Luận văn nâng cao hiệu suất trích ly polyphenol bằng sóng siêu âm từlá chùm ngây (moringa oleifera) ứng dụng bột chùm ngây vào thực phẩm

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ SÀI GỊN KHOA CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM  LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP NÂNG CAO HIỆU SUẤT TRÍCH LY POLYPHENOL BẰNG SÓNG SIÊU ÂM TỪ LÁ CHÙM NGÂY (MORINGA OLEIFERA) - ỨNG DỤNG BỘT CHÙM NGÂY VÀO THỰC PHẨM GVHD : ThS TRƯƠNG NGUYỄN NHƯ QUỲNH SVTH : PHÙNG THANH HỒNG MSSV : DH61400440 TP HỒ CHÍ MINH THÁNG 07 NĂM 2018 Luận văn tốt nghiệp GVHD: ThS Trương Nguyễn Như Quỳnh LỜI CẢM ƠN Trên thực tế khơng có thành công mà không gắn liền với hỗ trợ, giúp đỡ dù hay nhiều, dù trực tiếp hay gián tiếp người khác Trong suốt thời gian từ bắt đầu học tập giảng đường đại học đến nay, chúng em nhận nhiều quan tâm, giúp đỡ Quý Thầy Cô, gia đình bạn bè Chúng em xin gửi đến quý Thầy Cô Khoa Công nghệ thực phẩm – Trường Đại học Cơng nghệ Sài Gịn với tri thức tâm huyết để truyền đạt vốn kiến thức quý báu cho chúng em suốt thời gian học tập trường Và đặc biệt, khoảng thời gian tháng thực khóa luận q Thầy Cơ, anh chị bạn phịng Hóa học thực phẩm Vi sinh thực phẩm tận tình giúp đỡ tạo điều kiện cho chúng em để hồn thành tốt Luận văn tốt nghiệp Chúng em xin chân thành cảm ơn ThS Trương Nguyễn Như Quỳnh dành nhiều thời gian, trí lực, nhiệt tình hướng dẫn bảo cho chúng em suốt thời gian thực đề tài Cuối cùng, chúng xin gửi đến ba mẹ lòng biết ơn sâu sắc lời động viên, ủng hộ cỗ vũ tinh thần, tạo điều kiện tốt để học tập hồn thành tốt khóa luận Một lần chúng em xin chân thành cảm ơn! Trân trọng SVTH: Phùng Thanh Hoàng i Luận văn tốt nghiệp GVHD: ThS Trương Nguyễn Như Quỳnh MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i MỤC LỤC ii DANH MỤC BẢNG iii DANH MỤC HÌNH iv DANH MỤC CÁC MỤC VIẾT TẮC v LỜI MỞ ĐẦU vi PHẦN 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU .1 1.1 Giới thiệu Chùm Ngây 1.1.1 Phân loại: 1.1.2 Đặc điểm thực vật phân bố 1.1.3 Công dụng Chùm Ngây [5], [6] 1.1.4 Thành phần hóa học hoạt chất Chùm Ngây [5] 1.1.5 Gốc tự chất chống oxy hóa 1.2 Tổng quan hợp chất Polyphenol .11 1.2.1 Flavonoid 12 1.2.2 Acid phenolic 12 1.2.3 Tannin 13 1.2.4 Stilbenes Lignans 13 1.2.5 Ứng dụng Polyphenol 14 1.2.6 Phương pháp trích ly polyphenol 15 1.3 Tình hình nguyên cứu Chùm Ngây giới nước 20 1.3.1 Tình hình nguyên cứu Chùm Ngây giới 20 1.3.2 Tình hình nguyên cứu Chùm Ngây Việt Nam 21 1.4 Ứng dụng Chùm Ngây thực phẩm .22 PHẦN 2: VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP 23 2.1 Vật liệu 23 2.1.1 Đối tượng 23 2.1.2 Hóa chất thiết bị 24 SVTH: Phùng Thanh Hoàng ii Luận văn tốt nghiệp GVHD: ThS Trương Nguyễn Như Quỳnh 2.2 Địa điểm thời gian tiến hành thí nghiệm 25 2.3 Phương pháp nghiên cứu .26 2.3.1 Phương pháp phân tích trọng lượng 26 2.3.2 Xác định hàm lượng phenolic tổng: 26 2.3.3 Xác định khả chống oxy hóa phương pháp quét gốc tự DPPH 28 2.3.4 2.4 Định lượng protein phương pháp Nessler cải tiến 29 Bố trí thí nghiệm 33 2.4.1 Sơ đồ nghiên cứu tổng quát 33 2.4.2 Khảo sát trình trích ly 34 2.4.3 Khảo sát quát trình tạo bột Chùm Ngây 42 2.4.4 Xác định số tính chất bột Chùm Ngây 44 2.4.5 Ứng dụng bột Chùm Ngây vào thực phẩm 45 2.5 Xữ lí số liệu 51 PHẦN 3: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 52 3.1 Phương pháp nghiên cứu .52 3.1.1 3.2 Xác định độ ẩm bột nguyên liệu 52 Khảo sát yếu tố ảnh hưởng q trình trích ly 52 3.2.1 Ảnh hưởng dung môi đến khả trích ly polyphenol khả chống oxy hóa 52 3.2.2 Ảnh hưởng thời gian xử lí sóng siêu âm đến khả trích ly polyphenol hoạt chất chống oxy hóa Chùm Ngây 53 3.2.3 Ảnh hưởng cơng suất máy đến khả trích ly polyphenol hoạt chất chống oxy hóa Chùm Ngây 55 3.2.4 Ảnh hưởng nồng độ dung mơi đến khả trích ly polyphenol hoạt chất chống oxy hóa Chùm Ngây 56 3.2.5 Ảnh hưởng tỉ lệ nguyên liệu dung mơi đến q trình ly polyphenol hoạt chất chống oxy hóa Chùm Ngây 58 3.2.6 Ảnh hưởng nhiệt độ trích ly đến khả trích ly polyphenol hoạt chất chống oxy hóa Chùm Ngây 59 3.2.7 Ảnh hưởng thời gian trích ly đến khả trích ly polyphenol hoạt chất chống oxy hóa Chùm Ngây 61 SVTH: Phùng Thanh Hoàng iii Luận văn tốt nghiệp GVHD: ThS Trương Nguyễn Như Quỳnh 3.2.8 So sánh phương pháp trích ly có hỗ trợ sóng siêu âm phương pháp trích ly thơng thường ảnh hưởng đến hiệu suất thu hồi polyphenol 63 3.3 Khảo sát trình tạo bột Chùm Ngây .63 3.3.1 Khảo sát tỉ lệ phối trộn Maltodextrin 63 3.3.2 Khảo sát thời gian sấy đông khô 64 3.4 Đánh giá bột chế phẩm thu hồi 66 3.4.1 Đặc tính bột 66 3.4.2 gian Khả ổn định bột màu theo nghiệm thức nhiệt độ thời 67 3.5 Kết đánh giá cảm quan sản phẩm 68 3.5.1 Sản phẩm sữa chua Chùm Ngây 68 3.5.2 Sản phẩm rau câu Chùm Ngây 69 3.6 Một số ứng dụng khác bột Chùm Ngây 70 PHẦN 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 72 4.1 Kết luận 72 4.2 Kiến nghị .72 PHẦN 5: PHỤ LỤC 74 PHẦN 6: TÀI LIỆU THAM KHẢO .85 SVTH: Phùng Thanh Hoàng iv Luận văn tốt nghiệp GVHD: ThS Trương Nguyễn Như Quỳnh DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Bảng thành phần hóa học Bảng 1.2 Thành phần công dụng hoạt chất Bảng Ứng dung sóng siêu âm vào công nghệ thực phẩm [32] 19 Bảng 2.1 Tỉ lệ bột Chùm Ngây : nước/50ml sữa chua 45 Bảng 2.2 Phiếu trả lời cảm quan sản phẩm sữa chua 46 Bảng 2.3 Tỉ lệ bột Chùm Ngây : nước/50ml rau câu 48 Bảng 2.4 Phiếu trả lời cảm quan sản phẩm rau câu 49 Bảng 3.1 Bảng kết xác định độ ẩm 52 Bảng 3.2 Bảng kết khảo sát loại dung môi 52 Bảng 3.3 Bảng kết khảo sát thời gian xử lí sóng siêu âm 54 Bảng 3.4 Bảng kết khảo sát công suất siêu âm 55 Bảng 3.5 Bảng kết khảo sát nồng độ dung môi 57 Bảng 3.6 Bảng kết khảo sát tỉ lệ nguyên liệu dung môi .58 Bảng 3.7 Bảng kết khảo sát nhiệt độ trích ly 60 Bảng 3.8 Bảng kết khảo sát thời gian trích ly 61 Bảng 3.9 Bảng kết so sánh hai phương pháp trích ly 63 Bảng 3.10 Bảng kết khảo sát tỉ lệ Maltodextrin 64 Bảng 3.11 Bảng kết khảo sát thời gian sấy đông khô .65 Bảng 3.12 Bảng thành phần bột Chùm Ngây 66 Bảng 3.13 Bảng tiêu vi sinh .66 SVTH: Phùng Thanh Hoàng v Luận văn tốt nghiệp GVHD: ThS Trương Nguyễn Như Quỳnh DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Các phận Chùm Ngây Hình 1.2 Lợi ích Chùm Ngây Hình 1.3 Cấu tạo phân tử Flavonoid 12 Hình 1.4 Cấu tạo phân tử acid phenolic 13 Hình 1.5 Cấu tạo phân tử Stilbenes Lignans .13 Hình 1.6 Quá trình hình thành, phát triển vỡ tung bọt khí 17 Hình 1.7 Một số sản phẩm ứng dụng từ bột Chùm Ngây 22 Hình 2.1 Quy trình chế biến bột Chùm Ngây 23 Hình 2.2 Cân số .24 Hình 2.3 Máy quay 24 Hình 2.4 Máy ổn nhiệt 24 Hình 2.5 Máy đo quang phổ .25 Hình 2.6 Máy siêu âm .25 Hình 2.7 Máy sấy đơng khơ .25 Hình 2.8 Công thức cấu tạo DPPH 28 Hình 2.9 Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát dung mơi .34 Hình 2.10 Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát thời gian xử lí sóng siêu âm 35 Hình 2.11 Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát cơng suất xử lí sóng siêu âm 36 Hình 2.12 Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát nồng độ dung mơi 37 Hình 2.13 Sơ đồ bố trí khảo sát tỉ lệ ngun liệu/dung mơi trích ly 38 Hình 2.14 Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát nhiệt độ trích ly 39 Hình 2.15 Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát thời gian trích ly 40 Hình 2.16 Sơ đồ bố trí thí nghiệm so sánh phương pháp .41 Hình 2.17 Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát hàm lượng Maltodextrin 42 Hình 2.18 Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát thời gian sấy đơng khơ 43 Hình 2.19 Sơ đồ bố trí ảnh hưởng nhiệt độ thời gian độ bền màu 44 Hình 2.20 Quy trình chế biến sữa chua 47 Hình 21 Quy trình chế biến rau câu .50 Hình 3.1 Biểu đồ khảo sát loại dung môi 53 Hình 3.2 Biểu đồ khảo sát thời gian xử lí sóng siêu âm 54 Hình 3.3 Biểu đồ khảo sát cơng suất xử lí sóng siêu âm 56 Hình 3.4 Sơ đồ khảo sát nồng độ dung môi .57 Hình 3.5 Biểu đồ khảo sát tỉ lệ nguyên liệu dung môi 59 Hình 3.6 Biểu đồ khảo sát nhiệt độ trích ly .60 Hình 3.7 Biểu đồ khảo sát thời gian trích ly 62 Hình 3.8 Biểu đồ số a 67 SVTH: Phùng Thanh Hoàng vi Luận văn tốt nghiệp GVHD: ThS Trương Nguyễn Như Quỳnh Hình 3.9 Biểu đồ mức độ ưu thích sản phẩm sữa chua Chùm Ngây 68 Hình 3.10 Sữa chua Chùm Ngây 68 Hình 3.11 Biểu đồ mức độ ưu thích sản phẩm rau câu Chùm Ngây 69 Hình 3.12 Rau câu Chùm Ngây 69 Hình 3.13 Một số ứng dụng khác bột Chùm Ngây 70 Hình 3.14 Quy trình chế biến bột Chùm Ngây hồn chỉnh 71 SVTH: Phùng Thanh Hoàng vii Luận văn tốt nghiệp GVHD: ThS Trương Nguyễn Như Quỳnh DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT GAE: Gallic acid equivalent – đương lượng acid galic DPPH: 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl TPC: Total Thenolic Content – hàm lượng phenolic tổng số TN: thí nghiệm OD: mật độ quang ANOVA: Anova Singgle ppm: part per million – phần triệu R/L: rắn/lỏng SVTH: Phùng Thanh Hoàng viii Luận văn tốt nghiệp GVHD: ThS Trương Nguyễn Như Quỳnh LỜI MỞ ĐẦU Cuộc sống người ngày đối mặt với nhiều bệnh nguy hiểm Hầu hết nguyên nhân bệnh tật hay lão hóa sớm trực tiếp hay gián tiếp gốc tự Chất chống oxy hóa có khả ngăn chặn tổn hại q trình oxy hóa gây gốc tự nên ngăn chặn xuất bệnh tật, lão hóa Vì thế, hoạt chất chống oxy hóa có nguồn gốc tự nhiên ngày thu hút nhiều quan tâm, đặc biệt hợp chất có chứa nhiều hoạt chất chống oxy hóa polyphenol, flavonoid, carotene,… Chính vậy, xu hướng sử dụng sản phẩm có chứa họat chất chống oxy hóa vừa có tác dụng tăng cường sức khỏe vừa chống lại yếu tố bất lợi cho thể Trong năm gần đây, Chùm Ngây (Moringa oleifera) ngày ý không nguồn thực phẩm giàu dinh dưỡng, có khả điều trị nhiều bệnh y học dân gian mà biết đến nguồn nguyên liệu chưa nhiều chất chống oxy hóa Nhiều nghiên cứu tập trung tìm tịi, phân tích vào nguồn nguyên liệu phát Chùm Ngây vượt ngồi khn khổ loại rau mà sử dụng rộng rãi đa dạng dược phẩm, mỹ phẩm, nước giải khát dinh dưỡng thực phẩm chức Đã có nhiều nghiên cứu việc trích ly hoạt chất cho nhiều thành công đáng kể Xuất phát từ thực tế để nâng cao trình chiết tách tiến hành thực đề tài : “Nâng cao hiệu suất trích ly polyphenol sóng siêu âm từ Chùm Ngây (Moringa oleifera) - Ứng dụng bột Chùm Ngây vào thực phẩm” SVTH: Phùng Thanh Hoàng ix Luận văn tốt nghiệp GVHD: ThS Trương Nguyễn Như Quỳnh 1,4 y = 0,0119x - 0,0098 R² = 0,9971 1,2 Độ hấp thu 0,8 0,6 0,4 0,2 0 20 40 -0,2 60 80 100 120 Nồng độ Nitơ Phụ lục 4: Xử lí thống kê 4.1 Khảo sát q trình trích ly a Thí nghiệm 1: Khảo sát dung môi Analysis of Variance Source Model Error C Total DF Sum of Squares 774,45740 2,03080 776,48820 Connecting Letters Report Level Ethanol A Methanol B Aceton C Mean Square F Ratio 387,229 0,338 1144,067 Prob > F F F F F F F F F F F F F F 0,3492 Connecting Letters Report Level 90 60 30 120 A A A A A Mean -18,00000 -18,33333 -18,76667 -18,83333 -19,50000  70 độ SVTH: Phùng Thanh Hoàng 80 Luận văn tốt nghiệp Analysis of Variance Source GVHD: ThS Trương Nguyễn Như Quỳnh DF Sum of Squares 32,377333 5,760000 38,137333 Model Error 10 C Total 14 Connecting Letters Report Level 90 60 120 30 A A A B B Mean Square F Ratio 8,09433 0,57600 14,0527 Prob > F 0,0004* Mean -14,80000 -15,66667 -15,83333 -18,00000 -18,63333  80 độ Analysis of Variance Source DF Sum of Squares 56,357333 2,680000 59,037333 Model Error 10 C Total 14 Connecting Letters Report Level 90 A 120 A 60 B C 30 C Mean Square F Ratio 14,0893 0,2680 52,5721 Prob > F