PHÂN TÍCH các yêu tố ẢNH HƯỞNG đên QUY TRÌNH TRÍCH LY ANTHOCYANIN từ HOA đậu BIÊC

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT - CÔNG NGHỆ CẦN THƠ KHOA CƠNG NGHỆ SINH HĨA - THỰC PHẨM …o0o… THỰC TẬP THỰC TÊ CHUY N Đ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM PHÂN TÍCH CÁC U TỐ ẢNH HƯỞNG ĐÊN QUY TRÌNH TRÍCH LY ANTHOCYANIN TỪ HOA ĐẬU BIÊC 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 TÊ CHUY N Đ CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM PHÂN TÍCH CÁC U TỐ ẢNH HƯỞNG ĐÊN QUY TRÌNH TRÍCH LY ANTHOCYANIN TỪ HOA ĐẬU BIÊC Giiaanng viiêên hưươơnng dâânn: ThhS ĐOO N PHHƯƯƠƠNNG LIINNH Siinh viiêên thhựực hiiệệnn: PHHAAN NHHỰỰT HUUY MSSV: 1900160 Nganh: CNTP2019 Cần Thơ - năm 2022 Mục lục Mục lục i D nh sách bang ii D nh sách hình iii ĐẶT VẤN ĐỀ NỘI DUNG 2.1 Tổng qu n ho đậu biếc 2.2 Công dụng củ nthocy nin ho đậu biếc 2.3 Giơi thiệu nthocy nin 2.3.1 Cấu tạo 2.3.2 Tính chất nthocy nin 2.3.4 Các yếu tố anh hưởng đến nthocy nin 2.3.4.1 Ảnh hưởng củ cấu trúc 2.3.4.2 Ảnh hưởng củ pH 2.3.4.3 Ảnh hưởng củ nhiệt độ 2.3.4.4 Ảnh hưởng củ ánh sáng 2.3.4.5 Ảnh hưởng củ enzyme 2.4 Ứng dụng củ nthocy nin ho đậu biếc 2.5 V i trò củ nthocy nin công nghệ thực phẩm 2.6 Các yếu tố anh hưởng đến quy trình trích ly nthycy nin từ ho đậu biếc .8 2.6.1 S đồ quy trình 2.6.2 Thuyết minh quy trình 2.6.3 Các yếu tố anh hưởng đến quy trình trích ly 2.6.3.1 Ảnh hưởng củ dung mơi đến kha trích ly nthocy nin từ ho đậu biếc 2.6.3.2 Ánh hưởng củ tỷ lệ nguyên liệu/dung môi đến kha trích ly 10 2.6.3.3 Ảnh hưởng củ nhiệt độ đến kha trích ly nthocy nin từ ho đậu biếc 11 2.6.3.4 Ảnh hưởng củ thòi gi n đến kha trích ly nthocy nin từ ho đậu biếc 11 2.6.3.5 Ảnh hưởng củ số lần chiết đến kha trích ly nthocy nin từ ho đậu biếc 12 KẾT LUẬN 13 TÀI LIỆU THAM KHẢO 14 D nh sách bảng Bang 1.1 Chức thành phần củ c y ho đậu biếc Bang 2.1 Hàm lượng nthocy nin dịch trích ly vơi nồng độ dung mơi khác nh u Bang 2.2 Hàm lượng nthocy nin dịch chiết s u trích ly vơi tỉ lệ ngun liệu/dung mơi khác nh u 10 Bang 2.3 Hàm lưọng nthocỵ nin s u trích ly nhiệt độ khác nh u 11 Bang 2.4 Kết qua thống kê hàm lượng nthocy nin s u trích ly vơi khác khoang thời gi n khác nh u 12 Bang 2.5 Hàm lượng nthocy nin s u trích ly vơi số lần chiết khác nh u 12 D nh sách hình Hình 1.1 Cấu trúc c ban củ nthocy nin Hình 1.2 Cấu trúc củ nthocy nin phức tạp (delphinidin 3,7,3’,5’-tetr -(6-O-p- coum royl-β-glucosid)) Hình 1.3 Màu sắc nthocy nin củ ho đậu biếc môi trường pH từ 1-14 Hình 1.4 Quy trình chiết xuất nthocy nin đặc từ ho đậu biếc ĐẶT VẤN Đ Chất màu nthocy nin nghiên cứu dự vào anh hưởng có lợi củ chúng đối vơi sức khỏe người (Motoh shi S nd N k y m T, 2008) ứng dụng củ chúng lự chọn tiềm để th y màu sắc tự nhiên thực phẩm (Shipp J., Abdel-A E M, 2010) Chúng cịn hợp chất có nhiều hoạt tính sinh học quí cho sức khỏe kha chống oxy hó , chống dị ứng, chống ti phóng xạ, chống viêm, chống vi khuẩn, chống đông huyết tạo bệnh mạch vành có tác dụng bao vệ tim mạch thuốc giãn mạch vành Anthocy nins khơng có độc tính khơng có giơi hạn tối đ cho ứng dụng thực phẩm Chúng ứng dụng rộng rãi hoạt động san xuất công nghiệp (M n ch et l., 2005; Puupponen et l., 2001) Do vậy, nghiên cứu sử dụng nthocy nin làm chất màu thực phẩm việc làm cần thiết, có ý nghĩ nhằm kh i thác, phát triển h n nữ hợp chất hữu c có nguồn gốc thiên nhiên Tuy tốt nhiều mặt sức khỏe kinh tế, vân nhiều điểm hạn chế môi trường yếu tố tự nhiên anh hưởng, cần tìm hiểu yếu tố anh hưởng đến nthnocy nin ho đậu biếc NỘI DUNG 2.1 Tổng qu n ho đậu biếc - Tên kho học mô ta: Ho đậu biếc (Đậu biếc l m) có tên kho học Clitoria ternatea, c y th n thao, d y leo, có nguồn gốc từ vùng C ribe, miền Trung Mỹ Mexico, s u trồng nhiều Ấn Độ để ứng dụng vào y học cổ truyền (Mukherjee et l., 2008) Ho đậu biếc có màu x nh dư ng, sắc tố ho màu x nh sử dụng theo truyền thống chất màu thực phẩm Ho đậu biếc nthocy nin có màu x nh dư ng, có tiềm sử dụng làm chất màu x nh tự nhiên cho thực phẩm, mỹ phẩm dược phẩm pH trung tính (Lee P M et l., 2011) Anthocy nin ho đậu biếc gồm nhiều nhóm c ban xác định theo màu sắc: pel rgonidin màu c m, cy nidin cho màu đỏ, delphinidin cho màu x nh (Tri Nhut Ph m, 2019) Anthocy nins polyhydroxy glycosyl hó dân xuất củ 2polymethoxy phenenylylbebenzopyrylyliuium c tion, tức c tion fl vvylyliuium (Brouil rd R et l., 1982) Anthocy nin chất chống oxi hó , đóng v i trò qu n trọng việc ngăn ngừ bệnh tim mạch, thần kinh, ung thư tiểu đường… (Koncz k, I., Zh ng, W., 2004) Athocy nin độc tính khơng có giơi hạn tối đ cho ứng dụng thực phẩm Tuy nhiên, nthocy nin không ổn định dễ bị thối hó yếu tố pH, nhiệt độ lưu trữ, cấu trúc hó học, nồng độ, ánh sáng, oxy, dung môi, diện củ enzyme, f vonoid, protein ion kim loại (Rein M., 2005) tăng nồng độ eth nol c o làm cho tính ph n cực củ hệ dung mơi giam dân đến kha hò t n nthocy nin thu s u trích ly giam theo Đó lý s o b n đầu tăng nồng độ % eth nol hệ hàm lượng nthocy nin thu tăng liên tục đạt c o nồng độ 70° s u giam, nồng độ et nol tiếp tục tăng Vì vậy, eth nol 70° nồng độ dung mơi thích hợp để chiết nthocy nin từ ho đậu biếc 2.6.3.2 Ánh hưởng tỷ lệ nguyên liệu/dung môi đến khả trích ly Theo nghiên cứu củ Nguyễn Thị Tuyết Trần Thị Duyên, 2019 tách chiết chất màu nthocy nin từ ho đậu biếc (clitori tern te n) thí nghiệm khao sát anh hưởng củ tỷ lệ ngun liệu/dung mơi đến kha trích ly Khao sát kha trích ly nthocy nin từ ho đậu biếc theo tỉ lệ củ nguyên liệu/ dung mơi (g/ml): 1:5, 1:10, 1:10, 1:15, 1:25, từ tìm r tỷ lệ dung mơi có kha trích ly tối ưu Thí nghiệm bố trí tiến hành vơi nh n tố th y đổi tỷ lệ nguyên liệu/dung môi lặp lại lần kết qua thể Bang 2.2 Bảng 2.2 Ham lượng nthocy nin dịch chiết s u trích ly với tỉ lệ ngun liệu/dung mơi khác nh u Tỷ lệ nguyên liệu/dung môi (g/ml) 1::005 1::110 1::115 1::220 1::225 Động lực củ q trình trích ly chênh lệch gr dient nồng độ giữ cấu tử trích ly nguyên liệu dung môi Sự vận chuyển chất t n từ bên tế bào thực vật r bên ngồi dung mơi qu đường khuếch tán chủ yếu Sự khuếch tán giúp cho trình chiết rút cấu tử cần trích ly từ nguyên liệu vào dung môi xay r nh nh triệt để h n Do lượng dung mơi khác nh u dân đến hàm lượng chất t n chiết rút r khác nh u Kết qua nghiên cứu xác định anh hưởng củ tỷ lệ dung môi/nguyên liệu đến hiệu suất chiết nthocynin thể bang 2.2 Kết qua cho thấy hiệu suất chiết giam 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 vơi tỉ lệ 1:10 khơng q lơn 0.2% (1:05 + 1:10) Vì vậy, chọn tỉ lệ 1:10 để trích ly nthocy nin 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 củ Nguyễn Thị Tuyết Trần Thị Duyên, 2019 tách chiết chất màu nthocy nin từ ho đậu biếc (clitori tern te n) thí nghiệm khao sát anh hưởng củ nhiệt độ đến kha trích ly nthocy nin từ ho đậu biếc Khao sát anh hưởng củ nhiệt độ (40 °C, 50°C, 60 °C, 70 °C, 80°C) đến kha trích ly nthocy nin từ ho đậu biếc, từ tìm r nhiệt độ cho kha trích ly c o Thí nghiệm bố trí tiến hành vơi nh n tố th y đổi nhiệt độ Mỗi thí nghiệm lặp lại lần vơi nhiệt độ tư ng ứng, kết qua cho thấy thể Bang 2.3 Bảng 2.3 Ham lưọng nthocỵ nin s u trích ly nhiệt độ khác nh u Nhiệt độ chiết (oC) 1: :0 05 1: :1 10 1: :1 15 1:25 S u dung môi, nhiệt độ yếu tố cần qu n t m trình trích ly Khi nhiệt độ tăng làm giam độ nhơt đồng thời làm tăng vận tốc khuếch tán Do đó, tạo điều kiện thuận lợi cho q trình vận chuyền chất hò t n từ nguyên liệu vào dung môi Từ kết qua bang 2.3, cho thấy nhiệt độ chiết tăng từ 40 ÷ 50 °C hàm lượng nthocy nin thu tăng, hiệu suất chiết tăng từ 18.16 - 20.22% Nhiệt độ chiết tăng từ 50 – 60 °C, hàm lượng nthocy nin thu s u trích ly tăng nh nh đạt c o nhất, hiệu suất chiết tăng từ 20.22 ÷ 24.19% Đ y khoang nhiệt độ thu nthocy nin hiệu qua Nhiệt độ tăng từ 60 - 80°C, hàm lượng nthocy nin thu s u trích ly giam nh nh Hiệu suất chiết bắt đầu giam từ 24.19% (60°C) xuống 17.80% (70°C), tiếp tục giam xuống 17.05% (80°C) Vì vậy, chọn nhiệt độ trích ly 60°C, nhiệt độ thích hợp cho q trình trích ly nthocy nin từ ho đậu biếc 2.6.3.4 Ảnh hưởng thịi gian đến khả trích ly anthocyanin từ hoa đậu biếc Theo nghiên cứu củ Nguyễn Thị Tuyết Trần Thị Duyên, 2019 tách chiết chất màu nthocy nin từ ho đậu biếc (clitori tern te n) thí nghiệm khao sát anh hưởng củ thời gi n đến kha trích ly nthocy nin từ ho đậu biếc Khao sát anh hưởng củ thời gi n (lh, 2h, 3h, 4h, 5h) đến kha trích ly nthocy nin, từ tìm r thời gi n cho kha trích ly c o thể Bang 2.4 Bảng 2.4 Kết thống kê ham lượng nthocy nin s u trích ly với khác khoảng thời gi n khác nh u 11 Thời gi n chiết (h) Q trình trích ly nthocy nin phụ thuộc vào thời gi n trích ly Nếu thời gi n q ngắn, khơng đủ để dung mơi hị t n hết nthocy nin nguyên liệu Ngược lại, thời gi n dài anh hưởng đến chất lượng củ san phấm chiết, dung mơi hị t n chất khác nguyên liệu, mặc khác kéo dài thời gi n trích ly có thề làm giam lượng nthocy nin trích ly nthocy nin bị ph n hủy tiếp xúc vơi nhiệt độ c o thời gi n dài Dự vào kết qua thống kê Bang 2.4, cho thấy rằng, thời gi n tăng từ - 2h hàm lượng nthocy nin thu tăng, hiệu suất tăng từ 21.33 - 22.67% Thời gi n tăng từ - 5h, hàm lượng nthocy nin thu s u trích ly bắt đầu giam Hiệu suất chiết giam từ 22.67% (2h) xuống 21.46% (3h), 21.04% (4h), 19.96% (5h) Như vậy, 2h khoang thời gi n thích hợp để thu hàm lượng nthocy nin c o, mặt khác rút ngắn thời gi n trích ly 2.6.3.5 Ảnh hưởng số lần chiết đến khả trích ly anthocyani n từ hoa đậu biếc Theo nghiên cứu củ Nguyễn Thị Tuyết Trần Thị Duyên, 2019 tách chiết chất màu nthocy nin từ ho đậu biếc (clitori tern te n) thí nghiệm khao sát anh hưởng củ số lần chiết đến kha trích ly nthocy nin từ ho đậu biếc Thí nghiệm bố trí tiến hành vơi nh n tố th y đổi số lần chiết (chiết lần, chiết lần, chiết lần), kết qua thể Bang 2.5 Bảng 2.5 Ham lượng nthocy nin s u trích ly với số lần chiết khác nh u Số lầ Chhiiế Chhiiế Chhiiế Qu kết qua cho thấy rằng, chiết lần có hiệu suất c o (23.31%) S u hiệu suất giam nh nh chiết lần (14.98%) lần (9.8%) Nguyên nh n s u lần chiết thứ lượng chất màu nguyên liệu chiết triệt để nên hiệu suất c o, h i lần chiết s u 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 nguyên liệu, tránh láng phí chọn chiết lần cho quy trình chiết chất màu từ ho đậu biếc KÊT LUẬN Hiện n y giơi có số cơng trình nghiên cứu đặc điểm hình thái tác dụng nông nghiệp, y học củ c y ho đậu biếc Theo tác gia Nir l Kum r Singh cộng sự, c y ho đậu biếc có nhiều dược tính tốt: kha chống oxy hố, chống ung thư, phịng bệnh tiểu đường… Nghiên cứu củ tác gia K mke n N., Wilkinson J M r dịch chiết củ ho đậu biếc có chất chống oxy hố ứng dụng san xuất dược mỹ phẩm Tại Thái L n dịch chiết từ ho đậu biếc ứng dụng san xuất gel bôi mắt chống nếp nhăn Hiện n y giơi có số cơng trình nghiên cứu đặc điểm hình thái tác dụng nơng nghiệp, y học củ c y ho đậu biếc Theo tác gia Nir l Kum r Singh cộng sự, c y ho đậu biếc có nhiều dược tính tốt: kha chống oxy hố, chống ung thư, phòng bệnh tiểu đường… (Nir l Kum r Singh, 2017) Nghiên cứu củ tác gia K mke n N., Wilkinson J M r dịch chiết củ ho đậu biếc có chất chống oxy hố ứng dụng san xuất dược mỹ phẩm Tại Thái L n dịch chiết từ ho đậu biếc ứng dụng san xuất gel bôi mắt chống nếp nhăn (K mke n N., Wilkinson J M, 2009) Để tối ưu quy trình chiết xuất nthocy nin cần sử dụng dung mơi sử dụng: eth nol, nồng độ dung môi: eth nol 70°, tỷ lệ ngun liệu/dung mơi (g/ml): 1/10, nhiệt độ trích ly: 60°C, thời gi n trích ly: Số lần trích ly: lần T I LIỆU THAM KHẢO 13 Tai liệu tiếng việt Nguyễn Thị Tuyết Trần Thị Duyên (2019) Nghiên cứu tách chiết chất màu nthocy nin từ ho đậu biếc (clitori tern te n), Tạp chí Cơng nghiệp Nông thôn số 36/2019 Quyển 30, tr ng 81 - 92 Tai liệu tiếng nh Annddeerrsseen R A (22000055) Algal culturing techniques Elsevier/Ac demic Pressss,, Burlington, M ss, pp 226 Ann B kowsk -B rcz k (2005) Acylated Anthocyanins as Stable, Natural Food Colorants – A Review, Pol J Food Nutr Sci.,Vol.14/55, No 2, pp.107-116 Brouil rd R, l cobucci GA, sweeny JG (1982) Chemistry of anthocyanin pigments UV-visible spectrophotometric determin tion of the cidity const nts of pigeninidin nd three rel ted 3-deoxyfl vylium s lt J Am Chem Soc 1982,104(26):7585 – 7590 J in N, Oh l CC, Shroff SK, Bhut d RH, Som ni RS, K sture VS nd K sture SB (2003) Clitoria ternatea and the CNS Pharmacology, Biochemistry and Behavior,, 75:529 K mke n N., Wilkinson J M (2009) The ntioxid nt ctivity of Clitori tern te flower pet l extr cts nd eye gel Wiley online Library, phytotherapy research K nn n, V ,(2011) Extraction of Bioactive Compounds from Whole Red Cabbage and Beetroot using Pulsed Electric Fields and Evaluation of their Functionality,, M ster Thesis, Dept Food Sci nd Tech., University of Nebr sk -Lincoln Konz k, l., & Zh ng, W (2004) Anthocyanins-more than nature’s colours (2004) Journal of biomedicine and biotechnology, 2004(5), 239 – 240 M n ch, C., Wili mson, G., Mor nd, C et l (2005) Bio v ibility nd bioeffc cy of polyphenols in hum ns Review of 97 bioavailability studies Am J Clin Nutr, 8, 230S-242S Motoh shi S nd N k y m T (2008) Clinical applications of natural killer T cell-based immuno-therapy for cancer C ncer Sci 99:638-645 Mukherjee P.K., Kum r V., Kum r N.S., et l (2008) The Ayurvedidic medicine Clititori ternrn te - From tr dititioiondn l use to scieientntific ssesessment Journal of Ethnopharmacology, 120(3), 291 - 301 Nir j Kum r Singh, Jeetendra Kumar Gupta, Kamal Shah, et l (2017) A review on Clitori tern te (Linn.): Chemistry nd ph rm cology OMICS Group eBooks, 2017 Nhut Tri Ph m et l (2019) Extraction of anthocyanins farm butterfly pea (clitoria ternatea L.Flowers) in southern VietNam: Response surf ce modeling foroptimiz tion of the oper tion conditions 14 Puupponen-Pimi , R.; Aur , A.M.; Oksm nc ldentey, K.M.; Myll rinen, P.; S rel , M.; M ttil -S nholm, T.; Pout nen, K (2001) Development of functional ingredients for gut health Trends Food Sci Technol., Amsterd m, v.13, pp.3-11 Rein, M (2005) Copiment tion re ctions nd color st bility of berry nthocy nins Helsinki: University of Helsinki Pp 10 – 14 Shipp J., Abdel-A E M (2010) Food Applications and Physiological Effects of Anthocyanins as Functional Food Ingredients, The Open Food Science Journal, Vol 4, pp 7-22 Delg do-V rg s, F., A.R Jimenez, nd O P redes-Lopez (2000) Natural pigments: Carotrnoids, anthocyanins, and betalains-characteristics, biosynthesis, processing, and stability, Crit Rev Food Sci Nutr 40:173-289 15 ... NGHỆ CẦN THƠ KHOA CƠNG NGHỆ SINH HĨA - THỰC PHẨM …o0o… THỰC TẬP THỰC TÊ CHUY N Đ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM PHÂN TÍCH CÁC YÊU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐÊN QUY TRÌNH TRÍCH LY ANTHOCYANIN TỪ HOA ĐẬU BIÊC Giiaanng... đậu biếc .8 2.6.1 S đồ quy trình 2.6.2 Thuyết minh quy trình 2.6.3 Các yếu tố anh hưởng đến quy trình trích ly 2.6.3.1 Ảnh hưởng củ dung môi đến kha trích ly. .. nthocy nin từ ho đậu biếc chư qu n t m nhiều (Nguyễn Thị Tuyết Trần Thị Duyên, 2019) 7 2.6 Các yếu tố ảnh hưởng đến quy trình trích ly nthycy nin từ ho đậu biếc 2.6.1 Sơ đồ quy trình Quy trình chiết