Nghiên cứu động học biến đổi thành phần Chlorophyll trong suốt thời gian bảo quản bột lá Đinh lăng

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NGUYỄN TẤT THÀNH KHOA KỸ THUẬT THỤC PHẨM VÀ MƠI TRƯỜNG NGUYEN TAT THANH KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU ĐỘNG HỌC BIẾN ĐỔI THÀNH PHẦN CHLOROPHYLL TRONG SUỐT THỜI GIAN BẢO QUẢN BỘT LÁ ĐINH LĂNG (Polysclas fruticosa (L.) Harms) TRÀN THỊ TUYÉT NGÂN Tp.HCM, tháng 10 năm 2020 TÓM TẮT Đinh lăng (Polyscias fruticosa (L.) Harms) loại biết đến chứa nhiều thành phần có hoạt tính sinh học nhiều tác dụng dược lý mang đến nhiều lợi ích sức khỏe cho người Lá đinh lăng chứa saponin, alkaloid, số vitamin nhiều nguyên tổ vi lượng Do vậy, bảo quản sản phẩm từ bột đinh lăng sau trình sấy microwave, nâng cao chất lượng mang lợi ích đáng kể kinh tế thưong mại sản phẩm, kéo dài thời gian bảo quản lợi ích sức khỏe cho người tiêu dùng Mục tiêu đề tài hướng đến đánh giá ảnh hưởng điều kiện nhiệt độ, ánh sáng, oxy lên suốt trình bảo quản bột đinh lăng Nội dung nghiên cứu gồm phần chính: - Phần 1: Nghiên cứu mơ hình phân hủy chlorophyll suốt trình bảo quản bột đinh lăng - Phần 2: Nghiên cứu động học phân hủy chlorophyll suốt trình bảo quản bột đinh lăng Kết đề tài xác định ảnh hưởng yếu tố nhiệt độ, ánh sáng tương tác chúng cao trình phân hủy chlorophyll diễn với tốc độ nhanh Mơ hình Weibull mơ hình phù họp để mơ tả đặc tính phân hủy chlorophyll bột đinh lăng Ở điều kiện bảo quản nhiệt độ 4°c, thiếu ánh sáng, thiếu oxy cho thấy khả giữ lại hàm lượng chlorophyll cao tất điều kiện bảo quản lại Bột đinh lăng chất lượng cao thu phù họp để phát triển sản phẩm thực phẩm trà túi lọc, mỹ phẩm chăm sóc da mặt, thuốc trị mụn, Bột đinh lăng phòng chống ung thư, hen suyễn sử dụng làm nguyên liệu để chiết tách hoạt chất dược tính ứng dụng y học VI MỤC LỤC NHIỆM VỤ LUẬN VÀN TÓT NGHIỆP iv LỜI CẢM ƠN V TÓM TẮT vi ABSTRACT .vii MỤC LỤC viii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT X DANH MỤC HÌNH xi DANH MỤC BẢN xiii MỞ ĐẦU xiv Chng TƠNG QUAN VÈ NGHIÊN cứu 1.1 NGUYÊN LIỆU ĐINH LĂNG 1.1.1 Giới thiệu Đinh lăng 1.1.2 Thành phần hóa học dược tính đinh lăng: 1.2 Những nghiên cún liên quan đến Đinh lăng ngồi nưóc 2.3 Động học biến đổi chlorophyll chế biến bảo quản 1.3 Tổng quan nghiên cứu ngưòi nước bảo quản thực phẩm 11 1.3.1 Những nghiên cứu bảo quản thực phẩm nước 11 1.3.2 Những nghiên cứu bảo quản nước 12 Chuông NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN cứu 14 2.1 NGUYÊN LIỆU 14 2.2 DỤNG CỤ - THIÉT BỊ - HÓA CHÁT 14 2.3 THỜI GIAN VÀ ĐỊA ĐIỂM NGHIÊN cứu 15 viii 2.3.1 Thời gian nghiên cứu 15 2.3.2 Địa điểm nghiên cứu 15 2.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN cứu 16 2.4.1 Sơ đồ nghiên cứu 16 2.4.2 Bố trí thí nghiệm 17 2.5 PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH 18 2.5.1 Phương pháp xác định hàm ẩm 18 2.5.2 Hàm lượng Chlorophyll 18 2.6 MƠ HÌNH ĐỌNG HỌC PHÂN HỦY CHLOROPHYLL 19 2.7 PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SÓ LIỆU 20 Chương KÉT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 21 3.1 CHÁT LƯỢNG BỘT LÁ ĐINH LĂNG TRONG NGHIÊN cứu 21 3.2 MƠ HÌNH PHÂN HỦY CHLOROPHYLL TRONG ST Q TRÌNH BẢO QUẢN BỘT LÁ ĐINH LÀNG 21 3.3 ĐỘNG HỌC PHÂN HỦY CHLOROPHYLL TRONG SUÓT QUÁ TRÌNH BẢO QUẢN BỘT LÁ ĐINH LĂNG 29 KÉT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 36 TÀI LIỆU THAM KHẢO 37 IX DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT B-4-BB-CO: Bột- 4°C-Bao bạc-Có oxy B-4-KB-CO: Bột- 4°C-Khơng bao bạc-Có oxy B-4-BB-KO: Bột- 4°C-Bao bạc-Khơng có oxy B-4-KB-KO: Bột- 4°C- Khơng bao bạc -Khơng có oxy B-28-BB-CO: Bột- 28°C-Bao bạc-Có oxy B-28-KB-CO: Bột- 28°C-Khơng bao bạc-Có oxy B-28-BB-KO: Bột- 28°C-Bao bạc-Khơng có oxy B-28-KB-KO: Bột- 28°C- Khơng bao bạc -Khơng có oxy (A): yếu tố Nhiệt độ (B): yếu tố Ánh sáng (C): yếu tố Oxy (AB): yếu tố tương tác Nhiệt độ Ánh sáng (AC): yếu tố tưong tác Nhiệt độ Oxy (BC): yếu tố tương tác Ánh sáng Oxy (Chia): Chlorophyll a (Chib): Chlorophyll b (Chia): Chlorophyll a (Chib): Chlorophyll b HPLC-High Performance Liquid Chromatography: sắc ký lỏng hiệu suất cao MS-Mass Spectroscopy: Khối phổ X DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: (a) Hoa & nhụy, (b) Quả (c ) Rễ Đinh lăng Hình 1.2: Các loại đinh lăng phổ biến Hình 1.3: a) p-elemene, b) a-bergamotene, c) germacren-D d) (E)-y-bisabolen Hình 1.4: cấu trúc dẫn xuất diệp lục có thực vật bậc cao bao gồm diệp lục a (R=CH3) diệp lục b (R = CHO).(Ferruzzi & Blakeslee, 2007) Hình 1.5: Các phản ứng phân hủy chlorophyll (Ferruzzi & Blakeslee, 2007) 10 Hình 2.1: So’ đồ thực nghiên cứu mơ hình động học trình bảo quản 16 Hình 3.1 Bột đinh lăng 21 Hình 3.2 Sự thay đổi hàm lượng chlorophyll a suốt trình bảo quản bột đinh lăng 22 Hình 3.3 Sự thay đổi hàm luợng chlorophyll b suốt trình bảo quản bột đinh lăng 22 Hình 3.4: Hình bột đinh lăng sau 30 ngày bảo quản ỏ’ chế độ bảo quản khác 24 Hình 3.5 Đồ thị Pareto biểu diễn ảnh hưởng yếu tố bảo quản đến hàm lưọng chlorophyll a (hình bên trái) chlorophyll b (hình bên phải) 31 Hình 3.6 Đồ thị biểu mức độ ảnh hưởng nhân tố nhiệt độ(A), ánh sáng(B) oxy (C) tương tác nhiệt độ vói mức độ ánh sáng lên thời gian bán hủy chlrophyll a suốt trình bảo quản bột đinh lăng .32 Hình 3.7 Đồ thị biểu mức độ ảnh hưởng nhân tố nhiệt độ(A), ánh sáng(B) oxy (C) tương tác nhân tố khảo sát lên thời gian bán hủy chlrophyll b suốt trình bảo quản bột đinh lăng 33 XI Hình 3.8 Tốc độ bán hủy thành phần chlorophyll a,b cùa tương tác nhân tố nhiệt độ(A) ánh sáng(B); oxy(C)cùng tương tác yếu tố ánh sáng(B) oxy(C) lên suốt trình bảo quản bột đinh lăng 35 xii DANH MỤC BANG Bảng 1.1: Công thức số saponin triterpenoid Bảng 1.2: Vị trí tính chất quang phổ săc tố quang họp (Chaffey et al., 2018) Bảng 3.1 Các tiêu hóa lý kết chất lượng cũa bột đinh lăng 21 Bảng 3.2: Phân tích hồi quy phi tuyến mơ hình phân hủy chlorophyll a suốt trình bảo quản bột đinh lăng 26 Bảng 3.3: Phân tích hồi quy phi tuyến mơ hình phân hủy chlorophyll b suốt trình bảo quản bột đinh lăng 28 Bảng 3.4: Bảng giá trị thòi gian bán hủy chlorophyll a bột đinh lăng bảo quản điều kiện khác 30 Bảng 3.5 Bảng giá trị thòi gian bán hủy chlorophyll b bột đinh lăng bảo quản điều kiện khác 30 xiii MỞ ĐẦU Đặt vấn đề Đinh lăng (Polyscias fruticosa (L.) Harms') thuộc họ Araỉỉaceae Đinh lăng có nguồn gốc đảo Polynesia thuộc khu vực Thái Bình Dương, trồng phổ biển khu vực Đơng Á, Thái Bình Dương, Châu Phi (Ghana) Ở Việt Nam Đinh lăng thường trồng chủ yếu tỉnh miền núi phía Bắc trồng tỉnh miền nam Tây Nguyên, Đông Nam Bộ, Đồng Nai, Đắk Lắk Đinh lăng thường dùng làm thuốc nước Đông Nam Á, làm gia vị lồi cịn lại thường dùng làm cảnh Ngày nay, với tiến khoa học đại, đinh lăng tiếp tục đề tài nghiên cứu nhiều chuyên gia ngồi nước Tuy nhiên nghiên cứu cơng bố từ đinh lăng chủ yếu tập trung vào trích ly đánh giá dược tính dịch trích, có cơng bố ảnh hưởng điều kiện bảo quản đến chất lượng bột đinh lăng Trong nghiên cứu tập trung nghiên cứu động học biến đổi thành phần chlorophyll bột đinh lăng ảnh hưởng điều kiện bảo quản khác Kết phân tích đánh giá mức độ ảnh hưởng nhân tố khảo sát lên quy luật phân hủy chlorophyll để kiểm sốt q trình bảo sản phẩm dạng bột từ loại có dược tính nhằm đáp ứng mục tiêu phát triển sản phẩm thực phẩm phục vụ cho lĩnh vực liên quan Mục tiêu nghiên cún Nghiên cứu động học biến đổi thành phần chlorophyll suốt thời gian bảo quản bột đinh lăng nhằm xác định quy luật ảnh hưởng điều kiện bảo quản để kiểm sốt q trình bảo quản giữ lại chất lượng cao bột đinh lăng cao ứng dụng thực phẩm, dược phẩm XIV Nội dung nghiên cứu Nội dung nghiên cứu gồm phần chính: Phần 1: Nghiên cứu mơ hình phân hủy chlorophyll suốt trình bảo quản bột đinh lăng Phần 2: Nghiên cứu động học phân hủy chlorophyll suốt trình bảo quản bột đinh lăng Đối tượng phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu đinh lăng (Polyscias fruticosa (L.) Harms) điều kiện ảnh hưởng lên suốt trình bảo quản Phạm vi nghiên cứu mơ hình, động học phân hủy chlorophyll bột tạo thành từ loại có hoạt tính sinh học suốt q trình bảo quản XV One Factor One Factor One Factor A: Temperature (oC) Hình 3.6 Đồ thị biểu mức độ ảnh hưởng nhân tố nhiệt độ(A), ánh sáng(B) oxy (C) tương tác nhiệt độ với mức độ ánh sáng lên thời gian bán hủy chlrophyll a suốt trình bảo quản bột đinh lăng Kết cho thấy chênh lệch rõ biếu đồ nhiệt độ (A) yếu tố nhiệt độ tăng lên kéo theo thời gian bán hủy giảm cho thấy nhiệt độ ảnh hưởng lớn thời gian bán hủy ngắn, độ phân hủy chlorophyll a diễn nhanh Nếu gia tăng yếu tố ánh sáng (B) lên trình bảo quản bột đinh lăng thấy thời gian bán hủy giảm xuống tốc độ phân hủy chlorophyll a tăng lên cường độ ánh sáng mức cao Đối với yếu tố oxy (C) tăng lên khơng ảnh hưởng đến thời gian bán hủy rõ rệt, có xu hướng giảm mức thấp so với yếu tố nhiệt độ ánh sáng Sự tương tác yếu tố nhiệt độ (A) ánh sáng (B) ảnh hưởng ý nghĩa đến thời gian bán hủy chlorophyll a, từ Hình 3.6 cho thấy nhiệt độ thấp thay đôi mức độ ánh sáng tiếp xúc mẫu bột đinh lăng nhiệt độ thấp gây thay đối thời gian bán hủy rõ rệt gần không đổi bảo quản nhiệt độ cao Từ kết cho thấy yếu tố nhiệt độ (A); ánh sáng (B) tương tác (AB) có vai trò xúc tác phàn ứng ảnh hưởng lớn đến phân hủy chlorophyll a Các yếu tố ảnh hưởng lớn thời gian bán hủy giảm, có nghĩa tốc độ phân hủy chlorophyll tăng theo 32 One Factor One Factor One Factor A Temperature (oC) A Temperature (oC) Dcskjn-E Jpem: Software Factor Coding Actual Half-Vet Crit>) (days! Interaction C: Oxy XI ■ B Light X2 = c Oxy Actual Factor A Temperature • 16 ■ Cl Level tore A C3 Level of c Ỉ § Í B Light Hình 3.7 Đồ thị biểu mức độ ảnh hưởng nhân tố nhiệt độ(A), ánh sáng(B) oxy (C) tương tác nhân tố khảo sát lên thòi gian bán hủy chlrophyll b suốt trình bảo quản bột đinh lăng 33 Đối với phân hủy chlorophyll b, Hình 3.7 cho thấy có quy luật ảnh hưỏng nhân tố nhiệt độ (A), ánh sáng (B) oxy (C) tương tác nhiệt độ với ánh sáng lên phân hủy chlorophyll a suốt trình bảo quản Tuy nhiên tương tác nhiệt độ mức độ oxy; với tương tác mức độ ánh sáng mức độ oxy lại có ý nghĩa lên thay đổi thời gian bán hủy chlorophyll b trình bảo quản Nhưng mức độ ảnh hưởng không rõ rệt Sự phân hủy chlorophyll điều kiện thiếu ánh sáng cho chế tối ưu để giữ lại hàm lượng chlorophyll Sự phân hủy điều kiện ánh sáng chlorophyll xảy vòng Porphyrin chuồi Isoprenoid phytyl, với giá trị cao hon 3-4 lần vòng Porphyrin (Cuny, Romano, Beker, & Rontani, 1999) Do đó, có mức độ phân hủy chlorophyll ánh sáng cao hon đáng kể (p 0,05) so với mầu khơng có bổ sung yếu tố oxy Trong nghiên cứu (S J Schwartz & Lorenzo, 1991) cho thấy phân hủy chlorophyll quan sát thấy bảo quản mầu nhiệt độ 25 40°C có tốc độ phân hủy chlorophyll nhanh mầu bảo quản nhiệt độ 4°c Và (Martins & Silva, 2002) cho thấy nhiệt độ bảo quản thấp, mức độ cảm quan giá trị hàm lượng chlorophyll giữ lại mức ổn định khơng q nhiều thất q trình bảo quản lạnh đông Từ nghiên cứu cho thấy yếu tố nhiệt độ trình bảo quản điều kiện nhiệt độ tăng cao thúc đẩy trình phân hủy chlorophyll nhanh hon 34 Mối tương quan thời gian bán hủy chlorophyll a b với biến mã hóa nhân tố khảo sát xác định dựa theo phương pháp phân tích hồi quy tuyến tính, trình bày phương trình (R2 điều chỉnh 0.864 0.999 ty2(chla) t%(chib) sau: ty2(chla) = 56.84 - 44.59 X A - 21.71 X B - 12.06 X c + 19.26 X AB (3.11) t%(chlb) = 95.29 - 76.68 X A - 56.04 X B - 16.02 X AB + 47.81 X AB + 9.10 X AC + 4.71 X BC (3.12) Biểu đồ Hình 3.8 thể tương quan giá trị thực giá trị tiên đoán thành phần chlorophyll a,b tương tác nhân tố cho thấy tốc độ bán hủy thành phần chlorophyll b tốt hon chlorophyll a điểm nằm trục y = X vây nên mơ hình tương thích với giá trị thời gian bán hủy thực nghiệm Del«gn-Expert? Software Hatf-MMChia) Cot po«nt* by v*ua d Ha«-kfa F 0.033722932 0.010686181 0.069137711 1164.920646 2968.455492 488.9000217 2.382737971 6.071702516 0.220372422 0.090538613 Mean F p-value Square 15571.01905 47046.27292 25128.95123 Value 5609.257235 16947.80836 9052.37808 740.2519179 6612.09182 238.9725256 Prob > F 0.010220165 0.004890067 64.04070823 0.079141941 2054.9025 18354.83797 663.3758431 177.7738203 2.775950254 0.006690873 0.023388098 0.007828685 0.041124578 ... lên suốt trình bảo quản bột đinh lăng Nội dung nghiên cứu gồm phần chính: - Phần 1: Nghiên cứu mơ hình phân hủy chlorophyll suốt q trình bảo quản bột đinh lăng - Phần 2: Nghiên cứu động học phân... ảnh hưởng điều kiện bảo quản đến chất lượng bột đinh lăng Trong nghiên cứu tập trung nghiên cứu động học biến đổi thành phần chlorophyll bột đinh lăng ảnh hưởng điều kiện bảo quản khác Kết phân... dung nghiên cứu Nội dung nghiên cứu gồm phần chính: Phần 1: Nghiên cứu mơ hình phân hủy chlorophyll suốt q trình bảo quản bột đinh lăng Phần 2: Nghiên cứu động học phân hủy chlorophyll suốt trình