ẢNH HƯỞNG một số THÔNG số CÔNG NGHỆ của QUÁ TRÌNH TRÍCH LY kết hợp với SÓNG SIÊU âm đến KHẢ NĂNG TÁCH CHIẾTANTHOCYANIN từ vỏ QUẢ MĂNG cụt

ẢNH HƯỞNG một số THÔNG số CÔNG NGHỆ của QUÁ TRÌNH TRÍCH LY kết hợp với SÓNG SIÊU âm đến KHẢ NĂNG TÁCH CHIẾTANTHOCYANIN từ vỏ QUẢ MĂNG cụt ẢNH HƯỞNG một số THÔNG số CÔNG NGHỆ của QUÁ TRÌNH TRÍCH LY kết hợp với SÓNG SIÊU âm đến KHẢ NĂNG TÁCH CHIẾTANTHOCYANIN từ vỏ QUẢ MĂNG cụt

VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Nguyên liệu và hóa chất

Măng cụt (Garcinia mangostana L) đạt độ chín thương mại với đường kính khoảng 4,3 – 4,8 cm, được thu mua tại chợ An Lạc (Trâu Quỳ, Gia Lâm, Hà Nội) vào tháng 7/2020 và sau đó được vận chuyển về Khoa Công nghệ thực phẩm.

Quả măng cụt được chọn lựa có màu tím đặc trưng và kích thước đồng đều Sau khi rửa sạch và để ráo, vỏ măng cụt được tách ra và thái mỏng Tiếp theo, vỏ được sấy ở nhiệt độ 55ºC cho đến khi đạt độ ẩm từ 5 đến 7% chất khô.

Sau khi hoàn tất quá trình sấy vỏ măng cụt, cần cho vào bình hút ẩm và giữ trong ít nhất 30 phút Sau đó, vỏ măng cụt sẽ được nghiền thành bột với các kích thước mắt sàng khác nhau bằng máy nghiền mẫu ZM200 tại phòng thí nghiệm trung tâm Khoa học và Công nghệ Thực phẩm.

3.1.2 Hóa chất, thiết bị, dụng cụ

Bảng 3.1 Các hóa chất sử dụng

STT Tên hóa chất Xuất xứ

* Phương pháp pha hóa chất (pha dung dịch đệm)

 Dung dịch kali clorua (KCl) 0,025M (làm dung dịch đệm có pH 1)

Cân 1,86 g kali clorua và cho vào cốc mỏ, sau đó thêm nước đến khoảng 480ml Tiến hành đo pH và sử dụng axit clohydric đậm đặc để điều chỉnh pH về mức 1 Cuối cùng, chuyển dung dịch vào bình định mức 500ml và bổ sung nước đến vạch quy định.

 Dung dịch natri axetat (NaCH3COO.3H2O) 0,4M (dung dịch đêm pH có pH 4,5)

Cân 54,53g natri axetat và cho vào cốc mỏ, sau đó thêm nước cho đến khoảng 460ml Tiến hành đo pH và điều chỉnh bằng axit clohydric đậm đặc đến pH 4,5 Cuối cùng, chuyển dung dịch vào bình định mức 500ml và bổ sung nước đến vạch mức.

Bảng 3.2 Các thiết bị sử dụng

STT Tên thiết bị Model

4 Máy đo quang phổ tử ngoại khả kiến UV - VIS

Bảng 3.3 Các dụng cụ sử dụng

STT Tên dụng cụ STT Tên dụng cụ

1 Bình tam giác 250 ml 8 Bình định mức 50 ml

2 Cốc thủy tinh 250 ml 9 Phễu lọc

3 Cốc thủy tinh 100 ml 10 Giấy lọc

5 Pipet 5 ml 12 Thìa lấy mẫu

6 Pipet 1 ml 13 Giá đỡ ống nghiệm

Địa điểm và thời gian nghiên cứu

 Địa điểm thực hiện đề tài:

- Phòng thí nghiệm Bộ môn Quản lý chất lượng và An toàn Thực phẩm, khoa Công nghệ Thực phẩm, Học viện Nông nghiệp Việt Nam.

- Phòng thí nghiệm trung tâm Khoa học và Công nghệ Thực phẩm, Khoa Công nghệ thực phẩm.

 Thời gian nghiên cứu: Tháng 10/2020 – Tháng 2/2021

Nội dung nghiên cứu

Nội dung 1: Xác định kích thước nguyên liệu thích hợp trong quá trình tách chiết anthocyanin từ vỏ măng cụt có hỗ trợ siêu âm.

Để tăng cường hiệu quả chiết tách anthocyanin từ vỏ măng cụt bằng phương pháp hỗ trợ siêu âm, việc xác định loại axit phù hợp để bổ sung vào dung môi là rất quan trọng Việc lựa chọn axit đúng sẽ giúp tối ưu hóa quá trình chiết xuất, nâng cao lượng anthocyanin thu được và cải thiện chất lượng sản phẩm cuối cùng.

Nội dung 3: Xác định nồng độ axit thích hợp trong dung môi trong quá trình chiết tách anthocyanin từ vỏ măng cụt có hỗ trợ siêu âm.

Nội dung 4: Xác định tỷ lệ dung môi/ nguyên liệu thích hợp trong quá trình chiết tách anthocyanin từ vỏ măng cụt có hỗ trợ siêu âm.

Nội dung 5: Xác định thời gian thích hợp trong quá trình chiết tách anthocyanin từ vỏ măng cụt có hỗ trợ siêu âm.

Nội dung 6: Xác định nhiệt độ chiết thích hợp trong quá trình chiết tách anthocyanin từ vỏ măng cụt có hỗ trợ siêu âm.

Phương pháp nghiên cứu

Tách chiết Anthocyanin từ vỏ quả măng cụt bằng dung môi etanol/nước kết hợp hỗ trợ siêu âm theo sơ đồ quy trình sau:

Hình 3.1 Quy trình chung tách chiết anthocyanin từ vỏ quả măng cụt

Dung môi và axit bổ sung

Sấy ở nhiết độ 55ºC đến độ ẩm 5 – 7%

Nghiền (ở các mức kích thước khảo sát)

Trích ly trong bể siêu âm

Để chuẩn bị nguyên liệu, đầu tiên cần cân khối lượng quả măng cụt ban đầu và xử lý để tách vỏ Sau khi tách vỏ, vỏ măng cụt được cân và thái lát mỏng để dễ dàng trong quá trình sấy Tiếp theo, cho vỏ vào khay và đưa vào tủ sấy ở nhiệt độ 55ºC cho đến khi độ ẩm đạt khoảng 5-7% Cuối cùng, cho vỏ đã sấy vào bình hút ẩm trong 30 phút trước khi bảo quản trong túi zip.

Đem mẫu vỏ măng cụt đã sấy khô đi nghiền theo kích thước khảo sát, sau đó đóng gói bột vỏ măng cụt vào túi zip Bảo quản sản phẩm ở nơi khô ráo và tránh ánh sáng mặt trời để đảm bảo chất lượng.

Để trích ly mẫu bột vỏ măng cụt, sử dụng dung môi có bổ sung axit theo tỷ lệ phối trộn phù hợp Sau đó, bọc mẫu bằng màng bọc thực phẩm và cho vào bể siêu âm để tiến hành quá trình trích ly hiệu quả.

- Lọc: Hỗn hợp sau khi trích ly được đem đi lọc bằng phễu và giấy lọc, thu được dịch lọc

- Dịch lọc thu được đem đi phân tích hàm lượng anthocyanin.

3.4.2 Phương pháp bố trí thí nghiệm

Các nghiên cứu của Lawan và cộng sự (2016), Cheok và cộng sự (2013), Nguyễn Thị Hiền và cộng sự (2012), cùng Nguyễn Đình Dũng và cộng sự (2018) đã khảo sát các yếu tố như kích thước nguyên liệu, loại axit và nồng độ axit bổ sung vào dung môi, tỷ lệ nguyên liệu/dung môi, thời gian và nhiệt độ siêu âm Nghiên cứu này sử dụng thiết bị siêu âm cường độ cao với tần số 37 kHz để tối ưu hóa quy trình.

Để tiến hành thí nghiệm, cân 1g mẫu bột vỏ quả măng cụt và ngâm trong dung môi có bổ sung axit dưới các điều kiện khác nhau như nhiệt độ và thời gian trong bể siêu âm Sau đó, để lắng và lọc qua giấy lọc, lấy 10ml dịch lọc đã pha loãng với dung dịch đệm pH = 1 và 10ml dịch lọc đã pha loãng với dung dịch đệm pH = 4,5 vào bình định mức 50ml Cuối cùng, đo quang phổ của hai mẫu đã pha loãng trên máy UV-Vis tại các bước sóng λ = 520nm và λ = 700nm để theo dõi hàm lượng anthocyanin thu được.

TN1: Khảo sát ảnh hưởng của kích thước nguyên liệu phù hợp

- Yếu tố thí nghiệm: Kích thước bột vỏ nghiền qua các mắt sàng là: 0,25mm, 0.5mm và 1mm

- Yếu tố phi thí nghiệm:

+ Tỷ lệ nguyên liệu/dung môi là 1/30ml (dung môi etanol : nước = 50 :50, bổ sung 1% axit HCl đậm đặc 36,37%)

+ Thời gian 15 phút, nhiệt độ 50ºC

TN2: Khảo sát ảnh hưởng của loại axit trong dung môi

- Yếu tố thí nghiệm: Hàm lượng 1% các loại axit HCl (36,37%), citric (99,7%) và axetic (99,7%)

- Yếu tố phi thí nghiệm:

+ Kích thước nguyên liệu (xác định ở thí nghiệm 1)

+ Tỷ lệ nguyên liệu/dung môi là 1/30ml (dung môi etanol : nước = 50 :50)

+ Thời gian 15 phút, nhiệt độ 50ºC

TN3: Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ axit trong dung môi

- Yếu tố thì nghiệm: Nồng độ axit lần lượt là 0,5%; 1%; 2%; 3% của loại axit đã xác định ở thí nghiệm 2

- Yếu tố phi thí nghiệm:

+ Kích thước nguyên liệu (xác định ở thí nghiệm 1)

+ Tỷ lệ nguyên liệu/dung môi là 1/30ml (dung môi etanol : nước = 50 :50 bổ sung 1% loại axit xác định được ở thí nghiệm 2)

+ Thời gian 15 phút, nhiệt độ 50ºC

TN4: Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ dung môi và nguyên liệu

- Yếu tố thí nghiệm: Tỷ lệ nguyên liệu/dung môi; 1/20; 1/25; 1/30; 1/35; 1/40

- Yếu tố phi thí nghiệm:

+ Kích thước nguyên liệu (xác định ở thí nghiệm 1)

+ Tỷ lệ dung môi etanol : nước = 50 :50 có bổ sung nồng độ và loại axit đã xác định ở thí nghiệm 2 và 3

+ Thời gian 15 phút, nhiệt độ 50ºC

TN5: Khảo sát thời gian chiết

- Yếu tố thí nghiệm: Thời gian trích ly 5; 10; 15; 20; 25 (phút)

- Yếu tố phi thí nghiệm:

+ Kích thước nguyên liệu (xác định ở thí nghiệm 1)

+ Tỷ lệ nguyên liệu/dung môi và loại axit bổ sung xác định ở các thí nghiệm 2;3;4 + Nhiệt độ 50ºC

TN6: Khảo sát nhiệt độ chiết

- Yếu tố thí nghiệm: Nhiệt độ 30; 40; 50; 60; 70

- Yếu tố phi thí nghiệm:

+ Kích thước nguyên liệu (xác định ở thí nghiệm 1)

+ Tỷ lệ nguyên liệu/dung môi và loại axit bổ sung xác định ở các thí nghiệm 2;3;4 + Thời gian xác định ở thí nghiệm 5

- Xác định hàm lượng anthocyanin bằng phương pháp pH vi sai ( theo tiêu chuẩn TCVN 11028:2015)

Chất tạo màu anthocyanin tồn tại ở dạng oxonium và chủ yếu ở dạng hemiketal không màu tại pH 4,5 Độ hấp thụ của các chất màu ở bước sóng 520nm tỷ lệ thuận với nồng độ chất tạo màu, và các kết quả được biểu thị theo cyanidin-3-glucoside Các anthocyanin ở dạng polyme không thay đổi màu khi pH biến đổi, do đó không được tính trong phép đo vì độ hấp thụ của chúng ở pH 4,5 và pH 1 là giống nhau.

Hàm lượng (HL) anthocyanin được tính và biểu diễn theo cyanidin-3-glucoside theo công thức (TCVN 11028:2015).

HL (mg/100g) =A×MW×V×DF×10 3 ε×l×m Trong đó:

A là độ hấp thụ của phần mẫu thử, tính được như sau:

A = (A520nm– A700nm)pH=1– (A520nm– A700nm)pH=4,5

A520nm: là độ hấp thụ của phần mẫu thử đo được ở bước sóng 520nm

A700nm: là độ hấp thụ của phần mẫu thử đo được ở bước sóng 700nm

MW: Khối lượng phân tử của cyanidin-3-glucoside, bằng 449,2 g/mol

DF: Hệ số pha loãng l : Chiều dày cuvet (1cm) ε: Hệ số tắt phân tử (bằng 26900) của cyanidin-3-glucoside, (L.mol -1 cm -1 ) m : Khối lượng nguyên liệu (g)

3.4.4 Phương pháp xử lý số liệu

Tất cả các thí nghiệm được thực hiện lặp lại ba lần để đảm bảo tính chính xác trong phân tích Anova Dữ liệu được phân tích bằng phần mềm Mini tab 16, với kiểm định Student’s để xác định sự khác biệt có ý nghĩa giữa các giá trị tại mức ý nghĩa p < 0,05 Hàm lượng anthocyanin được tính toán bằng phần mềm Excel 2013.

KẾT QUẢ THẢO LUẬN

Khảo sát ảnh hưởng của kích thước nguyên liệu trong quá trình trích ly kết hợp sóng siêu âm đến hàm lượng anthocyanin chiết xuất từ vỏ quả măng cụt

Kích thước nguyên liệu (KTNL) có tác động đáng kể đến diện tích tiếp xúc giữa nguyên liệu và hệ dung môi, ảnh hưởng đến khả năng trích ly anthocyanin từ vỏ quả măng cụt khi sử dụng sóng siêu âm Kết quả khảo sát này được thể hiện rõ qua hình ảnh dưới đây.

Hình 4.1 Ảnh hưởng của kích thước nguyên liệu trong quá trình trích ly kết hợp sóng siêu âm đến hàm lượng anthocyanin chiết xuất từ vỏ quả măng cụt

Ghi chú: các chữ số a,b,c,d thể hiện sự khác nhau có ý nghĩa ở mức ý nghĩa α=5%

Kết quả nghiên cứu cho thấy, khi trích ly vỏ quả măng cụt trong cùng điều kiện về loại, nồng độ axit, tỷ lệ dung môi/nguyên liệu, thời gian và nhiệt độ, lượng anthocyanin thu được ở kích thước 0,25 mm và 1 mm không khác biệt có ý nghĩa thống kê theo phân tích ANOVA với khoảng tin cậy 95% Tuy nhiên, lượng anthocyanin từ quá trình trích ly ở kích thước 0,5 mm có sự khác biệt có ý nghĩa thống kê so với hai kích thước còn lại và đạt giá trị cao nhất.

Theo nghiên cứu của Lê Văn Việt Mẫn và cộng sự (2011), kích thước nguyên liệu nhỏ hơn sẽ tăng diện tích bề mặt tiếp xúc giữa nguyên liệu và dung môi, từ đó dễ dàng hơn trong quá trình trích ly các cấu tử Tuy nhiên, nếu kích thước nguyên liệu quá nhỏ, chi phí nghiền sẽ tăng và nguyên liệu có thể bị lắng đọng, gây tắc nghẽn trong quá trình trích ly Điều này dẫn đến việc hàm lượng anthocyanin ở kích thước 0,25 mm thấp hơn so với 0,5 mm, và kích thước 1 mm cho thấy hàm lượng anthocyanin thu được cũng thấp hơn do diện tích tiếp xúc nhỏ hơn.

Như vậy, kích thước 0,5 mm là kích thước nguyên liệu được lựa chọn để trích ly anthocyanin từ vỏ măng cụt có hỗ trợ sóng siêu âm.

Khảo sát ảnh hưởng của loại axit bổ sung vào dung môi trong quá trình trích ly kết hợp sóng siêu âm đến hàm lượng anthocyanin chiết xuất từ vỏ quả măng

ly kết hợp sóng siêu âm đến hàm lượng anthocyanin chiết xuất từ vỏ quả măng cụt

Anthocyanin có khả năng hòa tan trong nước hoặc các dung môi hữu cơ phân cực, và việc bổ sung một lượng nhỏ axit vào dung môi sẽ làm tăng tính phân cực của nó Trong nghiên cứu này, etanol/nước được sử dụng làm hệ dung môi phổ biến cho việc chiết xuất các hợp chất hữu cơ phân cực, với tỷ lệ thường dùng là 50/50 Để đạt hiệu suất tối ưu, việc lựa chọn loại axit phù hợp để bổ sung vào hệ dung môi là rất quan trọng.

Ba loại axit được khảo sát bao gồm HCl (36,37%), axit citric (99,7%) và axit axetic (99,7%) Kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng axit phù hợp để bổ sung vào dung môi với kích thước nguyên liệu 0,5 mm và nồng độ 1% được trình bày trong hình 4.2.

Hình 4.2 cho thấy ảnh hưởng của loại axit bổ sung vào dung môi trong quá trình trích ly kết hợp sóng siêu âm đến hàm lượng anthocyanin được chiết xuất từ vỏ quả măng cụt Nghiên cứu này chỉ ra rằng việc lựa chọn loại axit phù hợp có thể tối ưu hóa hiệu quả chiết xuất anthocyanin, từ đó nâng cao giá trị dinh dưỡng và ứng dụng của vỏ quả măng cụt trong ngành thực phẩm và dược phẩm.

Ghi chú: các chữ số a,b,c,d thể hiện sự khác nhau có ý nghĩa ở mức ý nghĩa α=5%

Hình 4.2 Cho thấy hiệu suất chiết có thay đổi khi bổ sung loại axit khác nhau.

Nghiên cứu so sánh hàm lượng anthocyanin khi bổ sung các loại axit khác nhau cho thấy axit HCl cho hàm lượng anthocyanin cao hơn 1,1 lần so với axit citric và 1,2 lần so với axit acetic Kết quả thống kê chỉ ra rằng hàm lượng anthocyanin khi sử dụng axit HCl có sự khác biệt rõ rệt so với hai loại axit còn lại, trong khi axit citric và axit acetic không cho thấy sự khác biệt trong khoảng tin cậy 95% Axit HCl, với tính chất là một axit mạnh, làm tăng tính phân cực của dung môi, do đó, đây là lựa chọn tối ưu cho quá trình tách chiết anthocyanin từ vỏ quả măng cụt khi kết hợp với sóng siêu âm.

Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ axit bổ sung vào dung môi trong quá trình trích ly kết hợp sóng siêu âm đến hàm lượng anthocyanin chiết xuất từ vỏ quả măng cụt

Nồng độ axit trong dung môi ảnh hưởng đến pH, từ đó tác động đến hàm lượng anthocyanin thu được Việc thay đổi nồng độ axit trong hệ dung môi dẫn đến sự biến đổi hàm lượng anthocyanin tách chiết từ vỏ quả măng cụt, như thể hiện trong hình 4.3.

Nồng độ axit bổ sung vào dung môi có ảnh hưởng đáng kể đến hàm lượng anthocyanin được chiết xuất từ vỏ quả măng cụt trong quá trình trích ly kết hợp sóng siêu âm Việc điều chỉnh nồng độ axit giúp tối ưu hóa hiệu suất chiết xuất, từ đó nâng cao giá trị dinh dưỡng và ứng dụng của anthocyanin trong thực phẩm và y học.

Khi nồng độ axit tăng từ 0,5% lên 1%, hàm lượng anthocyanin tăng 2,09 mg/100g Tuy nhiên, khi nồng độ axit tiếp tục tăng lên 2%, hàm lượng anthocyanin không có sự thay đổi đáng kể so với nồng độ 1%, và sự khác biệt này không có ý nghĩa trong khoảng tin cậy 95% Đến nồng độ axit 3%, hàm lượng anthocyanin có xu hướng giảm và sự khác biệt này có ý nghĩa so với nồng độ 1% và 2% Sự thay đổi này được giải thích là do tăng nồng độ axit làm tăng độ hấp thụ quang ở pH 4,5, nhưng lại giảm ở pH 1,0, dẫn đến giảm độ hấp thu quang A của hệ.

Axit HCl là một loại axit mạnh và cần được sử dụng cẩn thận trong thực phẩm Để đảm bảo an toàn, nồng độ axit HCl nên được chọn là 1% khi bổ sung vào dung môi.

4.4 Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu / dung môi trong quá trình trích ly kết hợp sóng siêu âm đến hàm lượng anthocyanin chiết xuất từ vỏ quả măng cụt

Tăng lượng dung môi sử dụng trong quá trình trích ly sẽ cải thiện hiệu suất, nhưng điều này dẫn đến lãng phí dung môi và gia tăng chi phí Ngược lại, việc sử dụng tỷ lệ dung môi quá nhỏ sẽ không đủ để đạt hiệu quả khai thác cao.

Việc lựa chọn tỷ lệ nguyên liệu/dung môi phù hợp là rất quan trọng để đảm bảo hiệu quả chiết xuất và giảm thiểu lãng phí dung môi Trong nghiên cứu, các tỷ lệ dung môi sử dụng là 20, 25, 30, 35 và 40 ml dung môi cho mỗi 1g nguyên liệu, với dung môi là etanol/nước (50:50) và bổ sung 1% HCl Kết quả cho thấy hàm lượng anthocyanin thay đổi theo tỷ lệ nguyên liệu/dung môi, trong đó tỷ lệ 1/30 cho hàm lượng anthocyanin cao nhất, mặc dù không có sự khác biệt có ý nghĩa thống kê so với tỷ lệ 1/35 Các tỷ lệ 1/25 và 1/40 có hàm lượng anthocyanin tương đương và cao hơn tỷ lệ 1/20 Khi dung môi không đủ, hàm lượng anthocyanin thu được sẽ thấp, trong khi tăng lượng dung môi sẽ làm tăng hàm lượng anthocyanin do tạo ra sự chênh lệch nồng độ cần thiết Tuy nhiên, nếu dung môi đạt đến trạng thái cân bằng, sự chênh lệch nồng độ không còn tăng nữa, dẫn đến khả năng giảm hàm lượng anthocyanin.

Tỷ lệ nguyên liệu và dung môi trong quá trình trích ly kết hợp sóng siêu âm có ảnh hưởng đáng kể đến hàm lượng anthocyanin chiết xuất từ vỏ quả măng cụt Việc tối ưu hóa tỷ lệ này không chỉ tăng cường hiệu suất chiết xuất mà còn nâng cao chất lượng sản phẩm cuối cùng.

Ghi chú: các chữ số a,b,c,d thể hiện sự khác nhau có ý nghĩa ở mức ý nghĩa α=5%

Như vậy để đạt hiệu quả tách chiết anthocyanin đồng thời tránh lãng phí dung môi, tỷ lệ nguyên liệu/dung môi là 1/30 được lựa chọn.

Khảo sát ảnh hưởng của thời gian đến hàm lượng anthocyanin chiết xuất từ vỏ quả măng cụt có hỗ trợ sóng siêu âm

vỏ quả măng cụt có hỗ trợ sóng siêu âm

Thời gian chiết siêu âm ảnh hưởng lớn đến hiệu quả trích ly anthocyanin và chi phí thực hiện Các mức khảo sát được lựa chọn là 5, 10, 15, 20 và 25 phút, kết hợp với các chỉ tiêu như kích thước 0,5 mm, 1% axit HCl bổ sung vào dung môi, và tỷ lệ nguyên liệu/dung môi là 1/30 (g/ml) Kết quả thu được được trình bày trong hình 4.5.

Thời gian siêu âm có ảnh hưởng đáng kể đến hàm lượng anthocyanin Khi thời gian siêu âm tăng từ 5 lên 10 phút, hàm lượng anthocyanin tăng từ 19,16 lên 20,94 (mg/100g) với sự khác biệt có ý nghĩa ở mức tin cậy 95% Tuy nhiên, khi tăng thời gian lên 15 phút, hàm lượng anthocyanin không có sự khác biệt đáng kể so với 10 phút Đáng chú ý, hàm lượng anthocyanin bắt đầu giảm dần khi thời gian chiết siêu âm kéo dài đến 25 phút Nguyên nhân là do thời gian xử lý siêu âm lâu hơn dẫn đến sự phá hủy nhiều hơn của thành tế bào.

Hình 4.5 Ảnh hưởng của thời gian siêu âm đến hàm lượng anthocyanin chiết xuất từ vỏ quả măng cụt

Ghi chú: các chữ số a,b,c,d thể hiện sự khác nhau có ý nghĩa ở mức ý nghĩa α=5%

Kết quả khảo sát cho thấy không có sự khác biệt đáng kể so với các nghiên cứu trước đây Theo C.Y.Cheoka và cộng sự (2013), khi tối ưu hóa tổng số anthocyanin từ vỏ quả măng cụt bằng phương pháp trích ly hỗ trợ siêu âm, thời gian tối ưu để đạt hàm lượng anthocyanin cao nhất là 15 phút Tuy nhiên, hàm lượng anthocyanin ở thời gian khảo sát 10 phút và 15 phút không khác biệt có ý nghĩa, vì vậy để tiết kiệm thời gian và nâng cao hiệu quả chiết, thời gian xử lý siêu âm được chọn là 10 phút cho các thí nghiệm tiếp theo.

Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ siêu âm đến hàm lượng anthocyanin chiết xuất từ vỏ quả măng cụt

từ vỏ quả măng cụt

Khi nhiệt độ tăng, sự chuyển động của các cấu tử diễn ra nhanh hơn, dẫn đến việc hòa tan và khuếch tán từ nguyên liệu vào dung môi được cải thiện Nhiệt độ cao cũng làm giảm độ nhớt của dung môi, giúp dung môi dễ dàng thẩm thấu qua nguyên liệu, tăng diện tích tiếp xúc giữa chúng Tuy nhiên, việc tăng nhiệt độ có thể làm tăng chi phí năng lượng và gây ra các phản ứng không mong muốn như mất màu và tổn thất các cấu tử Để nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ siêu âm đến hàm lượng anthocyanin từ vỏ quả măng cụt, chúng tôi đã chọn các ngưỡng nhiệt độ 30, 40, 50, 60 và 70ºC, với kích thước nguyên liệu 0,5mm, bổ sung 1% axit HCl, tỷ lệ nguyên liệu/dung môi là 1/30 và thời gian chiết xuất là 10 phút.

Hình 4.6 Ảnh hưởng của nhiệt độ siêu âm đến hàm lượng anthocyanin chiết xuất từ vỏ quả măng cụt

Ghi chú: các chữ số a,b,c,d thể hiện sự khác nhau có ý nghĩa ở mức ý nghĩa α=5%

Từ hình 4.6 cho thấy nhiệt độ có ảnh hưởng mạnh đến hàm lượng anthocyanin thu được khi chiết tách cùng điều kiện nhưng ở có ngưỡng nhiệt độ khác nhau.

Hàm lượng anthocyanin từ vỏ quả măng cụt đạt giá trị cao nhất là 21,60 mg/100g khi chiết xuất ở nhiệt độ 40ºC Sự khác biệt này có ý nghĩa thống kê so với các mức nhiệt độ khác trong khoảng tin cậy 95%.

Nghiên cứu cho thấy hàm lượng anthocyanin không có sự khác biệt đáng kể ở nhiệt độ 30 và 50ºC Tuy nhiên, khi nhiệt độ tăng lên, hàm lượng anthocyanin có xu hướng giảm, đặc biệt là ở mức 70ºC, khi hàm lượng chỉ còn 16,31mg/100g Điều này cho thấy anthocyanin dễ bị biến tính bởi nhiệt độ cao, dẫn đến phân hủy và mất màu nhanh chóng Nguyên nhân là do sự thủy phân liên kết glycogyl của anthocyanin, tạo ra cation flavinium không bền và sau đó chuyển hóa thành chalcone không màu (Đàm Sao Mai và cộng sự, 2012).

Vì vậy nhiệt độ siêu âm là 40ºC được lựa chọn để tách chiết anthocyanin có hỗ trợ sóng siêu âm từ vỏ quả măng cụt.