Tối ưu hóa công đoạn chiết polyphenol, chlorophyll với hoạt tính chống oxy hóa từ cây măng tây (asparagus officinalis linn) - Vũ Ngọc Bội

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)

pdf6 trang | Chia sẻ: thucuc2301 | Lượt xem: 508 | Lượt tải: 0download
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:

  • pdfso_3_2015_01_vu_ngoc_boi_1816_2024450.pdf