Khóa luận tốt nghiệp nghiên cứu quy trình tách chiết flavonoid toàn phần từ thân cây bồ công anh (lactuca indica)

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM - KIỀU THỊ LOAN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH TÁCH CHIẾT FLAVONOID TỒN PHẦN TỪ THÂN CÂY BỒ CÔNG ANH (Lactuca indica) Hà Nội – 2021 HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM - KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH TÁCH CHIẾT FLAVONOID TỒN PHẦN TỪ THÂN CÂY BỒ CÔNG ANH (Lactuca indica) Người thực : Kiều Thị Loan MSV : 620886 Chuyên ngành : Công nghệ thực phẩm Giáo viên hướng dẫn : ThS Nguyễn Thị quyên TS Vũ Thị Hạnh Bộ môn : Công nghệ chế biến, Khoa Công nghệ thực phẩm Hà Nội – 2021 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan rằng, q trình nghiên cứu tơi hướng dẫn ThS Nguyễn Thị Quyên TS Vũ Thị Hạnh Các nội dung nghiên cứu, số liệu kết nghiên cứu khóa luận trung thực Tôi xin cam đoan rằng, giúp đỡ cho việc thực khóa luận cảm ơn thơng tin trích dẫn khóa luận ghi rõ nguồn gốc Hà Nội, ngày tháng năm 2021 Sinh viên thực Kiều Thị Loan i LỜI CẢM ƠN Sau thời gian thực tập khoa Công nghệ thực phẩm - Học viện Nông nghiệp Việt Nam, với cố gắng thân, giúp đỡ thầy cô bạn, tơi hồn thành khóa luận tốt nghiệp Trước hết, xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới ThS Nguyễn Thị Quyên TS Vũ Thị Hạnh, giảng viên môn Công nghệ chế biến, khoa Công nghệ thực phẩm, Học viện Nông Nghiệp Việt Nam tận tình giúp đỡ, trực tiếp bảo, góp ý hỗ trợ hướng dẫn suốt thời gian thực đồ án Ngoài việc tiếp thu thêm nhiều kiến thức bổ ích, tơi cịn học tập tinh thần làm việc, thái độ nghiên cứu khoa học tốt để tơi hồn thành khóa luận tốt nghiệp cho công việc sau Tôi xin cảm ơn thầy cô giáo Khoa Công nghệ thực phẩm dạy dỗ tạo điều kiện để nghiên cứu học hỏi Đồng thời xin cảm ơn thầy Nguyễn Hồng Anh - trưởng khoa Cơng Nghệ chế biến, Nguyễn Thị Huyền phụ trách phịng thí nghiệm, Lê Thị Ngọc Thúy, cô Phạm Thị Dịu, cô Trần Thị Lan Anh tạo điều kiện thuận lợi phịng thí nghiệm dụng cụ, thiết bị bạn sinh viên nhóm thực khóa luận tốt nghiệp đồng hành giúp đỡ tơi hồn thành đồ án tốt nghiệp Cuối cùng, cảm xin chân thành cảm ơn gia đình bạn bè bên cạnh ủng hộ tinh thần, động viên tơi thực khóa luận tốt nghiệp Vì kiến thức thân hạn chế nên trình thực khóa luận tơi khơng tránh khỏi sai sót, kính mong nhận ý kiến đóng góp thầy bạn để báo cáo hồn thiện Tơi xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm 2021 Sinh viên thực Kiều Thị Loan ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC BẢNG .v DANH MỤC HÌNH vi DANH MỤC CHŨ VIẾT TẮT vii PHẦN I MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục đích yêu cầu 1.2.1 Mục đích 1.2.2 Yêu cầu PHẦN II TỔNG QUAN TÀI LIỆU .3 2.1 Tổng quan bồ công anh 2.1.1 Đặc điểm chung .3 2.2 Tổng quan flavonoid .8 2.2.1 Đặc điểm chung .8 2.2.2 Phân loại Flavonoid .9 2.2.3 Flavonoid thân bồ công anh .11 2.2.4 Hoạt tính sinh học Flavonoid 12 2.3 Phương pháp thu nhận flavonoid từ thực vật 13 2.4.Tình hình nghiên cứu giới Việt Nam hoạt tính flavonoid 15 2.4.1 Tình hình nghiên cứu giới 15 2.4.2 Tình hình nghiên cứu Việt Nam hoạt tính flavonoid 16 PHẦN III - ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .17 3.1.Đối tượng nghiên cứu 17 3.2.Thiết bị, dụng cụ hóa chất nghiên cứu 17 3.3 Phạm vi nghiên cứu .18 3.4 Nội dung nghiên cứu 18 3.5 Phương pháp nghiên cứu 18 iii 3.5.1 Phương pháp nghiên cứu .18 3.5.2 Tiến hành .20 3.5.3 Phương pháp bố trí thí nghiệm 20 3.5.4 Phương pháp phân tích 23 3.6 Phương pháp xử lý số liệu 26 PHẦN IV: KẾT QUẢ THẢO LUẬN 27 4.1 Kết phân tích độ ẩm hàm lượng chất khơ hịa tan thân bồ công anh .27 4.2 Kết thử nghiệm định tính flavonoid thân bồ công anh 27 4.3 Kết khảo sát ảnh hưởng loại dung môi đến khả thu nhận flavonoid toàn phần từ thân bồ công anh 28 4.4 Ảnh hưởng nồng độ dung mơi đến khả thu nhận flavonoid tồn phần từ thân bồ công anh 29 4.5 Ảnh hưởng thời gian ngâm chiết đến khả thu nhận flavonoid tồn phần từ thân bồ cơng anh 30 4.6 Ảnh hưởng tỉ lệ dung môi/nguyên liệu đến khả thu nhận flavonoid toàn phần từ thân bồ công anh .32 PHẦN V KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 35 5.1 Kết luận 35 5.2 Kiến nghị 35 TÀI LIỆU THAM KHẢO .36 PHỤ LỤC 39 iv DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1 Các nhóm phytochemical phận khơng bồ cơng anh Bảng 2.2: Thành phần flavonoid (mg/100g) số loại thực phẩm .8 Bảng 3.1 Các hóa chất sử dụng 17 Bảng 3.2 Các thiết bị sử dụng .17 Bảng 3.3 Các dụng cụ sử dụng .17 Bảng 4.1 Kết phân tích độ ẩm hàm lượng chất khô nguyên liệu .27 Bảng 4.2 Kết thí nghiệm khảo sát loại dung mơi 29 Bảng 4.3 Kết khảo sát nồng độ dung môi 30 Bảng 4.4 Kết khảo sát thời gian ngâm chiết 31 Bảng 4.5 Kết khảo sát tỉ lê dung môi/nguyên liệu .32 v DANH MỤC HÌNH Hình 2.1: Cây Bồ cơng anh Việt Nam .4 Hình 2.2: Cây Bồ cơng anh Trung Quốc (hay Bồ cơng anh thấp) Hình 2.3: Gốc anthocyanin Chalcon 10 Hình 2.4: Cấu trúc Isoflavon 10 Hình 2.5: Cấu trúc Neoflavon 11 Hình 3.1 Sơ đồ quy trình chung để tách chiết flavonoid từ thân bồ cơng anh .19 Hình 3.2 Biểu diễn đường chuẩn phương trình đường chuẩn 25 Hình 4.1 Kết thí nghiệm định tính có mặt flavonoid thân bồ cơng anh 28 Hình 4.2 Đề xuất quy trình tách chiết flavonoid từ thân bồ công anh 33 vi DANH MỤC CHŨ VIẾT TẮT STT Chữ viết tắt g mg, TFC Tên đầy đủ Gram Mili gram, micro gram Total Flavonoid Content (Hàm lượng flavonoid tổng số) CT Công thức QE Quercetin Equivalent m,cm,mm Met, centimet, milimet vii PHẦN I MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề Hiện nay, với phát triển mạnh khoa học công nghệ, người chịu sức ép lớn căng thẳng thần kinh, gánh nặng môi trường bệnh tật, đặc biệt bệnh mãn tính khơng lây huyết áp cao, stress, ung thư, tiểu đường Do đó, để giảm thiểu căng thẳng phịng trách bệnh tật, cần bổ sung chất dinh dưỡng tăng cường sức khỏe, nâng cao sức đề kháng Do đó, xu hướng chung nhà khoa học giới nước tìm kiếm nguồn dược liệu tự nhiên từ động vật thực vật chứa hợp chất có hoạt tính sinh học q nhằm giúp người chống lại stress trình oxy hóa, chống lại q trình lão hóa nhiều loại bệnh tật, đồng thời giúp cho thể tăng cường khả hoạt động, đặc biệt khả hoạt động hệ thần kinh (Đỗ Tất Lợi, 2007) Nước ta nằm vùng nhiệt đới gió mùa, hệ động thực vật phong phú đa dạng với 30085 loài thực vật 18733 loài động vật khác (Tổ Chức Bảo Tồn Thiên Nhiên Thế Giới - IUCN) Trong giới sống tiềm ẩn nhiều hoạt chất sinh học có nguồn gốc tự nhiên có tác dụng tốt cho sức khỏe người Nhiệm vụ tìm kiếm nguồn dược liệu q đó, tách chiết, tinh chế nghiên cứu tác dụng dược lý chúng để tiến biến thành thuốc mà người sử dụng ngày, giúp người tăng cường sức khỏe, đẩy lùi bệnh tật,sống khỏe sống vui trường thọ Các nhà khoa học giới có nhiều cơng trình nghiên cứu hoạt chất có nguồn gốc tự nhiên ứng dụng làm thuốc dược phẩm thực phẩm cho người Ở Việt Nam việc nghiên cứu tách chiết hoạt chất sinh học nhiều nhà khoa học quan tâm Với tác dụng phong phú, toàn diện, flavonoid ngày ý ứng dụng nhiều việc sản xuất sản phẩm dược phẩm thực phẩm chức lành tính, giúp tăng cường sức khỏe Đặc biệt phải kể đến bồ công anh, loại mà phận lá, thân hay rễ chứa flavonoid… Bản thân Bồ công anh chứa triterpene acetate, dẫn xuất axit quinic flavonoid, báo cáo cho thấy hoạt động chống oxy hóa làm giảm nồng độ cholesterol toàn phần huyết lipoproteincholesterol mật độ thấp Ngoài ra, chúng cho thấy hoạt động bảo vệ gan chống đột TÀI LIỆU TIẾNG ANH 12 Al-Farsi, M.A and Lee, C.Y., 2008 Optimuzation of phenolics and dietary fibre extraction from date seeds Food Chemistry 108:977-985 13 Chang C, Yang M, Wen H and Chem J,2002 Estimatio of Flavonoid total content in propolis by two complementary colorimetric methods.Journal of Food and Drug Analisis,10(7):178-182 14 Chien-Ya Hung and Gow-Chin Yen (2002), Antioxidant activity of phenolic compounds isolated from Mesona procumbens Agricultural and Food Chemistry 50(10): 2993-2997 15 Diverse biological activities of Dandelion-Nutritions review-Oxford Academic 16 Jacques Masquelier Deglycosylation of flavonoid and isoflavonoid glycosides by human small intestine and liver activity 1986 17 Jahan, M.G.S., et al.,(2014), Correlation between a-amylase activity and starch content in different cultivars of radish (Raphanus sativus L.) Biotechnology, p 298-302 18 Ki Hyun Kim, Young Ho Kim, Kang Ro Lee (2007) Isolation of quinic acid derivatives and flavonoids from the aerial parts of Lactuca indica L and their hepatoprotective activity in vitro - Bioorganic and Medicinal chemistry letters (24)6739-6743 19 Lactuca indica extract interferes with uroepithelial infection by Escherichia coli by Department of Microbiology, Tumor and Cell Biology, Division of Clinical Microbiology, Karolinska Institutet and Karolinska University Hospital, 171 76 Stockholm, Sweden, 2011 20 Mohamad, M., Ali M.W and Ahmad, A., 2010 Modelling for extraction of major phytochemical components from Eurycoma longifolia Journal of Applied Sciences, 10:2572-2577 21 Nicolin D J., et al (2016), Study of uncertainty in the fitting of diffusivity of Fick's Second Law of Diffusion with the use of Bootstrap Method, Journal of Food Engineering, 184, 63-68 37 22 Sheng-Yang Wang , Hsing-Ning Chang, Kai-Ti Lin, Chiu-Ping Lo, Ning-Sun Yang, Lie-Fen Shyur (2003) Antioxidant properties and phytochemical characteristics of extracts from Lactuca indica Journal of Agricultural and Food Chemistry 51 (5)1506-1512 23 Sofowora A,1993 Medicinal Plants and Traditional Medicine in Africa Spectrum Books Limited Ibadan & Nigeria,191-289 38 PHỤ LỤC Phụ lục: Kết xử lý ANOVA One-way ANOVA: TFC versus Dung môi Source DF SS MS F P Dung môi 0.016217 0.005406 24.37 0.002 Error 0.001109 0.000222 Total 0.017325 S = 0.01489 R-Sq = 93.60% R-Sq(adj) = 89.76% Individual 95% CIs For Mean Based on Pooled StDev Level N Mean StDev + -+ -+ -+ - cồn 0.12907 0.02024 ( -* ) Cồn 0.15911 ( -* ) * etyl axetat 0.11610 0.01818 nước ( -* ) 0.04151 0.00435 ( -* ) + -+ -+ -+ 0.050 0.100 0.150 0.200 Pooled StDev = 0.01489 Grouping Information Using Tukey Method Dung môi N Mean Grouping Cồn 0.15911 A cồn 0.12907 A etyl axetat 0.11610 A nước 0.04151 B Means that not share a letter are significantly different 39 Tukey 95% Simultaneous Confidence Intervals All Pairwise Comparisons among Levels of Dung môi Individual confidence level = 98.59% Dung môi = cồn subtracted from: Dung môi Cồn Lower Center Upper -0.03728 0.03004 0.09736 etyl axetat -0.06315 -0.01297 0.03721 nước -0.13775 -0.08757 -0.03739 Dung môi + -+ -+ -+- Cồn ( * ) etyl axetat ( * ) nước ( * ) + -+ -+ -+-0.10 0.00 0.10 0.20 Dung môi = Cồn subtracted from: Dung môi Lower Center Upper etyl axetat -0.10648 -0.04301 0.02046 nước -0.18108 -0.11761 -0.05414 Dung môi etyl axetat nước + -+ -+ -+( * -) ( -* ) + -+ -+ -+-0.10 0.00 0.10 0.20 Dung môi = etyl axetat subtracted from: 40 Dung môi nước Lower Center Upper -0.11948 -0.07460 -0.02972 Dung môi + -+ -+ -+nước ( * -) + -+ -+ -+-0.10 0.00 0.10 0.20 One-way ANOVA: TFC versus Nồng độ Source DF SS MS F P Nồng độ 0.008135 0.002712 3.64 0.064 Error 0.005954 0.000744 Total 11 0.014090 S = 0.02728 R-Sq = 57.74% R-Sq(adj) = 41.89% Level N Mean StDev etanol60 0.10824 0.04386 etanol70 0.11776 0.02168 etanol80 0.16208 0.02208 etanol90 0.16697 0.00980 Individual 95% CIs For Mean Based on Pooled StDev Level -+ -+ -+ -+ etanol60 ( -* -) etanol70 ( * -) etanol80 ( -* ) etanol90 ( * -) -+ -+ -+ -+ 0.105 0.140 0.175 0.210 Pooled StDev = 0.02728 41 Grouping Information Using Tukey Method Nồng độ N Mean Grouping etanol90 0.16697 A etanol80 0.16208 A etanol70 0.11776 A etanol60 0.10824 A Means that not share a letter are significantly different Tukey 95% Simultaneous Confidence Intervals All Pairwise Comparisons among Levels of Nồng độ Individual confidence level = 98.74% Nồng độ = etanol60 subtracted from: Nồng độ Lower Center Upper -+ -+ -+ -+ etanol70 -0.06183 0.00952 0.08088 ( -* ) etanol80 -0.01752 0.05384 0.12519 ( * -) etanol90 -0.01262 0.05873 0.13008 ( -* ) -+ -+ -+ -+ 0.070 0.000 0.070 0.140 Nồng độ = etanol70 subtracted from: Nồng độ Lower Center Upper -+ -+ -+ -+ etanol80 -0.02704 0.04431 0.11566 ( -* ) etanol90 -0.02215 0.04921 0.12056 ( -* -) -+ -+ -+ -+ 0.070 0.000 0.070 0.140 42 Nồng độ = etanol80 subtracted from: Nồng độ Lower Center Upper -+ -+ -+ -+ etanol90 -0.06646 0.00489 0.07625 ( -* -) -+ -+ -+ -+ 0.070 0.000 0.070 0.140 One-way ANOVA: TFC versus Thời gian Source DF SS MS F P Thời gian 0.004898 0.001633 5.32 0.026 Error 0.002453 0.000307 Total 11 0.007351 S = 0.01751 R-Sq = 66.63% R-Sq(adj) = 54.11% Individual 95% CIs For Mean Based on Pooled StDev Level N Mean StDev + -+ -+ -+- 18h 0.15943 0.02987 ( -* -) 20h 0.17379 0.00992 22h 0.15372 0.01021 24h 0.11882 0.01146 ( -* ) ( -* -) ( -* -) + -+ -+ -+0.120 0.150 0.180 0.210 Pooled StDev = 0.01751 Grouping Information Using Tukey Method Thời gian N Mean Grouping 43 20h 0.17379 A 18h 0.15943 A B 22h 0.15372 A B 24h 0.11882 B Means that not share a letter are significantly different Tukey 95% Simultaneous Confidence Intervals All Pairwise Comparisons among Levels of Thời gian Individual confidence level = 98.74% Thời gian = 18h subtracted from: Thời gian Lower Center Upper -+ -+ -+ -+ 20h -0.03144 0.01436 0.06016 ( * -) 22h -0.05152 -0.00571 0.04009 ( -* -) 24h -0.08641 -0.04061 0.00519 ( * -) -+ -+ -+ -+ 0.060 0.000 0.060 0.120 Thời gian = 20h subtracted from: Thời gian Lower Center Upper -+ -+ -+ -+ 22h -0.06587 -0.02007 0.02573 ( -* ) 24h -0.10077 -0.05497 -0.00917 ( -* ) -+ -+ -+ -+ 0.060 0.000 0.060 0.120 Thời gian = 22h subtracted from: 44 Thời gian Lower Center Upper -+ -+ -+ -+ 24h -0.08070 -0.03490 0.01090 ( * -) -+ -+ -+ -+ 0.060 0.000 0.060 0.120 One-way ANOVA: TFC versus Tỷ lệ dm Source DF SS MS F P Tỷ lệ dm 0.011298 0.003766 8.34 0.008 Error 0.003614 0.000452 Total 11 0.014913 S = 0.02126 R-Sq = 75.76% R-Sq(adj) = 66.67% Individual 95% CIs For Mean Based on Pooled StDev Level N Mean StDev + -+ -+ -+ - 10ml 0.19928 0.02286 ( -* -) 12ml 0.16284 0.01267 ( * -) 6ml 0.22740 0.01033 ( -* -) 8ml 0.24370 0.03190 ( -* -) + -+ -+ -+ 0.140 0.175 0.210 0.245 Pooled StDev = 0.02126 Grouping Information Using Tukey Method Tỷ lệ dm N Mean Grouping 8ml 0.24370 A 6ml 0.22740 A 10ml 0.19928 A B 45 12ml 0.16284 B Means that not share a letter are significantly different Tukey 95% Simultaneous Confidence Intervals All Pairwise Comparisons among Levels of Tỷ lệ dm Individual confidence level = 98.74% Tỷ lệ dm = 10ml subtracted from: Tỷ lệ dm Lower Center Upper 12ml -0.09204 -0.03645 0.01914 6ml -0.02747 0.02812 0.08371 8ml -0.01118 0.04441 0.10000 Tỷ lệ dm -+ -+ -+ -+ 12ml ( -* -) 6ml ( -* -) 8ml ( -* -) -+ -+ -+ -+ -0.070 0.000 0.070 0.140 Tỷ lệ dm = 12ml subtracted from: Tỷ lệ dm Lower Center Upper -+ -+ -+ -+ 6ml 0.00898 0.06457 0.12016 ( -* -) 8ml 0.02527 0.08086 0.13645 ( -* ) -+ -+ -+ -+ -0.070 0.000 0.070 0.140 46 Tỷ lệ dm = 6ml subtracted from: Tỷ lệ dm Lower Center Upper -+ -+ -+ -+ 8ml -0.03930 0.01629 0.07188 ( -* -) -+ -+ -+ -+ -0.070 0.000 0.070 0.140 47 Phụ lục số hình ảnh q trình thí nghiệm 48 49 50 51