Khóa luận tốt nghiệp nghiên cứu quy trình công nghệ tách chiết flavonoid toàn phần từ cây mã đề

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM  LÃ THỊ NGÂN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ TÁCH CHIẾT FLAVONOID TỒN PHẦN TỪ CÂY MÃ ĐỀ Hà Nội - Năm 2021 HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM  KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ TÁCH CHIẾT FLAVONOID TOÀN PHẦN TỪ CÂY MÃ ĐỀ Sinh viên thực : LÃ THỊ NGÂN Mã sinh viên : 620989 Khóa : 62 Ngành : CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM Giảng viên hướng dẫn : ThS NGUYỄN THỊ QUYÊN & TS VŨ THỊ HẠNH Địa điểm thực tập : KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM Hà Nội – Năm 2021 LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan rằng, q trình nghiên cứu hướng dẫn ThS Nguyễn Thị Quyên TS Vũ Thị Hạnh Các nội dung nghiên cứu, số liệu kết nghiên cứu khóa luận trung thực Tơi xin cam đoan rằng, giúp đỡ cho việc thực khóa luận cảm ơn thông tin trích dẫn khóa luận ghi rõ nguồn gốc Hà Nội, ngày 13 tháng 08 năm 2021 Sinh viên thực Lã Thị Ngân i LỜI CẢM ƠN Để hồn thành khóa luận tốt nghiệp này, bên cạnh nỗ lực không ngừng thân, nhận nhiều động viên giúp đỡ tận tình thầy cơ, bạn bè người thân xung quanh Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến cô giáo hướng dẫn ThS Nguyễn Thị Quyên TS Vũ Thị Hạnh - giảng viên Bộ môn Công Nghệ Chế Biến - Khoa Công nghệ thực phẩm giúp đỡ tơi nhiệt tình q trình thực đề tài hồn thiện khóa luận tốt nghiệp Tôi xin chân thành cảm ơn giúp đỡ thầy cô khoa Công Nghệ Thực Phẩm tạo điều kiện, truyền đạt kiến thức giúp ích cho tơi thực hồn thành khóa luận Tơi xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè động viên nguồn động lực giúp đỡ tơi suốt q trình thực hồn thành khóa luận Vì kiến thức thân cịn hạn chế nên q trình thực khóa luận tơi khơng tránh khỏi sai sót, kính mong nhận ý kiến đóng góp thầy cô bạn để báo cáo hồn thiện Tơi xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 13 tháng 08 năm 2021 Sinh viên thực Lã Thị Ngân ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN .ii DANH MỤC BẢNG v DANH MỤC HÌNH vi DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT vii PHẦN I MỞ ĐẦU 1.1 Tính cấp thiết đề tài 1.2 Mục đích yêu cầu 1.2.1 Mục đích 1.2.2 Yêu cầu PHẦN II TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Tổng quan mã đề 2.1.1 Tên gọi, phân loại đặc điểm thực vật 2.1.2 Phân bố 2.1.3 Thành phần hóa học 2.1.4 Công dụng mã đề 2.2 Giới thiệu flavonoid 10 2.2.1 Định nghĩa flavonoid 10 2.2.3 Phân loại 10 2.2.3 Tính chất lý hóa 12 2.2.4 Phân bố flavonoid thực vật 12 2.2.5 Hoạt tính sinh học 13 2.3 Phương pháp thu nhận flavonoid từ thực vật 14 PHẦN III VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 17 3.1 Vật liệu hóa chất 17 3.1.1 Vật liệu nghiên cứu 17 iii 3.1.2 Thiết bị, dụng cụ hóa chất 17 3.2 Địa điểm thời gian nghiên cứu 18 3.3 Nội dung nghiên cứu 18 3.4 Phương pháp nghiên cứu 19 3.4.1 Phương pháp công nghệ 19 3.4.2 Phương pháp bố trí thí nghiệm 20 3.4.3 Phương pháp phân tích 23 3.5 Phương pháp xử lý số liệu 26 PHẦN IV: KẾT QUẢ THẢO LUẬN 27 4.1 Xác định tiêu hóa lý nguyên liệu 27 4.2 Kết phân tích định tính flavonoid mã đề 27 4.3 Kết khảo sát ảnh hưởng loại dung mơi đến khả thu nhận flavonoid tồn phần từ mã đề 28 4.4 Kết khảo sát ảnh hưởng nồng độ dung môi đến khả thu nhận flavonoid toàn phần từ mã đề 30 4.5 Khảo sát ảnh hưởng thời gian chiết đến khả thu nhận flavonoid toàn phần từ mã đề 31 4.6 Khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ dung môi/nguyên liệu đến khả thu nhận flavonoid toàn phần từ mã đề 33 4.7 Đề xuất quy trình tách chiết flavonoid toàn phần từ mã 35 PHẦN V KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 38 TÀI LIỆU THAM KHẢO 39 PHỤ LỤC 41 iv DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1: Hàm lượng axit béo mã đề Bảng 2.2: Một số vitamin có mã đề Bảng 3.1: Các thiết bị sử dụng 17 Bảng 3.2: Các dụng cụ sử dụng 17 Bảng 3.3: Các hóa chất sử dụng 18 Bảng 3.4: Bảng pha nồng độ 25 v DANH MỤC HÌNH Hình 2.1: Hình ảnh mã đề Hình 2.2: Cấu trúc hóa học flavonoid 10 Hình 2.3: Cơng thức cấu tạo euflavonoid 11 Hình 2.4: Công thức cấu tạo isoflavonoid 11 Hình 2.5: Cơng thức cấu tạo neoflavon 11 Hình 3.1: Sơ đồ quy trình xử lý nguyên liệu 19 Hình 3.2: Mã đề sau sấy khô xay nhỏ 20 Hình 3.3: Biểu diễn đường chuẩn phương trình đường chuẩn 26 Hình 4.1: Kết thí nghiệm định tính có mặt flavonoids mã đề 28 Hình 4.2: Ảnh hưởng nồng độ dung môi đến hàm lượng flavonoid 29 Hình 4.3: Ảnh hưởng nồng độ dung môi đến hàm lượng flavonoid 30 Hình 4.4: Ảnh hưởng thời gian tách chiết đến hàm lượng flavonoid 32 Hình 4.5: Ảnh hưởng tỷ lệ dung mơi/ngun liệu đến hàm lượng flavonoid 34 Hình 4.6: Đề xuất quy trình tách chiết flavonoid tồn phần từ mã đề 36 vi DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT TCN Tiêu chuẩn nghành EtOH Ethanol QE (Quercetin Equivalents) Tương đương quercetin TFC (Total Flavonoid Content) Hàm lượng flavonoid tổng (mg QE/g chất khơ) CT Cơng thức TN Thí nghiệm vii PHẦN I MỞ ĐẦU 1.1 Tính cấp thiết đề tài Hiện với phát triển kinh tế thị trường phát triển đại khoa học kỹ thuật nhu cầu đời sống người ngày nâng cao Phương pháp tách chiết để tách hỗn hợp phức tạp thành hỗn hợp đơn giản từ hỗn hợp đơn giản tách riêng thành chất nhà khoa học giới Việt Nam áp dụng Đặc biệt, việc tách chiết chất có hoạt tính sinh học cao từ thực vật ứng dụng sản xuất sản phẩm dược phẩm, thực phẩm có lợi cho sức khỏe người Ở nước ta có nhiều lồi thực vật dùng cách quen thuộc sống hàng ngày Chúng khơng ăn đơn sơ mộc mạc, thơm ngon bổ dưỡng mà thêm vị thuốc, loại dược liệu quý quan tâm việc ngăn ngừa bệnh mãn tính, giúp cải thiện sức khỏe, làm đẹp, chống lão hóa,…Trong mã đề loại rau mọc hoang biết đến với nhiều công dụng chữa bệnh Mã đề sử dụng với nhiều mục đích y học cổ truyền tồn giới có tác dụng tốt bệnh lao, ung thư đặc biệt với thể nặng viêm loét dày Lá mã đề sử dụng phương thuốc chữa lành vết thương nhiều kỷ hầu hết nơi giới điều trị số bệnh việc chữa lành vết thương, bệnh da, quan hơ hấp, quan tiêu hóa Mã đề chứa hợp chất hoạt tính sinh học polysaccharide, lipid, dẫn xuất axit caffeic, flavonoid, iridoid glycoside terpenoit Một loạt hoạt động sinh học tìm thấy từ chiết xuất thực vật bao gồm hoạt động chữa lành vết thương, chống viêm, giảm đau, chống oxy hóa, kháng sinh yếu, điều hịa miễn dịch hoạt động kháng sinh Một số tác dụng thuộc việc sử dụng y học dân gian (Sagar cộng sự, 1964) Flavonoid nhóm hợp chất phong phú, đa dạng thiên nhiên tách chiết ứng dụng lĩnh vực thực phẩm, mỹ phẩm có ý nghĩa đặc biệt y học dược học Ứng dụng mã đề y học để điều trị số bệnh viêm nhiễm, dị Vì vậy, để tiết kiệm thời gian thu hàm lượng flavonoid cao nhất, chọn thời gian chiết thích hợp 20 để thực trình tách chiết Kết sử dụng cho thí nghiệm 4.6 Khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ dung môi/nguyên liệu đến khả thu nhận flavonoid toàn phần từ mã đề Động lực q trình trích ly chênh lệch gradient nồng độ cấu tử trích ly ngun liệu dung mơi Q trình hịa tan chất tan hoạt chất từ nguyên liệu bên ngồi dung mơi chủ yếu nhờ đường khuếch tán phân tử khuếch tán đối lưu Sự khuếch tán giúp cho trình chiết xuất cấu tử xảy nhanh triệt để Tỷ lệ dung môi/nguyên liệu ảnh hưởng tới hàm lượng flavonoid thu Nếu lượng dung mơi q khơng đủ để hịa tan, chiết rút cấu tử bên ngồi mơi trường, đủ làm ướt ngun liệu Nếu dùng lượng dung mơi lớn gây lãng phí, tốn dung mơi, chi phí cao Để nghiên cứu ảnh hưởng tỉ lệ dung môi/ nguyên liệu (ml/g) tiến hành khảo sát khoảng tỉ lệ 30/1; 40/1; 50/1; 60/1 (ml/g) Kết khảo sát ảnh hưởng tỉ lệ dung môi/ nguyên liệu kết hợp với cồn 80% 20 thể đây: 33 0.45 0.39 Hàm lượng flavonoid (mg/g) 0.40 0.35 0.31 0.32 30/1 40/1 0.32 0.30 0.25 0.20 0.15 0.10 0.05 0.00 50/1 60/1 Tỷ lệ dung môi/nguyên liệu (ml/g) Hình 4.5: Ảnh hưởng tỷ lệ dung mơi/ngun liệu đến hàm lượng flavonoid Ghi chú: Các số liệu hàng có chữ mũ giống khơng có khác biệt thống kê mức α=0.05 Kết hình 4.5 cho thấy tỉ lệ dung mơi/ nguyên liệu có ảnh hưởng tới khả chiết xuất hàm lượng flavonoid toàn phần từ mã đề Ta nhận thấy, hàm lượng flavonoid có xu hướng tăng tăng tỷ lệ dung môi/nguyên liệu từ 30/1 đến 50/1 Cụ thể, tách chiết tỷ lệ 30/1 hàm lượng flavonoid thu thấp (đạt 0.31a ± 0.04 mg/g) Khi tỷ lệ tách chiết 40/1 hàm lượng flavonoid 0.32a ± 0.04 (mg/g) tiếp tục tăng lên 0.39a ± 0.05 (mg/g) tăng tỷ lệ lên 50/1 Tuy nhiên tăng tỷ lệ dung mơi/ngun liệu lên 60/1 hàm lượng flavonoid lại giảm xuống 0.32a ± 0.01 (mg/g) Kết sau xử lý thống kê cho thấy tỷ lệ dung môi/nguyên liệu 50/1 thu hàm lượng flavonoid cao khác có ý nghĩa Theo Al-Farsi Lee (2008), tỷ lệ nguyên liệu dung mơi cao thúc đẩy gradient nồng độ tăng cao, dẫn đến tăng tốc độ khuếch tán cho phép q trình trích ly tốt Ngoài ra, theo Zhang cộng (2007), hội thành phần hoạt tính 34 sinh học tiếp xúc với dung mơi trích ly mở rộng với gia tăng lượng dung môi , dẫn đến tăng hiệu suất trích ly Kết cho thấy hàm lượng flavonoid tổng số tăng từ tỷ lệ dung môi/nguyên liệu 30/1 đến 50/1 (ml/g) Tuy nhiên hàm lượng thành phần không tiếp tục tăng đạt cân (Wong cộng sự, 2013) dù tăng tỷ lệ dung môi/nguyên liệu 60/1 ml/g không tăng hiệu trích ly mà làm pha lỗng dịch trích ly Như vậy, để hàm lượng lượng flanovoid tổng số thu lớn tránh để lãng phí dung mơi, chọn tỉ lệ dung mơi/ ngun liệu phù hợp 50/1 (ml/g) 4.7 Đề xuất quy trình tách chiết flavonoid toàn phần từ mã 35 Mã đề Lựa chọn Rửa Để Sấy khô 60oC 3giờ (Yêu cầu độ ẩm