Nghiên cứu quy trình trích ly một số hợp chất polyphenol trong vỏ quả măng cụt khô (garcinia mangostana l ) định hướng ứng dụng trong công nghệ thực phẩm

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ Nghiên cứu quy trình trích ly số hợp chất Polyphenol vỏ Măng cụt khô (Garcinia mangostana L.) định hướng ứng dụng công nghệ thực phẩm HỒNG PHƯƠNG THẢO Thao.HP202111M@sis.hust.edu.vn Ngành Cơng nghệ Thực phẩm Giảng viên hướng dẫn: PGS TS Nguyễn Thị Minh Tú Viện: Công nghệ Sinh học Công nghệ Thực phẩm HÀ NỘI, 2022 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ Nghiên cứu quy trình trích ly số hợp chất Polyphenol vỏ Măng cụt khô (Garcinia mangostana L.) định hướng ứng dụng công nghệ thực phẩm HỒNG PHƯƠNG THẢO Thao.HP202111M@sis.hust.edu.vn Ngành Cơng nghệ Thực phẩm Giảng viên hướng dẫn: PGS TS Nguyễn Thị Minh Tú Chữ ký GVHD Viện: Công nghệ Sinh học Cơng nghệ Thực phẩm HÀ NỘI, 2022 CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc BẢN XÁC NHẬN CHỈNH SỬA LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên tác giả luận văn: Hoàng Phương Thảo Đề tài luận văn: Nghiên cứu quy trình trích ly số hợp chất Polyphenol vỏ Măng cụt khô (Garcinia mangostana L.) định hướng ứng dụng công nghệ thực phẩm Chuyên ngành: Công nghệ Thực phẩm Mã số SV: 20202111 Tác giả, Người hướng dẫn khoa học Hội đồng chấm luận văn xác nhận tác giả sửa chữa, bổ sung luận văn theo biên họp Hội đồng ngày 26/10/2022 với nội dung sau: - Phần - Tổng quan: • Giải thích lại ngun lí hỗ trợ sóng siêu âm vào q trình trích ly hoạt chất (mục 1.3.6 trang 15) • Bổ sung định nghĩa Phụ gia thực phẩm vào mục 1.4 (trang 17) • Lược bỏ nội dung anthocyanin - Phần - Phương pháp: • Bổ sung cơng thức tính hiệu suất trích ly vào mục 2.2.3.1 (trang 27) • Bổ sung “Cơng thức thành phần hàm lượng (gam) hóa chất có vi hạt” vào mục 2.4.2 (trang 35) - Phần - Kết quả: • Xây dựng quy trình trích ly có hỗ trợ enzym (hình 3.7 trang 47) quy trình trích ly có hỗ trợ sóng siêu âm (hình 3.8 trang 51) sau nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng - Phần - Kết luận: • Thu gọn kết đạt từ “Bước đầu tạo thành cơng hạt vi nang có chứa alpha – mangostin thu vài kết cho thấy tiềm to lớn việc ứng dụng vào bảo quản thực phẩm, hỗ trợ sức khỏe” thành “Bước đầu tạo thành cơng hạt vi nang có chứa alpha – mangostin quy mơ phịng thí nghiệm thu vài kết cho thấy tiềm ứng dụng vào bảo quản thực phẩm” - Ngoài sửa lỗi từ ngữ văn nói, lỗi diễn đạt trình bày: khơng sử dụng từ văn nói ủ, ngâm - Đã sửa tài liệu tham khảo trích dẫn khơng đúng: trích dẫn bảng 1.6 (trang 21) - Đã sửa lại tiêu đề mục cho phù hợp: mục 1.4 chương (trang 17), mục 1.5 chương (trang 20), mục 2.4 chương (trang 33) Ngày Giáo viên hướng dẫn tháng năm 2022 Tác giả luận văn CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG LỜI CẢM ƠN Bắt đầu hành trình khoảng thời gian ngày tháng Covid đặc biệt, vượt qua lười biếng lạ lẫm ban đầu, phút tơi phần hồn thành cột mốc đường Em xin trân trọng cảm ơn PGS TS Nguyễn Thị Minh Tú GS TS Thái Hoàng hướng dẫn giúp đỡ em trình thực đề tài Nhờ quan tâm sâu sắc đốc thúc từ PGS TS Nguyễn Thị Minh Tú giúp em hồn thành thời hạn bảo vệ luận văn Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới giúp đỡ, bảo tận tâm từ NCS Nguyễn Thị Hiền Em vô biết ơn thầy cô giáo Bộ môn Quản lý Chất lượng tạo điều kiện, đưa góp ý giúp em thực hồn chỉnh nghiên cứu phịng thí nghiệm Bộ mơn Ngồi ra, em xin trân trọng cảm ơn thầy cô giáo Viện Công nghệ Sinh học & Công nghệ Thực phẩm – Đại học Bách Khoa Hà Nội mang lại cho em tảng kiến thức vững Em xin trân trọng cảm ơn thầy, cô, anh, chị, bạn Viện Kỹ thuật Nhiệt đới – Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam tạo điều kiện để em tham gia nghiên cứu, hoàn thành phần kết luận văn Q trình học tập, làm thí nghiệm phục vụ luận văn đem đến điều thú vị lạ, thử thách Không tiếp cận thêm kiến thức bao la, thân em cịn có thêm tình bạn đẹp, quen biết thêm nhiều anh, chị, bạn bè bạn sinh viên đầy lượng, nhiệt huyết Mong kí ức tình bạn cịn Con cảm ơn bố mẹ ln thúc học, học Cảm ơn bố mẹ nơi mà dựa dẫm tìm bình yên Con mong thời gian tới phụ giúp cho bố mẹ nhiều thật nhiều ! Với vốn kiến thức ỏi, luận văn khơng tránh khỏi sai sót, kính mong nhận góp ý từ thầy, để em học hỏi, sửa đổi, rút kinh nghiệm, nâng cao kiến thức lĩnh vực Em xin chân thành cảm ơn ! HỌC VIÊN Hoàng Phương Thảo MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH IV DANH MỤC BẢNG V DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CHỮ CÁI VIẾT TẮT VI LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan măng cụt 1.1.1 Giới thiệu chung măng cụt 1.1.2 Phân bố sản lượng 1.1.3 Đặc điểm thực vật 1.1.4 Đặc điểm vỏ măng cụt 1.1.5 Ứng dụng vỏ măng cụt 1.2 Tổng quan Polyphenol 1.2.1 Nhóm hợp chất Xanthone 10 1.2.2 Nhóm hợp chất Tannin 12 1.3 Tổng quan phương pháp trích ly 13 1.3.1 Phương pháp trích ly ngâm (ngâm chiết) 13 1.3.2 Phương pháp trích ly soxhlet 14 1.3.3 Trích ly sử dụng dung môi siêu tới hạn (SFE: Supercritical Fluid Extraction) 15 1.3.4 Trích ly áp suất cao (PFE: Pressurized Fluid Extraction) hay chiết dung môi tăng tốc (ASE: Accelerated Solvent) 16 1.3.5 Phương pháp trích ly có hỗ trợ enzym phân giải 16 1.3.6 Phương pháp trích ly có hỗ trợ sóng siêu âm 17 1.3.7 Một vài nghiên cứu trích ly hợp chất áp dụng cơng nghệ hỗ trợ enzym sóng siêu âm 18 1.4 Nghiên cứu sản xuất vi hạt nhằm ứng dụng vào ngành công nghệ thực phẩm, dược phẩm 19 i 1.5 Một số cơng trình nghiên cứu trích ly polyphenol từ vỏ măng cụt Việt Nam giới 23 CHƯƠNG VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 26 2.1 Vật liệu nghiên cứu 26 2.1.1 Nguyên liệu nghiên cứu 26 2.1.2 Thiết bị - Dụng cụ - Hóa chất 26 2.2 Phương pháp nghiên cứu, phân tích 28 2.2.1 Phương pháp nghiên cứu khảo sát nguyên liệu vỏ măng cụt khô 28 2.2.2 Bố trí thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng số yếu tố tới q trình trích ly polyphenol 28 2.2.3 Nghiên cứu ảnh hưởng số yếu tố tới trình trích ly polyphenol có hỗ trợ xúc tác enzym 29 2.2.4 Nghiên cứu ảnh hưởng số yếu tố tới trình trích polyphenol có hỗ trợ sóng siêu âm 32 2.3 Phân tích đánh giá chiết xuất thu sau trích ly Polyphenol 33 2.3.1 Xác định hàm lượng polyphenol tổng theo TCVN 9745-1:2013 33 2.3.2 Xác định hàm lượng tannin phương pháp Lowenthal (TCVN4582001) 34 2.3.3 Xác định hàm lượng alpha-mangostin 35 2.4 Nghiên cứu tạo vi hạt polyme chứa hợp chất mong muốn nhằm tăng tiềm ứng dụng công nghệ dược phẩm, thực phẩm 35 2.4.1 Phân lập hoạt chất alpha – mangostin 35 2.4.2 Chế tạo vi hạt tổ hợp polyme tự nhiên với chiết xuất α – mangostin 36 2.4.3 Phương pháp phân tích vi sinh 37 2.4.4 Phương pháp xác định hoạt độ chống oxy hóa 38 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 39 3.1 Khảo sát hàm lượng polyphenol số hợp chất polyphenol vỏ măng cụt khô 39 ii 3.2 Kết nghiên cứu xây dựng quy trình trích ly polyphenol có hỗ trợ chế phẩm enzym Viscozym 40 3.2.1 Kết nghiên cứu ảnh hưởng yếu tố tỉ lệ dịch enzym/ nguyên liệu khô trình xử lý nguyên liệu với enzym 40 3.2.2 Kết nghiên cứu ảnh hưởng yếu tố pH dịch đệm enzym 42 3.2.3 Kết nghiên cứu ảnh hưởng yếu tố nhiệt độ đến trình xử lý nguyên liệu với enzym 44 3.2.4 Kết nghiên cứu ảnh hưởng yếu tố thời gian ủ nguyên liệu với enzym phân giải 45 3.2.5 Kết nghiên cứu ảnh hưởng yếu tố hàm lượng enzym / nguyên liệu 47 3.3 Kết nghiên cứu xây dựng quy trình trích ly polyphenol có hỗ trợ sóng siêu âm 50 3.3.1 Kết nghiên cứu ảnh hưởng chế độ thời gian siêu âm khác 50 3.3.2 Kết nghiên cứu ảnh hưởng số lần chiết 52 3.3.3 Kết nghiên cứu ảnh hưởng nhiệt độ đến q trình trích ly có hỗ trợ sóng siêu âm 53 3.4 Kết nghiên cứu tạo vi hạt mang hợp chất α – mangostin 55 3.4.1 Tách chiết, phân lập hoạt chất α – mangostin 55 3.4.2 Kết đánh giá vi hạt α – mangostin 56 3.4.3 Kết đánh giá tiềm ứng dụng vi hạt α – mangostin làm phụ gia thực phẩm 58 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 61 Kết luận 61 Kiến nghị 61 Tài liệu tham khảo 62 iii DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Cây măng cụt Hình 1.2 Vùng phân bố măng cụt chủ yếu Việt Nam Hình 1.3 Măng cụt hình ảnh bổ dọc Hình 1.4 Vi phẫu vỏ măng cụt Hình 1.5 Một vài nhóm chất Polyphenol điển hình Hình 1.6 Phân bố Polyphenol tế bào thực vật [9] Hình 1.7 Một vài chất thuộc nhóm Xanthone .10 Hình 1.8 Cơng thức hóa học alpha mangostin dạng bột 12 Hình 1.9 Hệ thống chiết soxhlet 15 Hình 2.1 Nguyên liệu nghiên cứu 26 Hình 2.2 Một số thiết bị dùng thí nghiệm 27 Hình 2.3 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 28 Hình 3.1 Hình ảnh mơ tả lượng dịch ủ ảnh hưởng đến nguyên liệu .40 Hình 3.2 Ảnh hưởng tỉ lệ ml dịch ủ enzym / g nguyên liệu đến hiệu suất trích ly hợp chất 42 Hình 3.3 Ảnh hưởng pH dịch ủ đến hiệu suất trích ly hợp chất 43 Hình 3.4 Ảnh hưởng nhiệt độ ủ enzym đến hiệu suất trích ly hợp chất .45 Hình 3.5 Ảnh hưởng thời gian ủ nguyên liệu với enzym đến hiệu suất trích ly hợp chất 47 Hình 3.6 Ảnh hưởng hàm lượng enzym đến hiệu suất trích ly hợp chất .48 Hình 3.7 Quy trình trích ly số hợp chất polyphenol từ vỏ măng cụt khơ có hỗ trợ chế phẩm enzym Viscozyme 50 Hình 3.8 Ảnh hưởng chế độ siêu âm đến hiệu suất trích ly polyphenol 51 Hình 3.9 Ảnh hưởng chế độ siêu âm đến hiệu suất trích ly α - mangostin 51 Hình 3.10 Hiệu suất trích ly hợp chất ảnh hưởng số lần chiết .52 Hình 3.11 Quy trình trích ly số polyphenol từ vỏ măng cụt khô có hỗ trợ sóng siêu âm 54 Hình 3.12 Hợp chất màu vàng thu .55 Hình 3.13 Cơng thức hợp chất 56 Hình 3.14 Hình ảnh hạt MGS vi hạt CCG chụp kính FESEM: MGS (a, b), CCG0 (c, d), CCG5 (e, f), CCG10 (g, h), CCG15 (i, j), CCG20 (k, l) 56 IV DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Hàm lượng số thành phần hóa học vỏ khô măng cụt Garcinia mangostana Linn thu hoạch từ bốn vùng nông sản Việt Nam [4] Bảng 1.2 Hàm lượng số chất thuộc nhóm xanthone [13] 11 Bảng 1.3 Một số loại chế phẩm enzym quan tâm phân giải thực vật 17 Bảng 1.4 Một số cơng trình nghiên cứu tạo vi hạt 21 Bảng 1.5 Bản chất số loại vi hạt mang hợp chất α-mangostin 22 Bảng 1.6 Một số kết nghiên cứu hiệu suất trích ly polyphenol từ vỏ măng cụt thu nhận từ Cần Thơ, Việt Nam [4] 24 Bảng 2.1 Hóa chất sử dụng nghiên cứu 26 Bảng 2.2 Xác định tỉ lệ ml dịch enzym/ g nguyên liệu 29 Bảng 2.3 Xác định số pH tối ưu cho trình xử lý enzym 30 Bảng 2.4 Xác định nhiệt độ phù hợp cho trình xử lý enzym 30 Bảng 2.5 Xác định thời gian phù hợp cho trình xử lý enzym 31 Bảng 2.6 Xác định hàm lượng enzym phù hợp cho trình xử lý nguyên liệu với enzym 32 Bảng 2.7 Cơng thức thành phần hàm lượng (gam) hóa chất có vi hạt 37 Bảng 3.1 Độ ẩm, hàm lượng polyphenol, alpha - mangostin, tannin bột vỏ măng cụt khô 39 Bảng 3.2 Kết nghiên cứu ảnh hưởng tỉ lệ dịch ủ/ lượng nguyên liệu khô 41 Bảng 3.3 Kết nghiên cứu ảnh hưởng pH dịch đệm đến hoạt động enzym 43 Bảng 3.4 Kết nghiên cứu ảnh hưởng nhiệt độ ủ enzym 44 Bảng 3.5 Kết nghiên cứu ảnh hưởng thời gian ủ nguyên liệu với enzym 46 Bảng 3.6 Kết nghiên cứu ảnh hưởng nhiệt độ đến q trình trích ly có hỗ trợ sóng siêu âm 53 Bảng 3.7 Kết đo kích thước vi hạt tạo thành 57 Bảng 3.8 Khả quét gốc tự 60 V Nhìn vào số liệu nhận thấy chế độ siêu âm Degas cho kết có phần nhỉnh chế độ siêu âm Sonics thông thường Khoảng siêu âm 15 phút tiếp tục cho hiệu suất trích ly cao hai chế độ siêu âm Có thể thời điểm siêu âm thích hợp, khơng gây ảnh hưởng đến hoạt chất mong muốn trích ly  Căn vào kết quả, nghiên cứu áp dụng tiến hành siêu âm chế độ siêu âm Degas (Đuổi khí) thời gian 15 phút 3.3.2 Kết nghiên cứu ảnh hưởng số lần chiết Hiệu suất trích ly hợp chất ảnh hưởng số lần chiết 100 94.25 95 91.13 90 90.99 88.72 % 85 80 91.95 90.37 82.44 74.13 75 70 93.74 71.14 69.24 65 62.22 60 Lần Lần Polyphenol Lần Tannin Lần Alpha mangostin Hình 3.10 Hiệu suất trích ly hợp chất ảnh hưởng số lần chiết Xét thấy, hàm lượng polyphenol tổng số thu từ lần lọc dịch đầu có hiệu suất khoảng 70% tổng hàm lượng có nguyên liệu Lần lọc thứ thứ tăng hiệu suất khoảng 13% % Khi tăng số lần trích ly hàm lượng thu tăng theo, lượng tăng lên không đáng kể Tương tự, hàm lượng tannin tăng số lần thu dịch tăng Hiệu suất lần lọc dịch ủ khoảng 71%, lần thứ 88,72% Con số có dấu hiệu chững lại sau lần lọc dịch lần 52 Về thành phần α - mangostin, hiệu suất tăng rõ rệt sau lần ủ thứ thứ 3, lần tăng khoảng 18% Hiệu suất trích ly lần đầu 75,88%, 90,40%, 110,96% Hiệu suất tăng nhẹ lên 114% lần lọc dịch cuối  Nhận xét: Các trình ủ thêm lần 2, lần 3, … giúp trích ly hầu hết hoạt chất có ngun liệu ngồi dịch ủ Căn kết quả, lựa chọn số lần chiết dịch lần, áp dụng cho nghiên cứu 3.3.3 Kết nghiên cứu ảnh hưởng nhiệt độ đến q trình trích ly có hỗ trợ sóng siêu âm Bảng 3.6 Kết nghiên cứu ảnh hưởng nhiệt độ đến q trình trích ly có hỗ trợ sóng siêu âm Nhiệt độ Hàm lượng Hiệu suất Hàm lượng Hiệu suất α-mangostin Polyphenol o C % CK % % CK % 40 16,595 79,75 2,739 82,52 50 18,925 90,94 3,194 96,22 60 19,132 91,94 3,257 98,11 Nhiệt độ trình siêu âm tăng hiệu suất trích ly polyphenol αmangostin tăng theo Hiệu suất polyphenol tăng mạnh từ 79,75% đến 90,94% tăng nhiệt từ 40 lên 50oC Tiếp tục tăng nhiệt lên 60oC hiệu suất tăng nhẹ thêm khoảng 1% Tương tự, hàm lượng hiệu suất trích ly α-mangostin 40oC thấp đáng kể so với hai mốc 50, 60oC  Nhận xét: Ảnh hưởng nhiệt độ đến q trình trích ly có hỗ trợ sóng siêu âm giống ảnh hưởng đến trình trích ly thơng thường khác, nhiệt độ tăng hàm lượng hiệu suất tăng theo  Lựa chọn mốc nhiệt độ 60oC làm mốc nhiệt trích ly hoạt chất có hỗ trợ siêu âm Kết luận: Dựa vào kết nghiên cứu trên, thống quy trình trích ly hỗ trợ sóng siêu âm với thông số sau:  Chế độ siêu âm: Degas (Đuổi khí) 53  Thời gian siêu âm: 15 phút  Số lần thu hồi dịch trích ly: (mỗi lần trích ly 30 phút)  Nhiệt độ siêu âm: 60oC Đề xuất quy trình trích ly số hợp chất polyphenol từ vỏ măng cụt khơ có hỗ trợ sóng siêu âm cụ thể sau: Bột vỏ măng cụt khơ Trích ly với dung mơi EtOH 60%, bổ sung 1% HCl, tỉ lệ dung môi/ o nguyên liệu = 20/1, thực nhiệt độ 60 C Tổng thời gian trích ly 30 phút, tiến hành siêu âm hỗn hợp với chế độ siêu âm đuổi khí (Degas) 15 phút Ly tâm, lọc bã, thu dịch trích ly Lặp lại q trình trích ly lần lần với phần bã chiết thời gian 30 phút/lần Ly tâm, lọc bã, thu dịch trích ly Hình 3.11 Quy trình trích ly số polyphenol từ vỏ măng cụt khơ có hỗ trợ sóng siêu âm 54 Nhận xét: Ưu điểm quy trình:  Quy trình đơn giản, thiết bị đơn giản, thời gian trích ly ngắn  Hiệu suất trích ly cao Nhược điểm quy trình:  Lượng dung mơi sử dụng nhiều  Sản phẩm cuối dạng lỏng khó lưu trữ, chiếm diện tích, cồng kềnh  Cả hai quy trình trích ly hỗ trợ sóng siêu âm enzym phân giải giúp đẩy nhanh trình trích ly, giúp thu nhận hàm lượng chất lớn Thời gian trích ly rút lại cịn 1h30 Hiệu suất trích ly polyphenol hai quy trình đạt 90% Với hợp chất α – mangostin, thí nghiệm với enzym phân giải, hiệu suất đạt khoảng 85% Hiệu suất trích ly chất có hỗ trợ sóng siêu âm đạt khoảng 90% so với nguyên liệu ban đầu 3.4 Kết nghiên cứu tạo vi hạt mang hợp chất α – mangostin 3.4.1 Tách chiết, phân lập hoạt chất α – mangostin Thực theo quy trình cơng bố Tạp chí Phân tích Hóa, Lý Sinh học tác giả Nguyễn Thị Hiền, nghiên cứu thu hợp chất có màu vàng nhạt Hình 3.12 Hợp chất màu vàng thu Thông qua việc sử dụng phương pháp sắc ký cột với chất hấp phụ silica gel sephasex LH-20 phân tích liệu phổ, khẳng định tiến hành phân lập thành cơng hợp chất alpha – mangostin 55 Hình 3.13 Cơng thức hợp chất 3.4.2 Kết đánh giá vi hạt α – mangostin Tạo thành công vi hạt mang hoạt chất α – mangostin Tạo thành công vi hạt mang hoạt chất alpha mangostin với chất mạng lưới liên kết chitosan carrageenan với chất mang alpha mangostin Hình 3.14 Hình ảnh hạt MGS vi hạt CCG chụp kính FESEM: MGS (a, b), CCG0 (c, d), CCG5 (e, f), CCG10 (g, h), CCG15 (i, j), CCG20 (k, l) Tạo loại vi hạt mang hàm lượng hoạt chất khác nhau, đặt tên CCG0, CCG5, CCG10, CCG15, CCG20 tương ứng với phần trăm khối lượng alpha – mangostin có mạng lưới vi hạt (0, 5, 10, 15, 20% khối lượng) Từ hình ảnh chụp nhận thấy hạt MGS liên kết rời rạc vi hạt CCG Các vi hạt CCG có cấu trúc gắn kết chitosan carrageenan tương tác liên kết với thông qua phức hợp polyelectrolyte (PEC) – phức hợp liên kết nhóm OSO3- carrageenan nhóm NH3+ chitosan Ngồi cịn có liên kết ion cầu nối anion tripolyphosphate với NH3+ chitosan 56 NH3+ PEC [50] Các vi hạt tạo thành có xu hướng khoảng trống hạt MGS lấp đầy vào liên kết Bảng 3.7 Kết đo kích thước vi hạt tạo thành Khoảng kích Mẫu hạt thước hạt (nm) Kích thước Z-average đỉnh (nm) (nm) PDI CCG0 295 – 712 482,7 ± 35,40 1282,2 0,411 CCG5 164 – 295 228 ± 8,78 437,7 0,406 43 – 91 61,33 ± 4,09 141 – 295 232,1 ± 18,71 595,1 0,588 246 – 356 267,3 ± 13,25 641,6 0,513 91 – 295 166,7 ± 18,35 396 – 1106 730,8 ± 78,95 756,8 0,632 CCG10 CCG15 CCG20 Dựa vào bảng đo kích cỡ, nhận thấy lượng α – mangostin có mạng lưới liên kết nhiều kích thước hạt có xu hướng nhỏ dần Tuy hạt CCG20 có xuất khoảng kích cỡ khác nhận định tạo kích cỡ hạt nhỏ Lý dẫn đến kết mẫu hạt chứa α – mangostin có khả hịa tan vào nước tốt so với mẫu không mang α – mangostin (CCG0) Đường kính trung bình tiểu phân biểu diễn thông số Zaverage Khi giá trị Z – average lớn chứng tỏ góc tiếp xúc bề mặt lớn hay tính kỵ nước tăng Từ bảng kết nhận thấy, tăng hàm lượng MGS vi hạt CCG, số Z-average mẫu có xu hướng tăng lên Điều tính kỵ nước MGS Như vậy, nghiên cứu tạo vi hạt có tính ưa nước lớn so với hợp chất gốc ban đầu 57 Ngoài thiết bị đo đưa thơng số PDI (Polydispersity Index) số phân bố kích thước Theo tiêu chuẩn ISO 22412 (2008), PDI định nghĩa thước đo không thứ nguyên độ rộng phân bố kích thước PDI có giá trị nằm khoảng đến Khi PDI < 0,3 mẫu có phân bố kích thước hẹp, mẫu có PDI >0,5 mẫu có khoảng phân bố rộng Hàm lượng α – mangostin vi hạt CCG lớn khoảng phân bố mẫu rộng So sánh kết với nghiên cứu tác giả Wathoni cộng thực tạo vi hạt nano chứa α – mangostin từ chitosan muối alginate, alginate muối natri calci với algin - polysacarit phân bố rộng rãi thành tế bào tảo nâu có tính ưa nước tạo thành loại kẹo cao su nhớt ngậm nước [51] Vi hạt chứa xấp xỉ 6% α – mangostin có kích cỡ 439.63 ± 59.67 nm Như vậy, nghiên cứu tạo CCG5 tạo hạt có kích cỡ nhỏ (228 ± 8,78 nm) Trong theo báo cáo tác giả Trang Phan, hạt cầu liposome chứa α – mangostin có kích thước trung bình 109.3 ± 7.2 nm [52] Nhận xét: Việc tạo vi hạt mang hoạt chất alpha mangostin làm giảm tính kỵ nước hợp chất, góp phần tăng cường khả hòa tan chất vào dung dịch 3.4.3 Kết đánh giá tiềm ứng dụng vi hạt α – mangostin làm phụ gia thực phẩm Khả kháng vi sinh vật vi hạt Kết khả kháng vi sinh vật thể hình cho thấy, vi hạt CCG hạt gốc MGS có khả kháng nhóm vi khuẩn Gram (+) (Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis, Lactobacillus fermentum) không kháng vi khuẩn Gram (-) (Salmonella enterica, Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa) nấm men (Candida albicans) Tỉ lệ MGS vi hạt cao khả kháng mạnh lên 58 Mẫu thử CCG Vi khuẩn kiểm nghiệm Giá trị thể Gram (+) Gram (-) hoạt tính S Bacillus L S E P (µg/ml) aureus subtilis fermentum enterica coli aeruginosa IC50 MIC CCG 10 IC50 MIC CCG 15 IC50 MIC CCG 20 IC50 MIC IC50 MGS MIC Nấm men Candida albicans 48,00 80,00 77,47 >128 >128 >128 >128 128 128 128 >128 >128 >128 >128 14,86 32,00 80,00 >128 >128 >128 >128 32 128 128 >128 >128 >128 >128 20,63 20,00 82,53 >128 >128 >128 >128 128 32 >128 >128 >128 >128 >128 19,71 20,25 80,98 >128 >128 >128 >128 128 128 >128 >128 >128 >128 >128 0,89 1,50 2,50 >256 >256 >256 >256 4 >256 >256 >256 >256 Khả chống oxi hóa vi hạt Alpha-mangostin bật đặc tính chống oxy hóa cao kết đánh giá cho kết phù hợp Theo bảng số liệu, vi hạt tạo có khả chống oxy hóa thấp nhiều so với hạt ngun chất Có thể giải thích sụt giảm xuất vi hạt có hàm lượng α – mangostin từ – 20% Cũng theo đó, tỉ lệ α – mangostin tăng khả chống oxy hóa lớn Nhưng khả chống gốc tự thấp, vi hạt khó phù hợp để sử dụng làm chất phụ gia thực phẩm 59 Bảng 3.8 Khả quét gốc tự Mẫu xác định Đối chứng (+) % quét gốc tự DPPH (SC, %) SC50 (mg/mL) 86,53 ± 0,3 0,0126 0,0 ± 0,0 - CCG5 14,55 ± 0,0 >5 CCG10 15,45 ± 0,5 4,87 CCG15 19,59 ± 0,4 4,51 CCG20 20,99 ± 0,6 4,35 MGS 76,89 ± 0,8 0,49 [axit ascorbic] Đối chứng (-) [DPPH/EtOH + DMSO] Nhóm nghiên cứu tác giả Tran Dung Hoang thực tạo vi sợi PVA mang hợp chất α – mangostin thu kết tương tự Các vi sợi với tỉ lệ phần trăm khối lượng PVA/α – mangostin 100/1 100/3 có phần trăm gốc tự 18,56 23,50 Hàm lượng hợp chất α – mangostin thấp khiến khả chống oxi hóa thấp [53] 60 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Đã nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng tới hoạt động chế phẩm enzym Viscozyme q trình trích ly, từ có quy trình trích ly tối ưu với:  Tỉ lệ dịch ủ enzym/ nguyên liệu: ml dịch enzym/ 1g nguyên liệu  pH dịch đệm là:  Nhiệt độ ủ nguyên liệu với enzym là: 50oC  Thời gian ủ nguyên liệu với enzym là: 20 phút  Hàm lượng enzym: 0,1 mg chế phẩm enzym/ 1g nguyên liệu Đã nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng tới tác động sóng siêu âm q trình trích ly, từ lựa chọn chế độ, thời gian, nhiệt độ siêu âm thích hợp:  Chế độ siêu âm: Degas (Đuổi khí)  Thời gian siêu âm: 15 phút  Số lần chiết thu hồi dịch lọc:  Nhiệt độ siêu âm: 60oC Bước đầu tạo thành cơng hạt vi nang có chứa alpha – mangostin quy mơ phịng thí nghiệm thu vài kết cho thấy tiềm ứng dụng vào bảo quản thực phẩm Kiến nghị - Cần tiến hành thêm nghiên cứu, thí nghiệm kiểm tra ảnh hưởng sóng siêu âm đến cấu trúc phân tử khả hoạt động hợp chất polyphenol thu sau q trình trích ly - Các nghiên cứu khảo sát thêm ảnh hưởng chế độ siêu âm, tần số siêu âm, …đến quy trình trích ly làm đa dạng đầy đủ kết báo cáo - Có thể kết hợp hai yếu tố enzym sóng siêu âm để tăng cường hiệu tách chiết hợp chất - Cần tiến hành thêm nghiên cứu thời gian hoạt động hiệu dạng vi hạt tạo thành 61 Tài liệu tham khảo Phuong, P.J.D.t., Specialization: Chemical Engineering Code, Research on the aqueous extract process of color compounds of natural from Mangosteen peel and fruit of Diospyros Mollis for dyeing silk 2016(62520301): p 63-64 Hidayat, D., et al Studies on geometrical, physical, mechanical and colour properties of mangosteen fruits in IOP Conference Series: Earth and Environmental Science 2020 IOP Publishing Antunes, F.A.F., et al., 5.07 - The Potential of Vegetal Biomass for Biomolecules Production 2022: p 139-164 Nguyen, H.J.V.J.o.S and Technology, STUDY ON EXTRACTION OF TANNINS FROM THE GARCINIA MANGOSTANA LINN PEEL IN VIETNAM 2018 56(4A): p 113 Akao, Y., Y Nakagawa, and Y Nozawa, Anti-cancer effects of xanthones from pericarps of mangosteen International Journal of Molecular Sciences, 2008 9(3): p 355-370 Shan, T., et al., Xanthones from mangosteen extracts as natural chemopreventive agents: potential anticancer drugs Current molecular medicine, 2011 11(8): p 666-677 Arazo, M., et al., Antioxidant properties of pulp and peel of yellow mangosteenfruits Emirates Journal of Food and Agriculture, 2011: p 517524 Murillo, E., et al., POTENCIAL ANTIOXIDANTE DE LA CÁSCARA DEL MANGOSTINO Vitae, 2012 19(1): p S355-S356 Ranganathan, K., et al., Effect of thermal and nonthermal processing on textural quality of plant tissues 2016 56(16): p 2665-2694 10 Wang, S.-n., et al., Natural xanthones from Garcinia mangostana with multifunctional activities for the therapy of Alzheimer’s disease Neurochemical research, 2016 41(7): p 1806-1817 11 Aisha, A.F., et al., Antitumorigenicity of xanthones-rich extract from Garcinia mangostana fruit rinds on HCT 116 human colorectal carcinoma cells 2011 21(6): p 1025-1034 62 12 Yoswathana, N., M.J.I.J.o.C.E Eshtiaghi, and Applications, Optimization of subcritical ethanol extraction for xanthone from mangosteen pericarp 2015 6(2): p 115 13 Wittenauer, J., et al., Characterisation and quantification of xanthones from the aril and pericarp of mangosteens (Garcinia mangostana L.) and a mangosteen containing functional beverage by HPLC–DAD–MSn 2012 134(1): p 445-452 14 Yu, L., et al., Phenolics from hull of Garcinia mangostana fruit and their antioxidant activities 2007 104(1): p 176-181 15 Asasutjarit, R., et al., Physicochemical properties of alpha-mangostin loaded nanomeulsions prepared by ultrasonication technique 2019 5(9): p e02465 16 Zhou, H.-C., et al., Structural diversity and antioxidant activity of condensed tannins fractionated from mangosteen pericarp Food Chemistry, 2011 129(4): p 1710-1720 17 Moosophin, K., et al., Tannin extraction from mangosteen peel for protein precipitation in wine Asia-Pacific Journal of Science and Technology, 2010 15(5): p 377-385 18 Naczk, M., et al., Protein-binding and antioxidant potential of phenolics of mangosteen fruit (Garcinia mangostana) Food Chemistry, 2011 128(2): p 292-298 19 Lĩnh, H.T and T.T Kiên, Nghiên cứu quy trình trích ly hợp chất màu tự nhiên từ vỏ măng cụt mặc nưa ứng dụng cho nhuộm vải tơ tằm 2016, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội 20 Li, S., et al., Increasing yield and antioxidative performance of Litchi pericarp procyanidins in baked food by ultrasound-assisted extraction coupled with enzymatic treatment Molecules, 2018 23(9): p 2089 21 Balasubramaniam, V.G., et al., Effect of enzyme pretreatment in the ultrasound assisted extraction of finger millet polyphenols Journal of food science and technology, 2019 56(3): p 1583-1594 22 Van Hung, P., et al., Chemical composition and biological activities of extracts from pomelo peel by-products under enzyme and ultrasound-assisted extractions Journal of Chemistry, 2020 2020 63 23 Osete-Alcaraz, A., et al., Combined use of pectolytic enzymes and ultrasounds for improving the extraction of phenolic compounds during vinification Food and Bioprocess Technology, 2019 12(8): p 1330-1339 24 Wu, H., et al., Ultrasonic-assisted enzymatic extraction of phenolics from broccoli (Brassica oleracea L var italica) inflorescences and evaluation of antioxidant activity in vitro Food Science and Technology International, 2015 21(4): p 306-319 25 Shahram, H., S.T Dinani, and M Amouheydari, Effects of pectinase concentration, ultrasonic time, and pH of an ultrasonic-assisted enzymatic process on extraction of phenolic compounds from orange processing waste Journal of Food Measurement and Characterization, 2019 13(1): p 487-498 26 Braig, V., et al., Enhanced dissolution of naproxen from pure-drug, crystalline nanoparticles: A case study formulated into spray-dried granules and compressed tablets 2019 554: p 54-60 27 Chen, X., et al., Epirubicin-loaded marine carrageenan oligosaccharide capped gold nanoparticle system for pH-triggered anticancer drug release 2019 9(1): p 1-10 28 Lee, P.-C., et al., Multifunctional PLGA-based nanoparticles as a controlled release drug delivery system for antioxidant and anticoagulant therapy 2019 14: p 1533 29 AlQahtani, S.A., et al., Nano-erythrocyte membrane-chaperoned 5fluorouracil liposomes as biomimetic delivery platforms to target hepatocellular carcinoma cell lines 2019 47(1): p 989-996 30 Basha, R.Y., S.K TS, and M.J.C.p Doble, Dual delivery of tuberculosis drugs via cyclodextrin conjugated curdlan nanoparticles to infected macrophages 2019 218: p 53-62 31 Tao, Y., et al., Exploitation of enrofloxacin-loaded docosanoic acid solid lipid nanoparticle suspension as oral and intramuscular sustained release formulations for pig 2019 26(1): p 273-280 32 Hobson, J.J., et al., Semi-solid prodrug nanoparticles for long-acting delivery of water-soluble antiretroviral drugs within combination HIV therapies 2019 10(1): p 1-10 64 33 Wang, X., et al., Efficient lung cancer-targeted drug delivery via a nanoparticle/MSC system 2019 9(1): p 167-176 34 Homayouni, A., et al., Curcumin nanoparticles containing poloxamer or soluplus tailored by high pressure homogenization using antisolvent crystallization 2019 562: p 124-134 35 Elsaid Ali, A.A., M Taher, and F.J.J.o.M Mohamed, Microencapsulation of alpha-mangostin into PLGA microspheres and optimization using response surface methodology intended for pulmonary delivery 2013 30(8): p 728740 36 Samprasit, W., et al., Design of alpha mangostin-loaded chitosan/alginate controlled-release nanoparticles using genipin as crosslinker 2018 46: p 312-321 37 Phunpee, S., et al., Controllable encapsulation of α-mangostin with quaternized β-cyclodextrin grafted chitosan using high shear mixing 2018 538(1-2): p 21-29 38 Aisha, A.F., et al., Solid dispersions of α-mangostin improve its aqueous solubility through self-assembly of nanomicelles 2012 101(2): p 815-825 39 Zheng, S., et al., Novel chemically synthesized, alpha-mangostin-loaded nanoparticles, enhanced cell death through multiple pathways against malignant glioma 2018 14(11): p 1866-1882 40 Limphapayom, W., et al Encapsulation of alpha-mangostin in cosmetic production by using nanotechnology in International Symposium on Durian and Other Humid Tropical Fruits 1186 2015 41 Chin, G.S., et al., In vitro permeation and skin retention of α-mangostin proniosome 2016 64(12): p 1666-1673 42 Yostawonkul, J., et al., Nanocarrier-mediated delivery of α-mangostin for non-surgical castration of male animals 2017 7(1): p 1-10 43 Samprasit, W., et al., Fabrication and in vitro/in vivo performance of mucoadhesive electrospun nanofiber mats containing α-mangostin 2015 16(5): p 1140-1152 65 44 Sriyanti, I., et al., Mangosteen pericarp extract embedded in electrospun PVP nanofiber mats: Physicochemical properties and release mechanism of αmangostin 2018 13: p 4927 45 Karthiga, P.J.B.R and Innovation, Preparation of silver nanoparticles by Garcinia mangostana stem extract and investigation of the antimicrobial properties 2018 2(1): p 30-36 46 Xu, W.-K., et al., Development and in vivo evaluation of self-microemulsion as delivery system for α-mangostin 2017 33(3): p 116-123 47 Chaovanalikit, A., et al., Anthocyanin and total phenolics content of mangosteen and effect of processing on the quality of mangosteen products International Food Research Journal, 2012 19(3): p 1047 48 Saptarini, N and F Fathi Sofian, The effect of acetic acid in anthocyanins extraction from mangosteen (Garcinia mangostana L) pericarp Res J Pharm Biol Chem Sci, 2013 4: p 213-220 49 Ghasemzadeh, A., et al., Alpha-mangostin-rich extracts from mangosteen pericarp: optimization of green extraction protocol and evaluation of biological activity 2018 23(8): p 1852 50 Mulia, K., A.C Singarimbun, and E.A.J.I.J.o.M.S Krisanti, Optimization of chitosan–alginate microparticles for delivery of mangostins to the colon area using box–behnken experimental design 2020 21(3): p 873 51 Wathoni, N., et al., Formulation and characterization of α-mangostin in chitosan nanoparticles coated by sodium alginate, sodium silicate, and polyethylene glycol 2019 11(Suppl 4): p S619 52 Trang Phan, T.K., et al., Characterization, Release Pattern, and Cytotoxicity of Liposomes Loaded With α-Mangostin Isolated from Pericarp of Mangosteen (Garcinia mangostana L.) 2020 15(11): p 1934578X20974559 53 Dung, H.T., et al., Electrospun PVA/α‐mangostin nanofibers, their anti‐ bacterial ability and anti‐oxidation performances 2022 66 ... luận văn: Nghiên cứu quy trình trích ly số hợp chất Polyphenol vỏ Măng cụt khô (Garcinia mangostana L.) định hướng ứng dụng công nghệ thực phẩm Chuyên ngành: Công nghệ Thực phẩm Mã số SV: 20202111... học Vì vậy, nghiên cứu sâu vào ‘? ?Nghiên cứu quy trình trích ly số hợp chất Polyphenol vỏ Măng cụt khô (Garcinia mangostana L.) định hướng ứng dụng cơng nghệ thực phẩm’’ Mục đích nghiên cứu nhằm... trích ly thu nhận số hợp chất Polyphenol từ vỏ măng cụt khô Nghiên cứu ảnh hưởng sóng siêu âm tới q trình trích ly thu nhận số hợp chất Polyphenol từ vỏ măng cụt khô Nghiên cứu tạo vi hạt polyme