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 Viện: Công nghệ Sinh học Công nghệ Thực phẩm HÀ NỘI, 2022 Chữ ký GVHD CỘNG HÒA 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 ĐẦU1 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 mơi 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 q trình trích ly polyphenol có hỗ trợ xúc tác enzym 29 2.2.4 Nghiên cứu ảnh hưởng số yếu tố tới q 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 39 măng cụt khô 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 .3 Hình 1.2 Vùng phân bố măng cụt chủ yếu Việt Nam .4 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 .8 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 khô 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 khơ 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