Luận văn nghiên cứu trích ly polyphenol từdiệp hạ châu(phyllanthus urinaria l)vàứng dụng dịch trích vào bảo quản táo tươi cắt lát

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ SÀI GÒN NGUYỄN THANH TRÚC NGHIÊN CỨU TRÍCH LY POLYPHENOL TỪ DIỆP HẠ CHÂU (Phyllanthus urinaria L) VÀ ỨNG DỤNG DỊCH TRÍCH VÀO BẢO QUẢN TÁO TƯƠI CẮT LÁT Luận văn Thạc sĩ chuyên ngành Công Nghệ Thực Phẩm Mã số: 80540101 Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Hoàng Kim Anh TP Hồ Chí Minh - Năm 2019 MỤC LỤC DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC HÌNH DANH MỤC CÁC BẢNG CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Tổng quan polyphenol 2.1.1 Phân loại Polyphenol 2.1.2 Hoạt động chống oxy hóa của polyphenol 2.1.3 Vai trò của polyphenol việc kháng vi sinh vật 2.1.4 Vai trò của polyphenol việc ức chế enzime α-amylase emzime αglucosidase việc điều trị bệnh đái tháo đường 2.1.5 Các loại thực phẩm giàu polyphenol vai trò của polyphenol sức khỏe 2.2 Tổng quan chó đẻ (Diệp hạ châu) 11 2.2.1 Giới thiệu 11 2.2.2 Phân loại, các nghiên cứu liên quan 13 2.3 Tổng quan phương pháp trích ly 16 2.3.1 Cơ sở lý thuyết của phương pháp trích ly 16 2.3.2 Phương pháp ngâm trích (trích ly lỏng/rắn) 17 2.3.3 Trích ly có hỗ trợ vi sóng (Microwave-assisted extraction - MAE) 18 2.3.4 Trích ly có hỗ trợ siêu âm 18 2.4 Một số nghiên cứu ngồi nước trích ly ứng dụng polyphenol 19 CHƯƠNG 3: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 25 3.1 Phương tiện nghiên cứu 25 3.1.1 Nguyên liệu 25 3.1.2 Dụng cụ, thiết bị, hóa chất 25 3.1.2.1 Hóa chất 25 3.1.2.2 Thiết bị 25 3.2 Phương pháp nghiên cứu 29 3.2.1 Sơ đồ nghiên cứu 29 3.2.2 Sơ đồ quy trình trích ly polyphenol từ Diệp Hạ Châu 30 3.3 Bố trí thí nghiệm 31 3.3.1 Khảo sát quá trình trích ly 31 3.3.1.1 Khảo sát các điều kiện trích ly polyphenol phương pháp ngâm chiết với dung môi 31 a) Khảo sát ảnh hưởng của loại dung môi 31 b) Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu/dung môi 31 c) Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ dung môi 32 d) Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt đợ trích ly 32 e) Khảo sát ảnh hưởng của thời gian trích ly 33 3.3.1.2 Khảo sát ảnh hưởng của vi sóng đến quá trình trích ly 33 a) Khảo sát ảnh hưởng của công suất vi sóng 33 b) Khảo sát ảnh hưởng của thời gian vi sóng 34 3.3.1.3 Khảo sát ảnh hưởng của siêu âm đến q trình trích ly 34 a) Khảo sát ảnh hưởng của công suất siêu âm 34 b) Khảo sát ảnh hưởng của thời gian siêu âm 35 3.3.1.4 Khảo sát đợng học của quá trình trích ly phương pháp: Ngâm trích, trích ly có hỗ trợ vi sóng siêu âm 35 3.3.2 Khảo sát hoạt tính sinh học của dịch trích từ diệp hạ châu 36 3.3.2.1 Khả kháng oxi hóa 36 3.3.2.2 Khả kháng khuẩn 37 3.3.2.3 Khả ức chế enzime -amylase enzyme -glucosidase 39 a Khảo sát ảnh hưởng của nồng dộ cao chiết diệp hạ châu đến khả ức chế enzyme –Amylase 39 b Khảo sát ảnh hưởng của nồng dộ cao chiết diệp hạ châu đến khả ức chế enzyme –Glucosidase 39 3.3.3 Ứng dụng dịch trích từ chó đẻ bảo quản táo cắt lát 40 3.4 Phương pháp phân tích 42 3.4.1 Phương pháp xác định hàm lượng Phenolic tổng (Total phenolics content) 42 3.4.2 Phương pháp xác định hoạt tính kháng oxi hóa (Phương pháp DPPH) 42 3.4.3 Phương pháp xác định hoạt tính kháng oxi hóa (Phương pháp FRAP) 42 3.4.4 Phương pháp xác định khả kháng khuẩn 43 3.4.5 Phương pháp xác định khả ức chế enzime -amylase enzyme glucosidase 43 3.4.6 Phương pháp xác định độ giảm khối lượng 43 3.4.7 Phương pháp xác định hàm lượng đường khử 43 3.4.8 Phương pháp xác định màu sắc 43 3.4.9 Phương pháp đánh giá cảm quan 43 3.5 Phương pháp xử lý số liệu 44 CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 45 4.1 Kết khảo sát quá trình trích ly 45 4.1.1 Nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số công nghệ đến quá trình trích ly phương pháp ngâm chiết 45 a) Ảnh hưởng của loại dung mơi trích ly 45 b) Ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu : dung môi 46 c) Ảnh hưởng của tỉ lệ dung môi : chất 47 d) Ảnh hưởng của nhiệt đợ trích ly 49 e) Ảnh hưởng của thời gian trích ly 50 4.1.2 Nghiên cứu quá trình trích ly có hỗ trợ vi sóng 52 a) Ảnh hưởng của công suất xử lý vi sóng đến kết trích ly 52 b) Ảnh hưởng của thời gian thời gian xử lý vi sóng đến kết trích ly 54 4.1.3 Nghiên cứu quá trình trích ly có hỗ trợ siêu âm 55 a) Ảnh hưởng của công suất xử lý siêu âm đến kết trích ly 55 b) Ảnh hưởng của thời gian xử lý siêu âm đến kết trích ly 57 4.1.4 Khảo sát động học của quá trình trích ly ba phương pháp: Ngâm trích, trích ly có hỗ trợ vi sóng siêu âm 58 4.2 Khảo sát hoạt tính sinh học của dịch trích 61 4.2.1 Hoạt tính kháng oxi hóa 61 4.2.2 Khảo sát khả kháng khuẩn, kháng nấm mốc của cao chiết 64 4.2.3 Khảo sát khả kháng enzyme 69 a Đánh giá khả ức chế enzyme -Amylase của cao chiết từ diệp hạ châu 69 b Đánh giá khả ức chế enzyme -Glucocidase của cao chiết từ diệp hạ châu 71 4.3 Ứng dụng dịch trích Polyphenol từ chó đẻ bảo quản táo cắt lát 74 4.3.1 Các biến đổi hóa lý 74 a Độ giảm khối lượng 74 b Lượng đường khử 75 c Hàm lượng acid tổng 76 d Sự thay đổi màu sắc 77 4.3.2 Các biến đổi vi sinh 78 4.3.3 Đánh giá cảm quan 80 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 82 5.1 Kết luận 82 5.2 Đề xuất 83 TÀI LIỆU THAM KHẢO 84 PHỤ LỤC Phụ lục A: Các phương pháp phân tích Phụ lục B: Các bảng số liệu thu nhận Phụ lục C: Các kết xử lý số liệu DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT GAE ANOVA DPPH TEAC TE TPC FRAP VSV Gallic acid equivalent – Đương lượng acid gallic Analysis Of Variance - Phân tích khác biệt 2,2 – Diphenyl – – Picrylhydrazyl Trolox equivalent antioxidant capacity - Hoạt tính kháng oxy hóa theo đương lượng Trolox Trolox equivalent – Đương lượng Trolox Total Phenolic Content – Hàm lượng phenolic tổng số Ferric reducing antioxidant power – Hoạt tính kháng oxy hóa theo lực khử ion sắt (Fe) Vi sinh vật TSVSVHK Tổng số vi sinh vật hiếu khí MAE Microwave assisted extraction - trích ly có hỗ trợ vi sóng DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 2.1: Phân loại mợt số nhóm Polyphenol Hình 2.2: Cấu tạo mợt số Polyphenol Hình 2.3: Cây chó đẻ (diệp hạ châu) 12 Hình 2.4: Diệp hạ châu đắng (Phyllanthus urinaria) 13 Hình 2.5: Cây chó đẻ thân đỏ (diệp hạ châu ngọt, Phyllanthus niruri) 13 Hình 2.6: Diệp hạ châu (Phyllanthus sp.) 14 Hình 2.7: Cách phân biệt các loại diệp hạ châu 14 Hình 3.1: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 29 Hình 3.2: Sơ đồ quy trình trích ly phương pháp ngâm chiết 30 Hình 3.3: Sơ đồ quy trình trích ly có hỗ trợ vi sóng/siêu âm 30 Hình 3.4 Sơ đồ bố trí thí nghiệm khả kháng khuẩn của dịch trích 38 Hình 3.5: Sơ đồ nghiên cứu khả kết hợp với màng bao ăn của dịch chiết bảo quản táo cắt lát 40 Hình 4.1 Ảnh hưởng của loại dung mơi đến làm lượng TPC hoạt tính chống oxy hóa của dịch trích 44 Hình 4.2 Ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu:dung môi đến làm lượng TPC hoạt tính chống oxy hóa của dịch trích 45 Hình 4.3 Ảnh hưởng của nồng đợ dung mơi đến làm lượng TPC hoạt tính chống oxy hóa của dịch trích 47 Hình 4.4 Ảnh hưởng của nhiệt đợ trích ly đến làm lượng TPC hoạt tính chống oxy hóa của dịch trích 48 Hình 4.5 Ảnh hưởng của thời gian trích ly đến làm lượng TPC hoạt tính chống oxy hóa của dịch trích 50 Hình 4.6 Ảnh hưởng của công suất xử lý vi sóng đến kết trích ly 51 Hình 4.7 Ảnh hưởng của thời gian xử lý vi sóng đến kết trích ly 53 Hình 4.8 Ảnh hưởng của công suất xử lý siêu âm đến kết trích ly 54 Hình 4.9 Ảnh hưởng của thời gian xử lý sóng siêu âm đến kết trích ly 56 Hình 4.10 Sự thay đổi hàm lượng Phenolic tổng theo thời gian trích ly giá trị nghịch đảo tốc đợ trích ly theo thời gian của phương pháp trích ly truyền thống (phương pháp ngâm chiết) 57 Hình 4.11 Sự thay đổi hàm lượng Phenolic tổng theo thời gian trích ly giá trị nghịch đảo tốc đợ trích ly theo thời gian của phương pháp trích ly có hỗ trợ vi sóng 58 Hình 4.12 Sự thay đổi hàm lượng Phenolic tổng theo thời gian trích ly giá trị nghịch đảo tốc đợ trích ly theo thời gian của phương pháp trích ly có hỗ trợ siêu âm 59 Hình 4.13 Khả quét gốc tự của Vitamin C theo các nồng độ 62 Hình 4.14 Khả quét gốc tự của cao chiết 63 Hình 4.15 Đường kính vòng kháng khuẩn của chủng vi khuẩn theo thứ tự trái qua phải (E.coli, S.aureus, B.subtilis) 65 Hình 4.16 Hiệu ức chế enzyme α-amylase của Acarbos 69 Hình 4.17 Hiệu ức chế enzyme α-amylase của cao chiết từ diệp hạ châu 70 Hình 4.18 Hiệu ức chế enzyme α-Glucosidase của Acarbose 72 Hình 4.19 Hiệu ức chế enzyme α-Glucosidase của cao chiết từ diệp hạ châu 72 Hình 4.20 Tỉ lệ hao hụt khối lượng của táo cắt lát thời gian bảo quản 74 Hình 4.21 Hàm lượng đường khử của táo cắt lát thời gian bảo quản 75 Hình 4.22 Hàm lượng acid của táo cắt lát thời gian bảo quản 75 Hình 4.23 Sự thay đổi màu sắc của táo cắt lát thời gian bảo quản 77 Hình 4.24 Tổng số VSV hiếu khí theo thời gian bảo quản 78 Hình 4.25 Mức đợ u thích của người tiêu dùng 79 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1 Mợt số cơng trình nghiên cứu 19 Bảng 3.1 Các hóa chất dùng nghiên cứu 24 Bảng 3.2 Các thiết bị dùng nghiên cứu 25 Bảng 4.1 Các thơng số đợng học của quá trình trích ly hàm lượng Phenelic tổng từ diệp hạ châu phương pháp: Ngâm trích, trích ly có hỗ trợ vi sóng siêu âm 60 Bảng 4.2 Đường kính vòng kháng khuẩn của cao chiết diệp hạ châu 64 Bảng 4.3 Đường kính vòng kháng nấm của cao chiết từ diệp hạ châu 67 Bảng 4.4 Tổng số VSV hiếu khí theo thời gian bảo quản 77 GVHD: PGS.TS HOÀNG KIM ANH LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU Việt Nam nước có hệ thực vật phong phú đa dạng Nền y học cổ truyền của Việt Nam gìn giữ phát triển Số lượng loài thực vật sử dụng làm thuốc ngày nhiều chiếm khoảng 30% tổng số loài thực vật Chó đẻ cưa hay Diệp hạ châu một dược liệu quý có tác dụng chữa bệnh sử dụng rộng rãi đời sống Diệp hạ châu có tên chó đẻ các vùng nông thôn, chó cái sau đẻ xong thường vườn tìm diệp hạ châu nhai nuốt liên tục đến ngày, vừa để cầm máu vừa để bảo tồn sinh mạng, mợt thần dược ban cho lồi vật Còn dân miền Đơng Nam bợ các nhà chế biến nam dược gọi diệp hạ châu kẽ lá có trái tròn, bóng láng có hình dáng trái châu Polyphenol mợt hợp chất tự nhiên phổ biến thực vật Polyphenol có lá, thân, của nhiều loại thực vật Hiện polyphenol quan tâm nhiều chúng có đặc tính kháng oxy hóa khả kháng khuẩn có thể ứng dụng dược phẩm thực phẩm Ngoài Polyphenol còn nghiên cứu khả ức chế enzyme -amylase enzyme -glucosidase để ổn định lượng đường máu cho các bệnh nhân tiểu đường Nội dung nghiên cứu bao gồm các phần sau: - Nghiên cứu trích ly Polyphenol từ chó đẻ (diệp hạ châu): + Xác định điều kiện trích ly tối ưu Polyphenol phương pháp ngâm chiết + Cải thiện khả trích ly vi sóng sóng siêu âm + So sánh khả trích ly Polyphenol từ phương pháp: ngâm chiết, vi sóng, siêu âm - Khảo sát hoạt tính sinh học của dịch trích: + Xác định khả kháng oxi hóa + Xác định khả kháng khuẩn + Xác định khả kháng enzime -amylase enzyme -glucosidase - Ứng dụng dịch trích từ chó đẻ bảo quản táo cắt lát LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: PGS.TS HOÀNG KIM ANH Source DF Công suất vi sóng (W) Error C Total 12 17 Sum of Squares 972.34316 23.95780 996.30096 Mean Square F Ratio Prob > F 194.469 1.996 97.4056 F 51491.4 97.4 528.6528 F 111 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: PGS.TS HOÀNG KIM ANH Source DF Thời gian vi sóng (phút) Error C Total 12 17 Sum of Squares 26.205544 0.336000 26.541544 Mean Square F Ratio Prob > F 5.24111 0.02800 187.1825 F 196.240 1.017 192.9473 F 27091.8 41.1 659.7086 F 5.07467 0.51091 9.9325 0.0001* Means and Std Deviations Level Number Mean Std Dev 3 3 3 24.2840 25.2080 27.0250 25.7240 25.5520 25.1450 22.8260 0.660000 0.770000 0.270000 0.980000 0.110000 0.920000 0.810000 150 225 300 375 450 525 ĐC Std Err Mean 0.38105 0.44456 0.15588 0.56580 0.06351 0.53116 0.46765 Lower 95% Upper 95% 22.644 23.295 26.354 23.290 25.279 22.860 20.814 25.924 27.121 27.696 28.158 25.825 27.430 24.838 Connecting Letters Report Level 300 375 450 225 525 150 ĐC A A A A A B B B B B C C Mean 27.025000 25.724000 25.552000 25.208000 25.145000 24.284000 22.826000 Oneway Analysis of TEAC (µmol TE/g CK) By Công suất siêu âm (W) Analysis of Variance Source DF Công suất siêu âm (W) Error 14 Sum of Squares 1642.4794 3.8344 Mean Square F Ratio Prob > F 273.747 0.274 999.4919 F Means and Std Deviations Level Number Mean Std Dev 3 3 3 263.433 265.073 285.770 264.569 261.541 259.774 256.368 0.570000 0.370000 0.780000 0.210000 0.780000 0.370000 0.240000 150 225 300 375 450 525 ĐC Std Err Mean 0.32909 0.21362 0.45033 0.12124 0.45033 0.21362 0.13856 Lower 95% Upper 95% 262.02 264.15 283.83 264.05 259.60 258.85 255.77 264.85 265.99 287.71 265.09 263.48 260.69 256.96 Connecting Letters Report Level 300 225 375 150 450 525 ĐC Mean 285.77000 265.07300 264.56900 263.43300 261.54100 259.77400 256.36800 A B B C C D E F Oneway Analysis of FRAP (µmol VitC/g CK) By Công suất siêu âm (W) Analysis of Variance Source DF Công suất siêu âm (W) Error C Total 14 20 Sum of Squares 224137.12 2727.59 226864.71 Mean Square F Ratio Prob > F 37356.2 194.8 191.7393 F 13.8167 0.2126 64.9994 F 342.294 0.512 669.0662 F 28484.2 194.1 146.7585 F 34.2878 0.0250 1371.512 F 2.31600 0.01414 163.7907 F 0.084000 0.026480 3.1722 0.0631 Means and Std Deviations Level ngày Number Mean Std Dev 3 3 9.20000 9.50000 9.30000 9.10000 9.10000 0.100000 0.200000 0.100000 0.200000 0.180000 Std Err Mean 0.05774 0.11547 0.05774 0.11547 0.10392 Lower 95% Upper 95% 8.9516 9.0032 9.0516 8.6032 8.6529 9.4484 9.9968 9.5484 9.5968 9.5471 Connecting Letters Report Level ngày A A A A A Mean 9.5000000 9.3000000 9.2000000 9.1000000 9.1000000 118 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: PGS.TS HOÀNG KIM ANH 1.12 Hàm lượng acid tổng Oneway Analysis of Qo By Thời gian bảo quản (ngày)-acid Analysis of Variance Source DF Thời gian bảo quản (ngày)-màu Error C Total 10 14 Sum of Squares 2.9040000 0.1164000 3.0204000 Mean Square F Ratio Prob > F 0.726000 0.011640 62.3711 F 14.2268 1006.002 F Means and Std Deviations Level Number Mean Std Dev 3 3 53.6010 52.1607 51.2100 49.0200 48.3587 0.150010 0.070010 0.080000 0.120000 0.150018 ngày Std Err Mean 0.08661 0.04042 0.04619 0.06928 0.08661 Lower 95% Upper 95% 53.228 51.987 51.011 48.722 47.986 53.974 52.335 51.409 49.318 48.731 Connecting Letters Report Level ngày Mean 53.601000 52.160667 51.210000 49.020000 48.358667 A B C D E Oneway Analysis of Q By Thời gian bảo quản (ngày)-L* Analysis of Variance Source Thời gian bảo quản (ngày)-L* Error C Total DF 10 14 Sum of Squares 5.1745631 0.2648227 5.4393857 Mean Square 1.29364 0.02648 F Ratio 48.8493 Prob > F F F F 123 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: PGS.TS HOÀNG KIM ANH Source DF Thời gian bảo quản (ngày)-b* Error C Total 10 14 Sum of Squares 2.6058000 0.0814000 2.6872000 Mean Square F Ratio Prob > F 0.651450 0.008140 80.0307 F 0.8570 Mean Square 0.009600 0.013700 F Ratio 0.7007 Prob > F 0.4496 Mean Square 0.003750 0.008200 F Ratio 0.4573 Prob > F 0.5360 Mean Square 0.003750 0.027200 F Ratio 0.1379 Prob > F 0.7292 Oneway Analysis of Màu By MÀU Analysis of Variance Source TÊN MẪU Error C Total DF Sum of Squares 0.00960000 0.05480000 0.06440000 Oneway Analysis of Vị By VỊ Analysis of Variance Source TÊN MẪU Error C Total DF Sum of Squares 0.00375000 0.03280000 0.03655000 Oneway Analysis of Mùi By MÙI Analysis of Variance Source TÊN MẪU Error C Total DF Sum of Squares 0.00375000 0.10880000 0.11255000 124 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: PGS.TS HOÀNG KIM ANH Oneway Analysis of Yêu thích chung By YÊU THÍCH CHUNG Analysis of Variance Source TÊN MẪU Error C Total DF Sum of Squares 0.02535000 0.12960000 0.15495000 Mean Square 0.025350 0.032400 F Ratio 0.7824 Prob > F 0.4264 125