Tối ưu hóa quá trình thu nhận chất màu betacyanin từ thịt quả thanh long bằng phương pháp trích ly có hỗ trợ siêu âm

KHOA HỌC CƠNG NGHỆ TÚI uu HĨA Q TRÌNH THU NHÂN CHAT MÀU BETACYANIN TÙ THỊT QUẢ THANH LONG BẰNG PHUONG PHÁP TRÍCH LY CĨ Hỗ TRỌ SIÊU ÂM Nguyễn Hồng Anh1, Mạc Xn Hồ1- * TĨM TẮT Thanh long ruột đỏ (Hylocereus polyrhizus) loại trái chứa nhiều betacyanin - loại chất màu tự nhiên có màu sắ: từ đỏ đến tím Mục tiêu nghiên cứu ứng dụng phưong pháp bề mặt đáp ứng nhằm tối ưu hóa q trinh trích ly chất màu betacyanin có hỗ trợ siêu âm từ trái long ruột đỏ với thông số thời gian công suất siêu âm Mối quan hệ điều kiện trích ly hàm lượng betacyanin thu nhận tương thích ý nghĩa với mơ hình hồi quy bậc có hệ số xác định R2 0,99 Hàm lượng betacyanin thu nhận ước lượng cao 15,59 mg/100 g điều kiện tối ưu thòi gian 10,2 phút công suất 262,5 w (35% 750 W) Khơng có khác biệt ý nghĩa giũa điều kiện tối ưu dự đoán điều kiện tối ưu X ác minh thực nghiệm (p > 0,05) Từ khoá: Betacya lin, phươngpháp bề mặt đáp ứng, long ruột đỏ, trích ly có hỗ trợ siêu âm ĐẶT VẤNĐÉ Thanh long có tên khoa học Hylocereus spp., thuộc họ Xưong rồng (Cactaceae) Việt Nam nước có diện tích sản lượng long lớn châu Á nước xuất th inh long hàng đầu giới Thanh Long đuợc trồng 32 tỉnh/thành phố, phát triển mạnh thành vùng chuyên canh quy mô lớn tập trtng tỉnh Binh Thuận, Tiền Giang Long An; diện tích thaih long tỉnh chiếm 93% tổng diện tích 95% sản lượng nước, tổr g sản lượng vào khảig 1,2 triệu vào năm 2019 Sử dụng chất màt tự nhiên thay cho chất màu tổng họp, nhằm nâng cao tính an tồn cho sản plúm xu hướng ngành chế biến thực ph 0,05; kiểm định LSD) Sự khác biệt kết thu nhờ tượng tạo võ bọt khí sóng siêu âm gây ra, ết tạo áp lực ị iúp phá vỡ tế bào thực vật tăng tốc độ khuếch tán phân tử [5, 6] Cụ thể hon, hiệu trích ly q tan sát thấy hiệu ưng OC4.C4 vẹvvy IU JUl tượng LdV/lẤg, OU1 k/y/v VI VVVlllg, sau tạo ra: (1) XJ.lV' sủi bọt dung môi, (2) khả tăng dường thâm nhập sâu lung mơi trích ly vào mạng lưới cấu trúc ngun 3.2 Tối ưu hố q trình trích ly Phương pháp bề mặt đáp ứng (Response Surface Methodology - RSM) với phương án quay bậc có tâm (Central Composite Design - CCD) áp dụng để tối ưu hóa điều kiện q trình trích ly vói biến đầu vào thời gian (Xj) công suất siêu âm (X2) Hàm mục tiêu đại diện cho hiệu trích ly hàm lượng betacyanin dịch lọc Theo đó, phương án thực nghiệm bao gồm 11 thí nghiệm; thí nghiệm tâm, thí nghiệm điểm thí nghiệm lặp tâm Mức tốt thí nghiệm khảo sát (thời gian 10 phút, công suất 35% (262,5 W)) chọn làm mức tâm cho thí nghiệm tối ưu hóa vói khoảng biến thiên biến thể bảng Kết thực nghiệm trình bày bảng Bảng Các mức biến đẩu vào _ thí nghiệm tối ưu hoá _ Mức Mức Mức tàm thấp cao Thịi gian (Xb phút) 10 13 Cơng suất (X2, %) 30 35 40 Các hệ số phưong trình hồi quy thực nghiệm ước lượng phưong pháp bình phưong cực tiểu; tính tưong thích chung mơ hình đánh giá phưong pháp phàn tích phưong sai (ANOVA; a = 0,05); ý nghĩa hệ số kiểm tra kiểm định Student (a = 0,05) Điều kiện tối ưu dự đoán xác minh lại thực nghiệm NÔNG NGHIỆP VÀ FlHÁT TRIỂN NÔNG THÔN - KỲ - THÁNG 5/2022 87 KHOA HỌC CÔNG NGHỆ Bảng Ma trận thực nghiệm thí nghiệm tối ưu hố Hàm mục tiêu Thí Biến nghiệm Xi x2 Y thực Ydự 10 11 7 13 13 5,5 14,5 10 10 10 10 30 40 30 40 35 35 25 45 35 35 10 35 nghiệm 13,64 15,16 14,92 14,53 13,85 14,41 13,68 14,22 15,73 15,75 15,7 đoán 13,73 15,06 15,04 14,45 13,86 14,39 13,58 14,32 15,72 15,72 15,72 Ghi chú: Xp thòi gian siêu âm (phút); x2: công suất siêu âm (% 750 W); Ylhưc nghiệm: hàm lượng betacyanin xác định thực nghiệm (mg/100g); Ydự đốn-' hàm lượng betacyanin tính tốn từ phương trình hồi quy (mg/100g) Bảng trinh bày kết phân tích phương sai cho mơ hình hồi quy Kết cho thấy trị số p < 0,05; vậy, có hệ số bj khác khơng; nói cách khác, mơ hình hồi quy tương thích vói thực nghiệm Giá trị R2 0,99 cho thấy có 99% biến thiên hàm mục tiêu tác động yếu tố thí nghiệm Bảng Phân tích phương sai cho mơ hình hồi quy (ANOVA) Nguồn dí Tổng Trung F p bình bình phương bình phương Mơ hình 6,59 1,32 Sai số 0,06 0,01 Tổng 10 6,65 108,44