Nghiên cứu trích ly polyphenol, chlorophyll từ búp trà xanh (camellia sinensis) bằng phương pháp vi sóng kết hợp với thủy phân bằng enzyme cellulase

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TRẦN THỊ NGỌC NHUNG NGHIÊN CỨU TRÍCH LY POLYPHENOL, CHLOROPHYLL TỪ BÚP TRÀ XANH (CAMELLIA SINENSIS) BẰNG PHƯƠNG PHÁP VI SÓNG KẾT HỢP VỚI THỦY PHÂN BẰNG ENZYME CELLULASE Chuyên ngành : Công nghệ thực phẩm Mã số : 8540101 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng năm 2022 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA –ĐHQG -HCM Cán hướng dẫn khoa học : GS TS Đống Thị Anh Đào (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Cán chấm nhận xét : TS Nguyễn Đức Vượng (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Cán chấm nhận xét : PGS TS Kha Chấn Tuyền (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Luận văn thạc sĩ bảo vệ Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM ngày 06 tháng 01 năm 2022 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị Hội đồng chấm bảo vệ luận văn thạc sĩ) Chủ tịch hội đồng: PGS.TS Trần Thị Thu Trà Thư ký: TS Tạ Thị Minh Ngọc Phản biện 1: TS Nguyễn Đức Vượng Phản biện 2: PGS TS Kha Chấn Tuyền Ủy viên: GS TS Đống Thị Anh Đào Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau luận văn sửa chữa (nếu có) CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT HĨA HỌC ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ I Họ tên học viên: Trần Thị Ngọc Nhung MSHV: 1970195 Ngày, tháng, năm sinh: 23/05/1994 Nơi sinh: Tp Hồ Chí Minh Chun ngành: Cơng nghệ thực phẩm Mã số : 8540101 NGHIÊN CỨU TRÍCH LY POLYPHENOL, CHLOROPHYLL TỪ BÚP TRÀ XANH (CAMELLIA SINENSIS) BẰNG PHƯƠNG PHÁP VI SÓNG KẾT HỢP VỚI THỦY PHÂN BẰNG ENZYME CELLULASE RESEARCH ON EXTRACTING POLYPHENOLS AND CHLOROPHYLL FROM TEA LEAVES (CAMELLIA SINENSIS) BY MICROWAVE-ASSISTED CELLULASE ENZYMATIC EXTRACTION II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: - Khảo sát trình xử lý ngun liệu trước trích li với thơng số cơng suất vi sóng, thời gian xử lí vi sóng, hàm lượng enzyme thủy phân, nhiệt độ thủy phân thời gian thủy phân - Xác định yếu tố ảnh hưởng điệu kiện trích li tối ưu - Xác định hàm lượng polyphenol tổng số, EGCG chlorophyll bột trà sau trình sấy phun III CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: GS.TS Đống Thị Anh Đào Tp HCM, ngày 18 tháng 12 năm 2021 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN GS TS Đống Thị Anh Đào CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO GS TS Lê Văn Việt Mẫn TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC ii LỜI CẢM ƠN Trong thời gian học tập Trường Đại học Bách Khoa TP.HCM, cung cấp nhiều kiến thức bổ ích Để có điều đó, tơi xin chân thành cảm ơn đến quý Thầy Cô Trường Đại học Bách Khoa TP HCM quý Thầy Cô mơn Cơng nghệ Thực phẩm – khoa Kỹ thuật Hóa học Để hoàn thành luận văn nghiên cứu xin chân thành cảm ơn cô Nguyễn Thị Nguyên- quản lí phịng thí nghiệm B10 tạo điều kiện trang thiết bị, dụng cụ để thực nghiện cứu Đặc biệt, xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến GS.TS Đống Thị Anh Đào, người trực tiếp hướng dẫn thực luận văn Cảm ơn Cơ hết lịng quan tâm, tận tình bảo, động viên giúp đỡ để em hồn thành luận văn chương trình học tập trường Qua gửi lời cảm ơn đến bạn học viên sinh viên làm việc với tơi thời gian qua Trong q trình thực luận văn, bạn hỗ trợ tài liệu, dụng cụ, hóa chất nhiệt tình trao đổi, thảo luận nội dung nghiên cứu Cuối xin gửi lời chúc sức khỏe đến quý Thầy Cô môn Công nghệ Thực phẩm – khoa Kỹ thuật Hóa học; nhiều sức khỏe, hạnh phúc, gặt hái nhiều thành tốt đẹp giảng dạy nghiên cứu Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 27 tháng 12 năm 2021 Học viên Trần Thị Ngọc Nhung iii TÓM TẮT LUẬN VĂN Một số nghiên cứu polyphenol có nhiều tác dụng hữu ích Nó chiếm tỷ lệ lớn trà xanh Thật vậy, kỹ thuật chiết xuất thông thường lãng phí nhiều hoạt chất sinh học Để tăng suất chiết tách polyphenol, nghiên cứu nghiên cứu kết hợp enzyme cellulase xử lý vi sóng, tối ưu hóa điều kiện chiết xuất có hỗ trợ enzyme vi sóng để nâng cao suất chiết xuất polyphenol Các yếu tố ảnh hưởng đến tổng hàm lượng polyphenol công suất vi sóng, thời gian xử lý vi sóng, hàm lượng enzyme cellulase, nhiệt độ thủy phân thời gian thủy phân Các yếu tố sàng lọc theo ma trận Plackett-Burman để xác định mức độ ảnh hưởng độ tin cậy yếu tố Các yếu tố bị ảnh hưởng thời gian xử lý vi sóng, nhiệt độ thủy phân thời gian thủy phân Việc chiết xuất polyphenol đo phương pháp Folin-Ciocalteu Các điều kiện chiết xuất có hỗ trợ enzym tối ưu cơng suất vi sóng 42(W/g), thời gian vi sóng phút, hàm lượng enzyme cellulase 3% (52U/g) 57℃ 32 phút Kết thu 274.352±10.50 (mg GAE/ g chất khô nguyên liệu) Polyphenol tách phương pháp tiền xử lý kết hợp enzym cellulase vi sóng cao so với kỹ thuật chiết xuất thông thường iv ABSTRACT Researches have shown that polyphenol has many beneficial effects It represents a great percentage of green tea Indeed, the conventional extraction techniques wasted a lot of this bioactive In order to increase the polyphenol extraction yield, this study investigated the combination of enzyme cellulase and microwave pretreament optimize the condition of enzymatic hydrolysis to increase recovery efficiency of polyphenol extraction The factors affecting the total polyphenol content were microwave power, microwave time treatment, total enzyme activity, hydrolysis temperature, hydrolysis time The affected factors were screening according to Plackett-Burman matrix to determine the levels of influence and reliability of each factors that were microwave time treatment, hydrolysis temperature, hydrolysis time The polyphenol extraction was measured by the FolinCiocalteu method The optimal enzymes-assisted extraction conditions were microwave power 42(W/g), microwave times minutes, enzyme cellulase concentration 3% (52U/g), hydrolysis temperature 57℃, hydrolysis time 32 minutes Under these conditions, the polyphenol extraction was 274.352±10.50 (mg GAE/g of dry matter), In conclution, the polyphenol leaching out by combination of cellulase and microwave pretreatment method was higher than the conventional extraction technique v LỜI CAM ĐOAN Đề tài hướng dẫn GS TS Đống Thị Anh Đào, môn Công nghệ Thực phẩm – Khoa Kỹ thuật Hóa học Trường Đại học Bách khoa TP HCM Đề tài tơi thực nghiên cứu Các số liệu kết nghiên cứu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Mọi trích dẫn luận văn rõ nguồn gốc Học viên Trần Thị Ngọc Nhung vi MỤC LỤC CHƯƠNG MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục tiêu nghiên cứu 1.3 Nội dung nghiên cứu CHƯƠNG TỔNG QUAN 2.1 Tổng quan trà Camellia sinensis 2.1.1 Phân loại khoa học 2.1.2 Sự phân bố trà 2.1.3 Tình hình sản xuất tiêu thụ trà nước ta 2.1.4 Thành phần hóa học 2.2 Tổng quan polyphenol 10 2.2.1 Cấu trúc catechin thành phần polyphenol trà xanh 10 2.2.2 Khả phản ứng hóa học Catechin trà 13 2.2.3 Tương tác kỵ nước với hợp chất khác 17 2.3 Tổng quan vi sóng 17 2.3.1 Các định nghĩa chung 17 2.3.2 Cơ chế hoạt động vi sóng 18 2.3.3 Các thông số ảnh hưởng đến lan truyền vi sóng 19 2.3.4 Thiết bị vi sóng dùng phịng thí nghiệm quy mô công nghiệp 20 2.4 Tổng quan enzyme cellulase 22 CHƯƠNG ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 24 3.1 Đối tượng nghiên cứu 24 vii 3.2 Hóa chất trang thiết bị 24 3.2.1 Hóa chất 24 3.2.3 Enzyme 24 3.2.4 Thiết bị dụng cụ thí nghiệm 24 3.1 Sơ đồ nghiên cứu 25 3.2 Quy trình trích ly dịch trà xanh 26 3.3 Thuyết minh quy trình 27 3.4 Phương pháp thiết kế thí nghiệm 28 3.5 Phương pháp phân tích 32 3.5.1 Phương pháp xác định hàm lượng polyphenol 32 3.5.2 Phương pháp xác định chlorophyll 33 3.5.3 Xác định hoạt tính chống oxy hóa 34 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 36 4.1 Kết số thành phần búp trà 36 4.2 Ảnh hưởng công suất vi sóng 37 4.2.1 Ảnh hưởng công suất vi sóng lên lượng chlorophyll 37 4.2.2 Ảnh hưởng cơng suất vi sóng lên lượng hàm lượng polyphenol 38 4.2.3 Ảnh hưởng cơng suất vi sóng lên lượng khả chống oxy hóa 39 4.3 Ảnh hưởng thời gian vi sóng 40 4.3.1 Ảnh hưởng thời gian vi sóng lên hàm lượng chlorophyll 40 4.3.2 Ảnh hưởng thời gian vi sóng lên hàm lượng polyphenol 41 4.3.3 Ảnh hưởng thời gian vi sóng lên khả chống oxy hóa 42 4.4 Ảnh hưởng hàm lượng enzyme celulase 43 viii 4.4.1 Ảnh hưởng hàm lượng enzyme lên hàm lượng chlorophyll 43 4.4.2 Ảnh hưởng hàm lượng enzyme lên hàm lượng polyphenol 44 4.4.3 Ảnh hưởng hàm lượng enzyme lên khả chống oxy hóa 45 4.5 Ảnh hưởng thời gian xử lý enzyme 46 4.5.1 Ảnh hưởng thời gian xử lý enzyme lên hàm lượng chlrophyll 46 4.5.2 Ảnh hưởng thời gian xử lý enzyme lên hàm lượng polyphenol 46 4.5.3 Ảnh hưởng thời gian xử lý enzyme dến khả chống oxy hóa 48 4.6 Ảnh hưởng nhiệt độ xử lý enzyme 49 4.6.1 Ảnh hưởng nhiệt độ xử lý enzyme lên hàm lượng chlorophyll 49 4.6.2 Ảnh hưởng nhiệt độ xử lý enzyme lên hàm lượng polyphenol 50 4.6.3 Ảnh hưởng nhiệt độ xử lý enzyme dến khả chống oxy hóa 51 4.7 Thí nghiệm sàng lọc yếu tố 52 4.8 Thí nghiệm tối ưu hóa 53 CHƯƠNG KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ 58 5.1 Kết luận 58 5.2 Kiến nghị 59 DANH MỤC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC 60 TÀI LIỆU THAM KHẢO 61 PHỤ LỤC 65 LÝ LỊCH TRÍCH NGANG 78