PHÂN TÍCH CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUY TRÌNH TRÍCH LY ANTHOCYANIN TỪ HOA ĐẬU BIẾC

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT - CÔNG NGHỆ CẦN THƠ KHOA CƠNG NGHỆ SINH HĨA - THỰC PHẨM …o0o… THỰC TẬP THỰC TẾ CHUYÊN ĐỀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM PHÂN TÍCH CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUY TRÌNH TRÍCH LY ANTHOCYANIN TỪ HOA ĐẬU BIẾC Sinh viên thực hiện: PHAN NHỰT HUY Cần Thơ - năm 2022 TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT - CÔNG NGHỆ CẦN THƠ KHOA CÔNG NGHỆ SINH HÓA - THỰC PHẨM …o0o… THỰC TẬP THỰC TẾ CHUN ĐỀ CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM PHÂN TÍCH CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUY TRÌNH TRÍCH LY ANTHOCYANIN TỪ HOA ĐẬU BIẾC Giảng viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện: ThS ĐOÀN PHƯƠNG LINH PHAN NHỰT HUY MSSV: 1900160 Ngành: CNTP-2019 Cần Thơ - năm 2022 Mục lục Mục lục i Danh sách bảng ii Danh sách hình iii ĐẶT VẤN ĐỀ NỘI DUNG 2.1 Tổng quan hoa đậu biếc 2.2 Công dụng anthocyanin hoa đậu biếc 2.3 Giới thiệu anthocyanin 2.3.1 Cấu tạo 2.3.2 Tính chất anthocyanin 2.3.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến anthocyanin 2.3.4.1 Ảnh hưởng cấu trúc 2.3.4.2 Ảnh hưởng pH 2.3.4.3 Ảnh hưởng nhiệt độ 2.3.4.4 Ảnh hưởng ánh sáng 2.3.4.5 Ảnh hưởng enzyme 2.4 Ứng dụng anthocyanin hoa đậu biếc 2.5 Vai trị anthocyanin cơng nghệ thực phẩm 2.6 Các yếu tố ảnh hưởng đến quy trình trích ly anthycyanin từ hoa đậu biếc 2.6.1 Sơ đồ quy trình .8 2.6.2 Thuyết minh quy trình 2.6.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến quy trình trích ly 2.6.3.1 Ảnh hưởng dung mơi đến khả trích ly anthocyanin từ hoa đậu biếc 2.6.3.2 Ánh hưởng tỷ lệ nguyên liệu/dung môi đến khả trích ly .10 2.6.3.3 Ảnh hưởng nhiệt độ đến khả trích ly anthocyanin từ hoa đậu biếc 11 2.6.3.4 Ảnh hưởng thòi gian đến khả trích ly anthocyanin từ hoa đậu biếc 11 2.6.3.5 Ảnh hưởng số lần chiết đến khả trích ly anthocyanin từ hoa đậu biếc 12 KẾT LUẬN 13 TÀI LIỆU THAM KHẢO 14 Danh sách bảng Bảng 1.1 Chức thành phần hoa đậu biếc Bảng 2.1 Hàm lượng anthocyanin dịch trích ly với nồng độ dung môi khác Bảng 2.2 Hàm lượng anthocyanin dịch chiết sau trích ly với tỉ lệ nguyên liệu/dung môi khác 10 Bảng 2.3 Hàm lưọng anthocỵanin sau trích ly nhiệt độ khác .11 Bảng 2.4 Kết thống kê hàm lượng anthocyanin sau trích ly với khác khoảng thời gian khác .12 Bảng 2.5 Hàm lượng anthocyanin sau trích ly với số lần chiết khác 12 Danh sách hình Hình 1.1 Cấu trúc anthocyanin Hình 1.2 Cấu trúc anthocyanin phức tạp (delphinidin 3,7,3’,5’-tetra-(6-O-pcoumaroyl-β-glucosid)) .3 Hình 1.3 Màu sắc anthocyanin hoa đậu biếc môi trường pH từ 1-14 Hình 1.4 Quy trình chiết xuất anthocyanin cô đặc từ hoa đậu biếc ĐẶT VẤN ĐỀ Chất màu anthocyanin nghiên cứu dựa vào ảnh hưởng có lợi chúng sức khỏe người (Motohashi S and Nakayama T, 2008) ứng dụng chúng lựa chọn tiềm để thay màu sắc tự nhiên thực phẩm (Shipp J., Abdel-Aa E M, 2010) Chúng cịn hợp chất có nhiều hoạt tính sinh học quí cho sức khỏe khả chống oxy hóa, chống dị ứng, chống tia phóng xạ, chống viêm, chống vi khuẩn, chống đông huyết tạo bệnh mạch vành có tác dụng bảo vệ tim mạch thuốc giãn mạch vành Anthocyanins khơng có độc tính khơng có giới hạn tối đa cho ứng dụng thực phẩm Chúng ứng dụng rộng rãi hoạt động sản xuất công nghiệp (Manach et al., 2005; Puupponen et al., 2001) Do vậy, nghiên cứu sử dụng anthocyanin làm chất màu thực phẩm việc làm cần thiết, có ý nghĩa nhằm khai thác, phát triển hợp chất hữu có nguồn gốc thiên nhiên Tuy tốt nhiều mặt sức khỏe kinh tế, cịn nhiều điểm hạn chế mơi trường yếu tố tự nhiên ảnh hưởng, cần tìm hiểu yếu tố ảnh hưởng đến anthnocyanin hoa đậu biếc NỘI DUNG 2.1 Tổng quan hoa đậu biếc - Tên khoa học mô tả: Hoa đậu biếc (Đậu biếc lam) có tên khoa học là Clitoria ternatea, thân thảo, dây leo, có nguồn gốc từ vùng Caribe, miền Trung Mỹ Mexico, sau trồng nhiều Ấn Độ để ứng dụng vào y học cổ truyền (Mukherjee et al., 2008) Hoa đậu biếc có màu xanh dương, sắc tố hoa màu xanh sử dụng theo truyền thống chất màu thực phẩm Hoa đậu biếc chứa anthocyanin có màu xanh dương, có tiềm sử dụng làm chất màu xanh tự nhiên cho thực phẩm, mỹ phẩm dược phẩm pH trung tính (Lee P M et al., 2011) Anthocyanin hoa đậu biếc gồm nhiều nhóm xác định theo màu sắc: pelargonidin màu cam, cyanidin cho màu đỏ, delphinidin cho màu xanh (Tri Nhut Pham, 2019) Anthocyanins polyhydroxy glycosyl hóa dẫn xuất 2-polymethoxy phenylbenzopyrylium cation, tức cation flavylium (Brouilard R et al., 1982) Anthocyanin chất chống oxi hóa, đóng vai trị quan trọng việc ngăn ngừa bệnh tim mạch, thần kinh, ung thư tiểu đường… (Konczak, I., Zhang, W., 2004) Athocyanin khơng có độc tính khơng có giới hạn tối đa cho ứng dụng thực phẩm Tuy nhiên, anthocyanin không ổn định dễ bị thối hóa yếu tố pH, nhiệt độ lưu trữ, cấu trúc hóa học, nồng độ, ánh sáng, oxy, dung môi, diện enzyme, favonoid, protein ion kim loại (Rein M., 2005) 2.2 Công dụng anthocyanin hoa đậu biếc Trong y học cổ truyền, sử dụng điều trị vàng da, đau nửa đầu, viêm họng, nhiễm trùng mắt, bệnh da, hen suyễn, sưng khớp, đau tai, sốt, nhiễm trùng đường tiết niệu, táo bón, rắn cắn, nhức đầu, khó tiêu, bệnh phong rối loạn hệ thần kinh trung ương Các chất chiết xuất khác có tác dụng dược lý báo cáo nootropic, anxiolytic, thuốc chống co giật, thuốc an thần, chống viêm, chống tiểu đường, chống oxy hóa, chống căng thẳng, điều hịa miễn dịch, chống nhiễm trùng, chống oxy hóa tăng cường trí nhớ Cơng dụng thành phần hoa đậu biếc thể rõ Bảng 1.1 Bảng 1.1 Chức thành phần hoa đậu biếc Thành phần Hoa Chức Làm màu thực phẩm Giải lo âu, thuốc chống trầm cảm, co giật Điều trị bệnh tình dục chẳng hạn như: vô sinh bệnh lậu Ổn định nhiệt thê Rễ Thân Chất trích xuất hoa đậu biếc Nguồn: Jain N et al., 2003 2.3 Giới thiệu anthocyanin Các anthocyanin thuộc nhóm chất màu tự nhiên tan nước lớn giới thực vật Thuật ngữ anthocyanin bắt nguồn từ Hi Lạp, anthocyanin kết hợp anthos nghĩa Hoa kysanesos nghĩa màu xanh Là sắc tố tự nhiên thuộc nhóm flavonoid Tuy nhiên khơng có màu xanh anthocyanin mang đến cho thực vật nhiều màu sắc rực rỡ khác hồng, đỏ, cam gam màu trung gian Các anthocyanin hết nhóm đường gọi anthocyanidin hay aglucon Mỗi anthocyanin bị glycosyl hóa acylate loại đường axit khác vị trí khác Vì lượng anthocyanin lớn lượng anthocyanidin từ 15÷20 lần (Kannan V., 2011) 2.3.1 Cấu tạo Anthocyanin glycozit gốc đường glucose, glactose,…kết hợp với gốc aglucon có màu gọi anthocyanidin thể Hình 1.1 Tuy nhiên, có loại anthocyanidin thường tìm thấy thực vật cyanidin, delphinidin, malvidin, pelargonidin, peonidin petunidin Các glycosid loại anthocyanidin không bị metyl hóa (gồm cyanidin, delphinidin pelargonidin) phổ biến tự nhiên, chúng chiếm 80% sắc tố có lá, 69% sắc tố 50% sắc tố hoa (Andersen R A ,2005) Hình 1.1 Cấu trúc anthocyanin Nguồn: Shipp, J., Abdel-Aa, E M ,2010 Các anthocyanidin thường liên kết với đường glucose, galactose, rhamnose hay arabinose liên kết 3-glycosid hay 3,5-diglycosid thể Hình 1.2 Hình 1.2 Cấu trúc anthocyanin phức tạp (delphinidin 3,7,3’,5’-tetra-(6-O-p-coumaroylβ-glucosid)) Nguồn: Kannan, V, 2011 2.3.2 Tính chất anthocyanin + Tính tan: Anthocyanin hợp chất phân cực phân tử chứa nhóm chức phân cực (H, -OH, -OCH3) nên tan tốt dung môi phân cực nước, metanol, axeton, etanol, + Tính khơng bền: Độ bền anthocyanin định nhiều yếu tố bao gồm cấu trúc phân tử, nồng độ anthocyanin, pH, nhiệt độ, cường độ chất xạ ánh sáng chiếu vào, tổ hợp màu, có mặt ion kim loại, enzym, oxy, acid ascorbic, đường, sản phẩm phân hủy chúng sulfurdioxit (Anna Bakowska Barczak ,2005) 2.3.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến anthocyanin 2.3.3.1 Ảnh hưởng cấu trúc Bản chất vị trí liên kết glycosyl nhóm acyl gắn vào aglucon thường ảnh hưởng đáng kể đến độ bền màu khả hoạt động anthocyanin Một số anthocyanin bền anthocyanin khác Nói chung, việc tăng số nhóm – OH phân tử làm giảm độ bền nó, việc tăng số nhóm – CH làm tăng độ bền phân tử Màu sắc thực phẩm chứa chất màu anthocyanin có khung pelargonidin, cyanidin hay delphinidin thường bền màu thực phẩm chứa khung petunidi, malvidin Ngoài ra, anthocyanin chứa đường galactose thường bền chứa đường arabinose Gần đây, số nghiên cứu cịn cho thấy anthocyanin chứa nhóm acyl hóa thường bền q trình chế biến bảo quản so với chất màu tự nhiên khác Sự bền hóa giảm khả tham gia phản ứng phân tử anthocyanin với phân tử nước (tác nhân nucleophile) Màu sắc anthocyanin ổn định hoàn toàn anthocyanin mang acid thơm vòng –B cation flavylium thay acid mạch hở (Nguyễn Thị Tuyết Trần Thị Duyên, 2019) 2.3.3.2 Ảnh hưởng pH Khi pH thay đổi làm cho cấu trúc anthocyanin thay đổi, từ dẫn đến thay đổi màu sắc Do gốc aglucon có mang điện tích dương nên anthocyanin có khả nhận H+ OH- nên làm thay đổi màu sắc anthocyanin, tăng nhóm OH- màu anthocyanin chuyển theo hướng sắc màu xanh + pH < 2: anthocyanin thường dạng muối oxonium (cation flavylium) màu cam đến đỏ + pH = ÷ 5: chúng chuyển dạng bazơ cacbinol hay bazơ chalcon không màu + pH = ÷ 7: dạng anion quinoinoid có màu tím + pH = ÷ 8: dạng bazơ quinoidal có màu xanh dương (Shipp J., Abdel-Aa E M, 2010) pH thấp (pH=1 pH=2) màu dịch chiết bền có màu đỏ, tăng lên (pH=3-5) anthocyanin bền màu có màu tím anthocyanin tồn dạng base quinon; pH=6-8 anthocyanin tồn dạng quinondal anhydro nên có màu xanh đậm; pH=9-11 anthocyanin có chuyển đổi từ xanh đạm sang vàng tạo nên màu xanh lá, anthocyanin có màu vàng đậm dần pH=12-14 anthocyanin tồn dạng chalcon thể Hình 1.3 Hình 1.3 Màu sắc anthocyanin hoa đậu biếc môi trường pH từ 1-14 Nguồn: Mai Huỳnh Can et al., 2020 2.3.3.3 Ảnh hưởng nhiệt độ Khi tăng nhiệt độ tốc độ phân hủy anthocyanin tăng Đối với anthocyanin glucoside nhiệt độ tăng cắt đứt liên kết anthocyanin – – glucoside tạo thành gốc aglucon, gốc aglucol gốc bền với nhiệt nên màu anthocyanin giảm dần Nhiệt độ cao thúc đẩy phân hủy chất màu anthocyanin Nói chung, 70 °C gây phân hủy màu anthocyanin nhiều Đơi nhiệt độ tăng cịn dẫn đến phản ứng Maillard đường anthocyanin diễn (đặc biệt có mặt oxy), làm anthocyanin biến thành màu nâu Tuy nhiên, anthocyanin acyl hóa bền nhiệt anthocyanin khơng bị acyl hóa Ngồi ra, mức độ ảnh hưởng nhiệt độ đến phân hủy biến đổi màu sắc anthocyanin phụ thuộc vào pH Ví dụ: Ở pH = ÷ 4: nhiệt độ tăng dẫn đến màu anthocyanin Nguyên nhân xảy thủy phân liên kết glycosyl anthocyanin tạo cation flavylium bền sau phân hủy thành chalcone khơng màu Nói chung, yếu tố làm tăng độ bền anthocyanin theo pH làm tăng độ bền nhiệt Ví dụ: Ở 100 oC pelargonidin 3-glucosid bền petunidin 3-glucosid, petunidin 3-glucosid lại bền malvidin 3-glucosid Các arabinose cyanidin peonidin bền galactose tương ứng xử lý nhiệt Ngược lại, nhiệt độ thấp làm bền hóa làm tăng hàm lượng anthocyanin Do đó, anthocyanin thường dùng để tạo màu cho thực phẩm bảo quản lạnh kem, sữa chua, thứyc uống từ sữa,…(Shipp J., Abdel-Aa E M, 2010) 2.3.3.4 Ảnh hưởng ánh sáng Tương tự nhiệt độ, ánh sáng thúc đẩy phân hủy anthocyanin tạo thành cation flavylium, sau chuyển hóa thành dạng carbinol chalcone không màu Do vậy, dịch chiết anthocyanin bền màu bảo quản bóng tối Tuy nhiên, acyl hóa làm tăng độ bền anthocyanin ánh sáng (Nguyễn Thị Tuyết Trần Thị Duyên, 2019) 2.3.3.5 Ảnh hưởng enzyme Sự bất hoạt enzym làm tăng độ bền anthocyanin Các enzym phân hủy anthocyanin thường gặp glycosidase (làm phá vỡ liên kết cộng hóa trị đường khung aglucon anthocyanin), peroxidase phenolase (như phenol oxydase, polyphenol oxydase) Trong phản ứng phân hủy anthocyanin enzym, enzym trước tiên oxy hóa hợp chất phenolic có mơi trường tạo thành quinon, sau quinon phản ứng với anthocyanin làm phân hủy chất màu dẫn đến tạo thành sản phẩm ngưng tụ có màu nâu (Nguyễn Thị Tuyết Trần Thị Duyên, 2019) 2.4 Ứng dụng anthocyanin hoa đậu biếc Trên giới chất màu anthocyanin thường thu nhận từ dịch chiết nho, vỏ nho, bắp cải đỏ, củ cải đỏ,… Hỗn hợp anthocyanin sử dụng rộng rãi thực phẩm anthocyanin từ vỏ nho (E163 (i)) anthocyanin chiết xuất từ nho đen (E163 (iii)) Hiện nay, bắp cải đỏ (Brassica oleracea L.) xem nguồn anthocyanin tự nhiên có giá trị có khả trồng với diện tích lớn, thu hoạch quanh năm, tạo màu hồng sáng pH thấp màu hồng/tím hoa cà pH trung tính, khơng có mùi lạ, bền với nhiệt ánh sáng so với anthocyanin chiết từ nguồn tự nhiên khác vỏ nho, nho đen,… Trong thực tế anthocyanin chủ yếu chiết xuất dạng thô để sử dụng thực phẩm việc tinh chế anthocyanin khó khăn Sản phẩm anthocyanin thương mại dạng dịch chiết cô đặc hay dạng bột khô (bằng cách trộn dịch chiết anthocyanin cô đặc với chất mang thích hợp sấy phun) (Niraj Kumar Singh, 2017) 2.5 Vai trị anthocyanin cơng nghệ thực phẩm Trong công nghệ thực phẩm Anthocyanin sắc tố tự nhiên có khả tạo nhiều màu sắc hấp dẫn cho sản phẩm Chúng chứng minh vừa an tồn cho người sử dụng vừa có lợi cho sức khỏe Do đó, anthocyanin ngày sử dụng nhiều để làm chất tạo màu (mã số E 163) nhiều loại thực phẩm nước giải khát, rượu, thạch rau câu, kem… Chất màu thực phẩm phụ gia thực phẩm (PGTP) quan trọng, sử dụng không chế biến thực phẩm mà công nghiệp mỹ phẩm (kem trang điểm, thuốc nhuộm tóc…), dược phẩm nhiều ngành cơng nghiệp khác Nhu cầu chất màu thực phẩm lớn không ngừng tăng lên năm gần Nước ta chưa sản xuất chất màu thực phẩm nên tất phải nhập từ nước Một số trường hợp, sử dụng chất màu không đủ tiêu chuẩn gây ảnh hưởng xấu tới sức khỏe người dùng Vì thế, nghiên cứu nhuộm màu thực phẩm chất màu từ chúng có ý nghĩa quan trọng kinh tế xã hội đất nước nói chung, đặt biệt ngành công nghệ thực phẩm nói riêng Ở nước ta, điều kiện khí hậu không thuận lợi cho việc phát triển vùng nguyên liệu truyền thống để sản xuất chất màu anthocyanin nước vùng ôn đới Gần đây, di thực thương mại hóa số loài thực vật giàu anthocyanin nho đỏ, nho đen, bắp cải tím,… Tuy nhiên, với sản lượng cịn hạn chế, nguyên liệu chủ yếu dùng làm thực phẩm tươi hay đồ uống (rượu vang, nước ép nho,…) Các anthocyanin chiết từ hoa đậu biếc tạo nên màu xanh đẹp (trong mơi trường trung tính), dễ tan nước nên thuận tiện cho việc sử dụng làm chất màu thực phẩm Do vậy, hoa đậu biếc sử dụng lâu đời dân gian để tạo màu tím đẹp cho thực phẩm (trà hoa đậu biếc, xơi hoa đậu biếc, …) Ngồi ra, hoa đậu biếc dễ trồng, sinh trưởng phát triển tốt nhiều địa phương nước lại không đòi hỏi kỹ thuật canh tác phức tạp chi phí đầu tư Có thể nói, hoa đậu biếc nguồn anthocyanin tự nhiên đầy triển vọng, cần khai thác sử dụng nước ta Tuy nhiên, việc nghiên cứu sản xuất chất màu anthocyanin từ hoa đậu biếc chưa quan tâm nhiều (Nguyễn Thị Tuyết Trần Thị Duyên, 2019) 2.6 Các yếu tố ảnh hưởng đến quy trình trích ly anthycyanin từ hoa đậu biếc 2.6.1 Sơ đồ quy trình Quy trình chiết xuất anthocyanin cô đặc từ hoa đậu biếc thể Hình 1.4 Hoa đậu biếc tươi Xử lý Ngâm chiêt Lọc Thu dịch chiết Cô đặc dung mơi Anthocyanin đặc Hình 1.4 Quy trình chiết xuất anthocyanin cô đặc từ hoa đậu biếc Nguồn: Nguyễn Thị Tuyết Trần Thị Duyên, 2019 2.6.2 Thuyết minh quy trình Xử lý: Hoa đậu biếc sau thu nhận loại bỏ hoa dập, úng, đem rừa sạch, đê ráo, sau cắt nhỏ kích thước 2-4 mm Ngâm chiết: Tiến hành chiết ngâm chất màu anthocyanin dung môi cồn 70° nhiệt độ 60 °C với tỷ lệ nguyên liệu/dung môi (g/ml) 1:10, thời gian chiết h/lần chiết Để tận thu hàm lượng chất màu nhiều tiến hành chiết lần Lọc: loại bỏ bã chiết tạp chất không tan để thu lấy dịch chiết phương pháp lọc hút chân không Cô đặc dung môi: Dịch chiết thu đem cô đuổi dung môi áp suất 150 mm/Bar, nhiệt độ không 60 °C nhằm hạn chế phân hủy chất màu anthocyanin nhiệt ánh sáng Tốc độ vịng quay 60 vịng/phút Dịch chiết thơ thu hồi đem loại bỏ cồn, phối trộn với nước, maltodextrin sấy phun để tạo sản phẩm bột màu tự nhiên từ hoa đậu biếc (Nguyễn Thị Tuyết Trần Thị Duyên, 2019) 2.6.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến quy trình trích ly 2.6.3.1 Ảnh hưởng dung mơi đến khả trích ly anthocyanin từ hoa đậu biếc Theo nghiên cứu Nguyễn Thị Tuyết Trần Thị Duyên, 2019 tách chiết chất màu anthocyanin từ hoa đậu biếc (clitoria ternatean) thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng dung môi chiết đến khả trích ly chất màu từ hoa đậu biếc Dung mơi dùng trích ly chất màu: nước cồn 40°, 50°, 60°, 70°, 80° Thí nghiệm bố trí tiến hành với nhân tố thay đối hệ dung môi lần lặp lại, cho kết thể Bảng 2.1 Bảng 2.1 Hàm lượng anthocyanin dịch trích ly với nồng độ dung môi khác Mẫu dung môi cồn(°) Độ hấp thụ mẫu thử 40 50 60 70 80 0,221 0,243 0,266 0,401 0,297 Hàm lượng anthocyanin theo cyanidin – glucose (mg/l) 0,738 0,812 0,888 1,3899 0,992 Hiệu suất chiết (%) 20,29 20,30 20,37 20,79 17,77 Qua kết bảng 2.1, cho thấy độ hấp thụ anthocyanin thu tăng dần theo nồng độ dung môi tương ứng cao nồng độ ethanol 70° Anthocyanin chất hữu thơm đa vịng nên hồ tan tốt dung mơi hữu ethanol Điều giải thích tăng nồng độ ethanol hàm lượng anthocyanin trích ly từ hoa đậu biếc tăng theo Nhưng anthocyanin có chưa nhóm chức OH nên có khả hồ tam nước hay dung mơi phân cực Vì tăng nồng độ ethanol cao làm cho tính phân cực hệ dung môi giảm dẫn đến khả hịa tan anthocyanin thu sau trích ly giảm theo Đó lý ban đầu tăng nồng độ % ethanol hệ hàm lượng anthocyanin thu tăng liên tục đạt cao nồng độ 70° sau giảm, nồng độ etanol tiếp tục tăng Vì vậy, ethanol 70° nồng độ dung mơi thích hợp để chiết anthocyanin từ hoa đậu biếc 2.6.3.2 Ánh hưởng tỷ lệ ngun liệu/dung mơi đến khả trích ly Theo nghiên cứu Nguyễn Thị Tuyết Trần Thị Duyên, 2019 tách chiết chất màu anthocyanin từ hoa đậu biếc (clitoria ternatean) thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ ngun liệu/dung mơi đến khả trích ly Khảo sát khả trích ly anthocyanin từ hoa đậu biếc theo tỉ lệ nguyên liệu/ dung mơi (g/ml): 1:5, 1:10, 1:10, 1:15, 1:25, từ tìm tỷ lệ dung mơi có khả trích ly tối ưu Thí nghiệm bố trí tiến hành với nhân tố thay đổi tỷ lệ nguyên liệu/dung môi lặp lại lần kết thể Bảng 2.2 Bảng 2.2 Hàm lượng anthocyanin dịch chiết sau trích ly với tỉ lệ nguyên liệu/dung môi khác Tỷ lệ nguyên liệu/dung môi (g/ml) Độ hấp thụ mẫu thử 1:05 1:10 1:15 1:20 1:25 0,636 0,458 0,237 0,232 0,16 Hàm lượng anthocyanin theo cyanidin – glucose (mg/l) 2,124 1,529 0,911 0,774 0,534 Hiệu suất chiết (%) 23,45 23,25 22,51 22,44 21,74 Động lực q trình trích ly chênh lệch gradient nồng độ cấu tử trích ly ngun liệu dung mơi Sự vận chuyển chất tan từ bên tế bào thực vật bên ngồi dung mơi qua đường khuếch tán chủ yếu Sự khuếch tán giúp cho q trình chiết rút cấu tử cần trích ly từ nguyên liệu vào dung môi xảy nhanh triệt để Do lượng dung mơi khác dẫn đến hàm lượng chất tan chiết rút khác Kết nghiên cứu xác định ảnh hưởng tỷ lệ dung môi/nguyên liệu đến hiệu suất chiết anthocynin thể bảng 2.2 Kết cho thấy hiệu suất chiết giảm từ tỷ lệ 1:05 (23,45%) xuống 21.74% tỉ lệ 1:25 Nhưng tỉ lệ 1:05 dung mơi khơng đủ ngập hết nguyên liệu chênh lệch hiệu suất với tỉ lệ 1:10 không lớn 0.2% (1:05 + 1:10) Vì vậy, chọn tỉ lệ 1:10 để trích ly anthocyanin suốt trình nghiên cứu 10 2.6.3.3 Ảnh hưởng nhiệt độ đến khả trích ly anthocyanin từ hoa đậu biếc Theo nghiên cứu Nguyễn Thị Tuyết Trần Thị Duyên, 2019 tách chiết chất màu anthocyanin từ hoa đậu biếc (clitoria ternatean) thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ đến khả trích ly anthocyanin từ hoa đậu biếc Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ (40 °C, 50°C, 60 °C, 70 °C, 80°C) đến khả trích ly anthocyanin từ hoa đậu biếc, từ tìm nhiệt độ cho khả trích ly cao Thí nghiệm bố trí tiến hành với nhân tố thay đổi nhiệt độ Mỗi thí nghiệm lặp lại lần với nhiệt độ tương ứng, kết cho thấy thể Bảng 2.3 Bảng 2.3 Hàm lưọng anthocỵanin sau trích ly nhiệt độ khác Nhiệt độ chiết (oC) Độ hấp thụ mẫu thử 1:05 1:10 1:15 1:20 1:25 0,324 0,331 0,416 0,288 0,319 Hàm lượng anthocyanin theo cyanidin – glucose (mg/l) 1,082 1,105 1,389 0,962 1,065 Hiệu suất chiết (%) 18,16 20,22 24,19 17,80 17,05 Sau dung môi, nhiệt độ yếu tố cần quan tâm q trình trích ly Khi nhiệt độ tăng làm giảm độ nhớt đồng thời làm tăng vận tốc khuếch tán Do đó, tạo điều kiện thuận lợi cho q trình vận chuyền chất hịa tan từ ngun liệu vào dung môi Từ kết bảng 2.3, cho thấy nhiệt độ chiết tăng từ 40 ÷ 50 °C hàm lượng anthocyanin thu tăng, hiệu suất chiết tăng từ 18.16 - 20.22% Nhiệt độ chiết tăng từ 50 – 60 °C, hàm lượng anthocyanin thu sau trích ly tăng nhanh đạt cao nhất, hiệu suất chiết tăng từ 20.22 ÷ 24.19% Đây khoảng nhiệt độ thu anthocyanin hiệu Nhiệt độ tăng từ 60 - 80°C, hàm lượng anthocyanin thu sau trích ly giảm nhanh Hiệu suất chiết bắt đầu giảm từ 24.19% (60°C) xuống 17.80% (70°C), tiếp tục giảm xuống cịn 17.05% (80°C) Vì vậy, chọn nhiệt độ trích ly 60°C, nhiệt độ thích hợp cho trình trích ly anthocyanin từ hoa đậu biếc 2.6.3.4 Ảnh hưởng thịi gian đến khả trích ly anthocyanin từ hoa đậu biếc Theo nghiên cứu Nguyễn Thị Tuyết Trần Thị Duyên, 2019 tách chiết chất màu anthocyanin từ hoa đậu biếc (clitoria ternatean) thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng thời gian đến khả trích ly anthocyanin từ hoa đậu biếc Khảo sát ảnh hưởng thời gian (lh, 2h, 3h, 4h, 5h) đến khả trích ly anthocyanin, từ tìm thời gian cho khả trích ly cao thể Bảng 2.4 Bảng 2.4 Kết thống kê hàm lượng anthocyanin sau trích ly với khác khoảng thời gian khác 11 Thời gian chiết (h) Độ hấp thụ mẫu thử 0,403 0,475 0,481 0,430 0,433 Hàm lượng anthocyanin theo cyanidin – glucose (mg/l) 1,346 1,586 1,606 1,436 1,446 Hiệu suất chiết (%) 21,33 22,67 21,46 21,04 19,96 Q trình trích ly anthocyanin phụ thuộc vào thời gian trích ly Nếu thời gian ngắn, khơng đủ để dung mơi hịa tan hết anthocyanin nguyên liệu Ngược lại, thời gian dài ảnh hưởng đến chất lượng sản phấm chiết, dung môi hịa tan chất khác ngun liệu, mặc khác kéo dài thời gian trích ly có thề làm giảm lượng anthocyanin trích ly anthocyanin bị phân hủy tiếp xúc với nhiệt độ cao thời gian dài Dựa vào kết thống kê Bảng 2.4, cho thấy rằng, thời gian tăng từ - 2h hàm lượng anthocyanin thu tăng, hiệu suất tăng từ 21.33 - 22.67% Thời gian tăng từ - 5h, hàm lượng anthocyanin thu sau trích ly bắt đầu giảm Hiệu suất chiết giảm từ 22.67% (2h) xuống 21.46% (3h), 21.04% (4h), 19.96% (5h) Như vậy, 2h khoảng thời gian thích hợp để thu hàm lượng anthocyanin cao, mặt khác rút ngắn thời gian trích ly 2.6.3.5 Ảnh hưởng số lần chiết đến khả trích ly anthocyanin từ hoa đậu biếc Theo nghiên cứu Nguyễn Thị Tuyết Trần Thị Duyên, 2019 tách chiết chất màu anthocyanin từ hoa đậu biếc (clitoria ternatean) thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng số lần chiết đến khả trích ly anthocyanin từ hoa đậu biếc Thí nghiệm bố trí tiến hành với nhân tố thay đổi số lần chiết (chiết lần, chiết lần, chiết lần), kết thể Bảng 2.5 Bảng 2.5 Hàm lượng anthocyanin sau trích ly với số lần chiết khác Số lần chiết Độ hấp thụ mẫu thử Chiết lần Chiết lần Chiết lần 0,541 0,068 0,015 Hàm lượng anthocyanin theo cyanidin – glucose (mg/l) 1,807 0,227 0,050 Hiệu suất chiết (%) 23,31 14,98 9,80 Qua kết cho thấy rằng, chiết lần có hiệu suất cao (23.31%) Sau hiệu suất giảm nhanh chiết lần (14.98%) lần (9.8%) Nguyên nhân sau lần chiết thứ lượng chất màu nguyên liệu chiết triệt để nên hiệu suất cao, hai lần chiết sau lượng chất màu cịn lại khơng đáng kế nên hiệu suất thấp Tuy nhiên lần chiết thứ hiệu suất đạt không thấp (14,98%) Để tận dụng triệt 12 để ngun liệu, tránh láng phí chọn chiết lần cho quy trình chiết chất màu từ hoa đậu biếc KẾT LUẬN Hiện giới có số cơng trình nghiên cứu đặc điểm hình thái tác dụng nơng nghiệp, y học hoa đậu biếc Theo tác giả Niral Kumar Singh cộng sự, hoa đậu biếc có nhiều dược tính tốt: khả chống oxy hố, chống ung thư, phịng bệnh tiểu đường… Nghiên cứu tác giả Kamkean N., Wilkinson J M dịch chiết hoa đậu biếc có chứa chất chống oxy hố ứng dụng sản xuất dược mỹ phẩm Tại Thái Lan dịch chiết từ hoa đậu biếc ứng dụng sản xuất gel bôi mắt chống nếp nhăn Hiện giới có số cơng trình nghiên cứu đặc điểm hình thái tác dụng nông nghiệp, y học hoa đậu biếc Theo tác giả Niral Kumar Singh cộng sự, hoa đậu biếc có nhiều dược tính tốt: khả chống oxy hố, chống ung thư, phịng bệnh tiểu đường… (Niral Kumar Singh, 2017) Nghiên cứu tác giả Kamkean N., Wilkinson J M dịch chiết hoa đậu biếc có chứa chất chống oxy hố ứng dụng sản xuất dược mỹ phẩm Tại Thái Lan dịch chiết từ hoa đậu biếc ứng dụng sản xuất gel bôi mắt chống nếp nhăn (Kamkean N., Wilkinson J M, 2009) Để tối ưu quy trình chiết xuất anthocyanin cần sử dụng dung môi sử dụng: ethanol, nồng độ dung môi: ethanol 70°, tỷ lệ nguyên liệu/dung môi (g/ml): 1/10, nhiệt độ trích ly: 60°C, thời gian trích ly: Số lần trích ly: lần TÀI LIỆU THAM KHẢO 13 Tài liệu tiếng việt Nguyễn Thị Tuyết Trần Thị Duyên (2019) Nghiên cứu tách chiết chất màu anthocya nin từ hoa đậu biếc (clitoria ternatean), Tạp chí Cơng nghiệp Nông thôn số 36/2019 Quyển 30, trang 81 - 92 Tài liệu tiếng anh Andersen R.A (2005) Algal culturing techniques Elsevier/Academic Press, Burlington, Mass, pp 226 Anna Bakowska-Barczak (2005) Acylated Anthocyanins as Stable, Natural Food Colorants – A Review, Pol J Food Nutr Sci.,Vol.14/55, No 2, pp.107-116 Brouilard R, lacobucci GA, sweeny JG (1982) Chemistry of anthocyanin pigments UV-visible spectrophotometric determination of the acidity constants of apigeninidin and three related 3-deoxyflavylium salt J Am Chem Soc 1982,104(26):7585 – 7590 Jain N, Ohal CC, Shroff SK, Bhutada RH, Somani RS, Kasture VS and Kasture SB (2003) Clitoria ternatea and the CNS Pharmacology, Biochemistry and Behavior, 75:529 Kamkean N., Wilkinson J M (2009) The antioxidant activity of Clitoria ternatea flower petal extracts and eye gel Wiley online Library, phytotherapy research Kannan, V ,(2011) Extraction of Bioactive Compounds from Whole Red Cabbage and Beetroot using Pulsed Electric Fields and Evaluation of their Functionality, Master Thesis, Dept Food Sci and Tech., University of Nebraska-Lincoln Konzak, l., & Zhang, W (2004) Anthocyanins-more than nature’s colours (2004) Journal of biomedicine and biotechnology, 2004(5), 239 – 240 Manach, C., Wiliamson, G., Morand, C et al (2005) Bioavaibility and bioeffcacy of polyphenols in humans Review of 97 bioavailability studies Am J Clin Nutr, 8, 230S-242S Motohashi S and Nakayama T (2008) Clinical applications of natural killer T cellbased immuno-therapy for cancer Cancer Sci 99:638-645 Mukherjee P.K., Kumar V., Kumar N.S., et al (2008) The Ayurvedic medicine Clitoria ternatea - From traditional use to scientific assessment Journal of Ethnopharmacology, 120(3), 291 - 301 Niraj Kumar Singh, Jeetendra Kumar Gupta, Kamal Shah, et al (2017) A review on Clitoria ternatea (Linn.): Chemistry and pharmacology OMICS Group eBooks, 2017 Nhut Tri Pham et al (2019) Extraction of anthocyanins farm butterfly pea (clitoria ternatea L.Flowers) in southern VietNam: Response surface modeling foroptimization of the operation conditions 14 Puupponen-Pimia, R.; Aura, A.M.; Oksmancaldentey, K.M.; Myllarinen, P.; Saarela, M.; Mattila-Sanholm, T.; Poutanen, K (2001) Development of functional ingredients for gut health Trends Food Sci Technol., Amsterdam, v.13, pp.3-11 Rein, M (2005) Copimentation reactions and color stability of berry anthocyanins Helsinki: University of Helsinki Pp 10 – 14 Shipp J., Abdel-Aa E M (2010) Food Applications and Physiological Effects of Anthocyanins as Functional Food Ingredients, The Open Food Science Journal, Vol 4, pp 7-22 Delgado-Vargas, F., A.R Jimenez, and O Paredes-Lopez (2000) Natural pigments: Carotrnoids, anthocyanins, and betalains-characteristics, biosynthesis, processing, and stability, Crit Rev Food Sci Nutr 40:173-289 15 ... Duyên, 2019) 2.6 Các yếu tố ảnh hưởng đến quy trình trích ly anthycyanin từ hoa đậu biếc 2.6.1 Sơ đồ quy trình Quy trình chiết xuất anthocyanin đặc từ hoa đậu biếc thể Hình 1.4 Hoa đậu biếc tươi Xử... liệu/dung môi đến khả trích ly .10 2.6.3.3 Ảnh hưởng nhiệt độ đến khả trích ly anthocyanin từ hoa đậu biếc 11 2.6.3.4 Ảnh hưởng thịi gian đến khả trích ly anthocyanin từ hoa đậu biếc ... Thuyết minh quy trình 2.6.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến quy trình trích ly 2.6.3.1 Ảnh hưởng dung mơi đến khả trích ly anthocyanin từ hoa đậu biếc 2.6.3.2 Ánh hưởng tỷ