Khi phân tích và tiến hành trùng lặp 4 bề mặt
đáp ứng cho thấy hàm lượng polyphenol tối ưu
của dịch chiết được dự đoán là 45,2905mg acid
gallic/g DW và dao động trong khoảng 41,8020 ÷
48,8920mg/g DW; Hàm lượng chlorophyll của dịch
chiết măng tây tối ưu tương ứng 312,955 µg/g
DW và dao động trong khoảng 283,329 - 343,762
µg acid gallic/g DW; Hoạt tính chống oxy hóa tổng
tối ưu tương đương 3,3208mg acid ascorbic/g
DW và dao động trong khoảng 3,07 ÷ 3,58 mg
acid ascorbic/ g nguyên liệu khô; Hoạt tính khử
sắt tối ưu tương đương với 8,1235mg FeSO4/g
DW và dao động trong khoảng 7,5137 ÷8,7524mg
FeSO
4/g DW. Thông số tối ưu của công đoạn chiết
được dự đoán: nhiệt độ 490C, thời gian chiết 38
giờ và tỷ lệ dung môi: nguyên liệu là 43 (v/w) (hình
5 và 6).
Thực nghiệm chiết và đánh giá hàm lượng
polyphenol, chlorophyll và hoạt tính chống oxy
hóa cho thấy kết quả thực nghiệm hoàn toàn phù
hợp với những phân tích dự báo bằng phần mềm
Design Expert. Kết quả thực nghiệm tại điểm tối
ưu chỉ ra hàm lượng polyphenol và chlorophyll
của dịch chiết đạt tương ứng 43,7821mg acid
gallic/g DW và 309,622 µg/ g DW, hoạt tính chống
oxy hóa tổng và hoạt tính khử sắt của dịch chiết
đạt tương ứng 3,2164 mg acid ascorbic/g DW và
8,0519 FeSO4/g DW. Nhiều nghiên cứu chiết rút
các chất chống oxy hóa ở dược thảo trước đây
đã chỉ ra rằng nhiệt độ, thời gian và tỷ lệ dung
môi: nguyên liệu có ảnh hưởng lớn tới hàm lượng
polyphenol, chlorophyll và hoạt tính chống oxy
hóa của dịch chiết thu được. Mỗi nguồn nguyên
liệu khác nhau thì nhiệt độ, thời gian và tỷ lệ dung
môi: nguyên liệu chiết khác nhau (Đặng Văn Giáp,
2002) [4]. Cụ thể, nhiệt độ chiết các chất chống
oxy hóa ở rong nâu Sargassum vietnamese
là 440C, thời gian chiết là 31 giờ và tỷ lệ dung
môi: nguyên liệu là 32/1 (v/w) [1]. Trong khi đó,
đối với loài S. aemulum thì nhiệt độ chiết lại là
480C, thời gian chiết 36 giờ với tỷ lệ dung môi:
nguyên liệu là 42 [2]. Trong khi đó, nhiệt độ chiết
polyphenol, chlorophyll với hoạt tính chống oxy
hóa từ cây bắp là 540C, thời gian 29h và tỷ lệ dung
môi: nguyên liệu là 30/1.
Từ các phân tích ở trên cho thấy điều kiện tối
ưu để chiết polyphenol, chlorophyll với hoạt tính
chống oxy hóa từ măng tây(A. officinalis Linn) khô
là: nhiệt độ 490C, thời gian chiết 38 giờ và tỷ lệ dung
môi: nguyên liệu là 43 (v/w)
6 trang |
Chia sẻ: thucuc2301 | Lượt xem: 508 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem nội dung tài liệu Tối ưu hóa công đoạn chiết polyphenol, chlorophyll với hoạt tính chống oxy hóa từ cây măng tây (asparagus officinalis linn) - Vũ Ngọc Bội, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản Số 3/2015
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG • 3
THOÂNG BAÙO KHOA HOÏC
TỐI ƯU HÓA CÔNG ĐOẠN CHIẾT POLYPHENOL, CHLOROPHYLL
VỚI HOẠT TÍNH CHỐNG OXY HÓA TỪ CÂY MĂNG TÂY
(Asparagus officinalis Linn)
OPTIMIZATION OF EXTRACTION OF POLYPHENOL, CHLOROPHYLL
WITH ANTIOXIDANT ACTIVITY FROM ASPARAGUS (Asparagus officinalis Linn)
Vũ Ngọc Bội1, Đặng Xuân Cường2, Nguyễn Hoài Quốc3
Ngày nhận bài: 18/6/2015; Ngày phản biện thông qua: 20/7/2015; Ngày duyệt đăng: 15/9/2015
TÓM TẮT
Bài báo này trình bày kết quả nghiên cứu tối ưu hóa điều kiện chiết rút polyphenol, chlorophyll với hoạt tính chống
oxy hóa từ măng tây (Asparagus officinalis Linn) khô. Kết quả nghiên cứu cho thấy, các hàm mục tiêu thực tế tương quan
với kết quả dự đoán hàm mục tiêu là lớn hơn 90%. Hàm lượng polyphenol đạt 43,7821mg acid gallic/g DW, hàm lượng
chlorophyll đạt 309,622µg/g DW, hoạt tính chống oxy hóa tổng tương đương 3,2164mg acid ascorbic/g DW và hoạt tính
khử sắt tương ứng 8,0519mg FeSO
4
/g DW tại điều kiện tối ưu phù hợp là 38 giờ ở nhiệt độ 490C với tỷ lệ DM:NL là 43/1
(v/w). Ở điều kiện chiết này, hoàn toàn có thể ứng dụng để thu nhận polyphenol, chlorophyll với hoạt tính chống oxy hóa
nhằm tạo ra sản phẩm giá trị gia tăng từ cây măng tây.
Từ khóa: Box-behken, chlorophyll, chống oxy hóa, polyphenol, măng tây
ABSTRACT
The paper studied on the optimization of extraction condition of polyphenol, chlorophyll content and antioxidant
activity from dried Asparagus (A. officinalis Linn). The results showed that the real object functions are correllated to the
predicted results of the target functions (>90%). Polyphenol content of 43.7821mg gallic acid equivalent/g DW, chlorophyll
content of 309.622µg/g DW, total antioxidant activity of 3.2164mg ascorbic acid equivalent/g DW and reducing power of
8.0519 mg FeSO
4
equivalent/g DW at the extraction condition of 38 hours in 490C and solvent-to-material ratio of 43/1
(v/w). In this condition, can fully apply COS into the asparagus preservation popular in the market.
Keywords: Antioxidant, Asparagus, Box-behken, chlorophyll, polyphenol
1 TS. Vũ Ngọc Bội: Khoa Công nghệ thực phẩm – Trường Đại học Nha Trang
2 ThS. Đặng Xuân Cường: Viện Nghiên cứu và ứng dụng công nghệ Nha Trang
3 KS. Nguyễn Hoài Quốc: Sở Khoa học và Công nghệ Ninh Thuận
I. ĐẶT VẤN ĐỀ
Măng tây (A. officinalis Linn) là loại thực vật
giàu hoạt chất sinh học như: vitamin (nhóm B, C
và K), các chất chống oxy hóa như polyphenol,
chlorophyll, tannins, flavonoids, flavanols, amino
acid (Cysteine, Glutathione), khoáng chất (N, P, K,
S, Ca, Mg, Fe, Mn, Zn, Cu) [11, .2]. Nhiều nhà khoa
học trên thế giới cho rằng dịch chiết từ măng tây có
thể sử dụng để hỗ trợ điều trị nhiều loại bệnh khác
nhau như chống cồn cào ở người uống rượu bia, bảo
vệ tế bào gan khỏi độc tố, chống oxy hóa [11, 12].
Hiện măng tây được du nhập về trồng ở một số địa
phương của Việt Nam như Ninh Thuận, TP. HCM,...
Tuy nhiên, hiện ở Việt Nam chưa có một công trình
nào công bố về tách chiết, đánh giá các chất có hoạt
tính sinh học từ cây măng tây làm cơ sở khoa học
cho việc sản xuất trà hòa tan, sản xuất các sản phẩm
thực phẩm chứa năng từ cây măng tây. Do vậy chúng
tôi tiến hành nghiên cứu tách chiết polyphenol,
chlorophyll có hoạt tính chống oxy hóa từ măng tây
sấy khô.
Bài báo này chỉ trình bày nghiên cứu của
nhóm tác giả về tối ưu hóa điều kiện chiết
polyphenol, chlorophyll với hoạt tính chống
oxy hóa từ măng tây khô có nguồn gốc từ tỉnh
Ninh Thuận.
Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản Số 3/2015
4 • TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
II. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
1. Đối tượng nghiên cứu
Măng tây (A. officinalis Linn) nguyên liệu được
thu mua tại Hợp tác xã Sản xuất rau an toàn Văn
Hải - Ninh Thuận. Sau khi thu mua, măng tây được
rửa sơ bộ, để ráo nước, bao gói bằng giấy báo, xếp
vào thùng xốp và vận chuyển ngay về Phòng thí
nghiệm Công nghệ thực phẩm - Trường Đại học
Nha Trang. Tại Phòng thí nghiệm, măng tây được
sấy khô bằng kỹ thuật sấy lạnh ở 500C vận tốc gió
1,5m/s đến độ ẩm 11-12% và sử dụng làm nguyên
liệu chiết rút các chất.
2. Phương pháp phân tích
- Định lượng polyphenol tổng theo phương
pháp Swanson và cộng sự (2002) với chất chuẩn
là phloroglucinol [14]. Lấy 300 μl dịch mẫu, bổ sung
1ml Folin-Ciocalteu 10%, giữ 5 phút. Sau đó, cho
thêm 2 ml Na2CO3 10%, trộn đều, giữ 90 phút trong
tối và đo độ hấp thụ quang ở bước sóng 750 nm.
- Định lượng chlorophyll tổng số theo
Lichtenthaler và cộng sự (2001) [5]. Hàm lượng
chlorophyll trong ethanol được đo độ hấp thụ quang
ở bước sóng 664.1nm và 648.6nm. Mẫu trắng là
mẫu chỉ chứa dung môi ở nồng đồ nhất định. Hàm
lượng chlorophyll được tính như sau:
Ca(µg/ml)= 13.36 A664.1- 5.19A648.6
Cb(µg/ml)=27.43 A648.6 - 8.12A664.1
- Hoạt tính chống oxy hóa tổng (TA): xác định
theo phương pháp của Prieto và cộng sự (1999) [13].
Lấy 100µl mẫu, bổ sung 900µl nước cất và thêm vào
3 ml dung dịch A (H2SO4 0,6 M, sodium phosphate 28
mM và ammonium Molybdate 4 mM). Hỗn hợp được
giữ ở 950C trong 90 phút và đo độ hấp thụ quang ở
bước sóng 695nm với chất chuẩn là acid ascorbic.
- Hoạt tính khử sắt (RP): xác định hoạt tính
khử sắt theo phương pháp của Zhu và cộng sự
(2002) [15]. 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% và bổ sung 300µl nước cất, 80µl
FeCl3 0,1%. Sau đó xác định độ hấp thụ quang ở
bước sóng 655nm với chất chuẩn là FeSO4.
3. Phương pháp bố trí thí nghiệm tối ưu hóa
công đoạn chiết
Tối ưu hóa thông số chiết bằng phương pháp
RSM [1, 2, 3, 4, , 5, 7, 8, 9, 10]. Mô hình Box-Behnken
được sử dụng. Nhiệt độ chiết (X1), thời gian chiết
(X2) và tỷ lệ dung môi : nguyên liệu (DM : NL) (X3)
là biến độc lập. Dựa trên kết quả thực nghiệm nhân
tố đơn thiết kế vùng biến nghiên cứu được mã hóa
của 3 biến độc lập được thể hiện ở bảng 1. Phương
án thí nghiệm bao gồm 12 thí nghiệm nhân tố và 3
thí nghiệm lặp lại ở tâm phương án (bảng 2). Hàm
lượng polyphenol, chlorophyll và hoạt tính chống oxy
hóa được lựa chọn dựa trên kết quả tổ hợp các biến
độc lập ở bảng 2. Thí nghiệm lặp lại 3 lần đối với
mỗi điểm thí nghiệm. Các biến được mã hóa theo
phương trình sau đây:
X = (Xi – X0)/ ∆X
X là biến mã, Xi là biến thực, X0 là biến tại thí
nghiệm trung tâm và ΔX là hiệu số giữa giá trị tuyệt
đối cực đại của biến thực và giá trị X0. Phương trình
toán học ứng với mô hình thí nghiệm Box-Behnken
như sau:
Y là hàm mục tiêu, β0 là hệ số tự do, βi, βii và βij là hệ số tuyến tính, và ε sai số. Các hệ số thể hiện ảnh
hưởng tuyến tính hay phi tuyến lên các biến. Yêu cầu các hàm mục tiêu (HMT)
Y1: Hàm lượng chlorophyll (µg/g): max
Y2: Hàm lượng polyphenol tổng số (mg gallic acid/g): max
Y3: Hoạt tính chống oxy hóa tổng (mg acid ascorbic/g): max
Y4: Hoạt tính khử sắt (mg FeSO4/g): max
Bảng 1. Bảng quy đổi biến mã và biến thực
Yếu tố đầu vào
Mức biến mã
-1 0 1
Nhiệt độ chiết (0C) (X1)
Thời gian chiết (giờ) (X2)
Tỷ lệ dung môi : nguyên liệu (v/w) (X3)
30
16
10
45
32
40
60
48
70
4. Phân tích dữ liệu
Nghiệm thức được lặp lại 3 lần. Giá trị bất
thường được loại bỏ bằng phương pháp Dulcan.
Phân tích dữ liệu và tiên đoán bề mặt đáp ứng bằng
phần mềm Design Expert 8.
III. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
1. Hàm lượng polyphenol
Tối ưu hóa công đoạn chiết rút polyphenol,
chlorophyll có hoạt tính chống oxy hóa từ cây măng
tây khô được thực hiện thông qua bề mặt đáp ứng
Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản Số 3/2015
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG • 5
(RSM). Kết quả xử lý biến mã và biến thực của công
đoạn chiết phlorotannin có hoạt tính chống oxy hóa
từ măng tây trình bày ở bảng 2 cho thấy giá trị hàm
lượng chlorophyll (Y1) chiết rút được nằm trong
khoảng 7,616 ÷ 42,765 mg acid gallic/g măng tây
khô (DW). Độ lệch chuẩn (SD) của hàm lượng
polyphenol là 0,11. Kết quả này chứng tỏ mức độ
phân tán dữ liệu tập trung quanh đường chuẩn
của polyphenol là cao. Hàm mục tiêu của quá trình
chiết tuân theo mô hình bậc 2 với R2 hiệu chỉnh là
0,9929, chứng tỏ sự tương quan rất mạnh giữa
các thông số của quá trình chiết (nhiệt độ, thời gian
chiết, tỷ lệ dung môi/nguyên liệu) với hàm lượng
chlorophyll. Phân tích ANOVA và hồi quy cho thấy hàm
lượng polyphenol phụ thuộc vào các thông số chiết
(phương trình 1) với xác suất (p < 0,01) và các hệ số
trong phương trình biểu diễn hàm lượng polyphenol thu
được trong quá trình chiết cũng có (p < 0,001) (bảng 3).
Hàm lượng polyphenol
(Y1) = 6,52 + 0,58*X1 + 0,62* X2 + 0,26* X3 + 0,39*X1X2 + 0,55* X1X3 - 0,22* X2X3 - 1,40*X1^2 - 0,99*X2^2 - 1,60*X3^2 (1)
Bảng 2. Kết quả thực nghiệm tối ưu hóa
STT
Biến thực Biến mã hóa
Hàm lượng
chlorophyll
(Y1)
Hàm lượng
polyphenol
tổng số (Y2)
Hoạt tính
chống oxy
hóa tổng
(Y3)
Hoạt tính
khử sắt
(Y4)
Nhiệt độ
chiết (X1)
Thời gian
chiết (X2)
Tỷ lệ dung
môi/ nguyên
liệu (X3)
Nhiệt độ
chiết (U1)
Thời gian
chiết (U2)
Tỷ lệ dung môi/
nguyên liệu
(U3)
1 0 -1 1 30 16 40 11,305 77,792 0,827 2,062
2 -1 -1 0 60 16 40 13,460 91,613 0,976 2,402
3 0 0 0 30 48 40 14,665 100,286 1,064 2,623
4 -1 0 1 60 48 40 32,344 222,782 2,386 5,789
5 1 0 1 30 32 10 10,716 73,140 0,778 1,903
6 0 1 1 60 32 10 11,724 80,833 0,861 2,098
7 0 0 0 30 32 70 6,440 44,184 0,472 1,156
8 0 -1 -1 60 32 70 23,919 164,279 1,743 4,279
9 1 0 -1 45 16 10 7,616 52,182 0,553 1,360
10 0 1 -1 45 48 10 19,591 135,397 1,439 3,531
11 1 -1 0 45 16 70 15,093 103,663 1,104 2,691
12 1 1 0 45 48 70 21,799 161,577 1,589 3,886
13 0 0 0 45 32 40 42,323 291,236 3,110 7,600
14 -1 1 0 45 32 40 42,765 294,421 3,135 7,666
15 -1 0 -1 45 32 40 42,623 292,597 3,112 7,652
2. Hàm lượng chlorophyll
Kết quả tối ưu hóa cho thấy hàm lượng
chlorophyll (Y2) thu được trong quá trình chiết nằm
trong khoảng 52,182 ÷ 294,421µg/g DW (bảng 2).
Độ lệch chuẩn (SD) của hàm lượng chlorophyll là
0,37. Kết quả này chứng tỏ mức độ phân tán dữ liệu
tập trung quanh đường chuẩn của polyphenol cao.
Dữ liệu phân tích cũng chỉ ra hàm lượng chlorophyll
chiết được tuân theo mô hình bậc 2, phụ thuộc
rất mạnh vào các yếu tố của quá trình chiết (R2 hiệu
chỉnh là 0,9893) (hình 2). Phân tích ANOVA và hồi
quy cho thấy hàm lượng chlorophyll của dịch chiết
thay đổi theo sự thay đổi của các thông số chiết như
nhiệt độ chiết, thời gian chiết và tỷ lệ dung môi :
nguyên liệu (phương trình 2) với xác suất (p < 0,01)
và các hệ số trong phương trình hàm mục tiêu chlo-
rophyll có sự khác biệt mang ý nghĩa thống kê (p <
0,001) (bảng 3).
Hàm lượng chlorophyll
(Y2) = 17.11 + 1,53*X1 + 1,69*X2 + 0,74*X3 + 1,04*X1X2 + 1,43*X1X3 - 0,47*X2X3 - 3,73*X1^2 - 2,55*X2^2 - 4,13*X3^2 (2)
Hình 1. Bề mặt đáp ứng của hàm lượng chlorophyll Hình 2. Bề mặt đáp ứng của hàm lượng polyphenol tổng số
Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản Số 3/2015
6 • TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
3. Hoạt tính chống oxy hóa tổng (TA)
Kết quả tối ưu hóa ở bảng 2 cũng cho thấy giá
trị hoạt tính chống oxy hóa tổng (Y3) nằm trong
khoảng 0,472 ÷ 3,135 mg acid ascorbic/g DW.
Độ lệch chuẩn (SD) của hoạt tính chống oxy hóa
tổng (TA) là 0,03. Kết quả này chứng tỏ mức độ
phân tán dữ liệu tập trung quanh đường chuẩn
của TA cao. Kết quả phân tích cũng cho thấy hoạt
tính chống oxy hóa tổng của dịch chiết biến đổi
theo mô hình bậc 2 và có sự tương tác mạnh
giữa các thông số của quá trình chiết (nhiệt độ,
thời gian chiết, tỷ lệ dung môi/nguyên liệu) với
hoạt tính chống oxy hóa tổng của dịch chiết thu
được (R2 hiệu chỉnh là 0,9932) (hình 3). Kết quả
phân tích ANOVA và hồi quy cho thấy hoạt tính
chống oxy hóa tổng thay đổi theo các thông số
chiết (phương trình 3), có độ tin cậy cao (p <
0,01). Các hệ số trong phương trình biểu diễn
hoạt tính chống oxy hóa tổng (Y3) cũng có (p <
0,001) (bảng 3).
TA = 1,77 + 0,16*X1 + 0,17*X2 + 0,071* X3 + 0,11*X1X2 + 0,15* X1X3 – 0,062* X2X3 – 0,38*X1^2 – 0,27*X2^2 – 0,43*X3^2 (3)
Hình 3. Bề mặt đáp ứng của hoạt tính chống oxy hóa tổng Hình 4. Bề mặt đáp ứng của hoạt tính khử sắt
4. Hoạt tính khử sắt
Kết quả tối ưu hóa ở bảng 2 cũng cho thấy hoạt
tính khử sắt (Y4) của dịch chiết nằm trong khoảng
1,156÷7,666mg FeSO4/g DW (bảng 2). Độ lệch
chuẩn (SD) hoạt tính khử sắt là 0,047. Kết quả này
chứng tỏ mức độ phân tán dữ liệu tập trung quanh
đường chuẩn của hoạt tính khử sắt của dịch chiết
măng tây cao. Hoạt tính khử sắt của dịch chiết cũng
biến đổi theo mô hình bậc 2, giống như các hàm
mục tiêu Y1, Y2 và Y3 và có sự tương tác cao với
yếu tố đầu vào của quá trình chiết (R2 hiệu chỉnh là
0,9933) (hình 4). Kết quả phân tích ANOVA và hồi
quy cho thấy hàm mục tiêu Y4 được thể hiện dưới
dạng biến mã (phương trình 4) với xác suất (p <
0,01) và các hệ số trong phương trình hàm mục tiêu
hoạt tính khử sắt (RP) cũng có (p < 0,001) (bảng 3) .
RP = 2.76 + 0.25*X1 + 0.26* X2 + 0.11* X3 + 0.17*X1X2 + 0.23* X1X3 - 0.096* X2X3 - 0.59*X1^2 – 0.42*X2^2 – 0.68*X3^2 (4)
Bảng 3. Mật độ xác suất của các hàm mục tiêu
Mô hình
Hàm lượng polyphenol Hàm lượng chlorophyll Hoạt tính chống oxy hóa tổng (TA) Hoạt tính khử sắt (RP)
F p F p F p F p
219,46 < 0,0001 144,57 < 0,0001 229,20 < 0,0001 231,56 < 0,0001
U1 206,65 < 0,0001 135,84 < 0,0001 217,03 < 0,0001 214,69 < 0,0001
U2 231,10 < 0,0001 164,17 < 0,0001 243 < 0,0001 241,95 < 0,0001
U3 41,79 0,0013 31,98 0,0024 42,96 0,0012 43,38 0,0012
U1U2 45,65 0,0011 31,22 0,0025 50,78 0,0008 50,43 0,0009
U1U3 92,02 0,0002 59,26 0,0006 92,73 0,0002 95,26 0,0002
U2U3 14,77 0,0121 6,39 0,0526 16,28 0,01 16,27 0,01
U1^2 545,66 < 0,0001 371,05 < 0,0001 568,76 < 0,0001 575,41 < 0,0001
U2^2 275,76 < 0,0001 172,63 < 0,0001 287,66 < 0,0001 290,23 < 0,0001
U3^2 715,04 < 0,0001 453,7 < 0,0001 745,2 < 0,0001 760,8 < 0,0001
Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản Số 3/2015
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG • 7
5. Phân tích tối ưu và trùng lặp bề mặt đáp ứng
các hàm mục tiêu
Phân tích cụ thể từng bề mặt đáp ứng cho thấy
các thông số trong phương trình hồi quy của các bề
mặt đáp ứng hoàn toàn phù hợp và có ý nghĩa thống
kê; Mô hình bậc 2 hoàn toàn phù hợp với lý thuyết và
thực nghiệm p < 0,0001 < 0,05 (bảng 3). Các hệ số
của mô hình cũng có p < 0,01 nên chúng hoàn toàn
có ý nghĩa về mặt thống kê và phù hợp với mô hình.
Kết quả phân tích dữ liệu và mô hình hóa dưới dạng
bề mặt 3D có bề mặt tương tác giữa các yếu tố nhiệt
độ, thời gian và tỷ lệ dung môi/nguyên liệu đối với các
hàm mục tiêu của quá trình chiết Y1, Y2, Y3 và Y4 thể
hiện ở dạng bán cầu với đỉnh cực đại nằm trong miền
nghiên cứu các yếu tố tác động. Thông qua mô hình
3D của 4 bề mặt đáp ứng thấy rằng thật sự có sự
khác biệt nhiều giữa điểm tối ưu với các điểm khác
trên mô hình nghiên cứu. Không có yếu tố có điểm tối
ưu ở điểm biên nghiên cứu. Đối với 4 bề mặt đáp ứng
và các yếu tố như nhiệt độ, thời gian và tỷ lệ dung
môi: nguyên liệu đều có xu hướng đạt được điểm tối
ưu ở gần điểm trung tâm.
Hình 5. Mô hình 3D tiên đoán điểm tối ưu của 4 hàm
mục tiêu dưới tác động của các yếu tố đầu vào
Hình 6. Mô hình 2D trùng lắp bề mặt các hàm mục tiêu
tiên đoán điểm tối ưu dưới tác động của các yếu tố đầu vào
Khi phân tích và tiến hành trùng lặp 4 bề mặt
đáp ứng cho thấy hàm lượng polyphenol tối ưu
của dịch chiết được dự đoán là 45,2905mg acid
gallic/g DW và dao động trong khoảng 41,8020 ÷
48,8920mg/g DW; Hàm lượng chlorophyll của dịch
chiết măng tây tối ưu tương ứng 312,955 µg/g
DW và dao động trong khoảng 283,329 - 343,762
µg acid gallic/g DW; Hoạt tính chống oxy hóa tổng
tối ưu tương đương 3,3208mg acid ascorbic/g
DW và dao động trong khoảng 3,07 ÷ 3,58 mg
acid ascorbic/ g nguyên liệu khô; Hoạt tính khử
sắt tối ưu tương đương với 8,1235mg FeSO4/g
DW và dao động trong khoảng 7,5137 ÷8,7524mg
FeSO4/g DW. Thông số tối ưu của công đoạn chiết
được dự đoán: nhiệt độ 490C, thời gian chiết 38
giờ và tỷ lệ dung môi: nguyên liệu là 43 (v/w) (hình
5 và 6).
Thực nghiệm chiết và đánh giá hàm lượng
polyphenol, chlorophyll và hoạt tính chống oxy
hóa cho thấy kết quả thực nghiệm hoàn toàn phù
hợp với những phân tích dự báo bằng phần mềm
Design Expert. Kết quả thực nghiệm tại điểm tối
ưu chỉ ra hàm lượng polyphenol và chlorophyll
của dịch chiết đạt tương ứng 43,7821mg acid
gallic/g DW và 309,622 µg/ g DW, hoạt tính chống
oxy hóa tổng và hoạt tính khử sắt của dịch chiết
đạt tương ứng 3,2164 mg acid ascorbic/g DW và
8,0519 FeSO4/g DW. Nhiều nghiên cứu chiết rút
các chất chống oxy hóa ở dược thảo trước đây
đã chỉ ra rằng nhiệt độ, thời gian và tỷ lệ dung
môi: nguyên liệu có ảnh hưởng lớn tới hàm lượng
polyphenol, chlorophyll và hoạt tính chống oxy
hóa của dịch chiết thu được. Mỗi nguồn nguyên
liệu khác nhau thì nhiệt độ, thời gian và tỷ lệ dung
môi: nguyên liệu chiết khác nhau (Đặng Văn Giáp,
2002) [4]. Cụ thể, nhiệt độ chiết các chất chống
oxy hóa ở rong nâu Sargassum vietnamese
là 440C, thời gian chiết là 31 giờ và tỷ lệ dung
môi: nguyên liệu là 32/1 (v/w) [1]. Trong khi đó,
đối với loài S. aemulum thì nhiệt độ chiết lại là
480C, thời gian chiết 36 giờ với tỷ lệ dung môi:
nguyên liệu là 42 [2]. Trong khi đó, nhiệt độ chiết
polyphenol, chlorophyll với hoạt tính chống oxy
hóa từ cây bắp là 540C, thời gian 29h và tỷ lệ dung
môi: nguyên liệu là 30/1.
Từ các phân tích ở trên cho thấy điều kiện tối
ưu để chiết polyphenol, chlorophyll với hoạt tính
chống oxy hóa từ măng tây(A. officinalis Linn) khô
là: nhiệt độ 490C, thời gian chiết 38 giờ và tỷ lệ dung
môi: nguyên liệu là 43 (v/w).
IV. KẾT LUẬN
Từ các nghiên cứu ở trên cho phép rút ra kết
luận:
- Thông số tối ưu cho công đoạn chiết
polyphenol, chlorophyll với hoạt tính chống oxy hóa
Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản Số 3/2015
8 • TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
từ cây măng tây (A. officinalis Linn) trồng ở Ninh
Thuận: nhiệt độ chiết 490C, thời gian chiết 38 giờ và
tỷ lệ DM:NL là 43/1 (v/w).
- Đã tiến hành chiết rút các chất chống oxy
hóa từ măng tây khô ở điều kiện tối ưu thu được
dịch chiết có hàm lượng polyphenol đạt 43,7821mg
acid gallic/ g DW, hàm lượng chlorophyll đạt
309,622 µg/ g DW, hoạt tính chống oxy hóa tổng đạt
3,2164 mg acid ascorbic/g DW và hoạt tính khử sắt
8,0519 FeSO4/ g DW.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Việt
1. Đặng Xuân Cường, Vũ Ngọc Bội, Trần Thị Thanh Vân (2012), Tối ưu hóa quá trình tách chiết Phlorotannin từ rong nâu
(Sargassum vietnamense) thu mẫu tại Nha Trang - Khánh Hòa, Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản, Số 3/2012, Trường
Đại học Nha Trang, Trang 83-87.
2. Đặng Xuân Cường, Vũ Ngọc Bội, Trần Thị Thanh Vân, Đào Trọng Hiếu (2013), Tối ưu hóa công đoạn chiết Phlorotannin
từ rong nâu Sargassum aemulum, Tạp chí Khoa học và Công nghệ, Số 3+4/2013, Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn,
Trang 135-139.
3. Đặng Xuân Cường, Lê Tuấn Anh, Vũ Ngọc Bội, Bùi Minh Lý (2014), Thu nhận polyphenol từ cây ngô, Tạp chí Khoa học -
Công nghệ Thủy sản, Số 4/2014, Trường Đại học Nha Trang, Trang 16-21
4. Đặng Văn Giáp (2002), Thiết kế & tối ưu hóa công thức và quy trình, NXB. Y học, Hà Nội.
Tiếng Anh
5. Dang Xuan Cuong, Vu Ngoc Boi, Tran Thi Thanh Van, Le Nhu Hau (2015), Effects of storage time on phlorotannin content
and antioxidant activity of six Sargassum species from Nhatrang Bay, Vietnam, Journal of Applied Phycology, Springer,
Springer, Published online: 23 May 2015, ISSN 0921-8971.
6. Amstrong N. A. and James K. C. (1996), Pharmaceutical Experimental Design and Interpretation, Taylor & Francis, UK.
7. Campisi B., Chicco D., Vojnovic D. and Phan Tan Luu R. (1998), Experimental design for a pharmaceutical formulation:
optimization and robustness, J. Pharm. Biopharm. Anal., 18, 57-65.
8. Eriksson L., Johansson E. and Wikstrom C. (1998), Mixture design-design generation, PLS analysis and model usage,
Chemometr. Intell. Lab. Syst. 43 1-24.
9. GEP Box and DW Behnken (1960), Some new three level designs for the study of quantitative vari- ables, Technometrics,
2 455-475.
10. Hamida Abid, Arshad Hussain, Shamsher Ali and Javed Ali (2009), Technique for optimum extraction of pectin from sour
orange peels and its chemical evaluation, J. Chem. Soc. Pak. 31(3) 459 - 461.
11. Jong Won Lee & Jeong Hyun Lee & In Ho Yu & Shela Gorinstein & Jong Hyang Bae & Yang Gyu Ku (2014), Bioactive com-
pounds, antioxidant and binding activities and spear yield of Asparagus officinalis L. Plant Foods Hum. Nutr., 69, 175–181.
12. Kim B. Y., Cui Z. G., Lee S. R., Kim S. J., Kang H. K., Lee Y. K., Park D. B. (2009), Effects of Asparagus officinalis extracts
on liver cell toxicity and ethanol metabolism, J. Food Sci. 74(7) H204-8.
13. Prieto P., Pineda M., Aguilar M. (1999), Spectrophotometric quantitation of antioxidant capacity through the formation
of a phosphomolybdenum complex : specific application to the determination of vitamin E, Analytical Biochemistry, 269
337-341.
14. Swanson A. K. and Druehl L. D. (2002), Induction, exudation and the UV protective role of kelp phlorotannins, Aquatic
Botany, 73 241-253.
15. 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.
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- so_3_2015_01_vu_ngoc_boi_1816_2024450.pdf