Trích ly và đánh giá hoạt tính sinh học các thành phần phenolic từ vỏ hành tây

51 Giải thưởng Sinh viên nghiên cứu khoa học Euréka lần thứ 21 năm 2019 Kỷ yếu khoa học TRÍCH LY VÀ ĐÁNH GIÁ HOẠT TÍNH SINH HỌC CÁC THÀNH PHẦN PHENOLIC TỪ VỎ HÀNH TÂY Nguyễn Thanh Phúc* Trường Đại học[.]

Giải thưởng Sinh viên nghiên cứu khoa học Euréka lần thứ 21 năm 2019 Kỷ yếu khoa học TRÍCH LY VÀ ĐÁNH GIÁ HOẠT TÍNH SINH HỌC CÁC THÀNH PHẦN PHENOLIC TỪ VỎ HÀNH TÂY Nguyễn Thanh Phúc* Trường Đại học Bách Khoa – ĐHQG Thành phố Hồ Chí Minh *Tác giả liên hệ: thanhphucbk15@gmail.com TÓM TẮT Nghiên cứu nhằm xác định hàm lượng đánh giá hoạt tính sinh học hợp chất polyphenol từ vỏ hành tây Vỏ hành tây trích ly lần với dung môi ethanol 40%, thời gian 60 phút, 60oC, tỷ lệ rắn/ lỏng 1/20 (g/mL) thu hàm lượng polyphenol (93,56 ± 0,02 mg GAE/g DW) flavonoid (194,54 ± 0,06 mg QE/g DW) Cao chiết thể hoạt tính kháng oxy hóa mạnh thử nghiệm đánh giá khả bắt gốc tự DPPH, với giá trị IC50 18,88 g/mL khả kháng k��� cao Chủng Bacillus subtilis, Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Salmonella Pseudomonas aeruginosa với giá trị MIC 175; 175; 200; 200 150 (g/mL) Kết thử nghiệm in vivo thịt cá basa cho thấy dịch trích vỏ hành tây có khả ức chế mạnh oxy hóa lipid thịt cá phương pháp TBARS giúp kéo dài thời gian bảo quản cá đến tuần bảo quản lạnh (0oC) đến 24 bảo quản nhiệt độ thường (37oC) Từ khóa: Vỏ hành tây, phenolic, kháng oxy hóa, kháng k���� y hóa lipid, bảo quản cá EXTRACTION AND BIOLOGICAL ACTIVITIES OF PHENOLIC COMPOUNDS FROM ONION PEEL Nguyen Thanh Phuc* Ho Chi Minh city University of Technology, VNU – Ho Chi Minh City *Corresponding author: thanhphucbk15@gmail.com ABSTRACT This study aimed to determine the content and evaluate biological activities of phenolic compounds extracted from onion peel Onion peel extracted twice with EtOH 40% in 60 minutes at 60°C and solid/ liquid ratio 1g/20mL yields polyphenol content 93.56±0.02 mg GAE/g DW and flavonoid content 194.54 ± 0.06 mg QE/g DW The extract demonstrated high antioxidant activity in DPPH radical scavenging experiments with IC50 value of 18.88 g/mL and noticable antibacterial activities against Bacillus subtilis, Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Salmonella, Pseudomonas aeruginosa with MIC values of 175; 175; 200; 200 and 150 (g/ mL), respectively The extract also exhibited high lipid peroxidation inhibitory activity in TBARS test on Yellowtail Catfish and helped to extend storage time for weeks in cold conditions (0oC) and 24 hours in normal condition (37oC) Keywords: Onion peel, phenolic, antioxidant, antibacterial, lipid peroxidation, storage fish quercetin tự Quercetin diglucoside monoglucoside chiếm tới 90% tổng lượng flavonol tìm thấy vỏ hành tây Quercetin có khả kháng oxy hóa gốc tự gây ra, kháng khuẩn, chống lão hóa, chống ung thư, làm giảm nguy mắc bệnh Alzheimer Nhu cầu tiêu dùng hành tây ngày tăng lên nhờ hương vị đặc trưng đặc tính dinh dưỡng Để đáp ứng mức tiêu thụ nên sản lượng hành tây hàng năm tăng lên Đồng thời, lượng chất thải rắn hành tây tăng TỔNG QUAN Hành tây nguyên liệu phổ biến sử dụng ngày bữa ăn tồn giới Hành tây có hàm lượng dinh dưỡng cao, có chứa nhiều hoạt chất phyto phân tử acid phenolic, flavonoid, anthocyanin,…có nhiều lợi cho sức khỏe Lớp vỏ hành tây trình già khơ, chuyển sang màu nâu, đỏ vàng Trong trình chế biến thức ăn, vỏ hành bị bỏ Nina Beesk (2010) cộng nghiên cứu 16 giống hành tây, nhận thấy vỏ hành có chứa quercetin glucoside 51 Giải thưởng Sinh viên nghiên cứu khoa học Euréka lần thứ 21 năm 2019 Kỷ yếu khoa học tác dụng kháng khuẩn dịch trích lớn Ngồi ra, tìm giá trị MIC mẫu với chủng vi khuẩn Xác định số TBARS Cá basa sau xử lý ngâm dịch chiết từ vỏ hành tây vàng (đã tối ưu quy trình chiết) khoảng thời gian định Sau ngâm, vớt cá để ráo, bao bọc lại túi thực phẩm, hàn kín miệng mang bảo quản khoảng thời gian định Khi bảo quản, trình oxy hóa lipid tạo thành sản phẩm bậc hai malondialdehyde (MDA) Sử dụng phương pháp TBARS để tính hàm lượng MDA hình thành lên, làm nhiễm mơi trường theo nhiều cách khác Vì vậy, nghiên cứu nhằm tái sử dụng nguồn nguyên liệu vỏ hành tây, thu hồi hàm lượng flavonoid, acid phenolic có vỏ hành Bên cạnh đó, nghiên cứu ứng dụng chất có hoạt tính sinh học cao vào bảo quản thực phẩm hợp chất từ thiên nhiên, thân thiện với môi trường VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP Chuẩn bị nguyên liệu hóa chất Hành tây vàng trồng theo tiêu chuẩn VietGAP, sản xuất từ sở nông sản Hải Hùng, tỉnh Lâm Đồng Hành tây tách lấy phần vỏ bên làm để tiến hành thí nghiệm Cá basa có xuất xứ từ cơng ty cổ phần Gị Đàng đạt tiêu chuẩn kiểm tra vệ sinh an toàn thực phẩm tiêu chất lượng theo TCVN 7046-2009 Các loại hóa chất sử dụng nghiên cứu gồm ethanol, methanol, quercetin chuẩn, gallic acid chuẩn, thuốc thử Folin – Ciocalteau, gốc tự DPPH, nutrient Broth, chủng vi khuẩn, NaOH, AlCl3, Na2CO3 hóa chất vơ khác Xác định hàm lượng polyphenol tổng Đánh giá hàm lượng polyphenol tổng phương pháp Folin – Ciocalteau Đo độ hấp thu bước sóng 760 nm kết hợp với đồ thị đường chuẩn theo acid gallic, tính hàm lượng tổng hợp chất phenolic có mẫu phân tích Xác định hàm lượng flavonoid tổng Phản ứng tạo phức nhóm flavonoid với muối aluminum chloride mơi trường methanol, tạo phức chất màu vàng Đo độ hấp thu bước sóng 510 nm kết hợp với đồ thị đường chuẩn theo quercetin, suy hàm lượng flavonoid có mẫu phân tích Xác định khả kháng oxy hóa DPPH Hoạt tính kháng oxy hóa khảo sát theo phương pháp Sharma (2009) Khả làm gốc tự chất cao hấp thu quang phổ đo 517 nm phản ứng DPPH có giá trị giảm Kết hợp với đường chuẩn vitamin C tìm giá trị IC50 mẫu Xác định khả kháng khuẩn Đánh giá hoạt tính kháng khuẩn dịch trích xác định dựa vào phương pháp Kirby – Bauer disk diffusion Vùng ức chế lớn KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Ảnh hưởng yếu tố trích ly đến hàm lượng polyphenol tổng flavonoid tổng Tiến hành khảo sát yếu tố ảnh hướng đến q trình trích ly (nồng độ EtOH, thời gian, nhiệt độ, tỷ lệ rắn/lỏng, số lần trích ly) để tìm điều kiện trích tốt Kết cho thấy, vỏ hành tây trích lần EtOH 40%, 60 phút 60oC với tỷ lệ rắn/ lỏng 1/20 cho hàm lượng polyphenol flavonoid cao Lấy dịch chiết đem thử hoạt tính giai đoạn Đánh giá kháng oxy hóa Tiến hành thử nghiệm hoạt tính kháng oxy hóa theo phương pháp DPPH Kết khảo sát cho thấy, cao chiết từ vỏ hành tây có giá trị IC50 18,88 ± 0,45 g/mL đó, chứng dương vitamin C 6,87 ± 0,31 g/mL Giá trị IC50 cao chiết cao gấp 2,75 lần vitamin C Do đó, nhận định rằng, cao chiết có hoạt tính kháng oxy hóa mạnh Tuy nhiên cao chiết cịn chứa nhiều tạp chất nên khả kháng oxy hóa thấp vitamin C Đánh giá hoạt tính kháng khuẩn Kết khảo sát hoạt tính kháng khuẩn năm chủng khác gồm Escherichia coli (E.coli), Bacillus subtilis, Staphylococcus aureus, Salmonella, Pseudomonas aeruginosa cho thấy, dịch chiết có khả kháng năm chủng (Hình 1) Điều chứng minh dịch chiết vỏ hành tây có khả kháng vi khuẩn Gram dương Gram âm Các hợp chất dịch chiết vỏ hành tây, đặc biệt hợp chất polyphenol, flavonoid có tác dụng ức chế sinh trưởng vi khuẩn 52 Giải thưởng Sinh viên nghiên cứu khoa học Euréka lần thứ 21 năm 2019 Kỷ yếu khoa học Hình Thử nghiệm hoạt tính kháng khuẩn dịch chiết vỏ hành tây Trong trình khảo sát, mẫu thử khuẩn khoảng từ – 14 mm, theo E pha ethanol 40%, đó, sử dụng đối Hahn nhận định chủng vi chứng dung môi ethanol 40% Ở tất khuẩn nhạy cảm với dịch chiết từ vỏ hành mẫu đối chứng khơng xuất vịng tây Do đó, tiếp tục thí nghiệm tìm giá trị nồng kháng khuẩn Điều thời độ ức chế tối thiểu MIC phương pháp gian ủ lâu khoảng 16 37oC, ethanol pha loãng thạch Khi thử nghiệm kháng bay dần, làm khả kháng khuẩn giảm sinh đồ, vi khuẩn P.aeruginosa cho kết dần Vì vậy, kết luận rằng, sử dụng vịng vơ khuẩn cao nhất, tương ứng có giá trị ethanol 40% làm đối chứng âm với vi khuẩn MIC 150 g/mL, thấp chủng mà không gây ảnh hưởng đến kết kháng vi khuẩn kiểm định khuẩn dịch chiết Đường kính vịng vơ Bảng Kết khảo sát hoạt tính kháng khuẩn Chủng vi sinh vật Đường kính vịng vơ khuẩn (D, mm) MIC, g/mL B subtilis S aureus E.coli Samonella P.aeruginosa 11,03 ± 0,21 10,25 ± 0,29 11,08 ± 0,30 10,10 ± 0,26 12,75 ± 0,21 175 200 175 200 150 lý ngâm mẫu cá dịch trích vỏ hành tây Ngâm 10, 20, 30 phút để phút đem vào tủ lạnh bảo quản 0oC, so sánh mức độ oxy hóa lipid thơng qua số TBARS thời gian bảo quản tuần Sau tuần bảo quản lạnh, mẫu ĐC DM10, DM20, DM30 có số TBARS tăng nhanh Trong đó, mẫu BS10, BS20, BS30 có số TBARS tăng ít, khơng tăng Điều chứng tỏ dịch trích vỏ hành tây sau bổ sung vào thịt cá có khả ức chế mạnh oxy hóa lipid Có thể nhận định rằng, xử lý cá ngâm dịch trích 20 phút khoảng thời gian thích hợp để hoạt chất ngấm vào thịt cá đủ để chống lại oxy hóa lipid Chỉ số TBARS tăng đồng nghĩa với mức độ bị oxy hóa mẫu cá tăng theo Ứng dụng bảo quản cá basa Bảo quản nhiệt độ lạnh Cá basa có chứa nhiều acid béo chưa bão hòa (DHA, EPA) nên dễ bị oxy hóa để điều kiện mơi trường bình thường có mặt khí oxy khơng khí Trong q trình bảo quản cá basa, oxy hóa lipid diễn liên tục phức tạp, ảnh hưởng xấu đến chất lượng thịt cá Vì vậy, dựa vào khả kháng oxy hóa mạnh vỏ hành tây nhằm thay dần việc sử dụng chất bảo quản tổng hợp công nghiệp chất có khả bảo quản thực phẩm có nguồn gốc thiên nhiên đảm bảo sức khỏe cho người tiêu dùng nên tiến hành thử nghiệm bảo quản thực phẩm dịch trích vỏ hành tây Mẫu cá basa ngâm dịch chiết có nồng độ 0,2 mg/mL, tiến hành khảo sát ảnh hưởng thời gian xử 53 Giải thưởng Sinh viên nghiên cứu khoa học Euréka lần thứ 21 năm 2019 Kỷ yếu khoa học cá có độ đàn hồi tốt khơng có mùi Điều chứng minh rằng, dịch trích vỏ hành tây có khả ức chế mạnh mẽ oxy hóa lipid có cá basa khơng mơi trường bảo quản lạnh mà cịn mơi trường bảo quản nhiệt độ mơi trường bình thường Bảo quản nhiệt độ thường Tiến hành thử nghiệm đánh giá khả kháng oxy hóa thịt cá có bổ sung dịch trích từ vỏ hành tây khoảng 24h, đặt tủ ấm 37oC Mẫu cá sau ủ tủ ấm đem đánh giá số TBARS mốc thời gian: 0, 3, 24 (h) Có thể nhận thấy, biến đổi số TBARS mẫu ĐC, BS DM q trình bảo quản nhiệt độ mơi trường có tương đồng với q trình bảo quản lạnh Chỉ số TBARS mẫu ĐC DM tăng mạnh khoảng thời gian từ 3-7h, sau giảm dần đến 24h Mẫu cá ĐC DM sau 24h bị biến màu, mềm, thịt bị rã có mùi hôi Trong khi, với mẫu BS, số TBARS khơng đổi 3h đầu, sau tăng chậm đến 24h Tuy nhiên, sau 24h, mẫu BS giữ độ tươi tốt, thịt KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Trong vỏ hành tây có chứa nhiều polyphenol flavonoid, có khả kháng oxy hóa mạnh có hoạt tính kháng khuẩn tốt Trong thử nghiệm in vivo ứng dụng bảo quản cá có bổ sung dịch chiết vỏ hành tây cho kết khả quan Cá có bổ sung dịch chiết giữ độ tươi ngon sau tuần bảo quản nhiệt độ lạnh (0oC) 24h nhiệt độ thường (37oC) TÀI LIỆU KHAM KHẢO N Beesk, H Perner, D Schwarz, E George, L W Kroh, and S Rohn, "Distribution of quercetin-3, 4′-O-diglucoside, quercetin-4′-O-monoglucoside, and quercetin in different parts of the onion bulb (Allium cepa L.) influenced by genotype," Food chemistry, vol 122, pp 566-571, 2010 K Victor, Allium cepa, Medicinal Spices and Vegetables from Africa: Academic Press, 2017 A Nile, S H Nile, D H Kim, Y S Keum, P G Seok, and K Sharma, "Valorization of onion solid waste and their flavonols for assessment of cytotoxicity, enzyme inhibitory and antioxidant activities," Food and Chemical Toxicology, 2018 S Tsanova-Savova and Denev, "Flavonoids in Foods and Their Role in Healthy Nutrition," in Diet, Microbiome and Health, ed: Elsevier, 2018, pp 165-198 S H Nile, A Nile, and K Sharma, "Utilization of quercetin and quercetin glycosides from onion (Allium cepa L.) solid waste as an antioxidant, urease and xanthine oxidase inhibitors," Food chemistry, vol 235, pp 119-126, 2017 54 ... nguồn nguyên liệu vỏ hành tây, thu hồi hàm lượng flavonoid, acid phenolic có vỏ hành Bên cạnh đó, nghiên cứu ứng dụng chất có hoạt tính sinh học cao vào bảo quản thực phẩm hợp chất từ thiên nhiên,... LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP Chuẩn bị nguyên liệu hóa chất Hành tây vàng trồng theo tiêu chuẩn VietGAP, sản xuất từ sở nông sản Hải Hùng, tỉnh Lâm Đồng Hành tây tách lấy phần vỏ bên làm để tiến hành thí... lần trích ly) để tìm điều kiện trích tốt Kết cho thấy, vỏ hành tây trích lần EtOH 40%, 60 phút 60oC với tỷ lệ rắn/ lỏng 1/20 cho hàm lượng polyphenol flavonoid cao Lấy dịch chiết đem thử hoạt tính