Do đó, khi tiếp tục tăng lượng dung môi thì hàm lượng polyphenol thu được có sự tăng mạnh. Tuy nhiên, khi ngâm chiết với lượng dung môi quá nhiều, mà hàm lượng polyphenol trong nguyên liệu là một số cố định nên sẽ nhanh chóng dẫn đến sự cân bằng giữa các pha, làm hiệu quả trích ly polyphenol không tăng. Đánh giá hoạt tính bắt gốc tự do DPPH thấy rằng, độ dao động nằm trong khoảng (62,5 ± 0,2)% - (86,7 ± 0,3)%. Hoạt tính bắt gốc tự do cao nhất lại ở tỷ lệ DM:NL 20:1 (v/w), thấp nhất ở tỷ lệ DM:NL 80:1 (v/w). Điều này hoàn toàn phù hợp thực nghiệm và lý thuyết, vì xác định khả năng bắt gốc tự do chỉ dựa vào thể tích mẫu thử, không nhân với tổng thể tích dịch chiết hay quy đổi tương đương. Phân tích ANOVA và hồi quy cho thấy, tất cả các hàm mục tiêu đều tuân theo phương trình phi tuyến bậc 2 với hệ số tương quan lớn hơn 0,9, đồng nghĩa là hàm lượng polyphenol có sự tương quan mạnh mẽ với hoạt tính chống oxy hóa. Từ đó thấy rằng kết quả nghiên cứu là phù hợp với lý thuyết. So sánh với các tài liệu [1, 6, 7] thấy rằng, mỗi đối tượng đều phải sử dụng một tỷ lệ DM:NL khác nhau. Do đó, tỷ lệ DM:NL được chọn để chiết là 60:1 (v/w). 2.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ chiết Kết quả nghiên cứu cho thấy, hàm lượng polyphenol cao nhất tương ứng với 3,526 ± 0,025g acid gallic/100g mẫu khô khi chiết ở nhiệt độ 600C (đồ thị 5). Hàm lượng polyphenol thấp nhất khi chiết ở nhiệt độ phòng. Sự phụ thuộc của hàm lượng polyphenol vào nhiệt độ tuân theo mô hình phi tuyến bậc 2 với sự tương quan tốt (R2 = 0,8678). y = -0,0176x2 + 0,1871x + 3,0052 Mặc dù hàm lượng polyphenol bị suy giảm khi chiết ở nhiệt độ cao hơn 600C, hoạt tính chống oxy hóa vẫn tăng và cao nhất khi chiết ở 800C. Ở 800C, hoạt tính chống oxy hóa tổng và khử sắt tương ứng 7,539 ± 0,005g acid ascorbic và 16,692g FeSO4/100g mẫu khô. Khả năng bắt gốc tự do DPPH cao nhất ở nhiệt độ chiết 600C, tương ứng (88,02 ± 0,25)% và sự tương tác giữa nhiệt độ với DPPH tuân theo hàm phi tuyến bậc 2. Khi chiết ở 700C và 800C, khả năng bắt gốc tự do chỉ bằng (70,12 ± 0,3)% đến (80 ± 0,1)% so với khi chiết ở 600C. Khả năng bắt gốc tự do khi chiết ở nhiệt độ phòng đến 500C, dao động trong khoảng (61,5 ± 0,5)% đến (76,8 ± 0,41)%. Điều này chứng tỏ, khi nhiệt độ chiết tăng sẽ làm tăng hiệu quả của quá trình chiết tách, hàm lượng và hoạt tính chống oxy hóa tăng lên rõ rệt. Polyphenol kém bền khi ở nhiệt độ trên 600C. Đồng thời một số hoạt chất như carbohydrate, hoặc hợp chất phi polyphenol được chiết ra, dẫn đến hoạt tính chống oxy hóa vẫn tăng. Phân tích ANOVA và hồi quy cho thấy hàm lượng polyphenol với hoạt tính chống oxy hóa có sự tương quan mạnh mẽ (R2 > 0,9). Điều này chứng tỏ hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết bị ảnh hưởng mạnh bởi polyphenol. Quan hệ giữa hàm lượng polyphenol với hoạt tính chống oxy hóa tổng và khử sắt tương ứng với phương trình phi tuyến bậc 2 sau: y = -2,8355x2 + 42,513x - 155,85 y = -1,0724x2 + 34,764x – 278 Khoảng nhiệt độ chiết được nghiên cứu cũng phù hợp với khoảng nhiệt độ chiết ở tài liệu [6], điều này cho thấy khoảng nhiệt độ nghiên cứu là phù hợp để chiết polyphenol, đồng thời phù hợp để phá vỡ cấu trúc tế bào thực vật nâng cao hiệu quả chiết polyphenol. Do vậy, nhiệt độ chiết được chọn là 600C. 2.4. Ảnh hưởng của thời gian chiết Kết quả cho thấy, hàm lượng polyphenol cao nhất ở thời gian chiết 32 giờ, tương ứng 3,674 ± 0,03g acid gallic/100g mẫu khô (đồ thị 6). Đồ thị 5. Ảnh hưởng của nhiệt độ chiết lên hàm lượng polyphenol với hoạt tính chống oxy hóa Đồ thị 6. Ảnh hưởng của thời gian chiết lên khả năng chiết polyphenol với hoạt tính chống oxy hóa Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản Số 4/2014 20 • TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG Khi chiết ở 48 giờ, hoạt tính chống oxy hóa tổng và khử sắt cao nhất, tương đương với 7,602 ± 0,026g acid ascorbic/100g mẫu khô và 16,812 ± 0,004g FeSO4/100g mẫu khô (đồ thị 6). Khi chiết với thời gian 16 giờ, hoạt tính chống oxy hóa tổng và khử sắt là thấp nhất, tương ứng 5,782 ± 0,021 g acid ascorbic và 12,071 ± 0,005g FeSO4/100g mẫu khô. Hoạt tính bắt gốc tự do DPPH cao nhất khi chiết ở 32 giờ. Khoảng dao động về khả năng bắt gốc nằm trong khoảng (59,75 ± 0,3)% đến (90,56 ± 0,4)%. Điều này chứng tỏ, thời gian càng dài, khả năng hòa tan hoạt chất càng tăng, trong thân cây ngô không chỉ có polyphenol mà còn nhiều hoạt chất chống oxy hóa khác. Phân tích ANOVA và hồi quy thấy hoạt tính chống oxy hóa với hàm lượng polyphenol có sự khác biệt mang ý nghĩa thống kê (F > Fcrit). Hàm lượng polyphenol biến đổi theo mô hình phi tuyến bậc 2, trong khi đó hoạt tính chống oxy hóa biến đổi theo mô hình tuyến tính. Tuy nhiên, sự tương tác giữa hàm lượng polyphenol với hoạt tính chống oxy hóa rất mạnh mẽ (R2 > 0,9). Căn cứ vào kết quả thu được thấy có sự thay đổi về hàm lượng polyphenol cũng như hoạt tính chống oxy hóa ở các khoảng thời gian chiết tách khác nhau. Tuy nhiên sự thay đổi này là không quá lớn trong các khoảng thời gian chiết dài. Thời gian ngâm chiết càng lâu thì hàm lượng và hoạt tính chống oxy hóa càng tăng, song thời gian chiết quá dài sẽ không mang lại hiệu quả. Trong các khoảng thời gian thử nghiệm, hàm lượng và hoạt tính chống oxy hóa đạt được cao nhất sau 32 giờ ngâm chiết. Do sử dụng phương pháp ngâm chiết nên điều kiện chiết tách polyphenol trong thời gian ngắn không mang lại hiệu quả cao. Thực tế thấy rằng thân cây ngô có cấu trúc rắn chắc nên thời gian tách chiết và phá hủy cấu trúc tế bào lâu hơn so với vật liệu dễ phá vỡ cấu trúc như trà xanh [1]. Do vậy, thời gian chiết 32 giờ được lựa chọn để nghiên cứu. 2.5. Xác định pH chiết thích hợp Kết quả nghiên cứu cho thấy hàm lượng polyphenol thu được tăng dần khi pH tăng từ 3 đến 8, nhưng khi pH tăng đến 9 thì hàm lượng polyphenol thu được có xu hướng giảm. Ở pH 8, hàm lượng polyphenol thu được đạt cực đại, tương đương 3,662 ± 0,02g acid gallic/100g mẫu khô (đồ thị 7). Tuy nhiên hoạt tính chống oxy hóa và khử sắt lại có xu hướng ngược lại với cực tiểu ở pH 7. Hoạt tính chống oxy hóa tổng và khử sắt cao nhất ở pH 9, tương ứng 33.085 ± 0,017g acid ascorbic/100g mẫu khô và 70,623 ± 0,035g FeSO4/100g mẫu khô (đồ thị 7). Đồ thị 7. Ảnh hưởng pH chiết lên khả năng chiết polyphenol với hoạt tính chống oxy hóa Điều này chứng tỏ lượng lớn hoạt chất lignin sinh học đã được chiết ra bởi môi trường acid và kiềm. Đồng thời polyphenol phân cực mạnh có nguồn gốc từ thân cây ngô không bền trong môi trường acid và kiềm. Do đó hoạt tính chống oxy hóa tăng lên là do tăng hàm lượng lignin và giảm hàm lượng polyphenol không bền trong acid và/ hoặc kiềm. Hoạt tính chống oxy hóa cũng tuân theo quy luật biến đổi của hoạt tính chống oxy hóa tổng và khử sắt, với cực tiểu tại pH 7, cực đại ở pH 9. Tại pH 9, hoạt tính bắt gốc tự do DPPH tương ứng (93,5 ± 0,33)%. Phân tích ANOVA và hồi quy thấy, các hoạt tính chống oxy hóa tương quan mạnh mẽ với nhau (R2 > 0,9) và tuân theo mô hình hồi quy tuyến tính. Hàm lượng polyphenol tương quan với hoạt tính chống oxy hóa theo hàm phi tuyến. Điều này cũng có nghĩa là ngoài polyphenol có độ hấp thụ ở 750nm còn có các polyphenol (lignin,) tan trong môi trường kiềm hoặc acid có độ hấp thụ 280nm. Thực nghiệm cho thấy nếu chọn pH kiềm hay pH acid đều phải chuẩn về pH 6 – 8 ở đồ uống, đồng thời cần nhiều công đoạn nữa để thành đồ uống hợp tiêu chuẩn. Trong khi đó pH trung tính đã được sử dụng trong y học cổ truyền đối với thân cây ngô [2]. Thực nghiệm cho thấy chiết ở pH khác 7 thu được polyphenol có độ sạch cao hơn so với các pH khác. Các dữ liệu nghiên cứu ở các pH khác nhau sẽ được lựa chọn dựa vào mục đích nghiên cứu hoặc ứng dụng sản phẩm trong thực tế. Trong nghiên cứu này, pH 7 được chọn để sử dụng cho nghiên cứu tiếp theo. 2.6. Xác định số lần chiết Tại công đoạn này, số lần chiết được lặp lại 2 lần với các thông số được cố định đã nghiên cứu ở trên. Thực nghiệm chỉ ra, hoạt tính chống oxy hóa tổng cao nhất là 16,702 ± 0,02 g acid ascorbic/100g mẫu khô, hoạt tính khử sắt cao nhất tương đương 7,541 ± g FeSO4/100g mẫu khô và hàm lượng Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản Số 4/2014 TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG • 21 polyphenol cao nhất tương ứng 3,674 ± 0,03g acid gallic/100g mẫu khô (đồ thị 3.8). Chiết lần 2, hàm lượng polyphenol, hoạt tính chống oxy hóa tổng và khử sắt chỉ tương ứng bằng 17,94%, 17,82% và 17,2% so với lần đầu. Hoạt tính bắt gốc tự do của dịch chiết lần 1 là (90,56 ± 0,4)% và lần 2 là (67,19 ± 0,5)%. ngô rất phong phú và bã thân cây ngô sau khi chiết rất phù hợp cho sản xuất thức ăn gia súc, nhiên liệu sinh học hay phân bón. Do đó, chỉ cần chiết 1 lần. IV. KẾT LUẬN Hàm lượng polyphenol ở từng phần cây ngô cũng tương đương với nhiều loài thực vật ở Bờ biển Ngà [7]. Hàm lượng polyphenol với hoạt tính chống oxy hóa ở từng phần cây ngô giảm dần theo trình tự thân/ râu/ rễ. Điều kiện phù hợp để chiết polyphenol từ thân cây ngô như sau: thời gian chiết 32 giờ, nhiệt độ 600C, tỷ lệ DM:NL 60:1 (v/w) với dung môi là nước, chiết 01 lần. Tại điều kiện này, polyphenol tương ứng 3,674 ± 0,03g acid gallic/ 100g mẫu khô; hoạt tính chống oxy hóa tổng đạt tương ứng 7,541 ± 0,01g acid ascorbic/100g mẫu khô, hoạt tính khử sắt đạt tương đương 16,702 ± 0,02g FeSO4/100g mẫu khô. Hiệu suất chiết đạt 84,18%. Polyphenol từ thân cây ngô hoàn toàn phù hợp để ứng dụng trong thực phẩm, thực phẩm chức năng. Thân cây ngô sẽ là nguồn cung cấp polyphenol dồi dào trong công nghiệp đồ uống. Đồ thị 8. Ảnh hưởng của lần chiết lên khả năng chiết polyphenol với hoạt tính chống oxy hóa Chiết 1 hay nhiều lần phụ thuộc vào mục đích sử dụng hoạt chất, hiệu quả kinh tế. Theo tính toán, khi chiết bằng nước với tỷ lệ DM:NL là 60:1 (v/w) ở 600C trong 32 giờ thì sau 1 lần hiệu suất chiết đã đạt 84,18%. Ngoài ra, trên thực tế nguồn phụ phẩm TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt 1. Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, Báo cáo kết quả thực hiện kế hoạch 7 tháng năm 2013 ngành nông nghiệp và phát triển nông thôn. 2. 3. TCVN 5613 : 1991 Xác định độ ẩm. Tiếng Anh 4. Beata Druynska, Agnieszka Stepniewska, Rafał Wołosiak, 2007. The infl uence of time and type of solvent on effi ciency of the extraction of polyphenols from green tea and antioxidant properties obtained extracts. Acta sci. Pol., technol. Aliment. 6(1) 27-36. 5. Blois M. S., 1958. Antioxidant determinations by the use of a stable free radical. Nature, 26, 1199-1200. 6. Fui-Seung Chin, Khim-Phin Chong, Atong, Markus and Nyet Kui Wong, 2013. Tea Polyphenols and Alkaloids content using Soxhlet and Direct Extraction Methods. World Journal of Agricultural Sciences, 9(3), 266-270. 7. Koffi E., Sea T., Dodehe Y. and Soro S., 2010. Effect of solvent type on extraction of polyphenols from twenty three Ivorian plants. Journal of Animal & Plant Sciences, 5(3), 550- 558. 8. Prieto P., Pineda M. and Aguilar M., 1999. Spectrophotometric quantitation of antioxidant capacity through the formation of a phosphomolybdenum complex: specifi c application to the determination of vitamin E. Analytical Biochemistry, 269, 337-341. 9. Sarepoua E., Tangwongchai R., Suriharn B. and Lertrat K., 2013. Relationships between phytochemicals and antioxidant activity in corn silk. International Food Research Journal, 20(5), 2073-2079. 10. Stefano Petti, Crispian Scully, 2009. Review - Polyphenols, oral health and disease: A review. Journal of dentistry, 37, 413 - 423. 11. Swanson A. K. and Druehl L. D., 2002. Induction, exudation and the UV protective role of kelp phlorotannins. Aquatic Botany, 73, 241-253. 12. Zhu Q. T., Hackman R. M., Ensunsa J. L., Holt R. R. and Keen C. L., 2002. Antioxidative activities of oolong tea. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 50, 6929–6934.