ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ SẤY ĐẾN HÀM LƯỢNG POLYPHENOL TỔNG SỐ VÀ KHẢ NĂNG KHÁNG OXI HÓA CỦA ĐÀI HOA BỤP GIẤM (HIBISCUS SABDARIFFA L.)
Journal of Science – 2014, Vol (3), 74 – 78 An Giang University ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ SẤY ĐẾN HÀM LƯỢNG POLYPHENOL TỔNG SỐ VÀ KHẢ NĂNG KHÁNG OXI HÓA CỦA ĐÀI HOA BỤP GIẤM (HIBISCUS SABDARIFFA L.) Nguyễn Quang Vinh1, Nguyễn Thị Minh Hiếu1, Trịnh Xuân Cảnh1, Nguyễn Ngọc Hữu2 ThS Viện Công nghệ Sinh học & Môi trường, Trường Đại học Tây nguyên Khoa Nông Lâm nghiệp, Trường Đại học Tây nguyên Thông tin chung: Ngày nhận bài: 25/06/14 Ngày nhận kết bình duyệt: 05/09/14 Ngày chấp nhận đăng: 22/10/14 Title: An effect of drying temperature on total polyphenolic content and antioxidant activity of roselle calyxes (Hibiscus Sabdariffa L.) Từ khóa: Đài hoa bụp giấm, kháng oxy hóa, tổng polyphenol, nhiệt độ sấy ABSTRACT The calyxes of the Roselle plant have long been recognized as a source of antioxidants The objectives of this study were to investigate the effect of drying temperatures (60oC, 80oC, 100oC 120oC) on total polyphenol content and antioxidant activities of Roselle calyxes via reducing power and DPPH radical scavenging activity The different drying temperatures showed significant differences in total polyphenol content and antioxidant activities TÓM TẮT Đài hoa bụp giấm từ lâu xem nguồn cung cấp chất có khả kháng oxy hóa Nghiên cứu tiến hành khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ sấy 60oC, 80oC, 100oC 120oC đến hàm lượng polyphenol tổng số khả kháng oxi hóa (gồm khả khử khả dập tắt gốc tự DPPH) đài hoa bụp giấm trồng tỉnh Đắk Lắk Kết cho thấy, hàm lượng polyphenol tổng số khả kháng oxy hóa đài hoa bụp giấm sấy nhiệt độ khác không giống Keywords: Calyxes of Roselle, antioxidant, total polyphenol content, drying temperature cấp chất chống oxy hóa Về tính chất dược lí, đài hoa bụp giấm có tính chống co thắt trơn, làm hạ huyết áp có tính kháng sinh, trị ho, viêm họng Trong y học dân gian hoa bụp giấm dùng để kiểm soát cao huyết áp, bệnh gan làm thức uống nhiều quốc gia Dịch chiết từ đài hoa bụp giấm có tác dụng làm giảm mỡ/cholesterol máu chống xơ vữa động mạch (Alaa G A., 2012) Do vậy, bụp giấm loại thảo dược với hợp chất sinh học quý Hiện có nhiều nghiên cứu cho thấy, khả kháng oxy hóa tổng hàm lượng polyphenol thảo dược phụ thuộc lớn vào điều kiện sấy nguyên liệu Nghiên cứu Monica cs, 2009 cho thấy, khả kháng oxy hóa hàm lượng polyphenol mơ Cafona cao GIỚI THIỆU Cây bụp giấm (Hibicus sabdariffa L.) nguồn quan trọng cung cấp vitamin, khoáng chất hợp chất có hoạt tính sinh học chẳng hạn axit hữu cơ, phytosterol polyphenol, số hợp chất có đặc tính chống oxy hóa Hàm lượng phenolic lồi bao gồm chủ yếu anthocyanins delphinidin-3glucoside, sambubioside cyanidin-3sambubioside; flavonoid khác gossypetin, hibiscetin glycoside; axit protocatechuic, eugenol sterol β-sitoesterol ergoesterol (Azza A A., Ferial M A & Esmat A A., 2011; Mahadevan N, Shivali and Pradeep K., 2009) Chiết xuất từ đài hoa bụp giấm nguồn cung 74 Journal of Science – 2014, Vol (3), 74 – 78 An Giang University để đánh giá khả kháng oxi hóa Giá trị IC50 thấp khả kháng oxi hóa cao Để tính tốn giá trị IC50 ta xây dựng phương trình hồi quy thể mối tương quan nồng độ dịch trích ly mẩu sấy nhiệt độ khác phần trăm ức chế gốc tự DPPH nhiệt độ sấy cao, đó, giá trị không đổi sấy mơ Pelese điều kiện (Monica A Madrau, Amalia Piscopo, Anna M Sanguinetti, Alessandra Del Caro, Marco Poiana, Flora V Romeo & Antonio Piga., 2009); nhiệt độ ảnh hưởng đến khả kháng oxy hóa hàm lượng polyphenol có chuối sấy, công bố Sandra Sagrin Chong, 2013 Trong nghiên cứu tiến hành khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ sấy đến hàm lượng polyphenol tổng số khả kháng oxi hóa đài hoa bụp giấm từ xác định nhiệt độ thích hợp để tiến hành sấy nhằm giữ lại thành phần có hoạt tính sinh học cao đài hoa 2.3 Xử lý số liệu Kết thí nghiệm tiến hành với lần lặp lại xử lý thống kê phần mềm Stagraphic Centurion XV Các số liệu biểu diễn giá trị trung bình lần lặp lại ± độ lệch chuẩn với mức ý nghĩa p< 5% KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1 Ảnh hưởng nhiệt độ sấy đến thời gian sấy 2.1 Vật liệu nghiên cứu phương pháp chuẩn bị 25 Thời gian sấy (h) - Đài hoa bụp giấm mua thôn 1, xã Cư Êbur, thành phố Buôn Ma Thuột, tỉnh Đăk Lăk tiến hành tách lấy đài hoa, rửa để đem sấy nghiệm thức 60oC, 80oC, 100oC 120oC để đạt độ ẩm 6%, nghiệm thức tiến hành với lần lặp lại Đài hoa sau sấy bảo quản bao PE giữ tủ đông -30oC sử dụng 20 15 10 60 80 100 Nhiệt độ ( 0C) 120 Hình Ảnh hưởng nhiệt độ sấy đến thời - Hóa chất sử dụng cho nghiên cứu: Na2CO3, thuốc thử Folin, DPPH (1,1-diphenyl-2-picryl hydrazyl), gallic acid hãng Sigma-Aldrich (St Louis, MO, USA), dung mơi hóa chất khác có xuất xứ Trung Quốc gian sấy Q trình sấy khơ đóng vai trò quan trọng việc bảo quản sản phẩm nơng nghiệp Nó giúp tăng cường sức đề kháng sản phẩm có độ ẩm cao chống lại suy thoái cách giảm hoạt độ nước chúng; tổn thất loại trái rau nước phát triển ước tính 30-40% sản lượng (Shilpi G., Sabrina, C & Nissreen, A., 2011) Vì vậy, nhiều quốc gia nơng nghiệp, số lượng lớn sản phẩm thực phẩm sấy khô để nâng cao tuổi thọ, giảm chi phí đóng gói, khối lượng thấp hơn, giữ lại hương vị ban đầu trì giá trị dinh dưỡng (Norhaizan, M., Fong, S.H., Amin, I & Chew L.Y 2010) 2.2 Phương pháp nghiên cứu Đài hoa sấy khơ nghiền nhỏ sau trích ly lần nhiệt độ phịng ethanol với tỉ lệ nguyên liệu/dung môi 1:10 máy lắc thời gian 24h Sau trích ly, tiến hành đặc máy quay chân khơng, cao trích ly thu tiến hành sấy đến khơ hồn toàn nhiệt độ 60oC (Nguyen Eun, 2011) Xác định hàm lượng polyphenol tổng số theo phương pháp Folin-Ciocalteu (1927) Xác định khả kháng oxi hóa thơng qua khả khử sắt khả dập tắt gốc tự DPPH theo phương pháp cải tiến Nguyen Eun, 2011 Trong thí nghiệm chúng tơi khảo sát thời gian sấy nhiệt độ sấy 60oC, 80oC, 100oC 120oC thông qua đường cong sấy biểu diễn theo độ ẩm trung bình mẫu theo thời gian Kết trình bày Hình Từ kết Hình cho thấy, nhiệt độ sấy tăng thời gian sấy IC50 định nghĩa nồng độ tối thiểu ức chế 50% gốc tự DPPH, thông số quan trọng 75 Journal of Science – 2014, Vol (3), 74 – 78 An Giang University nhiệt độ sấy khác khác Hàm lượng polyphenol tổng số cao tìm thấy mẫu sấy nhiệt độ 80oC 25.196 mg GAE/g Khi nhiệt độ sấy tăng từ 60oC đến 80oC hàm lượng polyphenol tổng số tăng, cụ thể từ 21.073 mg GAE/g đến 25.196 mg GAE/g Tuy nhiên, nhiệt độ tăng cao hàm lượng polyphenol lại giảm 1000C 1200C 18.461 mg GAE/g 16.845 mg GAE/g Điều cho thấy hàm lượng polyphenol tổng số đài hoa bụp giấm phụ thuộc vào nhiệt độ sấy Trong giới hạn nhiệt độ sấy tăng tổn thất hàm lượng polyphenol tổng số giảm nhiệt độ sấy thấp thời gian sấy kéo dài dẫn đến oxi hóa hợp chất polyphenol khơng khí xảy nhanh tổn thất polyphenol tăng Bên cạnh đó, nhiệt độ sấy cao hàm lượng polyphenol tổng số giảm biến đổi hợp chất polyphenol tác động nhiệt Kết tương tự nghiên cứu công bố trước (Shilpi G., Sabrina, C & Nissreen, A., 2011) giảm Ở nhiệt độ 600C thời gian sấy dài 22h tăng lên 1200C thời gian cịn lại 3.5h Qua cho thấy nhiệt độ sấy ảnh hưởng đến thời gian sấy nhiều, điều công bố nhiều nghiên cứu trước (Saeed I.E., Sopian, K & Zainol, A.Z., 2008; Trịnh Thanh Tâm, Nguyễn Quốc Cường, Từ Phan Nam Phương & Đống Thị Anh Đào, 2011) 3.2 Ảnh hưởng nhiệt độ sấy đến hàm lượng polyphenol tổng số Hàm lượng polyphenol tổng số (mgGAE/g cao trích ly) Trong năm gần có nhiều cơng trình nghiên cứu cho thấy polyphenol có nhiều hoạt tính sinh học tốt sức khỏe người hoạt tính kháng oxi hóa, kháng ung thư, kháng viêm… Vì vậy, nghiên cứu tiến hành khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ sấy đến hàm lượng polyphenol tổng số đài hoa bụp giấm 30 25 b a c d 20 3.3 Ảnh hưởng nhiệt độ sấy đến khả khử đài hoa bụp giấm Khả khử sử dụng để đánh giá tiềm hoạt tính kháng oxi hóa xác định thơng qua độ hấp thu bước sóng 700 nm, độ hấp thu cao khả khử lớn Trong thí nghiệm này, chúng tơi tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng nhiệt độ sấy đến khả khử dịch trích ly từ đài hoa bụp giấm Kết thể Bảng 15 10 60 80 100 Nhiệt độ sấy( oC) 120 Hình 2: Hàm lượng polyphenol tổng số có cao trích ly từ đài hoa bụp giấm nhiệt độ sấy khác a , b, c, d: Biểu diễn khác có ý nghĩa mẫu cao trích ly từ đài hoa bụp giấm nhiệt độ sấy khác với độ tin cậy 95% CV% 6.24 Khi tăng nồng độ chất trích ly tất mẫu khả khử tăng theo Tuy nhiên, thay đổi khả mẫu sấy nhiệt khác khác Từ kết Hình cho thấy, hàm lượng polyphenol tổng số đài hoa bụp giấm Bảng 1: Ảnh hưởng nhiệt độ sấy đến khả khử đài hoa bụp giấm nồng độ cao chiết khác Nhiệt độ sấy (0C) Độ hấp thu bước sóng 700 nm Nồng độ cao chiết (mg/ml) 0.5 60 1.211± 0.001aA 1.303± 0aB 1.389± 0.008aC 80 1.252± 0.004bA 1.366± 0.002bB 1.510± 0.003bC 100 1.244± 0cA 1.307± 0.001cB 1.447± 0.006cC 120 1.214± 0.001aA 1.304± 0.001acB 1.414± 0.018aC a, b, c: Biểu diễn khác có ý nghĩa khả khử cao trích ly từ đài hoa bụp giấm nhiệt độ sấy khác nồng độ với độ tin cậy 95% A, B, C: Biểu diễn khác có nghĩa khả khử cao trích ly từ đài hoa bụp giấm nhiệt độ sấy với nồng độ khác với độ tin cậy 95% 76 Journal of Science – 2014, Vol (3), 74 – 78 An Giang University Trong mẫu khảo sát mẫu đài hoa sấy 80oC có khả khử cao (đánh giá thông qua độ hấp thu bước sóng 700 nm) dao động khoảng từ 1.252 đến 1.510 nồng độ 0.5 mg/ml đến mg/ml Trong đó, nồng độ này, nhiệt độ sấy 60oC, 100oC 120oC khả khử tương ứng dao động từ 1.211 đến 1.389, 1.244 đến 1.447 1.214 đến 1.414 Kết cho thấy hợp chất polyphenol góp phần đáng kể vào khả chống oxy hóa đài hoa bụp giấm Kết phù hợp với phát nhiều nhóm nghiên cứu báo cáo tương quan tích cực tổng hàm lượng phenolic hoạt động chống oxy hóa (Shilpi G., Sabrina, C & Nissreen, A., 2011) 3.4 Ảnh hưởng nhiệt độ sấy đến khả dập tắt gốc tự DPPH Hoạt tính kháng oxi hóa mẫu cao trích ly sấy nhiệt độ khác đài hoa bụp giấm thể qua khả dập tắt gốc tự DPPH trình bày Bảng Bảng 2: Ảnh hưởng nhiệt độ sấy đến khả ức chế gốc tự DPPH nồng độ khác % ức chế gốc tự DPPH Nhiệt độ sấy Nồng độ (µg/ml) 60oC 80oC 100oC 120oC 200 3.248±0.462aA 10.290±0.306bA 5.075±0.947cA 4.202±1.150acA 400 8.311± 1.400aB 20.903±0.666bB 10.176±0.213cB 7.489±0.038aB 600 13.063±0.500aC 23.816±0.353bC 21.136±0.242cC 12.083±0.372dC 1000 21.415±1.411aD 28.548±0.071bD 25.910±2.469cD 21.752±0.325aD 2000 36.668±2.186aE 53.577±0.056bE 40.082±1.118cE 37.850±0.587aE 3000 54.804±0.369aF 59.334±0.133bF 45.389±0.659cF 46.654±0.541dF a, b, c, d: Biểu diễn khác có ý nghĩa khả dập tắt gốc tự cao trích ly từ đài hoa bụp giấm nhiệt độ sấy khác nồng độ với độ tin cậy 95% A, B, C, D, E, F: Biểu diễn khác có nghĩa khả dập tắt gốc tự cao trích ly từ đài hoa bụp giấm nhiệt độ sấy với nồng độ khác với độ tin cậy 95% Từ kết Bảng cho thấy, khả dập tắt gốc tự cao trích ly từ mẫu đài hoa sấy nhiệt độ khác không giống Khi tăng nồng độ chất trích ly tất mẫu % ức chế gốc tự tăng theo, điều cho thấy đài hoa bụp giấm có chứa chất có khả ức chế gốc tự DPPH 3500 Giá trị IC50(µg/ml) 3000 Trong mẫu đài hoa sấy nhiệt độ khác nhau, mẫu sấy 80oC có hoạt tính cao với phần trăm ức chế dao động từ khoảng 10.290% đến 59.334% nồng độ 200 µg/ml đến 3000 µg/ml Ở nhiệt độ sấy thấp cao làm giảm khả dập tắt gốc tự DPPH đài hoa bụp giấm Điều nhiệt độ sấy thấp, thời gian sấy kéo dài nên khả tiếp xúc ngun liệu khơng khí lâu làm oxy hóa chất có đài hoa bụp giấm; đồng thời, nhiệt độ sấy cao làm cho hợp chất có khả kháng oxy hóa bị phân hủy nên làm giảm khả kháng oxy hóa chúng a a b 2500 c 2000 1500 1000 500 60 80 100 Nhiệt độ sấy (˚C) 120 Hình So sánh giá trị IC50 hoạt tính kháng gốc tự DPPH mẫu thử a, b, c: Biểu diễn khác có ý nghĩa khả dập tắt gốc tự (IC50) cao trích ly từ đài hoa bụp giấm nhiệt độ sấy khác với độ tin cậy 95% CV% 1.26 77 Journal of Science – 2014, Vol (3), 74 – 78 An Giang University Kết IC50 thể Hình Giá trị IC50 thấp tìm thấy cao trích ly từ mẫu sấy nhiệt độ 80oC (2200.173 µg/ml), cao cao trích ly từ mẫu sấy 120oC (3017.371 µg/ml) Từ kết lần khẳng định nhiệt độ sấy thích hợp cho hợp chất có hoạt tính ức chế gốc tự DPPH từ đài hoa bụp giấm 80oC Mahadevan N, Shivali & Pradeep K (2009) Hibiscus sabdariffa Linn.-An overview Natural Product Radiance, 8(1), 77-83 Monica A Madrau, Amalia Piscopo, Anna M Sanguinetti, Alessandra Del Caro, Marco Poiana, Flora V Romeo & Antonio Piga (2009) Effect of drying temperature on polyphenolic content and antioxidant activity of apricots European Food Research and Technology , 228, 441–448 Norhaizan, M., Fong, S.H., Amin, I., Chew L.Y (2010) Antioxidant activity in different parts of roselle (Hibiscus sabdariffa L.) extracts and potential exploitation of the seeds Food Chemistry, 122, 1055- 1060 Quang-Vinh Nguyen & Jong-Bang Eun (2011) Antioxidant activity of solvent extracts from Vietnamese medicinal plants Journal of Medicinal Plants Research, 5(13), 2798-2811 Saeed I.E., Sopian, K & Zainol, A.Z (2008) ThinLayer Drying of Roselle (I): Mathematical Modeling and Drying Experiments Agricultural Engineering International: CIGR Journal, 10, 415457 Sandra SagrinM & Chong G.H (2013) Effects of drying temperature on the chemical and physical properties of Musa acuminata Colla (AAA Group) leaves Industrial Crops & Products, 45, 430-434 Shilpi G., Sabrina, C., Nissreen, A (2011) Effect of different drying temperatures on the moisture and phytochemical constituents of Edible Irish Brown Seaweed LWT - Food Science and Technology, 44 (5), 1266–1272 Trịnh Thanh Tâm, Nguyễn Quốc Cường, Từ Phan Nam Phương, & Đống Thị Anh Đào (2011) Nghiên cứu ảnh hưởng điều kiện sấy đối lưu đến thành phần dinh dưỡng bột nấm mèo Auricularia auricula-judae Tạp chí Khoa học Cơng nghệ, 49 (6A), 176-182 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Từ kết kết luận cao trích ly từ đài hoa bụp giấm có hàm lượng polyphenol hoạt tính kháng oxy hóa cao nhiệt độ sấy 800C Như vậy, nhiệt độ thích hợp để sấy đài hoa bụp giấm 800C Tiếp tục nghiên cứu để hồn thiện quy trình sấy xác định thành phần chất có hoạt tính sinh học đài hoa bụp giấm Daklak; đồng thời nghiên cứu điều kiện thích hợp để sản xuất trà từ đài hoa bụp giấm TÀI LIỆU THAM KHẢO Alaa G A (2012) Antioxidant and antibacterial activities of Hibiscus sabdariffa L extracts African Journal of Food Science, (21), 506-511 Azza A A., Ferial M A & Esmat A A (2011) Physico- chemical properties of natural pigments (anthocyanin) extracted from Roselle calyces (Hibiscus subdariffa) Journal of American Science, 7(7), 445- 456 Folin O, Ciocalteu V (1927) On tyrosine and tryptophane determination in proteins The Journal of Biological Chemistry, 27, 627-650 78 ... Chemistry, 122, 1055- 1060 Quang- Vinh Nguyen & Jong-Bang Eun (2011) Antioxidant activity of solvent extracts from Vietnamese medicinal plants Journal of Medicinal Plants Research, 5 (13) , 2798-2811 Saeed... 5.075±0.947cA 4.202±1.150acA 400 8.311± 1.400aB 20.903±0.666bB 10.176±0.213cB 7.489±0.038aB 600 13. 063±0.500aC 23.816±0.353bC 21 .136 ±0.242cC 12.083±0.372dC 1000 21.415±1.411aD 28.548±0.071bD 25.910±2.469cD... A.Z (2008) ThinLayer Drying of Roselle (I): Mathematical Modeling and Drying Experiments Agricultural Engineering International: CIGR Journal, 10, 415457 Sandra SagrinM & Chong G.H (2 013) Effects