Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chiết xuất chất màu tự nhiên từ quả dành dành bằng phương pháp siêu âm

Phụ lục 01ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC – MÔI TRƯỜNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH: KỸ THUẬT THỰC PHẨM CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT THỰC PHẨM ĐỀ TÀI:

Phụ lục 01

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC – MÔI TRƯỜNG

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐẠI HỌC

NGÀNH: KỸ THUẬT THỰC PHẨM CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT THỰC PHẨM

ĐỀ TÀI:

NGHIÊN CỨU CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH CHIẾT XUẤT CHẤT MÀU

TỰ NHIÊN TỪ QUẢ DÀNH DÀNH BẰNG

PHƯƠNG PHÁP SIÊU ÂM

Người hướng dẫn: TS Nguyễn Hữu Phước Trang Sinh viên thực hiện: Võ Thị Thảo Nhi

Mã sinh viên: 1911507310128 Lớp: 19HTP1

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC – MÔI TRƯỜNG

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐẠI HỌC

NGÀNH: KỸ THUẬT THỰC PHẨM CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT THỰC PHẨM

ĐỀ TÀI:

NGHIÊN CỨU CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH CHIẾT XUẤT CHẤT MÀU

TỰ NHIÊN TỪ QUẢ DÀNH DÀNH BẰNG

PHƯƠNG PHÁP SIÊU ÂM

Người hướng dẫn: TS Nguyễn Hữu Phước Trang Sinh viên thực hiện: Võ Thị Thảo Nhi

Mã sinh viên: 1911507310128 Lớp: 19HTP1

Đà Nẵng, 01/2024

trang này bằng Nhận xét của người hướng dẫn}

trang này bằng Nhận xét của người phản biện}

Tên đề tài: Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chiết xuất chất màu tựnhiên từ quả dành dành bằng phương pháp siêu âm

Sinh viên thực hiện: Võ Thị Thảo Nhi

Mã SV: 1911507310128 Lớp: 19HTP1

Dành dành trong y học cổ truyền là loại quả có khả năng chữa bệnh, ngoài ra còn

có khả năng tạo màu an toàn cho thực phẩm trong các món ăn như xôi, rau câu Crocin một dẫn xuất caroten đặc biệt, là este oligosacharid của axit crocetin Crocin cókhả năng hòa tan trong nước, là chất chống oxy hóa và nó được tìm thấy trong quảdành dành

Hiện nay có nhiều phương pháp trích ly các hợp chất thiên nhiên như phương phápngâm cổ điển, phương pháp Soxhlet, phương pháp vi sóng, phương pháp siêu âm,phương pháp chiết siêu tới hạn,

Vì vậy, trong nghiên cứu này, tôi tiến hành nghiên cứu chiết xuất chất màu từ quảdành dành bằng phương pháp siêu âm nhằm khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quátrình chiết xuất nâng cao khả năng thu nhận chất màu tự nhiên crocin

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Giảng viên hướng dẫn: Ts Nguyễn Hữu Phước Trang

Sinh viên thực hiện: Võ Thị Thảo Nhi Mã SV:

1911507310128

1 Tên đề tài:

“Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chiết xuất chất màu tự nhiên từ quả

dành dành bằng phương pháp siêu âm”

2 Nội dung chính của đồ án:

Chương 1: TỔNG QUAN

1.1 Tổng quan về chất màu

1.1.1 Tầm quan trọng của chất màu trong chế biến thực phẩm

1.1.2 Vai trò của chất màu trong thực phẩm

1.2.3 Thành phần hóa học có trong cây dành dành

1.2.4 Công dụng dược lý của dành dành

1.2.5 Chất tạo màu

1.3 Giới thiệu về các phương pháp chiết xuất

1.3.1 Một số kỹ thuật chiết hiện đại dùng để chiết xuất chất màu tự nhiên

1.3.2 Phương pháp chiết siêu âm

1.4 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước

1.4.1 Tình hình nghiên cứu trong nước

1.4.2 Tình hình nghiên cứu trên thế giới

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Đối tượng nghiên cứu

3.6 Đề xuất quy trình chiết xuất chất màu crocin từ quả dành dành bằng phương pháp siêu

âm theo quy mô phòng thí nghiệm

3.6.1 Sơ đồ quy trình công nghệ

3.6.2 Thuyết minh quy trình

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

4 Các sản phẩm dự kiến

Trong nghiên cứu này, đề tài dự kiến đạt được:

- Xác định một số thành phần hóa học của nguyên liệu dành dành

- Thu nhận dịch chiết thô màu vàng từ quả dành dành bằng phương pháp siêu âmtại các điều kiện nghiên cứu:

+ Tỉ lệ nguyên liệu

+ Hệ dung môi chiết xuất

+ Thời gian chiết xuất

+ Cường độ siêu âm

Trong quá trình hoàn thành đồ án tốt nghiệp với đề tài “Nghiên cứu các yếu tố ảnhhưởng đến quá trình chiết xuất chất màu tự nhiên từ quả dành dành bằng phương phápsiêu âm”, em đã nhận được sự giúp đỡ nhiệt tình của nhiều quý thầy, cô Đặc biệt cảm

ơn cô TS Nguyễn Hữu Phước Trang đang công tác tại Trường Đại học Sư phạm Kỹthuật – Đại học Đà Nẵng là giáo viên trực tiếp hướng dẫn, giúp đỡ tôi với những chỉdẫn quý giá trong suốt quá trình triển khai, nghiên cứu và hoàn thành đề tài Đồngthời, em trân trọng cảm ơn quý thầy, cô giảng dạy ở khoa Công nghệ Hóa học – Môitrường, trường Đại học Sư Phạm Kỹ thuật – Đại học Đà Nẵng đã truyền đạt vốn kiếnthức quý báu cho chúng tôi trong suốt thời gian học tập tại trường và gửi lời cảm ơnđến các thầy cô công tác tại phòng thí nghiệm khoa Công nghệ Hóa học – Môi trường

- Đại Học Sư Phạm đã giúp đỡ em trong quá trình thực hiện đồ án

Em xin chân thành cảm ơn!

Em cam đoan đây là đề tài nghiên cứu của em, không sao chép bất kỳ từ nguồn nàokhác Em hoàn toàn chịu trách nhiệm trước nhà trường về sự cam đoan này.

Sinh viên thực hiện

Võ Thị Thảo Nhi

Nhận xét của người hướng dẫn

Nhận xét của người phản biện

TÓM TẮT 5

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 6

LỜI NÓI ĐẦU i

CAM ĐOAN ii

MỤC LỤC iii

DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ v

MỞ ĐẦU 7

Chương 1: TỔNG QUAN 8

1.1 Tổng quan về chất màu 8

1.1.1 Tầm quan trọng của chất màu trong chế biến thực phẩm 8

1.1.2 Vai trò của chất màu trong thực phẩm 8

1.1.3 Chất màu tự nhiên 8

1.1.4 Chất màu tổng hợp 11

1.2 Tổng quan về cây dành dành 13

1.2.1 Đặc điểm thực vật cây dành dành 13

1.2.2 Phân bố 14

1.2.3 Thành phần hóa học có trong cây dành dành 15

1.2.4 Công dụng dược lý của dành dành 17

1.2.5 Chất tạo màu 18

1.3 Giới thiệu về các phương pháp chiết xuất 19

1.3.1 Một số kỹ thuật chiết hiện đại dùng để chiết xuất chất màu tự nhiên 20

1.3.2 Phương pháp chiết siêu âm 21

1.4 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước 23

1.4.1 Tình hình nghiên cứu trong nước 23

1.4.2 Tình hình nghiên cứu trên thế giới 23

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 25

2.1 Đối tượng nghiên cứu 25

2.2 Hóa chất, dụng cụ và thiết bị 25

2.2.1 Hóa chất 25

2.2.2 Dụng cụ 26

2.3 Phương pháp nghiên cứu 29

2.3.2 Phương pháp hóa sinh 30

2.3.3 Phương pháp hóa lý 31

2.3.4 Phương pháp toán học 32

2.4 Bố trí thí nghiệm 32

2.4.1 Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ nguyên liệu- dung môi đến khả năng thu nhận chất màu crocin từ quả dành dành 32

2.4.2 Khảo sát ảnh hưởng của hệ dung môi đến khả năng thu nhận chất màu crocin từ quả dành dành 33

2.4.3 Khảo sát ảnh hưởng của thời gian siêu âm đến khả năng thu nhận chất màu crocin từ quả dành dành 35

2.4.4 Khảo sát ảnh hưởng của cường độ siêu âm đến khả năng thu nhận chất màu crocin từ quả dành dành 37

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 39

3.1 Xác định thành phần hóa học của dành dành 39

3.2 Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu – dung môi đến khả năng thu nhận chất màu crocin từ quả dành dành 39

3.3 Khảo sát ảnh hưởng của hệ dung môi đến khả năng thu nhận chất màu crocin từ quả dành dành 41

3.4 Khảo sát ảnh hưởng của thời gian siêu âm đến khả năng thu nhận chất màu crocin từ quả dành dành 42

3.5 Khảo sát ảnh hưởng của cường độ siêu âm đến khả năng thu nhận chất màu crocin từ quả dành dành 43

3.6 Đề xuất quy trình chiết xuất chất màu crocin từ quả dành dành bằng phương pháp siêu âm theo quy mô phòng thí nghiệm 45

3.6.1 Sơ đồ quy trình công nghệ 45

3.6.2 Thuyết minh quy trình 46

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 51

1 Kết luận 51

2 Kiến nghị 51

TÀI LIỆU THAM KHẢO 52

Bảng 1.1 Một số chất tạo màu tự nhiên phổ biến 9

Bảng 1.2 Phụ gia tạo màu thực phẩm tổng hợp được sử dụng phổ biến 12

Bảng 1.3 Thành phần cấu tử chất màu crocin trong quả dành dành 16

YBảng 2.1 Hóa chất sử dụng trong quá trình nghiên cứu

25 Bảng 2.2 Dụng cụ sử dụng trong quá trình nghiên cứu 26

YBảng 3.1 Thành phần hóa học của dành dành sấy thăng hoa 39

YHình 1.1 Chất màu tự nhiên 8

Hình 1.2 Chất màu tổng hợp 11

Hình 1.3 Hình ảnh cây, quả và hoa dành dành 13

Hình 1.4 Công thức cấu tạo của crocin 16

Hình 1.5 Nước màu từ quả dành dành 18

Hình 1.6 Một số món ăn dùng quả dành dành để tạo màu 19

YHình 2.1 Quả dành dành tươi bóc vỏ (a), bột dành dành sau khi qua rây (b) 25

Hình 2.2 Cân phân tích 27

Hình 2.3 Thiết bị siêu âm 27

Hình 2.4 Thiết bị ly tâm 27

Hình 2.5 Thiết bị hút chân không 27

Hình 2.6 Lò nung 28

Hình 2.7 Máy xay 28

Hình 2.8 Máy quang phổ UV - VIS 28

Hình 2.9 Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ nguyên liệu đến khả năng thu nhận crocin 33

Hình 2.10 Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng hệ dung môi đến khả năng thu nhận chất màu crocin 35

Hình 2.11 Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng thời gian đến khả năng thu nhận chất màu crocin 36

Hình 2.12 Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng cường độ siêu âm đến khả năng thu nhận chất màu crocin 38

YHình 3.1 Kết quản khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu và dung môi đến khả năng thu nhận hàm lượng crocin (n = 3, bars = s.d; * sự khác nhau giữa các kết quả P<5%)………40

bars = s.d; * sự khác nhau giữa các kết quả P<5%) 41

Hình 3.3 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của cường độ siêu âm đến hàm lượng crocin (n = 3, bars = s.d; * sự khác nhau giữa các kết quả P<5%) 44

Hình 3.4 Dịch dành dành thu được sau khi chiết 44

Hình 3.5 Quy trình chiết xuất chất màu theo quy mô phòng thí nghiệm 45

Hình 3.6 Quả dành dành sau khi mua về 46

Hình 3.7 Quả dành dành sau khi bóc vỏ 46

Hình 3.8 Qủa dành dành sau khi sấy thăng hoa 47

Hình 3.9 Máy sấy thăng hoa 47

Hình 3.10 Dành dành say khi xay 48

Hình 3.11 Máy xay 48

Hình 3.12 Dành dành sau trích ly bằng thiết bị siêu âm 49

Hình 3.13 Thiết bị lọc hút chân không 49

Hình 3.14 Thiết bị ly tâm 50

Hình 3.15 Dịch dành dành sau khi chiết 50

MỞ ĐẦU

Ngày nay, đời sống ngày càng được nâng cao, con người càng quan tâm đến vấn

đề sức khỏe và các sản phẩm từ tự nhiên Chất màu tổng hợp dần được thay thế sangchất màu tự nhiên không những tốt cho sức khỏe mà còn làm tăng về giá trị cảm quan

và dinh dưỡng Chất màu tự nhiên mang tính an toàn, có sẵn trong tự nhiên, dễ dàng sửdụng và có chứa các hoạt tính sinh học như vitamin, chất chống oxy hóa , ngoài racòn có thể chữa bệnh như có hoạt tính chống viêm, chống oxi hóa

Dành dành là loại cây bụi có hoa và quả và được sử dụng trong y học cổ truyền.Tại Việt Nam, chất màu vàng tự nhiên crocin thường được chiết xuất từ quả dành dành

và sử dụng các sản phẩm truyền thống như xôi nếp, rau câu vàng Theo y học cổtruyền, quả dành dành có vị đắng, tính hàn nên thường được sử dụng giải độc, chữađau họng, điều trị viêm gan, hạ lỵ, lợi tiểu

Từ những lí do trên, em tiến hành thực hiện đề tài “Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chiết xuất chất màu tự nhiên từ quả dành dành bằng phương pháp siêu âm”

Mục tiêu của đề tài là nghiên cứu, khảo sát các yếu tố hưởng đến quá trình chiếtxuất chất màu tự nhiên từ quả dành dành bằng phương pháp siêu âm

Nhằm đạt được mục tiêu trên, đề tài cần thực hiện những nội dung sau:

- Xác định một số thành phần hóa học của nguyên liệu: độ ẩm, độ tro, đường khử,crocin

- Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ dung môi – nguyên liệu đến khả năng thu nhận chấtmàu crocin từ quả dành dành

- Khảo sát ảnh hưởng của hệ dung môi đến khả năng thu nhận chất màu crocin từ quảdành dành

- Khảo sát ảnh hưởng của thời gian đến khả năng thu nhận chất màu crocin từ quảdành dành

- Khảo sát ảnh hưởng của cường độ siêu âm đến khả năng thu nhận chất màu crocin

từ quả dành dành

- Đề xuất quy trình chiết xuất chất màu crocin từ quả dành dành bằng phương phápsiêu âm theo quy mô phòng thí nghiệm

Chương 1: TỔNG QUAN

1.1 Tổng quan về chất màu

1.1.1 Tầm quan trọng của chất màu trong chế biến thực phẩm [1]

Màu sắc là một trong những chỉ tiêu cảm quan quan trọng đầu tiên đối với mỗisản phẩm thực phẩm Quan trong hơn hết là màu sắc ảnh hưởng tới chất lượng mùi vị,

độ ngọt của thực phẩm Nếu giữa màu sắc và mùi vị không có sự tương ứng phù hợplẫn nhau thì người tiêu dùng sẽ không cảm nhận được chính xác được mùi vị và chấtlượng của thực phẩm Thực vậy, trong một nghiên cứu của nhà thực phẩm họcJohnson với đề tài "Bảo vệ thực phẩm" năm 1983 đã chứng minh rằng vi ngọt củanước giải khát trái dâu sẽ tăng lên 2-12% nếu ta tăng hàm lượng của chất màu của loạinước giải khát này Do vậy, việc sử dụng các chất màu trong chế biển thực phẩm làđiều rất cần thiết

1.1.2 Vai trò của chất màu trong thực phẩm [2]

Chất màu thực phẩm mặc dù không có ý nghĩa nhiều về mặt dinh dưỡng nhưng

có những chức năng quan trọng sau đây:

- Đảm bảo sự đồng nhất về màu sắc thực phẩm từ lô sản phẩm này đến lô sảnphẩm khác

- Tăng cường màu sắc tự nhiên vốn có của thực phẩm để thu hút người tiêu dùng

- Làm cho người tiêu dùng chú ý đến mùi vị tự nhiên của thực phẩm do giữa màusắc và mùi vị thường có quan hệ với nhau

- Tạo màu cho một số thực phẩm vốn không màu hay có màu nhạt (như các loạikẹo, snack, nước giải khát, ) nhằm làm gia tăng giá trị cảm quan của chúng Phục hồilại vẻ bên ngoài của thực phẩm do chất màu bị biến đổi trong quá trình chế biến

1.1.3 Chất màu tự nhiên [3]

Hình 1.1 Chất màu tự nhiênDựa theo nguồn gốc, chất tạo màu tự nhiên được thu nhận từ các nguồn sau:

Thực vật: để thu nhận porphyrins, carotenoids, anthocyanins, betalains, …

Động vật: để thu nhận pterins, purin, anthraquinon, melanins, …

Vi sinh vật: Các sinh vật vi khuẩn và nấm tạo ra nhiều loại sắc tố khác nhau,chẳng hạn như carotenoid và sắc tố Monascus, kết quả biểu hiện sắc thái của hầu hếtcác màu

Việc sử dụng vi sinh vật để sản xuất chất màu có triển vọng về mặt thương mại

và kinh tế vì khả năng kiểm soát các điều kiện sinh trưởng và đảm bảo khả năng táitạo

Khoáng sản: Khoáng sản thường được mô tả là các nguyên tố hoặc hợp chất hóahọc được kết tinh và hình thành bởi các quá trình địa chất Chúng có lịch sử sử dụnglâu đời làm chất tạo màu trong thực phẩm, mỹ phẩm, và nghệ thuật

Ưu điểm

Chất tạo màu có nguồn gốc tự nhiên có tính an toàn, đặc trưng, không có tácdụng phụ và độc tính liên quan, đồng thời cũng có thể mang lại các tác dụng cải thiệnsức khỏe và lợi ích chức năng

Các chất tạo màu có nguồn gốc tự nhiên cũng mang lại hương vị và mùi thơmkhông mong muốn cho các sản phẩm, chẳng hạn như từ củ cải đỏ hoặc củ dền

Một số chất màu được sử dụng phổ biến được tóm tắt trong bảng 1.1

Bảng 1.1 Một số chất tạo màu tự nhiên phổ biến

Anthocyanin Chiết xuất vỏ nho Nho Từ đỏ,

tím, đến xanh

E163 Chiết xuất màu nho Nho Concord

(Vitis labrusca) Nước ép quả Các loại dâu Nước ép quả rau Cà rốt và bắp cải

da trời

Betalain Bột củ dền Củ dền (Beta vulgaris) Hồng

Cam tới đỏ

Titanium dioxide TiO2 Ilmenite Trắng E171

Phycocyanin Chất chiết Spirulina Tảo

(Arthrospira platensis)

Xanh

lá cây đậm Vitamin B2 Riboflavin Lên men vi sinh vật Vàng E101

Hình 1.2 Chất màu tổng hợpChất tạo màu tổng hợp có nhiều ưu điểm hơn so với chất tạo màu tự nhiên nhưkhả năng tạo màu cao, tông màu đa dạng, phân bố màu đồng nhất, độ sáng, độ ổn địnhcao hơn Thời hạn sử dụng của chất tạo màu tổng hợp khá lâu Giá thành rẻ hơn so vớichất tạo màu tự nhiên Chất tạo màu tổng hợp có nhược điểm là có giới hạn mức độ sửdụng thông qua thực hành sản xuất tốt Hơn nữa, chất tạo màu tổng hợp có thể liênquan các vấn đề sức khỏe khác nhau, từ ung thư, tăng động, đến các phản ứng như dịứng

+ Allura Red có thể đẩy nhanh sự xuất hiện của các khối u trong chuột

+ Indigotine có liên quan đến khối u não

+ Tartrazine không chỉ có thể bị nhiễm một số hóa chất gây ung thư mà còn cóthể gây tăng động, quá mẫn cảm, và ảnh hưởng đến các hành vi khác ở trẻ em

Thực phẩm có chứa chất tạo màu tổng hợp bao gồm cá hồi nuôi, sữa chua, bơthực vật, bơ sữa, pho mát, kem, ngũ cốc ăn sáng, bơ đậu phộng, nước xốt salad, sinh

tố, và kẹo Mặc dù được sử dụng rộng rãi để cải thiện sức hấp dẫn của nhiều loại thựcphẩm, nhưng chúng ngày càng hạn chế sử dụng trong ngành công nghiệp thực phẩmtại một số quốc gia Màu xanh lam, đỏ đến cam, vàng, xanh lá cây, và trắng (Bảng 1.2)

là những chất tạo màu thực phẩm tổng hợp phổ biến nhất được sử dụng và nghiên cứu

về mức độ an toàn, tác dụng phụ, độc tính ở thời gian ngắn, trung và dài hạn, cũng nhưảnh hưởng đến sức khỏe

Bảng 1.2 Phụ gia tạo màu thực phẩm tổng hợp được sử dụng phổ biến

Màu xanh

Brilliant blue FCF E133 10 mg/kg Bột sữa, đồ uống màu, thạch, kẹo, gia vị,

kem phủ, xi-rô, chiết xuất

Indigotine E132 5 mg/kg Kem, đồ ngọt, bánh nướng, mức kẹo và

bánh quy Patent blue V E131 15 mg/kg Trứng Scotch, kẹo thạch

Đỏ đến cam

Allura red AC E129 7 mg/kg Nước giải khát và thịt chế biến

Amaranth E123 0,8 mg/kg Đồ uống, đồ uống có cồn, và trứng cá

β-Carotene E160a 5 mg/kg

Nước tương, sữa, hỗn hợp gia vị, nước xốt,

đồ uống, lớp phủ, nước ép trái cây, bơ thựcvật

Carminic acid E120 5 mg/kg

Bánh ngọt, bánh quy, đồ uống, mứt, thạch, kem, xúc xích, bánh nướng, cá khô, sữa chua, gelatin, rượu táo, các sản phẩm từ sữa, đồ uống không có ga, kẹo cao su, thuốc và thuốc giảm ho

Carmoisine E122 4 mg/kg Mứt, thạch, sữa chua, bánh mì, nước súc

miệng và bánh pho mát Erythrosine E127 0,1 mg/kg Cocktail và mứt anh đào

Lithol rubin BK E180 1,5 mg/kg Vỏ pho mát

Ponceau 4R E124 4 mg/kg Đồ uống không cồn, đồ ngọt, thạch

Red 2G E128 0,1 mg/kg Mứt kẹo và các sản phẩm từ thịt

Màu vàng

Quinoline yellow E104 10 mg/kg Nước ép rau quả

Sunset yellow FCF E110 2,5 mg/kg Đồ uống không cồn, đồ ngọt, thạch

Tartrazine E102 7,5 mg/kg Đồ uống không cồn, đồ ngọt, thạch

Màu xanh lá cây

Copper

chloro-phyllin complexes

E141ii 7,5 mg/kg Ô liu tươi tráng miệng

Green S E142 5 mg/kg Đậu Hà Lan đóng hộp, hỗn hợp bánh,

thạch bạc hà, và nước sốt Màu trắng

Titanium dioxide E171 ─ Mứt kẹo, bánh nướng, pho mát, kem phủ,

toppings Chất tạo màu nhân tạo có hai dạng: chất nhuộm (dye) hoặc chất màu (lake)

Chất nhuộm chỉ đơn giản là chất hòa tan trong nước không hòa tan trong dầu, cóthể được sản xuất dưới dạng bột, hạt nhỏ hoặc chất lỏng Thường được sử dụng trong

đồ uống dạng nước, hỗn hợp khô, bánh kẹo và các sản phẩm từ sữa

Chất màu (lake) được chuẩn bị bằng cách kết tủa chất nhuộm tổng hợp hòa tanlên một chất nền hòa tan hoặc chất nền không hòa tan Chất màu được hình thành dolực hút tĩnh điện giữa chất nhuộm tích điện và một ion tích điện trái dấu như canxi(Ca2+) hoặc natri (Na+) Allura Red chứa nhóm sulfonat (SO3-) tích điện âm và chấtmàu lake tương ứng của nó được tạo ra bằng cách thêm các ion natri (Na+) hoặc kali(K+) Chất màu lake tạo độ mờ, có thể được sử dụng trong các sản phẩm khô, có độ ổnđịnh đáng kể đối với nhiệt và ánh sáng, và là chất tạo màu duy nhất thích hợp cho chấtbéo, gum, sáp, dầu và vật liệu đóng gói thực phẩm

Không giống như nhuộm màu thực phẩm thông qua hấp phụ hoặc tiếp xúc từdung dịch đến nguyên liệu thực phẩm, chất màu lake tạo màu sắc bằng cách phân tánvào môi trường

1.2 Tổng quan về cây dành dành

1.2.1 Đặc điểm thực vật cây dành dành

dành dànhDành dành là một loại cây nhỏ, thuộc họ cà phê, tên khoa học được đặt là

Gardenia Jasminoides Ellis để kỷ niệm Gardenia - nhà y học và tự nhiên học nổi tiếng

[4]

Cây dành dành cao chừng 1-3 m, thân nhỏ, bụi, trơn láng, cao Cây tăng trưởngkhi trồng trong chậu có thể đạt đến 60 cm - 1 m Cây dành dành tăng trưởng rất chậm,khoảng 15 cm/năm, khi được hạ thổ xuống đất thì có thể đạt đến 1,8 đến 2 m cao Lá

có phiến thon, không lông, mọc đối, đôi khi mọc theo vòng xoắn 3 lá hay nhiều hơn,hình ellip hay hình trứng, khoảng 2 - 8 cm dài và 2 - 3 cm rộng, thu hẹp, nhọn cả 2đầu, láng bóng, cuống ngắn, có lá bẹ [4]

Hoa dành dành mọc đơn độc, cánh hoa trắng như ngọc và rất thơm, hoa lớn, ởchót nhánh to, trổ ra ở nách lá phía trên, có cọng Đài hoa, màu xanh có 5-6 tai, kéo dàixuống thành ống, hình phểu khoảng 1,5 cm dài, có 5 cạnh hay cánh, và chia thànhnhững thùy thẳng gần dài như ống Cánh hoa thường đơn có khi đôi, trắng rồi vàngngà, rất thơm, nhưng sau đó xoay, 5 – 6 cm rộng, tiểu nhụy 5, nhỏ, gắn trên miệngvành, bầu noãn 1 buồng, vòi nhụy hình dùi, mập, noãn nhiều đính nhau trên thai tòa[5],[6],[7].

Quả dành dành hình cái chén, hình trứng hay hình ellip, dài khoảng 1,5 đến 2 cm,

có 2-5 ngăn, khi chín màu vàng đỏ, 5 - 9 gân nổi lên theo chiều dọc, bên trong chứa rấtnhiều hạt, mùi thơm, vị đắng [6],[7]

1.2.2 Phân bố [8]

Dành dành là loài cây ưa sáng, có thể chịu bóng, thường mọc ở đất ẩm, gầnnguồn nước như bờ ao, kênh rạch, bờ suối tạo thành bụi lớn, gốc dành dành đôi khingập trong nước Dân gian hay làm cảnh trước sân nhà hoặc hai bên lối đi, hoa của câydành dành có mùi thơm nhẹ nhàng dễ chịu nên được ưa thích Trồng bằng cành hoặcbằng hạt vào mùa xuân-hè Lá thu -20- hái quanh năm, dùng tươi Rễ thu hái quanhnăm, rửa sạch, thái lát, phơi khô để dùng Quả thu hái ghi gần chín, ngắt bỏ cuống,đem phơi hay sấy nhẹ đến khô Nếu bóc vỏ trước khi sấy sẽ được một vị thuốc với têngọi là Chi tử nhân (giống như cái chén đựng rượu của vua chúa ngày xưa) Vào tháng

8 -11 quả Dành dành chín, hái về ngắt bỏ cuống, để một lát khoảng 5-10 phút, đemphơi hoặc sấy khô, ta sẽ có vị thuốc Chi tử

Trên thế giới, chi Gardenia Ellis có khoảng 270 loài phân bố trải dọc theo các

vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới châu Á cũng như châu Phi Tại đất nước Việt Nam, có

21 loài

Tại Việt Nam, dành dành phân bố chủ yếu ở các tỉnh đồng bằng và trung du,nhưng tập trung tại các tỉnh Hà Tĩnh, Nghệ An, Hải Dương, Hưng Yên, Thái Bình, HàNam, Nam Định, Ninh Bình, và Thanh Hóa Nguồn nguyên liệu dành dành ở ViệtNam rất phong phú, số lượng dược liệu được khai thác từ dành dành hàng năm từ 30đến 40 tấn

1.2.3 Thành phần hóa học có trong cây dành dành

Trong quả của cây dành dành, có chứa các thành phần hóa học bao gồm cáciridioide glycoside như gardoside, geniposide, acid geniposidic, genipin gentiobioside,scandoside methyl ester, desacetyasperuloside methyl ester, gardenpside Các chất 5 

- hydroxy geniposide, và 10 – acetyl geniposide cũng được phân lập từ cây dành dành.Các acid hữu cơ như acid picrocrocinic, acid dicafeoyl -5-(3-hydroxyl -3-methyl

glutaroyl quinic, acid 3 cafeoyl4sinapoyl quinic và các sắc tố:  crocin,  crocretin cũng được tìm thấy [9].

-Trong quá trình sinh trưởng của cây Gardenia Jasminoides Ellis, sự hình thành

Crocin và Geniposide được phân chia thành hai giai đoạn như sau:

- Giai đoạn 1: trọng lượng quả và hàm lượng Geniposide trong quả tăng, khôngxuất hiện crocin (1- 6 tuần lễ sau khi cây ra hoa)

- Giai đoạn 2: hàm lượng geniposide trong quả thay đổi trong khi đó, Crocin lạitích lũy và tăng lên cho đến khi quả chín hoàn toàn (8-23 tuần lễ sau khi cây ra hoa) Thêm vào đó, quả dành dành thường tiết ra một hợp chất như nhựa, gồm hai chấtnhựa resine, bao gồm gardenin - một loại nhựa glycoside có tinh thể màu vàng óngánh, và một chất nhựa khác mềm và có màu xanh Nhờ sự thay đổi những điều kiệncủa những màu khác nhau như vàng, đỏ, xanh lục, tím, và xanh dương, ta có thể thuđược những chất khác nhau trong mỗi bộ phận của cây dành dành [9],[10]

Vỏ cây dành dành chứa hợp chất beta sitosterol, và nonakosane Lá chứa nhữngchất glucosides iridoide, gardenoside, và geniposide Trong hoa dành dành có chứatinh dầu Tinh dầu của hoa có mùi thơm đặc biệt bởi có sự hiện diện của hợp chấtstyren acetate, và các hợp chất như styrolyl acetate, linalol, …cũng tồn tại tronghương Tinh dầu của hoa dành dành được cấu tạo bởi những thành phần hợp chất nhưacide palmatic, oleique, linoleique… Trong lá và hoa của dành dành đều có chứamannite Đây là hợp chất thường gặp trong tảo biển, ngoài giúp ích cho quá trình bàitiết còn làm giảm áp lực lên mắt và ngăn ngừa tăng nhãn áp [4], [6]

Đặc biệt, chất E97 được chiết từ hoa dành dành bằng dung môi ethyl acetate cótác dụng ngừa thai rõ rệt khi thí nghiệm trên chuột bạch và chó với liều lượng tươngứng là 3g và 5g dược liệu/kg khi dùng trong 3 ngày liên tục Chất axit gerdenolic Btrong thí nghiệm trên chuột bạch cũng có tác dụng ngừa thai

Hạt cây chứa rất nhiều tinh bột amidon Tinh bột này, cùng với protein và chấtbéo là một thành phần quan trọng bậc nhất trong chế độ dinh dưỡng của loài ngườicũng như nhiều loài động vật khác Ngoài việc sử dụng làm thực phẩm ra, tinh bột cònđược dùng trong công nghiệp sản xuất giấy, rượu, băng bó xương [4], [6]

*Hợp chất crocin có trong quả dành dành

Crocin là một hợp chất hóa học carotenoid tự nhiên được tìm thấy trong hoa củacây nghệ và cây dành dành Đây là một diester hình thành từ các gentiobiosedisaccharide và axit crocetin dicarboxylic Công thức phân tử: C44H64O24 Khối lượngphân tử: 976.96 g/mol [8]

Hình 1.4 Công

thức cấu tạo của crocinCrocin có màu đỏ đậm và ở dạng tinh thể, nhiệt độ nóng chảy 186°C Khi hòa tantrong nước, nó chuyển sang màu da cam Cấu trúc crocin đã được chứng minh bởi nhàkhoa học Karree mặc dù sự hiện diện của nó đã được báo cáo bởi Aschoff từ nhữngnăm đầu của thế kỷ 19 Với môi trường trong nước như là pha tĩnh, và butanol như làpha động, crocin có thể được phân lập tinh khiết và tạo thành tinh thể trực tiếp [8]

Thành phần của các chất màu crocin từ quả dành dành được trình bày theo bảng:Bảng 1.3 Thành phần cấu tử chất màu crocin trong quả dành dành

3 Crocetin-monogentiobiosyl ester (trans) 2,5

4 Crocetin-monogentiobiosyl ester (cis) 5,3

5 Crocetin-diglucosyl ester (trans) 15,3

6 Crocetin-monoglucosyl ester (trans) 2,5

7 Crocetin-monoglucosyl ester (cis) 0,9

Bản thân các crocin là một chuỗi những carotenoid ưa nước, có thể là polyeneeste monoglycosyl hoặc diglycosyl của crocetin, và tan rất ít trong dung môi hữu cơkhông phân cực, kết tinh với methanol cho tinh thể hình kim màu đỏ sáng Crocetin làmột axit polyene dicarboxylic liên hợp kỵ nước, và do đó tan trong dầu [8]

Crocin là thành phần hóa học chủ yếu chịu trách nhiệm cho màu sắc của câydành dành Crocin khi tác dụng với dung dịch của hydroxyl kali sẽ tạo thành muối củakali crocetin, khi hòa tan trong H2SO4 đậm đặc thì sẽ có sự chuyển màu từ dung dịch

màu nâu Ngoài ra, khi crocin tác dụng với HNO3 sẽ tạo thành dung dịch màu xanh lá[9], [10].

Khi thủy phân crocin bằng axit không có oxy, từ crocin sẽ tạo thành crocetin vàglucose, khi thủy phân bằng ammoniac trong rượu sẽ có hai sản phẩm là crocetin vàgentibiose Ngược lại, khi crocin phản ứng với oxy, crocin có thể tạo thành mono,polyhydro peroxyt, polyhydroxyl polyperoxy [9], [10]

1.2.4 Công dụng dược lý của dành dành

1.2.4.1 Tác dụng lợi mật

Dạng chiết bằng cồn từ quả, các hợp chất crocin, crocetin và genipin đều làmtăng sự phân tiết mật Hoạt chất genipin thí nghiệm trên chuột bạch dùng thuốc bằngđường ống, tiêm tĩnh mạch hoặc cho thẳng vào hoành tá tràng đều tăng cường sự phântiết mật Genipin vừa có tác dụng phân tiết mật, vừa giảm nồng độ acid cholic trongdịch mật Ngoài ra, thí nghiệm trên thỏ đã được thất ống dẫn mật chủ, cho thấy caocồn, cao nước quả dành dành, muối natri của crocin đều có tác dụng ức chế sự gia tăngbilirubin trong máu Nếu liều lượng, liều dùng càng cao, tác dụng càng mạnh [4]

1.2.4.2 Tác dụng kháng khuẩn – chống viêm

Bằng phương pháp đục lỗ khuếch tán trong môi trường nuôi cấy, quả dành dành

có tác dụng ức chế sự phát triển của tụ cầu khuẩn vàng và não mô cầu Thí nghiệmtrên ống kính, ngâm nước quả dành dành có tác dụng ức chế một số nấm gây bệnhngoài da Dạng chiết bằng ethanol, methanol từ quả dành dành có tác dụng chống viêm[4]

Theo Lee và các cộng sự đã công bố công trình nghiên cứu vào năm 2005 nhằmđánh giá khả năng kháng viên của cây dành dành trên cơ thể chuột Các thành phầncrocin và crocetin được phân lập từ dịch chiết của quả dành dành có tác dụng ức chếcác gốc lipase ở tuyến tụy và các chất chuyển hóa của nó, đồng thời hạn chế quá trìnhtăng lipid diễn ra [7]

tác dụng hạ áp của dành dành Do đó, vị trí tác dụng của dành dành là ở trung ương,chủ yếu do tăng cường mức hưng phấn của trung khu đối giao cảm ở hành não [6], [7].

1.2.4.4 Tác dụng đối với hệ thần kinh trung ương

Cao cồn quả dành dành thí nghiệm trên chuột bạch tiêm xoang bụng với liềulượng 5.69 g/ kg có tác dụng gây trấn tĩnh, làm giảm hoạt động tự nhiên của chuột, cótác dụng phối hợp với hexobarbital kéo dài thời gian ngủ, nhưng không có tác dụngkháng co giật corazol, strychmine và kích thích điện gây ra [7]

1.2.4.5 Tác dụng giảm đau:

Thí nghiệm trên chuột bạch và phương pháp gây quặn đau bằng cách tiêm acidacetic, chứng minh rằng các hoạt chất genipin, gardenoside có tác dụng giảm đau,giảm một cách rõ rệt số lần quặn đau của chuột [6]

1.2.5 Chất tạo màu

Sắc tố vàng thu được từ hạt dành dành có độ hòa tan trong nước tốt Trong đó,nhóm tetraterpenoid trong quả dành dành như crocetin, crocin thường được sử dụnglàm chất màu thực phẩm Nhóm iridoid với chất tiêu biểu là geniposide, genipin – 1–

O – β– D –gentiobioside được xem là thành phần chính Quả dành dành còn có tácdụng làm chất màu tự nhiên vừa đẹp mắt vừa tốt cho sức khỏe Quả dành dành cho ramàu vàng không độc có thể thay sử dụng tạo màu cho thực phẩm như nhuộm xôi, làmmứt dừa, làm bánh, thạch rau câu, nước mắm [8]

Hạt dành dành thường khá cứng, vì vậy trước khi muốn sử dụng và lấy đượcnước vàng của quả dành dành cần phải ngâm với nước ấm nóng già trong một khoảngthời gian và chờ cho hạt dành dành mềm ra và ra chất màu vàng, sau đó sử dụng làmmàu thực phẩm đển nhuộm màu các món ăn [8]

Hình 1.5 Nước màu từ quả dành dành

Crocin và các dẫn xuất của chúng có trong hạt dành dành đã được xác định cóđộc tính thấp, khả năng gây dị ứng thấp, thân thiện với môi trường Nó có rất nhiềucông dụng đặc biệt là đối với ngành công nghiệp thuốc nhuộm và dược phẩm [11].

Ưu điểm của phẩm màu từ quả dành dành: nguồn nguyên liệu để sản xuất màusẵn có, dễ tìm Nguồn nguyên liệu này luôn có sẵn trong tự nhiên và có thể tái tạođược Hiện nay, bột dành dành đã được tinh chế tạo ra sản phẩm bột màu, sau đó đượcđóng gói vào bào bì để thuận tiện cho việc bảo quản và sử dụng Một trong những ưubột màu dành dành là chúng có nguy cơ thấp trong việc gây ra các bệnh về ung thưhoặc tim mạch Bên cạnh đó, phẩm màu từ bột dành dành còn cung cấp chất dinhdưỡng, chất chống oxy hóa và các tác dụng dược lý khác [11]

Quả dành dành sau khi thu hoạch được phơi khô hoặc sấy khô, sau đó đượcnghiền thô, xay mịn thành dạng bột Khi hòa tan vào nước sẽ cho ra màu vàng cam,màu này có độ thấm vào sản phẩm rất tốt nên được sử dụng để nhuộm màu thực phẩmnhư bánh, xôi, chè, sẽ cho ra màu rất đẹp Cách sử dụng bột dành dành để lấy màu rấtđơn giản, chỉ cần dùng bột dành dành ở một lượng vừa đủ để hòa vào nước lạnh (khipha bột dành dành không được pha nước nóng hoặc nước ấm để hòa tan bột) khuấyđều và đội 10 – 15 phút cho bột tan dần trong nước và nước sẽ chuyển sang màu vàngcam ta đem đi chế biến các món ăn theo ý muốn [12]

Hình 1.6 Một số món ăn dùng quả dành dành để tạo màu

1.3 Giới thiệu về các phương pháp chiết xuất [13]

Dựa vào cách tiến hành, có thể chia thành các phương pháp chiết xuất như sau:

* Chiết gián đoạn

Theo phương pháp này ta ngâm nguyên liệu vào dung môi Sau một thời giannhất định, khi giữa dung môi và nguyên liệu đạt nồng độ chất cần thiết ở mức độ cânbằng, tiến hành đổ dung môi cũ ra, thay dung môi mới vào Cứ như thế cho đến khichiết hết chất cần chiết Phương pháp này có ưu điểm là đơn giản, dễ thực hiện Nhượcđiểm là tốn công, tốn thời gian cũng như tổn dung môi chiết nên không kinh tẻ, khôngphù hợp với quy mô sản xuất lớn

* Chiết bản liên tục

Nguyên lý của phương pháp này là dùng nhiều thiết bị chiết gián đoạn bố tríthành một hệ thống liên hợp tuần hoàn nhằm mục đích giảm thời gian chiết, ít tốn cônghơn, tiết kiệm được nhiều dung môi hơn Đối với phương pháp này quá trình chiếtthực hiện theo nguyên tắc dung môi đi từ nơi có nồng độ chất chiết cao đến nồng độchất chiết thấp

* Chiết liên tục

Nguyên lý là ngâm dung môi trong dòng chuyển động cùng chiều hay ngượcchiều của dung môi Ưu điểm của phương pháp này là cho hiệu quả kinh tế cao, thíchhợp cho sản xuất công suất lớn, áp dụng cho quy mô công nghiệp Tuy nhiên, nhượcđiểm là thiết bị khá phức tạp, chi phí đầu tư lớn

1.3.1 Một số kỹ thuật chiết hiện đại dùng để chiết xuất chất màu tự nhiên [13]

❖ Chiết ngâm

Nguyên liệu sau khi được xử lý cho vào các bình đựng, cho tiếp dung môi vàođậy nắp kín, ngâm trong bể điều nhiệt với thời gian nhất định, sau đó mở nắp đuổidung môi thu được địch mong muốn

❖ Chiết shoxlet

Một số lưu ý khi sử dụng kỹ thuật chiết shoxlet:

• Các hợp chất chiết được lưu trữ trong bình cầu, đến một lúc nào đó nồng độ củachất đạt đến mức bão hòa thì cần phải thay dung môi mới

• Tùy trường hợp, việc chiết có thể kéo dài vài ngày Muốn nghi, cần phải tắt bếptrước, chờ thêm khoảng 30 phút mới tắt ống nước làm lạnh ống sinh hàn

• Khi thực hiện sư chiết với dung môi có nhiệt độ sôi thấp, phòng thí nghiệm ở

xử nóng, cần lưu ý xem ống sinh hàn có đủ sức làm ngưng tụ hơi hay không, sẽ thấybốc khói ra khỏi hệ thống từ đầu trên cao của ống sinh hàn, trong trường hợp đó cầntìm cách nổi dài thêm hệ thống sinh hàn

- Ưu và nhược điểm:

+ Ưu điểm:

• Không tốn các thao tác châm dung môi và lọc chiết như các kĩ thuật khác, Chỉcần cắm điện, mở nước hoàn lưu là thiết bị sẽ thực hiện sự chiết.

• Chiết kiệt hợp chất trong nguyên liệu vì ngyên liệu luôn được chiết liên tụcbằng dung môi tinh khiết

+ Nhược điểm:

• Kích thước của thiết bị làm giới hạn lượng nguyên liệu cần chiết

Trong quá trình chiết, các hợp chất chiết ra từ nguyên liệu được trừ lại trong bìnhcầu, nên chúng luôn bị đun nóng ở nhiệt độ sôi của dung môi vì thể hợp chất nào kèmbền nhiệt dễ bị hư hại

❖ Chiết nhờ siêu âm (Ultrasound-assisted extraction)

Nguyên liệu được trộn với dung mới thích hợp rồi chiết bằng siêu âm Nhiềunghiên cứu cho thấy rằng siêu âm có khả năng phá vỡ màng tế bào của nguyên liệu, do

đó giúp cho xâm nhập của dung môi vào bên trong tế bào dễ dàng hơn Ngoài ra, siêu

âm còn có tác dụng khuấy trộn mạnh dung môi, do đó gia tăng sự tiếp xúc của dungmôi với chất cần chiết và cải thiện đáng kể hiệu suất chiết

❖ Chiết siêu tới hạn (SFE: Supercritical Fluid Extraction)

Đây là phương pháp chiết được quan tâm nhiều nhất hiện nay trong lĩnh vựcchiết các hợp chất có hoạt tính sinh học từ nguyên liệu tự nhiên nhằm ứng dụng trongcông nghiệp dược phẩm và thực phẩm Phương pháp này cho phép tự động hóa quátrình chiết và hạn chế việc sử dụng các dung môi hữu cơ độc hại Dung môi chiết làmột chất lỏng ở trạng thái siêu tới hạn, tức là ở nhiệt độ và áp suất cao hơn điểm tớihạn của nó Ở trạng thái này, chất lỏng có những tính chất đặc biệt như có tỉnh chịunén cao, khuếch tán nhanh, độ nhớt và sức căng bề mặt thấp Do đó, nó có khả năngkhuếch tán mạnh vào nền nguyên liệu tốt hơn nhiều so với các dung môi thôngthường, vì thế làm tăng hiệu suất chiết lên nhiều lần Trong phương pháp này, thườngdùng CO, trạng thái siêu tới hạn làm dung môi chiết (đôi khi trộn với vài % dung môiphân cực nào đó như etanol, metanol, 2-propanol để làm tăng khả năng hòa tancarotenoit của CO ), do đó nó cho phép chiết nhanh, chọn lọc, không làm oxy hóa₂), do đó nó cho phép chiết nhanh, chọn lọc, không làm oxy hóacarotenoit và an toàn trong vận hành

1.3.2 Phương pháp chiết siêu âm

a) Khái niệm về siêu âm (ultrasound):

Khái niệm: Siêu âm là một dạng sóng điện tử cao tần (>20 KHz) tai người khôngnghe được (20 KHz > 1-16 KHz) Tần số: 10.000 KHz (> 10 MHz) dùng trong y học,20-100 KHz sử dụng trong kỹ thuật định vị, 20-40 KHz sử dụng để tẩy sạch (nha, kimhoàn)

Siêu âm làm dung môi (tại các hốc ở bề mặt tiếp xúc) bị sùi bọt, đây tạp chất rakhỏi bề mặt mẫu Bản chất sóng siêu âm khác với sóng điện tử.

Nguyên tắc, cơ chế hoạt động của siêu âm: Khi xuyên qua cơ thể, chỉ một lượngrất nhỏ của sóng siêu âm bị các mô hấp thụ và chuyển thành nhiệt năng Sự tỏa nhiệtnày không kéo dài, không làm tăng bề mặt nhiệt độ tại chỗ

Phần lớn năng lượng của sóng siêu âm chuyển thành cơ năng (làm rung) Sự rungkèo dài sẽ làm vỡ các bọt khi tại chỗ, gây tổn thương tại chỗ, đôi khi nghiêm trọng

Dưới tác dụng của siêu âm: dung môi tại các hốc nhỏ được liệu bị sùi bọt, đầy chấtcần chiết ra khỏi được liệu, chất tan vào trong dung môi (chiết xuất)

Ưu điểm:

- Thiết bị tương đối đơn giản, bảo quản và vận hành đơn giản, thiết bị không quáđầu tiên

- Chiết được nhiều nhóm hoạt chất, dung môi chiết khá đa dạng

- Lượng mẫu: có thể lên đến hàng trăm gram

- Giảm được nhiệt độ và áp suất, ưu điểm này được ưu tiên áp dụng để chiết chocác hoạt chất không bền với nhiệt

Tăng được khối lượng dịch chiết và rút ngắn được thời gian chiết, và như vậy cũngkéo theo tiết kiệm năng lượng đầu vào Như trong nghiên cứu này, lượng phenolictoàn phần thu được bằng UAE trong thời gian 15 phút cao hơn đáng kể so với chiếtbằng SE trong thời gian 60 phút

Nhược điểm:

- Dung môi khó được làm mới trong suốt quá trình chiết xuất, vì vậy hiệu lực của

nó là một hàm số phụ thuộc vào hệ số phân ly

- Thời gian lọc và rửa dịch chiết kéo dài, vì vậy sẽ tốn nhiều dung môi, làm mấtmột lượng dịch chiết hoặc dịch chiết có thể bị nhiễm bẩn

- Sự thoái hóa bề mặt của đầu dò theo thời gian sẽ ảnh hưởng đến hiệu suất chiết

b) Phạm vi ứng dụng của siêu âm

- Phạm vi ứng dụng của siêu âm là khá rộng

- Chiết xuất nhiều nhóm hợp chất từ nhiều được liệu khác nhau đặt biệt là nhữngchất dùng cho thực phẩm

- Làm sạch bề mặt

c) Cơ sở của quá trình trích ly nhờ siêu âm (Ultrasound-assisted extraction)

Nguyên liệu được trộn với dung môi thích hợp rồi chiết nhờ tác dụng của siêu

âm Nhiều nghiên cứu cho thấy rằng siêu âm có khả năng phá vỡ màng tế bào củanguyên liệu, do đó giúp cho xâm nhập của dung môi vào bên trong tế bào dễ dàng hơn

Ngoài ra, siêu âm còn có tác dụng khuấy trộn mạnh dung môi, do đó gia tăng sự tiếpxúc của dung môi với chất cần chiết và cải thiện đáng kể hiệu suất chiết

1.4 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước

1.4.1 Tình hình nghiên cứu trong nước

Trong hai năm liên tiếp từ năm 1999 đến 2000, PGS TS Phạm Thành Quân vàcộng sự đã liên tục công bố ba công trình nghiên cứu xung quanh đối tượng là câydành dành Đó là các nghiên cứu về độ bền hóa của anthocyanin, nghiên cứu chất màutan trong nước và quá trình tách geniposide từ dịch trích của quả dành dành Trong cáccông trình nghiên cứu nói trên, dù mục đích nghiên cứu khác nhau, nhưng tác giả vàcác cộng sự đều thực hiện quá trình trích ly bằng phương pháp trích nguội để trích lycác hợp chất crocin và geniposide có trong dịch trích Theo đó, tác giả đã sử dụngdung dịch EtOH/H2O 50%, với tỉ lệ nguyên liệu/dung môi là 1/3 tại 25oC trong 72 giờ.Dịch thu được sau trích ly sẽ tiến hành xử lý và đem phân tích HPLC Kết quả củacuộc nghiên cứu quá trình tách geniposide từ dịch trích của quả dành dành cho thấy,lượng bão hoà của crocin và geniposide cùng hấp phụ trên nhựa Amberlite XAD – 16

là 0,074 mg/g nhựa hấp phụ Hiệu suất thu hồi crocin là 93,5 (3,5% khi sử dụngethanol 50% thể tích để rửa giải crocin) [14], [15]

Vào năm 2007, nhóm nghiên cứu tại trường Đại học Bách Khoa Tp HCM đã khảosát quá trình bền hóa crocin và tinh chế crocin từ quả dành dành Nhóm nghiên cứu đã

sử dụng hai phương pháp ngâm, trích soxhlet để trích ly Crocin, chất béo và các acidbéo không no rồi so sánh các điều kiện trích ly, để tìm phương pháp trích ly hiệu quảnhất Theo kết quả nghiên cứu, khi sử dụng phương pháp trích nguội, hàm lượngCrocin tối đa thu được là cao nhất, đạt 41,06 mg/g dành dành khô Đối với hàm lượngchất béo có trong quả dành dành, thì phương pháp trích ly Soxhlet lại hiệu quả hơn hẳnvới 0,23 g/g dành dành khô so với 0,20 g/g dành dành khô khi trích ly bằng phươngpháp ngâm dầm Đồng thời, nhóm nghiên cứu đã áp dụng phương thức encapsule hóacrocetin dạng rắn, tạo phức với  - cylcodextrin để tăng độ tan, cũng như tăng độ bềncrocetin, nhẳm đáp ứng được các yêu cầu trong thực phẩm cũng như dược phẩm [13]

1.4.2 Tình hình nghiên cứu trên thế giới

Vào năm 2009, nhóm nghiên cứu của Bin Yang, Xuan Liu và Yanxiang Gao đãtiến hành trích ly quả dành dành bằng phương pháp ngâm để trích ly crocin vàgeniposide, tác giả đã thực hiện quá trình khảo sát các điều kiện ảnh hưởng đến hiệuquả trích ly Theo đó, nồng độ EtOH/H2O, nhiệt độ trích ly và thời gian trích ly là cácđiều kiện được khảo sát Sau đó, bằng phương pháp bề mặt đáp ứng, nhóm nghiên cứu

đã đưa ra được các điều kiện tối ưu Theo kết quả nghiên cứu, tác giả đã chứng minhrằng nhiệt độ trích ly có ảnh hưởng đáng kể đến hàm lượng crocin và thời gian trích ly