Khóa luận tốt nghiệp nghiên cứu quy trình công nghệ tách chiết flavonoid toàn phần từ lá cây diếp cá

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM - - HỒNG THỊ KHÁNH HUYỀN KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI : NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ TÁCH CHIẾT FLAVONOID TOÀN PHẦN TỪ LÁ CÂY DIẾP CÁ Hà Nội - 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 TỒN PHẦN TỪ LÁ CÂY DIẾP CÁ NGƯỜI THỰC HIỆN : HOÀNG THỊ KHÁNH HUYỀN LỚP : K62CNTPC KHÓA : K62 CHUYÊN NGÀNH : CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: TS.VŨ THỊ HẠNH ThS NGUYỄN THỊ QUYÊN Hà Nội – 2021 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan rằng, số liệu kết nghiên cứu báo cáo trung thực Tôi xin cam đoan rằng, giúp đỡ việc hồn thành khóa luận cảm ơn thơng tin trích dẫn khóa luận ghi rõ nguồn gốc Hà Nội, Ngày 10 tháng 08 năm 2021 Sinh viên thực Hồng Thị Khánh Huyền i LỜI CẢM ƠN Khóa luận tốt nghiệp thực với hướng dẫn TS.Vũ Thị Hạnh, ThS Nguyễn Thị Quyên - giảng viên môn Công nghệ chế biến, Khoa Công nghệ thực phẩm, Học viện Nông nghiệp Việt Nam Để hồn thành khóa luận này, với cố gắng nỗ lực thân, nhận nhiều giúp đỡ động viên cá nhân tập thể Trước tiên, cho phép bày tỏ lịng kính trọng biết ơn sâu sắc đến TS Vũ Thị Hạnh ThS Nguyễn Thị Qun tận tình hướng dẫn, dành nhiều cơng sức, thời gian đóng góp nhiều ý kiến quý báu tạo điều kiện cho tơi suốt q trình học tập thực đề tài Tôi xin chân thành cảm ơn quý thầy cô khoa Công nghệ thực phẩm, thầy Nguyễn Hồng Anh, Nguyễn Thị Huyền ,cô Lê Thị Ngọc Thúy, cô Phạm Thị Dịu, cô Trần Thị Lan Anh tạo điều kiện giúp đỡ tơi hồn thành đề tài Tơi xin chân thành cảm ơn giúp đỡ bạn nhóm sinh viên thực tập phịng thí nghiệm Bộ môn Công nghệ chế biến - Khoa CNTP giúp đỡ tơi suốt q trình thực đề tài Tôi xin cảm ơn Bộ môn Công nghệ chế biến - Khoa CNTP cung cấp địa điểm thực tập cho tơi hồn thành khóa luận tốt nghiệp Cuối cùng, với lịng biết ơn, tơi xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè động viên, khích lệ giúp đỡ suốt thời gian vừa qua Mặc dù cố gắng hồn thành tốt khóa luận tốt nghiệp này, không tránh khỏi thiếu sót hạn chế Vì tơi mong nhận đóng góp giúp đỡ q thầy cơ, bạn bè để hồn thiện khóa luận tốt Tơi xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, Ngày 10 tháng 08 năm 2021 Sinh viên Hoàng Thị Khánh Huyền ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT v DANH MỤC BẢNG vi DANH MỤC HÌNH ẢNH vii PHẦN I ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1 Tính cấp thiết đề tài 1.2 Mục tiêu yêu cầu nghiên cứu đề tài 1.2.1 Mục tiêu 1.2.2 Yêu cầu PHẦN II TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 2.1 Giới thiệu chung diếp cá 2.1.1 Mô tả 2.1.2 Phân bố, sinh thái 2.1.3 Thành phần hóa học 2.1.4 Hoạt tính sinh học 2.1.5 Tác dụng dược lí cơng dụng 2.1.6 Một số sản phẩm chế biến từ diếp cá 2.2 Flavonoids 2.2.1 Khái niệm 2.2.2 Phân bố flavonoids thực vật 2.2.3 Phân loại 10 2.2.4 Tính chất lí hố 12 2.2.5 Giá trị sinh học flavonoids 12 2.3 Phương pháp thu nhận flavonoids 13 2.4 Tình hình nghiên cứu giới Việt Nam hoạt tính flavonoids 14 2.4.1 Tình hình nghiên cứu giới hoạt tính flavonoids 14 2.4.2 Tình hình nghiên cứu Việt Nam hoạt tính flavonoids 14 2.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến trình tách chiết flavonoid từ thực vật 15 iii PHẦN III ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 18 3.1 Đối tượng nghiên cứu 18 3.2 Phạm vi nghiên cứu 18 3.3 Thiết bị, dụng cụ hoá chất 18 3.4 Nội dung nghiên cứu 19 3.5 Phương pháp nghiên cứu 20 3.5.1 Quy trình tách chiết flavonoids tồn phần dự kiến 20 3.5.2 Phương pháp bố trí thí nghiệm 21 3.5.3 Phương pháp phân tích độ ẩm 23 3.5.4 Phương pháp định tính flavonoids 24 3.5.5 Phương pháp phân tích hàm lượng flavonoids tổng số 24 3.5.6 Phương pháp xử lý số liệu 25 PHẦN IV KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 26 4.1 Kết phân tích độ ẩm 26 4.2 Kết thử nghiệm định tính flavonoids diếp cá 26 4.3 Ảnh hưởng loại dung môi đến khả thu nhận flavonoids toàn phần từ diếp cá 27 4.4 Ảnh hưởng nồng độ dung mơi đến khả thu nhận flavonoid tồn phần từ diếp cá 29 4.5 Ảnh hưởng thời gian chiết đến khả thu nhận flavonoid toàn phần từ diếp cá 30 4.6 Ảnh hưởng tỷ lệ nguyên liệu/dung môi đến khả thu nhận flavonoid toàn phần từ diếp cá 32 4.7 Đề xuất quy trình cơng nghệ tách chiết flavonoid toàn phần từ diếp cá 33 PHẦN V KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 36 5.1 Kết luận 36 5.2 Kiến nghị 36 TÀI LIỆU THAM KHẢO 37 PHỤ LỤC 40 iv DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Định nghĩa Từ viết tắt TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam TN Thí nghiệm TFC (Total Flavonoids Content) Hàm lượng flavonoids tổng (mg QE/g chất khô) QE (Quercetin Equivalents) Tương đương quercetin NL/ DM Nguyên liệu/ dung môi v DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1 Thành phần hoá học diếp cá Bảng 2.2 Một số sản phẩm chế biếntừ diếp cá Bảng 2.3 Thành phần flavonoids (mg/100g) số loại thực phẩm 10 Bảng 3.1 Các dụng cụ sử dụng 18 Bảng 3.2 Bảng hoá chất sử dụng 19 Bảng 4.1 Kết phân tích thành phần hóa lý diếp cá 26 Bảng 4.2 Ảnh hưởng loại dung mơi đến hàm lượng flavonoids tồn phần thu nhận 28 Bảng 4.3 Ảnh hưởng nồng độ dung môi đến hàm lượng flavonoids toàn phần thu nhận 29 Bảng 4.4 Ảnh hưởng thời gian chiết đến hàm lượng flavonoids toàn phần thu nhận 30 Bảng 4.5 Ảnh hưởng tỷ lệ nguyên liệu/ dung môi đến hàm lượng flavonoids toàn phần thu nhận 32 vi DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 2.1 Hình ảnh diếp cá Hình 2.2 Cơng thức cấu tạo Euflavonoids 11 Hình 2.3 Công thức cấu tạo Isoflavonoids 11 Hình 2.4 Cơng thức cấu tạo Neoflavonoids 11 Hình 3.1 Sơ đồ quy trình tách chiết flavonoids từ diếp cá dự kiến 20 Hình 3.2 Đồ thị đường chuẩn quercetin dùng xác định TFC 25 Hình 4.1 Kết định tính dịch chiết diếp cá 27 Hình 4.2 Sơ đồ quy trình tách chiết flavonoids từ diếp cá 34 vii PHẦN I ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1 Tính cấp thiết đề tài Việt Nam nước có khí hậu nhiệt đới gió mùa, mảnh đất màu mỡ cho phát triển thảm thực vật, với nguồn tài nguyên dược liệu dồi dào, phong phú thuận lợi việc nghiên cứu điều chế loại thuốc có nguồn gốc từ thiên nhiên góp phần chăm sóc sức khỏe người Cây thuốc, dù rễ, thân, lá, hoa hay phận dùng làm thuốc người áp dụng Chúng khơng ăn đơn sơ mộc mạc, thơm ngon bổ dưỡng mà thêm vào chúng cịn vị thuốc hay, loại dược liệu quý đáng nghiên cứu Đây loại gần gũi với đời sống ngày Một loại rau nguồn dược liệu quý Diếp cá Diếp cá loại thực vật trồng phổ biến Việt Nam số nước châu Á Ngoài việc dùng để làm rau ăn, diếp cá trồng làm rau gia vị dùng làm vị thuốc quý cho nhiều thuốc dân gian chữa nhiều bệnh, phận dùng tồn tươi khơ (Ngơ Hồi Linh, 2017) Diếp cá đối tượng nghiên cứu nhiều tác giả có khả hỗ trợ điều trị nhiều bệnh như: lọc máu, giải độc, giải nhiệt, tăng sức miễn dịch thể, làm giảm tổn thương gan, bảo vệ chức gan,…Ngoài ra, diếp cá cịn có khả chống viêm, chống oxy hóa, kháng khuẩn tăng cường hiệu miễn dịch chứa nhiều thành phần có hoạt tính sinh học cao, đặc biệt hợp chất thuộc nhóm flavonoids rutin, quercetine Diếp cá chứa hàm lượng flavonoids cao so với loại khác, lên đến 1,14% trọng lượng (Toda S, 2005) Flavonoids - chất tạo màu tiêu biểu, nhóm sắc tố thực vật có vai trị lớn việc tạo màu sắc nhiều loại, phần lớn có màu vàng tìm thấy trái cây, rau, ngũ cốc, vỏ cây, rễ, thân, hoa, trà rượu vang Những sản phẩm tự nhiên tiếng với tác dụng hữu ích sức khoẻ Flavonoids coi thành phần thiếu loạt ứng dụng dinh dưỡng, dược phẩm, mỹ phẩm Flavonoids, tồn nhiều thuốc, thể loạt hiệu ứng sinh học, chẳng hạn chống oxy hóa, chống viêm, chống đột biến 4.6 Ảnh hưởng tỷ lệ nguyên liệu/dung môi đến khả thu nhận flavonoid toàn phần từ diếp cá Tỉ lệ nguyên liệu/dung môi ảnh hưởng tới hàm lượng flavonoids thu Về nguyên lý trích ly, chênh lệch nồng độ lớn, khả khuếch tán cấu tử tăng Để tăng chênh lệch nồng độ, tăng tỷ lệ dung môi so với nguyên liệu tăng vận tốc chuyển động dung môi nguyên liệu thông qua q trình khuấy trộn 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, q trình tách dung mơi chất hịa tan phức tạp, nhiều thời gian, dẫn đến thiệt hại kinh tế Trong phạm vi nghiên cứu quy mơ phịng thí nghiệm, lượng mẫu nhỏ nên chúng tơi thực khảo sát ảnh hưởng tỉ lệ nguyên liệu/dung mơi đến hàm lượng flavonoids thu tìm tỉ lệ ngun liệu/dung mơi tốt cho q trình chiết Vì để xác định tỷ lệ nguyên liệu/dung mơi thích hợp chúng tơi tiến hành sau: Thí nghiệm tiến hành với công thức khảo sát tỷ lệ 1/30, 1/40, 1/50, 1/60 (g/ml) thời gian 20 giờ, dung môi ethanol 80%, nhiệt độ phịng, sau xác định hàm lượng flavonoids để lựa chọn tỷ lệ ngun liệu/dung mơi thích hợp cho q trình tách chiết flavonoids tồn phần Kết thúc thí nghiệm, xác định hàm lượng flavonoids tồn phần dựa phương trình đường chuẩn sử dụng chất chuẩn quercetin theo phương pháp nói Kết trình bày bảng 4.5: Bảng 4.5 Ảnh hưởng tỷ lệ ngun liệu/ dung mơi đến hàm lượng flavonoids tồn phần thu nhận Tỉ lệ dung môi/nguyên liệu TFC (mg/g) 1/30 1,712ab ± 0,107 1/40 1,786a ± 0,124 1/50 1,477ab ± 0,262 1/60 1,315b ± 0,122 Ghi chú: Số liệu bảng có chữ mũ khác khác phép so sánh Tukey chiều mức nghĩa thống kê α=0,05 Từ bảng 4.5, cho thấy tỷ lệ ngun liệu/dung mơi có ảnh hưởng tới hàm lượng flavonoids toàn phần chiết từ diếp cá Tỷ lệ ngun liệu/dung mơi sử dụng 32 thí nghiệm tách chiết cho hàm lượng flavonoids tổng số diếp cá khác Hàm lượng flavonoids toàn phần thu nhận tỷ lệ nguyên liệu/dung môi 1/30, 1/40, 1/50, 1/60 g/ml 1,712; 1,786; 1,477; 1,315 mg/g Hàm lượng flavonoids toàn phần đạt cao (1.786 mg/g) tỷ lệ nguyên liệu/dung mơi 1/40, tỷ lệ nguyên liệu/dung môi 1/30 đạt 1,712 mg/g 1/50 đạt 1,477 mg/g Hàm lượng flavonoids thu nhận thấp tỷ lệ nguyên liệu/dung môi 1/60 (1,315 mg/g) Điều giải thích, flavonoid trích ly với tỉ lệ dung mơi lớn khả lôi kéo cấu tử cao Tuy nhiên, việc tăng tỉ lệ dung môi bổ sung khơng phải giải pháp hữu ích để cải thiện hiệu suất trích ly flavonoid lẽ hoạt chất không tiếp tục tăng q trình trích ly đạt trạng thái cân Hơn nữa, việc tăng (lượng dung môi từ tỉ lệ 1/40 lên 1/50 1/60) cung cấp nhiều lượng oxy hòa tan lớn gây trình oxy hóa flavonoid làm giảm phần hàm lượng flavonoid Chính mà tăng tỉ lệ dung môi lên 1/50 1/60 cho kết hàm lượng flavonoid thấp Các kết phù hợp với nguyên tắc truyền khối mà động lực cho khối lượng chuyển khối coi gradient nồng độ chất rắn dung môi Tỷ lệ dung môi cao thúc đẩy gradient nồng độ tăng, dẫn đến tăng tốc độ khuếch tán cho phép trình trích ly chất rắn dung mơi tốt (Cacace Mazza, 2003; Al-Farsi Chang, 2007) Từ phân tích tơi chọn tỷ lệ ngun liệu/ dung mơi thích hợp 1/40 (g/ml) 4.7 Đề xuất quy trình cơng nghệ tách chiết flavonoid tồn phần từ diếp cá Từ nghiên cứu đề xuất quy trình: 33 Hình 4.2 Sơ đồ quy trình tách chiết flavonoids từ diếp cá 34 Thuyết minh quy trình Nguyên liệu: Diếp cá mua chợ Cửu Việt - Trâu Quỳ - Gia Lâm - Hà Nội Chọn tươi, thu hái, không bị thối, dập nát Làm sạch: Nguyên liệu tươi sau mua nhặt lá, rửa nhằm loại bỏ bụi bẩn, tạp chất có lá, để nước Sấy: Nguyên liệu sau nước xếp dàn lên khay sắt Tối ưu hoá nhiệt độ, thời gian sấy Sấy nhiệt độ 60°𝐶, thời gian sấy 2,5 (yêu cầu độ ẩm