(Luận án tiến sĩ) Nghiên Cứu Thu Nhận Polyphenol, Chlorophyll Từ Rau Má Thìa (Centella Asiatica (L.) Urb) Và Ứng Dụng Trong Đồ Uống

Bà GIÁO DĀC ĐÀO T¾O

TR¯äNG Đ¾I HâC NHA TRANG

ĐÀNG BĈU TÙNG THIàN

KHÁNH HÒA – 2023

2

Bà GIÁO DĀC ĐÀO T¾O

TR¯äNG Đ¾I HâC NHA TRANG

ĐÀNG BĈU TÙNG THIàN

LUÊN ÁN TI¾N S)

Ngành: Công nghá sau thu ho¿ch

i

Tôi xin cam đoan luÁn án này là công trình nghiên cąu căa riêng tôi Các sá liáu, kÁt quÁ trong luÁn án là trung thực và ch°a tćng đ°ÿc công bá trong bÃt kỳ công trình nào khác

Tác giÁ luËn án

ĐÁng Bĉu Tùng Thián

ii

Để hoàn thành luÁn án này,

Tr°ãc tiên, tôi xin gĉi lßi cÁm ¢n đÁn Ban Giám hiáu, Ban Chă nhiám khoa Công nghá Thực phẩm và Lãnh đ¿o phòng Sau Đ¿i hãc - Tr°ßng Đ¿i hãc Nha Trang đã t¿o điÃu kián thuÁn lÿi cho tôi trong suát thßi gian hãc tÁp và nghiên cąu t¿i Tr°ßng trong nhċng nm qua

Xin trân trãng cÁm ¢n Ban Giám hiáu - Tr°ßng Cao đẳng Kā thuÁt Công nghá Nha Trang đã cho phép tôi đi hãc và t¿o mãi điÃu kián thuÁn lÿi cho tôi trong suát thßi gian hãc tÁp vća qua

Xin gĉi lòng biÁt ¢n sâu sÃc đÁn PGS TS Ngô Đng Ngh*a - Vián Công nghá Sinh hãc & Môi tr°ßng và PGS TS Vj Ngãc Bái - Khoa Công nghá Thực phẩm - Tr°ßng Đ¿i hãc Nha Trang đã tÁn tình giúp đỡ và h°ãng d¿n tôi trong suát thßi gian thực hián luÁn án này

Xin chân thành cÁm ¢n sự giúp đỡ căa các ThÅy cô á Tr°ßng Đ¿i hãc Đà L¿t, Tr°ßng Đ¿i hãc Công nghiáp Thực phẩm Thành phá Hß Chí Minh, Vián Nghiên cąu và Ąng dāng Công nghá Nha Trang và Vián Nghiên cąu H¿t nhân Đà L¿t

Cuái cùng, xin ghi nhã tình cÁm căa gia đình, đßngnghiáp và b¿n bè luôn giúp đỡ, chia sẻ và đáng viên tôi trong suát quá trình hãc tÁp và nghiên cąu để hoàn thành luÁn án

1.1.1 Giãi thiáu và rau má thìa 3

1.1.2 Thành phÅn hóa hãc căa rau má thìa 6

1.2 GIâI THIàU VÂ POLYPHENOL VÀ CHLOROPHYLL 7

1.2.1 Polyphenol và ho¿t tính cháng oxy hóa căa polyphenol 7

1.2.2 Chlorophyll và ho¿t tính cháng oxy hóa căa chlorophyll 14

1.3 KĀ THUÀT TÁCH CHIÀT VÀ THU NHÀN POLYPHENOL, CHLOROPYLL 16

1.3.1 Kā thuÁt tách chiÁt, thu nhÁn polyphenol 16

1.3.2 Kā thuÁt tách chiÁt, thu nhÁn chlorophyll 21

1.4 KĀ THUÀT SÂY PHUN 22

1.4.1 Giãi thiáu 22

1.4.2 Các yÁu tá Ánh h°áng đÁn quá trình sÃy phun 23

CH¯¡NG 2 NGUYÊN VÀT LIàU VÀ PH¯¡NG PHÁP NGHIÊN CĄU 26

iv

2.3.4 Ph°¢ng pháp hóa hãc 49

2.3.5 Ph°¢ng pháp vi sinh vÁt 49

2.3.6 Ph°¢ng pháp cÁm quan 50

2.4 THIÀT Bà VÀ HÓA CHÂT NGHIÊN CĄU 51

2.4.1 Máy và thiÁt bá nghiên cąu 51

2.4.2 Hóa chÃt nghiên cąu 52

2.5 XĈ LÝ Sà LIàU 53

CH¯¡NG 3 KÀT QUÀ NGHIÊN CĄU VÀ THÀO LUÀN 54

3.1 ĐàNH DANH VÀ PHÂN TÍCH MàT Sà THÀNH PHÄN HÓA HâC CHĂ YÀU CĂA RAU MÁ THÌA 54

3.1.1 Đánh danh rau má thìa 54

3.1.2 Phân tích mát sá thành phÅn hóa hãc chă yÁu căa rau má thìa 59

3.1.3 Xác đánh thßi gian thu ho¿ch rau má thìa 62

3.2 NGHIÊN CĄU CHIÀT TÁCH POLYPHENOL VÀ CHLOROPHYLL TĆ RAU MÁ THÌA 67

3.2.1 Xác đánh thông sá chiÁt tách polyphenol và chlorophyll tć rau má thìa 67

3.2.2 Tái °u hóa công đo¿n chiÁt tách polyphenol và chlorophyll tć rau má thìa 89

3.3 NGHIÊN CĄU SÂY PHUN T¾O BàT RAU MÁ THÌA CHĄA POLYPHENOL VÀ CHLOROPYLL 97

3.3.1 Xác đánh thông sá sÃy phun t¿o bát rau má thìa 97

3.3.2 Tái °u quá trình công đo¿n sÃy phun t¿o bát polyphenol và chlorophyll tć rau má thìa 127

3.3.3 Quy trình sÃy phun t¿o bát rau má thìa chąa polyphenol và chlorophyll 134

3.3.4 Đánh giá biÁn đáng hàm l°ÿng polyphenol và chlorophyll căa bát rau má thìa trong bÁo quÁn 139

KÀT LUÀN VÀ KIÀN NGHà 145

DANH MĀC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG Bà CĂA LUÀN ÁN 147

TÀI LIàU THAM KHÀO 148

PHĀ LĀC

v

DANH MĀC CHĊ VI¾T TÌT

ANOVA Analysis of variance Phân tích ph°¢ng sai

F test Fisher test Kiểm đánh theo tháng kê Fisher HPLC High Performance Liquid

Chromatography

SÃc ký lßng hiáu nng cao ITS Internal Transcript Spacer

LC-HRMS Liquid chromatography – High resolution mass spectrometry

SÃc ký lßng khái phá phân giÁi

vi

DANH MĀC CÁC BÀNG

Trang

BÁng 2.1 Các mąc điÃu kián thí nghiám tái °u công đo¿n chiÁt 34

BÁng 2.2 Ma trÁn quy ho¿ch thực nghiám tái °u công đo¿n chiÁt 34

BÁng 2.3 Các mąc điÃu kián thí nghiám tái °u công đo¿n sÃy phun 40

BÁng 2.4 Ma trÁn quy ho¿ch thực nghiám tái °u công đo¿n sÃy phun 41

BÁng 2.5 Tiêu chuẩn xác đánh đá tan căa bát 48

BÁng 2.6 Chß tiêu cÁm quan căa n°ãc rau má 50

BÁng 2.7 Danh māc máy và thiÁt bá nghiên cąu 51

BÁng 3.1 KÁt quÁ t°¢ng đßng vùng matK m¿u nghiên cąu vãi trình tự có sẵn trên NCBI

BÁng 3.6 Há sá ý ngh*a căa mô hình māc tiêu 92

BÁng 3.7 Đá tan và đặc tính căa bát rau má vãi các lo¿i chÃt mang 101

BÁng 3.8 Kích th°ãc và đá đa phân tán căa bát rau má vãi các lo¿i chÃt mang 102

BÁng 3.9 KÁt quÁ phân tích nhiát vi sai căa bát rau má vãi các lo¿i chÃt mang 102

BÁng 3.10 KÁt quÁ tái °u hóa công đãan sÃy phun t¿o bát polyphenol, chlorophyll tć rau má 127

BÁng 3 11 Há sá ý ngh*a căa mô hình māc tiêu 130

BÁng 3.12 KÁt quÁ phân tích cÁm quan, đá ẩm và đá tan căa bát rau má 137

BÁng 3.13 KÁt quÁ kiểm nghiám kim lo¿i nặng và vi sinh vÁt căa bát rau má 137

Hình 1.5 Mát sá hÿp chÃt phá biÁn nhóm acid phenolic 11

Hình 1.6 Công thąc phân tĉ chlorophyll 14

Hình 2.1 Hình Ánh rau má sÃy khô 26

Hình 2.2 S¢ đß cách tiÁp cÁn các nái dung nghiên cąu 27

Hình 2.3 Bá trí thí nghiám xác đánh đá tuái thu ho¿ch rau má thìa 29

Hình 2.4 Bá trí thí nghiám xác đánh dung môi và ph°¢ng thąc chiÁt 30

Hình 2.5 Bá trí thí nghiám xác đánh nßng đá dung môi 31

Hình 2.6 Bá trí thí nghiám xác đánh nhiát đá chiÁt 32

Hình 2.7 Bá trí thí nghiám xác đánh thßi gian chiÁt 32

Hình 2.8 Bá trí thí nghiám xác đánh tÿ lá DM/NL 33

Hình 2.9 Bá trí thí nghiám tái °u chiÁt polyphenol và chlorophyll có ho¿t tính cháng oxy hóa tć rau má 34

Hình 2.15 Bá trí thí nghiám tái °u sÃy phun 41

Hình 2.16 Bá trí thí nghiám xác đánh công thąc đß uáng n°ãc rau má 43

Hình 2.17 Bá trí thí nghiám đánh giá biÁn đáng hàm l°ÿng polyphenol và chlorophyll căa bát rau má trong bÁo quÁn 43

Hình 3.1 Phá LC-HRMS phân tích dách chiÁt rau má 61

viii

Hình 3.2 Ành h°áng thßi gian thu ho¿ch đÁn hàm l°ÿng polyphenol và chlorophyll trong dách chiÁt rau má 62 Hình 3.3 Ành h°áng thßi gian thu ho¿ch đÁn ho¿t tính cháng oxy hóa táng và ho¿t tính khĉ sÃt căa dách chiÁt rau má 62 Hình 3.4 Ành h°áng thßi gian thu ho¿ch đÁn ho¿t tính bÃt gác tự do DPPH căa dách chiÁt rau má 63 Hình 3.5 Ành h°áng căa dung môi và ph°¢ng thąc chiÁt đÁn hàm l°ÿng polyphenol trong dách chiÁt rau má 68 Hình 3.6 Ành h°áng căa dung môi và ph°¢ng thąc chiÁt đÁn hàm l°ÿng chlorophyll trong dách chiÁt rau má 68 Hình 3.7 Ành h°áng căa dung môi và ph°¢ng thąc chiÁt đÁn ho¿t tính cháng oxy hóa táng căa dách chiÁt rau má 69 Hình 3.8 Ành h°áng căa dung môi và ph°¢ng thąc chiÁt đÁn ho¿t tính khĉ sÃt căa dách chiÁt rau má 69 Hình 3.9 Ành h°áng căa nßng đá ethanol đÁn hàm l°ÿng polyphenol và chlorophyll trong dách chiÁt rau má 74 Hình 3.10 Ành h°áng căa nßng đá ethanol đÁn ho¿t tính cháng oxy hóa táng và ho¿t tính khĉ sÃt căa dách chiÁt rau má 74 Hình 3.11 Ành h°áng căa nhiát đá đÁn hàm l°ÿng polyphenol và chlorophyll trong dách chiÁt rau má 78 Hình 3.12 Ành h°áng căa nhiát đá đÁn ho¿t tính cháng oxy hóa táng và ho¿t tính khĉ sÃt căa dách chiÁt rau má 78 Hình 3.13 Ành h°áng căa thßi gian chiÁt đÁn hàm l°ÿng polyphenol và chlorophyll trong dách chiÁt rau má 82 Hình 3.14 Ành h°áng căa thßi gian chiÁt đÁn ho¿t tính cháng oxy hóa táng và ho¿t tính khĉ sÃt căa dách chiÁt rau má 82 Hình 3.15 Ành h°áng căa tÿ lá DM/NL đÁn hàm l°ÿng polyphenol và chlorophyll trong dách chiÁt rau má 86 Hình 3.16 Ành h°áng căa tÿ lá DM/NL đÁn ho¿t tính cháng oxy hóa táng và ho¿t tính khĉ sÃt căa dách chiÁt rau má 87

ix

Hình 3.17 Các mặt đáp ąng tái °u thực nghiám 93

Hình 3.18 BÃ mặt tái °u trùng lÃp các mặt đáp ąng 93

Hình 3.19 SÃc ký đß phân tích HPLC asiaticoside trong dách chiÁt rau má 94

Hình 3.20 SÃc ký đß phân tích HPLC quercetin trong dách chiÁt rau má 95

Hình 3.21 SÃc ký đß phân tích HPLC acid rosmarinic trong dách chiÁt rau má 95

Hình 3.22 Ành h°áng sá lÅn chiÁt đÁn hàm l°ÿng polyphenol, chlorophyll và ho¿t tính cháng oxy hóa căa dách chiÁt rau má 96

Hình 3.23 Ành h°áng căa chÃt mang đÁn hàm l°ÿng polyphenol và chlorophyll trong

Hình 3.30 Phá phân bá kích th°ãc h¿t và chß sá đa phân tán căa bát rau má vãi chÃt mang gum arabic 100

Hình 3.31 Phá nhiát vi sai căa bát rau má không có chÃt mang 100

Hình 3.32 Phá nhiát vi sai căa bát rau má vãi chÃt mang dextrin 100

Hình 3.33 Phá nhiát vi sai căa bát rau má vãi chÃt mang maltodextrin 101

Hình 3.34 Phá nhiát vi sai căa bát rau má vãi chÃt mang gum arabic 101

Hình 3.35 Ành h°áng căa tác đá đ*a phun đÁn hàm l°ÿng polyphenol và chlorophyll trong bát rau má 107

Hình 3.38 Phá nhiát vi sai căa bát rau má khi tác đá đ*a phun 15.000 v/p 108

Hình 3.39 Ành h°áng căa nßng đá gum arabic đÁn hàm l°ÿng polyphenol và chlorophyll trong bát rau má 112

Hình 3.40 Ành h°áng căa nßng đá gum arabic đÁn ho¿t tính cháng oxy hóa táng và ho¿t tính khĉ sÃt căa bát rau má 112

Hình 3.41 Phá phân bá kích th°ãc h¿t và chß sá đa phân tán căa bát rau má khi nßng đá gum arabic 75 g/l 113

Hình 3.42 Phá nhiát vi sai căa bát rau má khi nßng đá gum arabic 75 g/l 113

Hình 3.43 Ành h°áng căa nhiát đá sÃy đÁn hàm l°ÿng polyphenol và chlorophyll trong

Hình 3.46 Phá nhiát vi sai căa bát rau má khi nhiát đá sÃy phun 180oC 118

Hình 3.47 Ành h°áng căa áp suÃt khí nén đÁn hàm l°ÿng polyphenol và chlorophyll

Hình 3.50 Phá nhiát vi sai căa bát rau má khi áp suÃt khí nén 3 kg/cm2 123

Hình 3.51 Các mặt đáp ąng tái °u thực nghiám 131

Hình 3.52 BÃ mặt tái °u trùng lÃp các mặt đáp ąng 131

Hình 3.53 SÃc ký đß phân tích HPLC asiaticoside trong bát rau má 132

xi

Hình 3.54 SÃc ký đß phân tích HPLC quercetin trong bát rau má 133 Hình 3.55 SÃc ký đß phân tích HPLC acid rosmarinic trong bát rau má 133 Hình 3.56 Quy trình sÃy phun t¿o bát rau má thìa 134 Hình 3.57 Ành chāp bát sÃy phun và Ánh căa bát rau má d°ãi kính hiển vi quang hãc vãi đá phóng đ¿i 1.000x 135 Hình 3.58 Ành căa bát rau má d°ãi kính hiển vi đián tĉ quét (SEM) 136 Hình 3.59 Phá phân bá kích th°ãc h¿t và chß sá đa phân tán căa bát rau má á điÃu kián sÃy phun tái °u 136 Hình 3.60 Phá nhiát vi sai căa bát rau má á điÃu kián sÃy phun tái °u 136 Hình 3.61 Ành h°áng nßng đá bát rau má và đ°ßng saccharose đÁn điểm cÁm quan 138 Hình 3.62 BiÁn đáng hàm l°ÿng polyphenol trong bát rau má khi bÁo quÁn 140 Hình 3.63 BiÁn đáng hàm l°ÿng chlorophyll trong bát rau má khi bÁo quÁn 140 Hình 3.64 BiÁn đáng ho¿t tính cháng oxy hóa táng căa bát rau má khi bÁo quÁn 141 Hình 3.65 BiÁn đáng ho¿t tính khĉ sÃt căa bát rau má khi bÁo quÁn 141

xii

TÓM TÌT NHĊNG ĐÓNG GÓP MâI CĂA LUÊN ÁN

ĐÁ tài luËn án: <Nghiên cąu thu nhÁn polyphenol, chlorophyll tć rau má thìa (Centella

asiatica (L.)Urb)và ąng dāng trong đß uáng=

1 PGS TS Ngô Đng Ngh*a 2 PGS TS Vj Ngãc Bái

C¢ sç đào t¿o: Tr°ßng Đ¿i hãc Nha Trang

1) Luận án đã tiến hành định danh loài rau má thìa trồng tại Nha Trang bằng kỹ gi¿i trình tự gen cho thÁy mức độ tương đồng DNA là 98,44% - 98,76% so với trình tự vùng matK và 98,21-100% so với trình tự của vùng ITS của loài Centella asiatica có trên NCBI

2) Luận án đã đánh giá thành phần hóa học chủ yếu của rau má thìa trồng tại Nha Trang theo thßi gian phát triển cho thÁy thßi gian thu hoạch thích hợp để rau má thìa có hàm lượng polyphenol, hàm lượng chlorophyll và hoạt tính chống oxy hóa tổng đạt mức cao nhÁt là thßi điểm 75 ngày tuổi Tại thßi điểm 75 ngày tuổi, rau má thìa có hàm lượng polyphenol: 13,56 mg acid galic/g chÁt khô, hàm lượng chlorophyll: 4,73 mg/g chÁt khô, hoạt tính chống oxy hóa tổng là 6,06 mg acid ascorbic/g chÁt khô, hoạt tính khử sắt: 22,89 mg FeSO4/g chÁt khô và hoạt tính bắt gốc tự do DPPH: 79,48 % Ngoài ra trong rau má thìa có chứa một số hợp chÁt có hoạt tính sinh học như triterpenoid, asiaticoside, quercetin, acid rosmarinic

3) Luận án đã nghiên cứu chiết polyphenol, chlorophyll có hoạt tính chống oxy hóa từ rau má thìa theo phương pháp ngâm chiết có hỗ trợ sóng siêu âm với dung môi chiết ethanol 95% và xác định được các điều kiện tối ưu cho quá trình chiết: nhiệt độ chiết là 63oC, thßi gian chiết là 97 phút, tỷ lệ DM/NL là 52 ml/g à điều kiện tối ưu, dịch chiết rau má thìa có hàm lượng polyphenol, chlorophyll, hoạt tính chống oxy hóa tổng, hoạt tính khử sắt và hoạt tính bắt gốc tự do DPPH tương ứng là 19,18±0,72 mg acid galic/g chÁt khô, 7,45±0,16 mg/g chÁt khô, 13,81±0,31 mg acid ascorbic/g chÁt khô, 37,31±1,32 mg FeSO4/g chÁt khô và 81,66±3,4%

4) Luận án đã nghiên cứu sÁy phun tạo bột rau má thìa chứa polyphenol, chlorophyll có hoạt tính chống oxy hóa và xác định được các điều kiện thích hợp cho quá trình sÁy phun: chÁt mang là gum arabic, vận tốc đĩa phun: 20.000 v/p, nồng độ gum arabic: 73 g/l, nhiệt độ sÁy phun: 177oC, áp suÁt khí nén: 3,1 kg/cm2 Bột rau má thìa sÁy phun theo các thông số tối ưu có hàm lượng polyphenol, chlorophyll, hoạt tính chống oxy hóa tổng và hoạt tính khử sắt tương ứng là 28,15±1,13 mg acid galic/g, 10,62±0,27 mg/g, 19,47±0,42 mg acid ascorbic/g và 59,50±2,08 mg FeSO4/g, độ ẩm: 5,25%, kích thước hạt trung bình: 137,6 nm, nhiệt độ phân hủy hoàn toàn các phân tử và hoạt tính lần lượt là 168,35oC, 297,09oC, 426,38oC

5) Luận án đã nghiên cứu b¿o qu¿n bột rau má và nhận thÁy sau 12 tháng b¿o qu¿n á nhiệt độ 30oC và 5oC, bột rau má thìa có mức độ suy gi¿m hàm lượng polyphenol, chlorophyll, hoạt tính chống oxy hóa tổng, hoạt tính khử sắt tương ứng á nhiệt độ 30oC và 5oC là (21,3%; 16,1%; 21,6%, 25,1%) và (15,3%; 12,2%; 19,0%; 17,3 %)

6) Luận án đã xác định công thức phối trộn tạo đồ uống rau má thìa: tỷ lệ bột rau má thìa: 4%, đưßng saccharose: 4% Đồ uống rau má phối trộn theo công thức trên có hoạt tính chống oxy hóa tổng: 67,23±1,44 mg acid ascorbic/100 ml, hoạt tính khử sắt: 195,63±2,99 mg FeSO4/100 ml và hoạt tính bắt gốc tự do DPPH: 64,73±1,47 %

xiii

NEW CONTRIBUTIONS OF THE THESIS

Name of thesis: <Research on obtaining polyphenols, chlorophyll from pennywort

(Centella asiatica (L.) Urb), and application in beverages=

Major: Post-Harvest technology, Code: 9540104

The student of Ph.D Dang Buu Tung Thien, Course: 2015 Science instructors:

1 Assoc Prof Dr Ngo Dang Nghia 2 Assoc Prof Dr Vu Ngoc Boi

Training institution: Nha Trang University Key Findings:

1) The thesis has identified the pennywort by DNA gene analysis The results show that the DNA of the pennywort collected in Nha Trang - Khanh Hoa has high similarity (98,44% - 98,76%) with matK gene and (98,21-100%) with ITS gene of Centella asiatica on NCBI

2) The thesis has evaluated the main chemical composition of pennywort collected in Nha Trang - Khanh Hoa Polyphenol content, chlorophyll content, total antioxidant activity, reduction power activity and DPPH free radical scavenging activity are 13,56 mg gallic acid/g dry weight, 4,73 mg/g dry weight, 6,06 mg ascorbic acid/g dry weight, 22,89 mg FeSO4/g dry weight and 79,48 %, respectively In addition, pennywort also contains biologically active compounds such as triterpenoids, asiaticoside, quercetin, rosmarinic acid.

3) The thesis has extract polyphenols, chlorophyll with antioxidant activity from pennywort by ultrasonic-assisted extraction method in 95% ethanol and estimated optimal extraction conditions of temperature 63oC, time 97 min and the solvent to material 52 ml/g ratio The extracts of pennywort contained polyphenols, chlorophyll with antioxidant activities of total antioxidant activity, reduction power activity and DPPH free radical scavenging activity that were 19,18±0,72 mg gallic acid/g dry weight, 7,45±0,16 mg/g dry weight, 13,81±0,31 mg ascorbic acid/g dry weight, 37,31±1,32 mg FeSO4/g dry weight and 81,66±3,4%, respectively

4) The thesis has studied spray drying to create pennywort powder containing polyphenols, chlorophyll with antioxidant activity The suitable spray drying parameters were gum arabic as a carrier material and the spray disc speed of 20.000 rpm The optimal spray drying conditions were gum arabic concentration 73 g/l, temperature 177oC, pressure 3,1 kg/cm2 Pennywort powder contained polyphenol, chlorophyll with total antioxidant activity and reduction power activity are 28,15±1,13 mg gallic acid/g, 10,62±0,27 mg/g, 19,47±0,42 mg ascorbic acid/g and 59,50±2,08 mg FeSO4/g, respectively Pennywort powder represented low moisture content of 5,25%, average particle size of 137,6 nm and had good thermal properties such as temperature of dehydration absorption, temperature of decomposition of functional groups, temperature of complete decomposition being 168,35oC, 297,09oC, and 426,38oC, respectively

5) The thesis has studied the storage of pennywort powder for 12 months at the temperature of 30oC and 5oC The results showed that pennywort powder stored at 5oC changed biochemical compounds more slowly than stored at 30oC After 12 months of storage at 30oC and 5oC, reducing polyphenol content, chlorophyll content, total antioxidant activity, reduction power activity being (21,3%; 16,1%; 21,6%, 25,1%) and (15,3%; 12,2%; 19,0%; 17,3%), respectively 6) The thesis has determined the formula for mixing to create pennywort juice with pennywort powder 4% and sucrose 4% Pennywort juice represented good sensory properties and total antioxidant activity, reduction power activity, free radical scavenging activity being 67,23±1,44 mg ascorbic acid/100 ml, 195,63±2, 99 mg FeSO4/100 ml, and 64,73±1,47 %

1

Mæ ĐÄU

Rau má thìa (Centella asiatica (L.)Urban)là loài rau quen thuác, phá biÁn trong đßi sáng, hián nay chúng đ°ÿc trßng th°¢ng m¿i á nhċng vùng rau chuyên canh á nhiÃu đáa ph°¢ng nh° Khánh Hòa, QuÁng Bình, Thća Thiên HuÁ, QuÁng Nam, Bình Đánh, TiÃn Giang,

Trong thành phÅn các hÿp chÃt sinh hãc căa rau má có nhiÃu nhóm chÃt nh° protein, glucid, vitamin, khoáng chÃt (kali, magie, sÃt, k¿m, ) và đặc biát giàu các lo¿i vitamin (A, C, B1, B3) [128, 184] Mặt khác, trong rau má còn có nhiÃu hÿp chÃt có ho¿t tính cháng oxy hóa, ho¿t tính kháng khuẩn, ho¿t tính kháng nÃm, trá mān nhãt, phòng ngća bánh tiểu đ°ßng, tng c°ßng mißn dách, bÁo vá các tán th°¢ng thÅn kinh, bÁo vá da, cháng các tia bąc x¿, tng c°ßng trí nhã [172] Rau má tć lâu trong y hãc cá truyÃn đ°ÿc sĉ dāng nh° mát lo¿i d°ÿc liáu dùng chċa bánh Có đ°ÿc các đặc điểm d°ÿc lý trên là nhß trong rau má có các hÿp chÃt có ho¿t tính sinh hãc nh° polyphenol, flavanoid, triterpenoid, alkaloid, glycoside, chlorophyll [128, 184]

Ngày nay con ng°ßi đang có xu h°ãng tìm và sĉ dāng các hÿp chÃt có ngußn gác tć thực vÁt, có ho¿t tính sinh hãc để làm thực phẩm tng c°ßng sąc khße, vãi mong muán giÁm thiểu nguy c¢ mÃc bánh, phòng ngća các bánh mãn tính và bánh hiểm nghèo [184], trong đó có các sÁn phẩm thực phẩm tć rau má thìa GÅn đây có mát sá nghiên cąu và polyphenol trên rau má thìa nh°ng chă yÁu tÁp trung nghiên cąu mát sá nhóm chÃt thuác nhóm terpenoid (asiatic acid, asiaticoside, madecassic acid, madecassoside ) [16, 17, 133] Tuy vÁy, hián ch°a có mát công trình công bá nào công bá nghiên cąu tách chiÁt, t¿o bát và ąng dāng các hÿp chÃt polyphenol, chlorophyll vãi ho¿t tính cháng oxy hóa tć rau má thìa trong đß uáng

Các tßnh miÃn Trung và Nam Bá, do thßi tiÁt th°ßng nÃng nóng nên ng°ßi dân th°ßng xuyên sĉ dāng các lo¿i n°ãc ép trái cây trong đó có n°ãc ép rau má theo hình thąc xay và ép truyÃn tháng Hình thąc mua bán, sĉ dāng n°ãc ép trái cây và rau má truyÃn tháng căa ng°ßi dân hián cjng nÁy sinh nhċng vÃn đà nhÃt đánh và nguy c¢ không đÁm bÁo an toàn vá sinh thực phẩm Mặt khác, n°ãc ép trái cây và rau má truyÃn tháng do không đ°ÿc chÁ biÁn đúng cách nên không thể l°u giċ để sĉ dāng trong nhiÃu ngày d¿n đÁn làm giÁm khÁ nng phân phái và l°u thông sÁn phẩm trên thá tr°ßng Do vÁy, viác nghiên cąu thu nhÁn dách chiÁt tć cây rau má thìa và nghiên cąu t¿o bát polyphenol, chlorophyll có ho¿t tính cháng oxy hóa tć rau má thìa bằng kā thuÁt hián

2

đ¿i, đáp ąng yêu cÅu vá sinh an toàn thực phẩm, dß bÁo quÁn, sĉ dāng để đánh h°ãng dùng làm đß uáng thay thÁ cho n°ãc ép rau má truyÃn tháng là hoàn toàn cÅn thiÁt Do

vÁy, tôi thực hián luÁn án: <Nghiên cứu thu nhận polyphenol, chlorophyll từ rau má thìa

(Centella asiatica (L.)Urb) và ứng dụng trong đồ uống=

* Māc tiêu căa luËn án: Xây dựng đ°ÿc quy trình thu nhÁn polyphenol,

chlorophyll có ho¿t tính cháng oxy hóa tć rau má thìa (Centella asiatica (L.)Urb) trßng t¿i Nha Trang - Khánh Hòa và t¿o đ°ÿc bát rau má sÃy phun chąa các hÿp chÃt polyphenol, chlorophyll có ho¿t tính cháng oxy hóa tć rau má thìa nhằm đánh h°ãng ąng dāng trong đß uáng thay thÁ cho các sÁn phẩm n°ãc uáng rau má truyÃn tháng

* Nái dung căa luËn án:

1) Nghiên cứu xác định điều kiện tối ưu cho quá trình tách chiết polyphenol, chlorophyll có hoạt tính chống oxy hóa từ rau má thìa trồng tại Nha Trang - Khánh Hòa

2) Nghiên cứu xác định điều kiện tối ưu cho quá trình sÁy phun tạo bột rau má thìa chứa polyphenol, chlorophyll có hoạt tính chống oxy hóa

3) Nghiên cứu b¿o qu¿n bột rau má thìa chứa polyphenol, chlorophyll có hoạt tính chống oxy hóa

* Ý ngh*a khoa hãc và ý ngh*a thčc tißn căa luËn án

- Ý ngh*a khoa hãc: LuÁn án đã cung cÃp kÁt quÁ nghiên cąu mãi và thành phÅn

hóa hãc chă yÁu, hàm l°ÿng polyphenol, hàm l°ÿng chlorophyll và các ho¿t tính cháng oxy hóa căa rau má đ°ÿc trßng t¿i Nha Trang - Khánh Hòa H¢n nċa, kÁt quÁ căa luÁn án cjng cung cÃp các dċ liáu khoa hãc và kā thuÁt sÃy phun t¿o bát rau má chąa polyphenol, chlorophyll có ho¿t tính cháng oxy hóa sĉ dāng làm đß uáng trong l*nh vực thực phẩm LuÁn án có thể đ°ÿc dùng làm ngußn tài liáu mãi phāc vā cho nghiên cąu, giÁng d¿y và polyphenol, chlorophyll có ho¿t tính cháng oxy hóa tć rau má thìa nói riêng và thực vÁt nói chung

- Ý ngh*a thčc tißn: KÁt quÁ nghiên cąu là c¢ sá để phát triển và th°¢ng m¿i

hóa sÁn phẩm đß uáng tć rau má thìa d°ãi d¿ng bát sÃy phun chąa polyphenol, chlorophyll có ho¿t tính cháng oxy hóa, đÁm bÁo vá sinh an toàn thực phẩm, tián lÿi trong sĉ dāng, dß bÁo quÁn và phân phái thay thÁ cho n°ãc ép rau má vßa hè trong giÁi nhiát và tng khÁ nng thÁi đác, giúp tng c°ßng sąc khße căa ng°ßi tiêu dùng

3

CH¯¡NG 1 TâNG QUAN 1.1 RAU MÁ THÌA

1.1.1 Giãi thiáu vÁ rau má thìa

Rau má thìa (Centella asiatica (L), Urban) là loài thực vÁt có đặc điểm thân bò

lan trên đÃt, màu xanh lāc hay lāc ánh đß, có rß á các mÃu, lá hình thÁn màu xanh vãi cuáng dài và phÅn đßnh lá tròn, kÁt cÃu lá tr¢n nhẵn vãi các gân d¿ng l°ãi hình chân vát, các lá mãc ra tć cuáng dài khoÁng 5-20 cm và có các cām hoa đ¢n mãc á kẻ lá gßm 1 đÁn 5 hoa nhß Hoa rau má có màu tć ánh hßng tãi đß, mãc thành các tán nhß tròn nằm gÅn mặt đÃt Mßi hoa đ°ÿc bao phă mát phÅn trong hai lá bÃc màu xanh Các hoa l°ỡng tính này khá nhß khoÁng 3mm có thùy tràng hoa, hoa có 5 nhá và 2 vòi nhāy

Hình 1.1 Hình thái cây rau má [28]

(A) Cây rau má thìa, (B) Cām hoa, (C) Hoa, (D) QuÁ, (E) QuÁ cÃt ngang, (F) Hoa đß QuÁ có hình mÃt l°ãi dày đặc, đây là điểm phân biát rau má thìa vãi các loài trong

chi Hydrocotyle, có quÁ vãi bà mặt tr¢n, sãc hay giáng nh° mān c¢m Bá rß bao gßm

các thân rß, mãc thẳng đąng, chúng có màu trÃng kem và đ°ÿc che phă bằng các lông t¢ á rß [6, 13, 27]

Rau má có tên khoa hãc là Centella asiatica (L.) Urb (Hoặc Hydrocotyle asiatica (L.) Urb.), chúng thuác giãi Plantae, Ngành Magnoliophyta, lãp Magnoliopsida, bá

Apiales, hã Apiaceae, phân hã Mackinlayoideae, chi Centella, loài Centella asiatica

[187]

4

à các đáa ph°¢ng, rau má cjng có nhiÃu tên khác nhau nh°: á Viát Nam có tên

tích huyết th¿o hoặc liên tiền th¿o, á Lào là phanok, á Campuchia là trachiek kranh, á

Myanma là Trachiek-kranh, á Srilanka và Ân Đá là Gotu-kola [5]

Cn cą theo đặc điểm thực vÁt hãc, á Viát Nam rau má đ°ÿc tìm thÃy các loài nh° sau [5, 6, 13]:

- Rau má thìa (Centella asiatica (L.) Urb.); - Rau má lông (Glechoma hederacea L.); - Rau má lá to (Hydrocotyle nepalensis Hook);

- Rau má mỡ (Hydrocotyle sibthorpioides Lam);

- Cây rau má lá rau muáng (Emilia sonchifolia (Linn));

- Cây rau má lá sen (Hydrocotyle bonariensis)

Rau má có ngußn gác tć Australia, các đÁo Thái Bình D°¢ng, New Guinea, Melanesia, Malesia và Châu Á Hián này rau má cjng phân bá nhiÃu á các quác gia Nam Á nh° Malaysia, Trung Quác, Srilanka, Ân đá, Viát nam, Lào, Campuchia, Indonesia [110, 128]

à Viát Nam, rau má mãc tự nhiên khÃp n¢i tć vùng hÁi đÁo, ven biển đÁn vùng núi á đá cao d°ãi 1800m, thích hÿp mãc á nhċng n¢i ẩm °ãt nh° thung ljng, bß m°¢ng, ruáng& Vào mùa m°a ẩm, rau má sinh tr°áng rÃt m¿nh, nhanh và khße, ra hoa quÁ nhiÃu vào cuái mùa hè và đÅu mùa thu, tái sinh tự nhiên chă yÁu tć h¿t Do có khÁ nng đẻ nhánh khße, cây th°ßng t¿o thành tćng mãc đám dày đặc

Rau má th°ßng đ°ÿc trßng trong khoÁng thßi gian tć 30-35 ngày là có thể thu ho¿ch ląa đÅu tiên nh°ng nng suÃt ch°a cao vì cây ch°a bò dày, nng suÃt cao th°ßng tć lÅn thu ho¿ch thą 2, thą 3 [6]

Trong đßi sáng, rau má có thể đ°ÿc sĉ dāng hằng ngày nh° mát lo¿i rau n á d¿ng nÃu canh, luác, n sáng, xay làm n°ãc giÁi khát, sÁn xuÃt thành các thąc uáng công nghiáp [6]

Trong tây y, rau má là loài thÁo d°ÿc có tác dāng sát trùng, giÁi đác, thanh nhiát, có tính bá d°ỡng cao Rau má có nhiÃu khoáng chÃt, nhiÃu chÃt cháng oxy hóa nên có thể sĉ dāng để cÁi thián trí nhã, tng tuái thã, làm máu l°u thông tát á t*nh m¿ch và mao

5

m¿ch, bÁo vá mặt trong căa thành m¿ch và làm tng tính đàn hßi căa m¿ch máu Dách chiÁt rau má có tác dāng sát trùng, làm chÁm lão hóa và giÁm huyÁt áp Lugkana Mato và cáng sự đã nghiên cąu và cho rằng sĉ dāng l°ÿng nhÃt đánh dách chiÁt rau má mßi ngày trong 2 tháng, ng°ßi già cÁi thián rõ rát khÁ nng nhã và tr¿ng thái tinh thÅn [90] Trong đông y, rau má đ°ÿc mô tÁ có vá h¢i đÃng, tính ngãt mát, có tác dāng thanh nhiát giÁi đác, sát trùng, chċa thá huyÁt, tÁ lỵ, mān nhãt, rôm sẩy& Toàn bá cây rau má có thể sĉ dāng làm thuác á d¿ng t°¢i hay ph¢i khô Trong tr°ßng hÿp sĉ dāng á d¿ng khô, ng°ßi ta thu ho¿ch cÁ cây, rĉa s¿ch và ph¢i khô, khi sĉ dāng đem thái nhß sÃc lÃy n°ãc uáng [2, 5, 6, 13]

Các nghiên cąu cjng cho thÃy, trong rau má có nhiÃu hÿp chÃt có ho¿t tính sinh hãc m¿nh nh° ho¿t tính bÁo vá tÁ bào da, niêm m¿c d¿ dày, tÁ bào thÅn kinh, kháng nÃm, kháng vi khuẩn và virus, có ho¿t tính cháng oxy hóa, ho¿t tính khĉ sÃt và ho¿t tính bÃt gác tự do DPPH Ngoài ra, rau má còn có tác dāng làm giÁm phát triển khái u, giÁm nguy c¢ bánh tiểu đ°ßng, giÁm ung th° gan và ung th° vú [27, 40]

Các ho¿t chÃt trong rau má có tác dāng lên mát sá biểu bì, kích thích sự sćng hóa và tác dāng đÁn sự phân chia tÁ bào, qua đó làm nhanh lành vÁt th°¢ng ngoài da Dách chiÁt rau má có tác dāng cháng l¿i sự lão hóa da nên có thể thúc đẩy quá trình tái t¿o tÁ bào da làm cho cng đÅy sąc sáng, bà mặt da đÅy đặn, sn chÃc và đàn hßi tát, không xÁy ra hián t°ÿng gÃp nÁp và chÁy nhão [27, 40, 99] Asiaticosid và madecassosid trong dách chiÁt rau má kích thích sự hình thành Collagen I, madecassosid giúp tiÁt ra collagen III có tác dāng duy trì làn da m¿nh khße, ngn chặn có hiáu quÁ hián t°ÿng lão hóa [32, 99, 161] và có ho¿t tính bÁo vá tÁ bào gan rÃt tát [188]

Mặt khác, các nghiên cąu và tác dāng căa rau má đã ghi nhÁn tinh dÅu rau má có tác dāng ąc chÁ đ°ÿc sự phát triển tÁ bào gây bánh ung th° [46] KhÁ nng cháng oxy hóa và kháng ung th° căa rau má cjng đ°ÿc Frederico Pittella và cáng sự nghiên cąu cho thÃy phenolic, flavonoid tć dách chiÁt rau má có khÁ nng cháng l¿i khái u ác tính á chuát (B16F1) và tÁ bào ung th° vú á ng°ßi (MDA MB-231) [53]

NhiÃu nghiên cąu khác cjng cho thÃy bát rau má và dách chiÁt căa chúng có ho¿t tính cháng oxy hóa, ho¿t tính khĉ sÃt và ho¿t tính bÃt gác tự do DPPH cao Ho¿t tính cháng oxy hóa căa nó đ°ÿc so sánh t°¢ng đßng vãi các chÃt cháng oxy hóa táng hÿp nh° BHT, BHA [183], t°¢ng đßng vãi α-tocopherol [78] Trong đó thành phÅn táng

6

phenolic có đá t°¢ng quan m¿nh vãi ho¿t tính cháng oxy hóa căa dách chiÁt, vÁy nên có thể nói rằng thành phÅn táng phenolic là tác nhân chính cho ho¿t tính cháng oxy hóa trong rau má [38, 78] Các nghiên cąu cjng cho thÃy, có sự t°¢ng quan m¿nh giċa các ho¿t tính khĉ sÃt, ho¿t tính bÃt gác tự do DPPH vãi thành phÅn phenolic trong rau má [23]

Rau má còn có tác dāng làm giÁm tác đáng oxy hóa căa lipid peroxidation (LPO), protein carbonyl (PCO) [100] và hydrogen peroxide [95] trong tÁ bào não chuát, qua đó có khÁ nng cháng oxy hóa tÁ bào thÅn kinh, tąc là tham gia bÁo vá tát các tÁ bào thÅn kinh tr°ãc các tác nhân oxy hóa Ngoài ra, nhß đặc tính dách chiÁt rau má có khÁ nng làm giÁm ho¿t đáng căa enzyme α-glucosidase và có ho¿t tính bÃt gác tự do cao, nên có thể má ra tiÃm nng ąng dāng để làm thuác điÃu trá bánh tiểu đ°ßng và thuác cháng oxy hóa trong t°¢ng lai [144]

Nhċng thành phÅn cho ho¿t tính sinh hãc cao nhÃt đã đ°ÿc tìm thÃy trong rau má thìa là các polyphenol, terpenoid và flavonoid Nhċng ho¿t tính quan trãng này á rau má thìa đã đ°ÿc sĉ dāng nhiÃu trong y hãc cá truyÃn và đ°ÿc nghiên cąu ąng dāng trong nhiÃu l*nh vực á đßi sáng hián đ¿i

Các nghiên cąu cho thÃy thành phÅn hóa hãc căa rau má khá đa d¿ng, phong phú và có hàm l°ÿng thay đái tùy theo vá trí đáa lý, mùa vā, điÃu kián thá nh°ỡng [59]

Protein trong rau má th°ßng chiÁm hàm l°ÿng rÃt thÃp, chß khoÁng 2% khái l°ÿng khô [59] Các amino acid chă yÁu đ°ÿc tìm thÃy là alanine và serine, bên c¿nh đó cjng có ít aminobutyrate, aspartate, glutamate, histidine, lysine, threonine, arginine, leucine, iso-leucine, valine, methionine, tyrosine, phenylalanine, proline, cystine, glycine [27, 40] Trong rau má thìa thì carbohydrate có hàm l°ÿng t°¢ng đái cao, có thể đ¿t đÁn 55% khái l°ÿng khô căa nó, trong đó chă yÁu chąa các thành phÅn nh°: glucose, mesoinositol, centellose, pectin, arabinogalactan [40]

Các polyphenol trong rau má đ°ÿc tìm thÃy chă yÁu là hai nhóm flavonoid và acid phenolic [157] Các hÿp chÃt thuác nhóm flavonoid đã đ°ÿc xác đánh nh°: apigenin và rutin [30], kaempferol, kaempferol-3-o-β-d-glucuronide và Kaempferol 3-p-coumarate [184], quercetin, quercetin-3-o-β-d-glucuronide, castillicetin, naringin và luteolin [40] Các hÿp chÃt thuác nhóm acid phenolic nh°: acid rosmarinic, acid

7

chlorogenic, acid 3,4-di-o-caffeoyl quinic, acid 1,5-di-o-caffeoyl quinic, acid 3,5-di-o-caffeoyl quinic, acid 4,5-di-o-3,5-di-o-caffeoyl quinic, acid isochlorogenic [24, 40, 163]

Các nghiên cąu cjng cho thÃy rằng, các terpenoid là thành phÅn quan trãng trong cây rau má, đặc biát trong đó có nhóm triterpenes saponins là thành phÅn có ho¿t tính sinh hãc tát, xem nh° là cây thuác đ°ÿc ąng dāng ráng rãi trong l*nh vực y hãc [172] Các terpenoid phá biÁn đ°ÿc tìm thÃy trong rau má nh° triterpenes, asiaticoside, centelloside, madecassoside, brahmoside, brahminoside (saponin glycosides), acid asiaticentoic, acid centellic, acid centoic, madecassic acid, acid terminolic and acid betulic [27, 68]

Các tinh dÅu chă yÁu trong rau má là các hÿp chÃt thuác nhóm terpenoid nh° β-caryophyllene, trans β-farnesene, germacrene (sesquiterpenes), α-pinene, β-pinene [27, 68] Hàm l°ÿng chÃt béo trong rau má thÃp, chiÁm khoÁng 1,5% khái l°ÿng khô, chúng bao gßm các acid béo không no (acid linoleic, acid linolenic, acid oleic, và các acid béo no (acid palmitic, acid stearic ) [27, 68]

Trong rau má thìa cjng chąa nhiÃu lo¿i vitamin, nh°ng nhiÃu nhÃt là vitamin C, vitamin B2 và vitamin B3 vãi hàm l°ÿng t°¢ng ąng khoÁng 50, 0,2 và 0,1 (mg/100 gam khô) [59] Bên c¿nh đó trong rau má cjng có nhiÃu lo¿i vitamin khác nh°: vitamin PP (acid nicotinic), tiÃn vitamin A (β-carotene),& [19, 40] Ng°ßi ta cjng thÃy có nhiÃu khoáng chÃt trong rau má thìa, trong đó có hàm l°ÿng kali cao (391 mg/100 gam khô), canxi (171 mg/100 gam khô) [59] và có nhiÃu khoáng chÃt khác nh°: phátpho (P), sÃt (Fe), magie (Mg), mangan (Mn), k¿m (Zn), natri (Na), đßng (Cu) [19, 40] Trong thành phÅn hóa hãc căa rau má cjng có cÁ mát sá hydrocotylin (mát d¿ng alkaloid), vallerine (chÃt đÃng), phytosterols (campesterol, sitosterol, stigmasterol), resin (8-acetoxycentellynol, acid cadiyenol, dotriacont-8-en-1-oic, 11-oxoheneicosanyl cyclohexane) [27, 40]

Polyphenol (hay còn gãi là polyhydroxylphenol) là các hÿp chÃt có ngußn gác tự nhiên và tßn t¿i nhiÃu trong thực vÁt, mßi đ¢n vá c¢ bÁn (monomer) căa chúng là mát hoặc nhiÃu vòng phenol, trong đó các vòng benzen gÃn vãi mát hoặc nhiÃu nhóm hydroxyl (-OH) trực tiÁp vãi nguyên tĉ cacbon trên vòng benzen, các đ¢n vá này liên kÁt vãi nhau t¿o thành polyphenol

8

Tùy thuác vào sá l°ÿng và vá trí căa các nhóm hydroxyl trên vòng benzen mà các tính chÃt lý hoá hãc hoặc ho¿t tính sinh hãc thay đái Mặt khác, sự hián dián căa các nhóm hydroxyl trong phenol cjng quyÁt đánh đÁn tính chÃt vÁt lý căa các phenol, qua đó cjng quyÁt đánh đÁn tính chÃt vÁt lý căa các polyphenol Các nhóm hydroxyl này hình thành liên kÁt hydro vãi các phenol khác và vãi n°ãc, do đó các phenol có nhiát đá sôi cao và hòa tan trong n°ãc tát h¢n các hydrocacbon có cùng khái l°ÿng phân tĉ [2] Theo Singh A và cáng sự (2011), polyphenol trong thực vÁt có chă yÁu 5 nhóm hÿp chÃt sau: stilbenes, lignans, flavonoids, acid fllagic và acid phenolic [157]

Có nhiÃu nghiên cąu và thành phÅn hóa hãc trên đái t°ÿng rau má, cho đÁn nay có thể thÃy các polyphenol căa chúng chă yÁu tßn t¿i á hai nhóm flavonoid và acid phenolic

nhóm hÿp chÃt phá biÁn nhÃt trong trái cây, rau quÁ và đß uáng có ngußn gác tć thực vÁt ĐÁn nay có h¢n 8.000 hÿp chÃt thuác nhóm flavonoid đ°ÿc xác đánh, nhiÃu hÿp chÃt flavonoid đem l¿i màu sÃc hÃp d¿n cho hoa, trái cây và lá à thực vÁt, các hÿp chÃt này có khÁ nng bÁo vá cháng l¿i tia cực tím, mÅm bánh và các loài đáng vÁt n lá [26, 50, 112]

Các flavonoid đ°ÿc quan tâm vì chúng có nhiÃu lÿi ích dinh d°ỡng và còn đ°ÿc xem là nhóm ho¿t chÃt dùng trong trá liáu Cā thể, chúng có khÁ nng tng c°ßng sąc khße, sąc đà kháng, ngn ngća bánh tÁt, ung th°, có tính kháng viêm, bÁo vá t*nh m¿ch, làm giÁm x¢ vċa đáng m¿ch [26, 121]

Flavonoid là d¿n xuÃt benzo--pyrone căa phenolic và vòng pyrane, có cÃu trúc phá biÁn là khung flavonoid c¢ bÁn liên kÁt vãi các nhóm hydroxyl (-OH) và methoxyl (-O-CH3-) Các nhóm chính căa flavonoid có 3 vòng: vòng th¢m A đ°ÿc liên kÁt hÿp nhÃt vãi dá vòng C, vòng th¢m B cjng đ°ÿc liên kÁt vãi dá vòng C nhß liên kÁt C-C

9

Flavonoid khác nhau nhß sự sÃp xÁp căa các nhóm bên hydroxyl, methoxyl, glycosid và nhß sự liên kÁt giċa các vòng A và B Dựa trên sự khác biát và cÃu trúc cā thể, flavonoid đ°ÿc phân lo¿i thành 6 phân nhóm: flavonol, flavones, flavanone, flavanol, anthocyanidin và isoflavone

Các nhóm hydroxyl đ°ÿc tìm thÃy trên cÁ 3 vòng A, B và C t¿o điÃu kián để chúng có thể liên kÁt vãi carbohydrate Các flavonoid liên kÁt vãi mát hoặc nhiÃu phân tĉ glucose gãi là glycoside flavonoid, các flavonoid không liên kÁt vãi phân tĉ glucose gãi là aglycones

Trong rau má thìa có mát sá hÿp chÃt phá biÁn thuác nhóm flavonoid đã đ°ÿc xác đánh là: kaempferol, kaempferol-3-o-β-d-glucuronide, kaempferol 3-p-coumarate, quercetin, quercetin-3-o-β-d-glucuronide, castillicetin, apigenin, rutin, luteolin,

10

Apigenin Luteolin

* Acid phenolic: Gßm nhċng hÿp chÃt là d¿n xuÃt căa acid benzoic và acid cinnamic Các d¿n xuÃt căa acid benzoic phá biÁn nhÃt là p-hydroxybenzoic, vanillic, syringic, acid gallic và các d¿n xuÃt acid cinnamic phá biÁn bao gßm p-coumaric, caffeic, ferulic và acid sinapic Các d¿n xuÃt này khác nhau và mąc đá hydroxyl hóa và methoxyl hóa vòng th¢m [174]

Acid benzoic Acid cinnamic

Các acid phenolic có ho¿t tính cháng oxy hóa cao và có mặt trong hÅu hÁt các lo¿i ngj các, rau và quÁ Trong đó acid caffeic có nhiÃu nhÃt trong mát sá lo¿i trái cây d¿ng quÁ mãng [104], trong khi acid coumaric th°ßng có tÿ lá thÃp h¢n [142] và acid ferulic chiÁm 90% táng l°ÿng acid phenolic trong ngj các [97]

Nhċng acid phenolic có thể á d¿ng tự do hoặc liên kÁt trong cÃu trúc Acid phenolic d¿ng tự do th°ßng tßn t¿i á lãp vß quÁ, á phÅn áo h¿t và acid phenolic á d¿ng liên kÁt thì liên kÁt vãi thành tÁ bào [138]

11

Trong rau má thìa, mát sá acid phenolic đã đ°ÿc tìm thÃy nh° acid rosmarinic, acid chlorogenic, acid 3,4-di-o-caffeoylquinic, acid 1,5-di-o-caffeoylquinic, acid 3,5-di-o-caffeoylquinic, acid 4,5-di-3,5-di-o-caffeoylquinic, acid isochlorogenic& [24, 40, 163]

Acid rosmarinic Acid chlorogenic

Acid 3,4-di-o-caffeoylquinic Acid 1,5-di-o-caffeoylquinic

Acid 3,5-di-o-caffeoylquinic Acid 4,5-di-o-caffeoylquinic

Các polyphenol đ°ÿc biÁt đÁn là các hÿp chÃt có ho¿t tính cháng oxy hóa m¿nh, có khÁ nng chuyển hóa các gác tự do, chÃt oxy hóa thành các chÃt trung hòa Hàng ngày c¢ thể chúng ta tiÁp thu rÃt nhiÃu các gác tự do và chÃt oxy hóa, chúng đ°ÿc t¿o ra tć các quá trình chuyển hóa tÁ bào hoặc tiÁp nhÁn tć các ngußn bên ngoài nh°: ô nhißm, khói thuác lá, bąc x¿, thuác Các gác tự do và chÃt oxy hóa trong c¢ thể đóng vai trò kép, có thể có ích hoặc có h¿i Xét và mặt có h¿i, khi tiÁp nhÁn nhiÃu các gác tự do và chÃt oxy hóa thì c¢ thể s¿ không thể chuyển hóa hÁt d¿n đÁn sự tích tā chúng Quá trình

12

này là nguyên nhân quan trãng có thể d¿n đÁn sự phát triển các bánh tÁt nh°: ung th°, rái lo¿n tự mißn dách, lão hóa, đāc thăy tinh thể, viêm khãp d¿ng thÃp, bánh tim m¿ch, thoái hóa thÅn kinh [86]

C¢ thể con ng°ßi có mát sá c¢ chÁ để cháng l¿i sự hián dián các gác tự do và các chÃt oxy hóa bằng cách trung hòa, chuyển hóa chúng nhß các chÃt cháng oxy hóa Các chÃt cháng oxy hóa đ°ÿc c¢ thể táng hÿp nên hoặc đ°ÿc cung cÃp tć bên ngoài thông qua thực phẩm hoặc các chÃt bá sung

Trong các cháng oxy hóa, các hÿp chÃt nhóm polyphenol cjng có đặc tính nái bÁt đó là có ho¿t tính cháng oxy hóa m¿nh TiÁp cÁn vÃn đà c¢ chÁ cháng oxy hóa căa các polyphenol dựa trên c¢ sá lý thuyÁt và thực nghiám cho thÃy chúng có thể thực hián các ho¿t đáng này đái vãi các gác tự do, cā thể gßm các c¢ chÁ sau: Chuyển nguyên tĉ hydro (HAT: hydrogen atom transfer), chuyển proton kÁt hÿp electron (PCET: proton coupled electron transfer), chuyển mát electron sau khi chuyển proton (SET-PT: single electron transfer followed by proton transfer), chuyển proton mÃt electron (SPLET: sequential proton loss electron transfer), sự hình thành phąc hÿp c¢ bÁn (RAF: radical adduct formation) và chuyển nguyên tĉ hydro mÃt tuÅn tự proton (SPLHAT: sequential proton loss hydrogen atom transfer) [55, 106]

Các c¢ chÁ trên có thể đ°ÿc tóm l°ÿt bằng cách ký hiáu PhOH là công thąc chung cho các chÃt cháng oxy hóa thuác nhóm polyphenol và X là công thąc chung cho các chÃt có bÁn chÃt oxy hóa à mát điÃu kián nhÃt đánh các chÃt cháng oxy hóa thuác nhóm polyphenol (PhOH) s¿ chuyển hydro nguyên tĉ (H) sang liên kÁt vãi gác tự do (X) căa các chÃt oxy hóa để t¿o hÿp chÃt (HX) (1) hoặc có thể kÁt hÿp vãi gác tự do (X) căa các chÃt oxy hóa để t¿o thành phąc hÿp giċa chÃt cháng oxy hóa và gác tự do [Ph-OH-X] (2)

Ph-OH + X Ph-O + XH (1) Ph-OH + X [Ph-OH-X] (2)

Trong các quá trình này, gác tự do (X) căa các chÃt oxy hóa sau khi nhÁn hydro nguyên tĉ (H) tć các chÃt cháng oxy hóa thuác nhóm polyphenol s¿ t¿o thành gác trung hòa XH Các gác phenoxyl (PhO) sinh ra có thể tiÁp tāc nh°ßng H để t¿o thành quinone hoặc kÁt hÿp vãi các gác tự do khác, vãi các gác phenoxyl khác để t¿o các chÃt trung hòa Các phąc hÿp t¿o thành [Ph-OH-X] cjng s¿ kÁt hÿp vãi nhau hoặc các gác khác để t¿o các chÃt trung hòa [54, 87, 101]

13

Các hÿp chÃt polyphenol là nhċng nhóm chÃt thą cÃp chă yÁu căa thực vÁt, chúng đa d¿ng và cÃu trúc và chąc nng HÅu hÁt các polyphenol có ngußn gác tć quá trình trao đái chÃt và chă yÁu tć L-phenylalanin thông qua con đ°ßng phenylpropanoid trong thực vÁt [41] Polyphenol trong thực vÁt có vai trò t¿o màu sÃc cho thực vÁt, bÁo vá thực vÁt tr°ãc tia cực tím, cháng l¿i sự oxy hóa, bÁo vá thực vÁt tr°ãc sự tÃn công căa vi sinh vÁt gây h¿i [75, 149] và quyÁt đánh nhiÃu đÁn đặc tính cháng oxy hóa, ho¿t tính sinh hãc trong thực vÁt [41]

Các hÿp chÃt phenol là nhċng chÃt ho¿t đáng giċ vai trò chă đ¿o quyÁt đánh đÁn h°¢ng vá, màu sÃc căa nhiÃu sÁn phẩm thực phẩm à mát mąc đá nhÃt đánh, chúng tham gia vào các quá trình t¿o ra các cÃu tĉ th¢m mãi, t¿o nên mùi th¢m đặc biát cho thực phẩm [71, 103] Polyphenol th°ßng có trong thực phẩm và đß uáng có ngußn gác thực vÁt, đặc biát là táo, quÁ mãng, trái cây hã cam quýt, mÁn, bông cÁi xanh, ca cao, trà, cà phê và nhiÃu lo¿i khác [41] Tuy có nhiÃu đặc tính tát, nh°ng cjng có cÁnh báo và nhċng tác h¿i căa viác tiêu thā quá nhiÃu polyphenol, đặc biát là các hÿp chÃt đ°ÿc phân lÁp chą không đ°ÿc tiêu thā có trong thực phẩm

Các hÿp chÃt polyphenol nói chung có khÁ nng cháng oxy hóa m¿nh và đặc biát

các phenolics đ°ÿc coi là chÃt cháng oxy hóa m¿nh m¿ trong các thí nghiám in vitro và

đ°ÿc chąng minh là chÃt cháng oxy hóa m¿nh h¢n vitamin C, vitamin E và carotenoids [120] Do có ho¿t tính cháng oxy hóa m¿nh nên nó giúp c¢ thể ngn ngća stress, ngn ngća các bánh ung th°, tim m¿ch, các bánh và mÃt, bánh lão hóa sãm, có khÁ nng thúc đẩy ho¿t đáng căa há vi khuẩn có ích trong ruát, ngn ngća quá trình chuyển hóa bÃt lÿi, sinh h¢i và các rái lo¿n khác làm cÁn trá ho¿t đáng căa ruát [2] Polyphenol có tác dāng cháng ung th° thông qua mát lo¿t các c¢ chÁ, bao gßm lo¿i bß các tác nhân gây ung th° [44], kìm hãm sự phát tín hiáu căa tÁ bào ung th° [117] và chu trình phát triển tÁ bào, thúc đẩy quá trình tự chÁt căa tÁ bào ung th° (apoptosis) và kìm hãm các ho¿t đáng enzyme [44]

Các polyphenol là các flavonoid có tác dāng bÁo vá não bằng mát sá cách khác nhau, bao gßm cÁ viác bÁo vá các tÁ bào thÅn kinh dß bá tán th°¢ng, tng c°ßng chąc nng tÁ bào thÅn kinh hián có hoặc bằng cách kích thích tái t¿o tÁ bào thÅn kinh, có khÁ nng làm giÁm thoái hóa thÅn kinh liên quan đÁn tích ljy AGEs (Advanced glycation endproducts) trong quá trình bình th°ßng và bÃt th°ßng căa lão hóa não [137]

14

1.2.2 Chlorophyll và ho¿t tính chßng oxy hóa căa chlorophyll

Chlorophyll hay chÃt diáp lāc là sÃc tá có màu xanh lāc đ°ÿc tìm thÃy trong nhiÃu lo¿i thực vÁt, tÁo và vi khuẩn lam ThuÁt ngċ diáp lāc có ngußn gác tć tiÁng Hy L¿p chloros ngh*a là "xanh" và phyllon có ngh*a là "lá" LÅn đÅu tiên ng°ßi ta tiÁn hành phân lÁp và đặt tên cho diáp lāc bái d°ÿc s* ng°ßi Pháp Joseph Bienaimé Caventou và nhà hóa hãc ng°ßi Pháp Pierre-Joseph Pelletier nm 1817 [56]

ChÃt diáp lāc đ°ÿc t¿o thành tć cacbon và nit¢ nguyên tĉ cùng vãi mát ion magiê á vá trí trung tâm ChÃt diáp lāc đ°ÿc tìm thÃy trong hÅu hÁt các phÅn xanh căa thực vÁt, tąc là trong lá, thân và trong lāc l¿p d°ãi d¿ng hßn hÿp căa màu xanh lāc chlorophyll a và màu xanh vàng chlorophyll b, đây là các hÿp chÃt quan trãng trong quá trình quang hÿp căa cây [127]

ChÃt diáp lāc đÅu tiên đ°ÿc dùng đặt cho lāc l¿p căa thực vÁt bÁc cao, nh°ng sau đó nó đ°ÿc má ráng cho tÃt cÁ sÃc tá quang hÿp porphyrin [173] Nó thuác nhóm hÿp chÃt đặc biát đ°ÿc gãi là tetrapyrroles vì nó chąa bán vòng pyrrole liên kÁt vãi nhau bằng liên kÁt cáng hóa trá, cjng t°¢ng tự nh° vitamin B12 và Heme phân tĉ [179] Ban đÅu ng°ßi ta tìm ra 4 lo¿i chlorophyll gßm: chlorophyll a, chlorophyll b, chlorophyll c và chlorophyll d [83] Sau đó ng°ßi ta tìm thÃy thêm chlorophyll f á tÁo lam, các chlorophyll á vi khuẩn quang hÿp nh°: bacteriochlorophyll a, bacteriochlorophyll b, bacteriochlorophyll c, bacteriochlorophyll d, bacteriochlorophyll e, bacteriochlorophyll g và chlorophyll tìm đ°ÿc á h¿t bí ngô, lá vàng căa cây non mãc n¢i thiÁu ánh sáng là protochlorophyll và chlorophyll á khuẩn l°u huỳnh là chlorobium chlorophyll [160]

Trong thực vÁt bÁc cao nói chung và trong rau má thìa nói riêng, chlorophyll tßn t¿i chă yÁu á 2 d¿ng là chlorophyll A và chlorophyll B, chúng có công thąc phân tĉ á hình 1.6

15

Chlorophyll cjng đ°ÿc biÁt đÁn là chÃt có ho¿t tính cháng oxy hóa tát, ký hiáu ChL là công thąc chung cho chÃt cháng oxy hóa thuác nhóm chlorophyll và X là công thąc chung cho các chÃt có bÁn chÃt oxy hóa C¢ chÁ cháng oxy hóa căa chlorophyll đ°ÿc tóm l°ÿt nh° sau:

à mát điÃu kián nhÃt đánh các chlorophyll (ChL) s¿ phÁn ąng và chuyển các chÃt oxy hóa (X) [182] (1)

ChL + X (ChL-O+)-(X-) (1)

Các phąc hÿp (ChL-O+)-(X-) có thể tiÁp tāc liên kÁt vãi các gác tự do căa các chÃt oxy hóa (X), liên kÁt vãi các phân tĉ chlorophyll khác để t¿o nên các hÿp chÃt trung hòa

* Ąng dāng căa chlorophyll

Trong tự nhiên, chlorophyll đ°ÿc tìm thÃy gãi là diáp lāc tá căa thực vÁt, có liên quan tãi quá trình quang hÿp căa cây, có vai trò đặc biát đái vãi thực vÁt và các lo¿i tÁo, chúng hÃp thu nng l°ÿng ánh sáng mặt trßi và chuyển hóa nng l°ÿng ánh sáng mặt trßi, n°ãc và carbon dioxide (CO2) thành ngußn nguyên liáu sáng chính căa chúng là carbohydrate trong cây và giÁi phóng khí oxi (O2) vào khí quyển [160]

Chlorophyll cjng là thành phÅn dinh d°ỡng trong thực phẩm, có thể sĉ dāng vãi vai trò là phā gia t¿o màu xanh lá tự nhiên cho sÁn phẩm thực phẩm, thực phẩm chąc nng tć chlorophyll nh° n°ãc uáng, viên uáng diáp lāc tá làm phā gia màu cho các sÁn phẩm nh° k攃⌀o, gia vá, n°ãc giÁi khát [153, 158]

Chlorophyll đ°ÿc sÁn xuÃt t¿o nên các chÁ phẩm mā phẩm có tác dāng cháng oxy hóa, thuác khĉ mùi c¢ thể, làm giÁm hôi miáng, hôi nách, hôi chân, kem d°ỡng da, mặt n¿ làm đ攃⌀p da, xà phòng, kem đánh rng [96]

Trong y hãc, các nghiên cąu cho thÃy chlorophyll có thể là thành phÅn các lo¿i thuác giúp tng hßng cÅu cho c¢ thể nhß cÃu t¿o hóa hãc căa hßng cÅu có tính đßng nhÃt vãi chlorophyll [164], giúp thÁi lãc đác tá khßi c¢ thể [165], kháng viêm, cháng oxy hóa, làm lành vÁt th°¢ng, kích thích há tháng mißn dách, thanh lãc máu, giÁi đác c¢ thể, làm s¿ch ruát, giÁi đác căa gan, [52] và ngća ung th° nhß có ho¿t tính kháng ung th°, có thể hình thành cÃu trúc phąc hÿp trung hòa vãi chÃt có thể gây ung th° aflatoxin B1 [126], làm chÁm lão hóa tÁ bào [160, 180]

16

CHLOROPYLL

Tách chiÁt là quá trình thu nhÁn các chÃt có trong mát lo¿i nguyên liáu dựa vào tính tan căa chÃt tan trong dung môi và quá trình khuÁch tán căa chÃt tan tć nguyên liáu ra môi tr°ßng dung môi Để chiÁt rút đ°ÿc chÃt tan vãi hiáu suÃt cao, ng°ßi ta cÅn lựa chãn đ°ÿc dung môi chiÁt theo nguyên tÃc đÁm bÁo chÃt tan hòa tan vãi hàm l°ÿng cao nh°ng phÁi có ho¿t tính cÅn thiÁt Do vÁy, tùy thuác vào lo¿i chÃt tan, ng°ßi ta có thể lựa chãn dung môi có bÁn chÃt khác nhau: dung dách đám, n°ãc cÃt hay dung môi hċu c¢, & cho quá trình chiÁt

1.3.1 Kā thuËt tách chi¿t, thu nhËn polyphenol

Để tách chiÁt polyphenol, hián nay ng°ßi ta có thể sĉ dāng mát sá kā thuÁt khác nhau:

- Ngâm chi¿t

Ngâm chiÁt là kā thuÁt th°ßng dùng để tách chiÁt các ho¿t chÃt sinh hãc tć thực vÁt, đặc biát là các hÿp chÃt phenolic [70] Nguyên liáu thực vÁt sau khi xĉ lý s¿ ngâm trong các dung môi khác nhau: n°ãc, n-hexan, chloroform, benzen, ethanol, methanol, [11] Tuy nhiên, hiáu quÁ chiÁt bằng dung môi đ°ÿc quyÁt đánh bái lo¿i dung môi sĉ dāng, bÁn chÃt căa polyphenol và t°¢ng tác, liên kÁt căa polyphenol vãi các thành phÅn thực vÁt [116] Vì vÁy, khi chãn dung môi chiÁt phÁi xem xét vá trí căa polyphenol trong cây, nÁu các polyphenol chă yÁu tßn t¿i trong gian bào thì chß có thể chiÁt bằng ethanol hoặc các dung môi hċu c¢ có đá phân cực cao [145]

Viác tách chiÁt các hÿp chÃt có ho¿t tính cháng oxy hóa bằng các dung môi tć rau má bằng kā thuÁt ngâm chiÁt cho thÃy dách chiÁt tć các dung môi có đá phân cực cao s¿ cho dách chiÁt có hàm l°ÿng polyphenol có ho¿t tính cháng oxy hóa cao, còn đái vãi dách chiÁt bằng dung môi có đá phân cực thÃp thì dách chiÁt s¿ có hàm l°ÿng polyphenol có ho¿t tính cháng oxy hóa không đáng kể [25] Chẳng h¿n, dách chiÁt polyphenol có ho¿t tính cháng oxy hóa tć lá dâu bằng dung môi có đá phân cực cao nh° methanol 75% s¿ cho dách chiÁt có hàm l°ÿng polyphenol có ho¿t tính cháng oxy hóa cao nhÃt so vãi các dung môi khác [15] hoặc thu nhÁn polyphenol tć lá ngô s¿ cho hiáu quÁ cao khi chiÁt bằng kā thuÁt ngâm dÅm vãi dung môi n°ãc [3] Hoặc quá trình chiÁt polyphenol có ho¿t tính cháng oxy hóa tć đÁu nành bằng acetone 70% (v/v), tÿ lá nguyên

17

liáu và dung môi là 1: 60 (w/v) vãi ba chu kỳ vãi 3 giß cho mßi chu kỳ trích ly á nhiát đá 40°C s¿ cho hiáu suÃt chiÁt cao nhÃt [7] KÁt quÁ nghiên cąu tách chiÁt polyphenol tć vß thân cây quao n°ãc (Dolichandrone spathacea) bằng kā thuÁt ngâm chiÁt cho thÃy ethanol 90% là dung môi chiÁt tách polyphenol tát nhÃt khi chiÁt vãi tÿ lá DM/NL là 15/1, nhiát đá là 60oC và thßi gian là 9 giß [14]

- Tách chi¿t có hß trÿ sóng siêu âm

Sĉ dāng sóng siêu âm th°ßng có tÅn sá tć 20 kHz đÁn 10 MHz trong quá trình tách chiÁt các ho¿t chÃt cjng làm tng hiáu quÁ chiÁt Kā thuÁt chiÁt này giúp làm giÁm l°ÿng dung môi hċu c¢, ít Ánh h°áng đÁn môi tr°ßng và an toàn đái vãi sąc khße con ng°ßi [176] Tác dāng căa sóng siêu âm là làm cng phßng tÁ bào, phá vỡ thành tÁ bào và sự hydrat hóa tć đó làm tng khÁ nng tiÁp xúc căa dung môi chiÁt vãi các phân tĉ ho¿t chÃt d¿n tãi cÁi thián khÁ nng khuÁch tán, chuyển khái và hiáu quÁ chiÁt tách [177] Viác sĉ dāng sóng siêu âm trong chiÁt rút các chÃt đ°ÿc cho rằng s¿ cÁi thián hiáu suÃt chiÁt lên tãi 35% trong quá trình chiÁt tách các hÿp chÃt phenolic tć ngußn thực vÁt [175] Chẳng h¿n, quá trình chiÁt anthocyanin (mát hÿp chÃt thuác nhóm pholyphenol tć nho) bằng kā thuÁt chiÁt có hß trÿ sóng siêu âm, chiÁt thăy t*nh cao áp và chiÁt trong đián tr°ßng cho thÃy cÁ 3 m¿u chiÁt đÃu cho hàm l°ÿng anthocyanin cao gÅn gÃp 2 lÅn so vãi m¿u đái chąng chiÁt theo kā thuÁt ngâm dÅm á 70oC trong 1 giß Trong đó, m¿u chiÁt có hß trÿ sóng siêu âm cho hàm l°ÿng anthocyanin cao nhÃt KÁt quÁ nghiên cąu cjng cho thÃy, cÁ 3 m¿u chiÁt trên đÃu cho dách chiÁt có ho¿t tính cháng oxy hóa cao h¢n m¿u đái chąng [42]

- Tách chi¿t có hß trÿ vi sóng

Kā thuÁt tách chiÁt có hß trÿ vi sóng đ°ÿc các nhà nghiên cąu thực hián vào nhċng nm 1980 Quá trình chiÁt này làm tng nhiát dung môi nhß đó phân tách các phân tĉ ho¿t chÃt tć thực vÁt vào dung môi chiÁt [140] So vãi các kā thuÁt chiÁt khác, kā thuÁt chiÁt có hß trÿ vi sóng có nhċng °u điểm nh° thßi gian chiÁt ngÃn, kiểm soát tát đ°ÿc nhiát đá, sĉ dāng ít dung môi, tác đá chiÁt cao, tiÁt kiám nng l°ÿng, chÃt l°ÿng sÁn phẩm tát và chi phí thÃp [60] Trong kā thuÁt chiÁt có hß trÿ vi sóng, nhiát sinh ra có đá đßng đÃu khÃp trong nguyên liáu chiÁt Mặt khác, khi tng tác dāng căa vi sóng và thßi gian chiÁt thì làm tng hiáu suÃt thu hßi l°ÿng polyphenol tự do và tng ho¿t tính cháng oxy hóa trong quá trình chiÁt polyphenol [61, 62]

18

Kā thuÁt tách chiÁt có hß trÿ vi sóng có chi phí vÁn hành thÃp, nhanh chóng và có thể đ°ÿc sĉ dāng trong quy mô sÁn xuÃt công nghiáp nh°ng quan trãng là phÁi chãn đ°ÿc nhiát đá và thßi gian chiÁt phù hÿp cho tćng lo¿i nguyên liáu

- Tách chi¿t trong dung môi có áp lčc

Tách chiÁt trong dung môi có áp lực là quá trình chiÁt trong dung môi á nhiát đá cao tć 50 đÁn 200oC và áp suÃt tć 3,5 đÁn 20 MPa Trong kā thuÁt này, m¿u rÃn đ°ÿc đóng gói trong túi chiÁt và sĉ dāng dung môi hċu c¢ hoặc n°ãc á áp suÃt, nhiát đá cao h¢n điểm sôi căa dung môi [123] Hiáu suÃt chiÁt bằng dung môi có áp lực đ°ÿc cÁi thián nhß làm tng đá hòa tan căa các chÃt vào dung môi [122] Ngoài ra, tng áp suÃt á nhiát đá cao, đá khuÁch tán căa các chÃt vào dung môi có thể tng lên nhß sự phá vỡ lực Van der Waals, liên kÁt hydro và lực l°ỡng cực giċa các phân tĉ chÃt tan [162]

Nghiên cąu sự án đánh căa các polyphenol khi chiÁt trong điÃu kián dung môi quá nhiát, kÁt quÁ nghiên cąu cho thÃy các chÃt phenolic đ°ÿc thĉ nghiám, hÅu hÁt đÃu án đánh và có tÿ lá thu hßi trên 85% khi chiÁt bằng methanol á 150oC [125] Mặt khác khi chiÁt các polyphenol là catechin và epicatechin tć lá trà, h¿t nho có tÿ lá thu hßi khoÁng 95% á 130oC Tuy nhiên, ho¿t tính căa catechin và epicatechin tć h¿t nho tát nhÃt khi chiÁt trong dung môi có áp lực bằng methanol so vãi kā thuÁt ngâm chiÁt và chiÁt có hß trÿ sóng siêu âm á cùng điÃu kián [131]

- Tách chi¿t cao áp thăy t*nh

Kā thuÁt thăy t*nh cao áp th°ßng sĉ dāng chÃt lßng để t¿o cát áp suÃt 100÷1.000 MPa trong quá trình chiÁt Áp lực này đ°ÿc truyÃn đi tąc thßi, đßng đÃu và không phā thuác vào kích th°ãc, hình dáng căa vÁt liáu chiÁt N°ãc là chÃt lßng th°ßng dùng để truyÃn áp lực, trong quá trình xĉ lý có hoặc không cÃp nhiát Tr°ãc đây, ąng dāng chính căa kā thuÁt thăy t*nh cao áp là thanh trùng thực phẩm nhằm tng thßi h¿n l°u trċ và t¿o các tính chÃt đặc tr°ng cho thực phẩm Ngày nay, nhiÃu nghiên cąu tÁp trung vào các ąng dāng tiên tiÁn căa kā thuÁt thăy t*nh cao áp đái vãi viác cÁi thián hiáu quÁ chiÁt các chÃt Jun và cáng sự đã so sánh viác chiÁt tách polyphenol tć lá trà xanh bằng kā thuÁt chiÁt thăy t*nh cao áp và ngâm chiÁt, kÁt quÁ nghiên cąu cho thÃy hiáu suÃt chiÁt polyphenol đ°ÿc quyÁt đánh rÃt lãn bái mąc tng áp suÃt, cā thể khi áp suÃt tng tć 100 đÁn 600 MPa thì hiáu suÃt chiÁt tng tć 15 đÁn 30% [155] C¢ chÁ chính căa chiÁt bằng kā thuÁt thăy t*nh cao áp là d°ãi áp lực thăy t*nh cao, thành tÁ bào bá phá vỡ, dung môi

19

s¿ đi vào tÁ bào làm cho tÁ bào chÃt và các hÿp chÃt polyphenol s¿ giÁi phóng ra môi tr°ßng dung môi Chính c¢ chÁ tác đáng này làm tng hiáu suÃt chiÁt căa kā thuÁt chiÁt thăy t*nh cao áp, ít tác đáng xÃu đÁn ho¿t tính căa các chÃt [155]

- Tách chi¿t trong đián tr°ång

Tách chiÁt trong đián tr°ßng là kā thuÁt chiÁt tách tiên tiÁn đã đ°ÿc nghiên cąu ráng rãi trong l*nh vực thực phẩm và ho¿t chÃt sinh hãc, đây là quá trình chiÁt tách các chÃt đ°ÿc thực hián trong môi tr°ßng đián tr°ßng, quá trình này không sinh nhiát Nghiên cąu sự tác đáng căa đián tr°ßng đÁn quá trình chiÁt tách anthocyanin trong quá trình lên men r°ÿu nho cho thÃy hiáu suÃt thu hßi anthocyanin tng h¢n 21,5% và 28,6% khi vß quÁ nho đ°ÿc xĉ lý bằng đián tr°ßng t°¢ng ąng là 5 và 10 kV/cm so vãi chiÁt thông th°ßng [88] Ngoài ra, khi sĉ dāng đián tr°ßng 5 kV/cm thì hàm l°ÿng anthocyanin nói riêng và polyphenol táng cao h¢n trong quá trình sÁn xuÃt r°ÿu vang nho đß [132] H¢n nċa, xĉ lý bằng đián tr°ßng thì sÁn phẩm r°ÿu vang nho s¿ cho chÃt l°ÿng cÁm quan tát h¢n, cā thể, cÁi thián cÁm vá và màu sÃc nhß sự tng hàm l°ÿng các polyphenol và các anthocyanin trong r°ÿu [45, 89], ho¿t tính cháng oxy hóa cao khoÁng 4 lÅn so vãi không dùng kā thuÁt xĉ lý và viác tng ho¿t tính cháng oxy hóa t°¢ng quan vãi sự tng hàm l°ÿng polyphenol trong m¿u dách chiÁt [42] Nh° vÁy, đián tr°ßng có tác dāng tng khuÁch tán chÃt tan nói chung, các polyphenol nói riêng vào dung môi trong quá trình chiÁt Do vÁy, đián tr°ßng có thể đ°ÿc coi là kā thuÁt triển vãng để làm tng hiáu quÁ quá trình chiÁt tách [155]

- Tách chi¿t siêu tãi h¿n

Trong kā thuÁt tách chiÁt siêu tãi h¿n, cÅn quan tâm đÁn chÃt l°u siêu tãi h¿n, đây là mát d¿ng vÁt chÃt tßn t¿i trong điÃu kián áp suÃt và nhiát đá cao h¢n điểm tãi h¿n Trong điÃu kián này, vÁt chÃt có tr¿ng thái đặc biát vća lßng vća khí, cā thể vća có thể khuÁch tán nh° chÃt khí, có thể thÃm qua vÁt chÃt nh° chÃt lßng Ngoài ra á điÃu kián nhiát đá và áp suÃt gÅn vãi điểm tãi h¿n, thay đái nhß căa các thông sá này d¿n đÁn thay đái lãn và mÁt đá căa vÁt chÃt [63]

ChÃt l°u siêu tãi h¿n đ°ÿc dùng trong mát sá tr°ßng hÿp để thay thÁ các dung môi hċu c¢ là n°ãc và CO2 NÁu so sánh vãi n°ãc thì CO2 có nhiÃu °u điểm h¢n, th°ßng đ°ÿc sĉ dāng vì ho¿t đáng t°¢ng đái tát, có điểm tãi h¿n vća phÁi, cā thể có nhiát đá tãi h¿n căa CO2 là 31,2oC so vãi n°ãc là 101,1oC và áp suÃt tãi h¿n 72,9 atm so vãi

20

n°ãc là 217,6 atm Ngoài ra, CO2 đ°ÿc xem là an toàn và không cÅn phÁi lo¿i trć d° l°ÿng sau khi chiÁt, chß đ¢n giÁn là lo¿i bß khi h¿ áp suÃt t¿i nhiát đá phòng Tuy nhiên, CO2 không thích hÿp để chiÁt xuÃt các hÿp chÃt phân cực cao nh° flavonoid vì đá phân cực căa CO2 thÃp Do vÁy, các dung môi khác nh° metanol, ethanol có nßng đá thÃp có thể đ°ÿc sĉ dāng t¿o đßng dung môi để làm tng hiáu suÃt chiÁt trong chiÁt siêu tãi h¿n

Sĉ dāng kā thuÁt chiÁt CO2 siêu tãi h¿n, metanol làm đßng dung môi để chiÁt polyphenol tć lá ô liu cho thÃy hàm l°ÿng polyphenol tng theo nhiát đá, áp suÃt và nßng đá nh°ng đ¿t cao nhÃt trong thßi gian 140 phút Kā thuÁt chiÁt siêu tãi h¿n vãi đßng dung môi methanol 10% thu đ°ÿc hàm l°ÿng phenolic cao h¢n so vãi kā thuÁt chiÁt có hß trÿ sóng siêu âm vãi dung môi phân cực thÃp (n-hexane, diethylether, ethylacetate), nh°ng thÃp h¢n đáng kể so vãi dung môi có đá phân cực cao (metanol, ethanol) [82] Chẳng h¿n, nghiên cąu chiÁt tách isoflavone tć bát đÁu nành bằng kā thuÁt chiÁt siêu tãi h¿n bằng CO2 vãi đßng dung môi metanol 10%, chiÁt soxhlet vãi dung môi ethanol 80% và chiÁt có hß trÿ sóng siêu âm vãi dung môi metanol 70% KÁt quÁ nghiên cąu cho thÃy chiÁt bằng kā thuÁt siêu tãi h¿n cho hàm l°ÿng isoflavones thÃp nhÃt là 86,28 gam/gam khô so vãi chiÁt có hß trÿ sóng siêu âm là 311,55 gam/gam khô và so vãi chiÁt soxhlet là 212,86 gam/gam khô [148] Mặc dù hiáu suÃt thu hßi isoflavone thÃp h¢n khi sĉ dāng kā thuÁt chiÁt siêu tãi h¿n, nh°ng kā thuÁt chiÁt này có tính chãn lãc ho¿t chÃt cao vì rÃt ít các t¿p chÃt khuÁch tán vào dách chiÁt và sá b°ãc thực hián cjng ít h¢n

Tách chiÁt chÃt lßng siêu tãi h¿n là kā thuÁt chiÁt đ°ÿc nghiên cąu để thay thÁ các kā thuÁt chiÁt sĉ dāng dung môi hċu c¢, đ°ÿc sĉ dāng ráng rãi để chiÁt các ho¿t chÃt tć nguyên liáu rÃn trong tự nhiên đặc biát là chiÁt các thành phÅn thực phẩm ¯u điểm nái bÁt căa kā thuÁt là sĉ dāng rÃt ít hoặc không cÅn dung môi hċu c¢, chÃt l°ÿng sÁn phẩm chiÁt cao, thßi gian chiÁt ngÃn và có tính chãn lãc cao khi chiÁt, tuy nhiên kā thuÁt này có chi phí đÅu t° cao [63, 129]

Như vậy, để lựa chọn được kỹ thuật tách chiết polyphenol phù hợp với một loại nguyên liệu cần lưu ý đến đặc tính của nguyên liệu, tính chÁt hóa lý và b¿n chÁt của loại dung môi chiết Mặt khác, trong quá trình chiết tách, ngưßi ta có thể sử dụng các biện pháp kỹ thuật như sử dụng siêu âm, khÁy, … để hỗ trợ làm tăng kh¿ năng chiết rút polyphenol Hiệu qu¿ của quá trình chiết tách còn tùy thuộc vào chÁt lượng nguyên liệu cũng như các gi¿i pháp kỹ thuật sử dụng để chiết chọn lọc polyphenol

21

1.3.2 Kā thuËt tách chi¿t, thu nhËn chlorophyll

Hián có nhiÃu nghiên cąu tách chiÁt và đánh l°ÿng chlorophyll tć các loài thực vÁt khác nhau bằng các lo¿i dung môi khác nhau Cā thể, Hallegraeff, (1978) [109], Abaychi, J.K và Riley, J.P., (1979) [21], Moed và A.P., Murray (1985) [114], Lichtenthaler, H K., (1987) [84] đã đà nghá đ°ÿc các kā thuÁt tách chiÁt và đánh l°ÿng chlorophyll trong các dung môi khác nhau nh° acetone, ethanol, methanol, dimethyl formamide (DMF), dimethyl sulfoxde (DMSO),

Dimethyl formamide (DMF) là mát dung môi cjng khá hiáu quÁ để chiÁt chlorophyll so vãi dung môi methanol, ethanol và acetone [69] Tách chiÁt bằng dung môi DMF không cÅn phá vỡ tÁ bào thực vÁt, sÃc tá đ°ÿc chiÁt tách gÅn nh° hoàn toàn sau mát vài b°ãc ngâm chiÁt và đÁm bÁo sự án đánh cho đÁn 20 ngày khi đ°ÿc l°u trċ trong tái á 5◦C [93] Tuy nhiên, DMF rÃt đác h¿i nên trong sÁn xuÃt ng°ßi ta khuyên không nên sĉ dāng nó để tránh các tán h¿i đÁn sąc khße và môi tr°ßng [69, 73] Chính vì thÁ, ngày nay, ng°ßi ta th°ßng sĉ dāng các dung môi có đá phân cực cao nh° methanol, ethanol, acetone, dimethyl formamide (DMF) để chiÁt tách chlorophyll tć thực vÁt Viác sĉ dāng dung môi acetone cho hiáu suÃt không cao h¢n so vãi metanol hoặc ethanol 95%, nh°ng có thể giċ đ°ÿc dách chiÁt án đánh, ít làm biÁn đái chlorophyll trong quá trình chiÁt tách và bÁo quÁn [69] Dung môi methanol thì hiáu quÁ chiÁt cao nh°ng cho dách chiÁt ít án đánh, dß hình thành các hÿp chÃt chuyển hóa tć chlorophyll [69, 98] nên khi dùng dung môi này phÁi có c¢ chÁ bÁo vá chlorophyll trong dách chiÁt Ethanol nßng đá cao là dung môi hiáu quÁ, cho dách chiÁt án đánh, ít gây chuyển hóa và th°ßng dùng trong viác tách chiÁt các chlorophyll tć thực vÁt [186] và mát sá loài rong biển [10] H¢n nċa ethanol không đác, có giá thành rẻ và dß ąng dāng trong thực phẩm h¢n các dung môi acetone hay methanol Do vÁy, ng°ßi ta th°ßng có xu h°ãng sĉ dāng

ethanol để chiÁt chlorophyll trong th°ßng hÿp sĉ dāng trong thực phẩm

Trong quá trình tách chiÁt chlorophyll, dung môi hċu c¢ s¿ thâm nhÁp qua màng tÁ bào và hòa tan lipit cjng nh° lipoprotein căa màng lāc l¿p [4] Sau đó là sự phá vỡ tÁ bào, quá trình này đ°ÿc thúc đẩy nhß quá trình nghiÃn nhß m¿u hay sĉ dāng sóng siêu âm, vi sóng, & Nhß các kā thuÁt này mà hiáu quÁ căa viác tách chiÁt chlorophyll bằng dung môi hċu c¢ có thể đ°ÿc cÁi thián đáng kể [69, 93, 151, 156] NÁu quá trình chiÁt mà không có sự phá vỡ tÁ bào thì chß khoÁng 25% chlorophyll a đ°ÿc chiÁt tách [156] Trong quá trình chiÁt, có nhiÃu yÁu tá Ánh h°áng đÁn hiáu quÁ căa quá trình chiÁt tách

22

chlorophyll bằng dung môi nh°: điÃu kián l°u trċ m¿u chiÁt, dung môi hċu c¢, thßi gian chiÁt và mát sá yÁu tá khác, [69, 73, 151]

Từ các phân tích á trên cho thÁy về b¿n chÁt polyphenol là một nhóm hợp chÁt hữu cơ có cực do vậy có kh¿ năng tan trong nước hoặc dung môi hữu cơ như ethanol Trong khi đó, chlorophyll là một hợp chÁt hữu cơ tan tốt trong các dung môi hữu cơ Do vậy, muốn chiết tách đồng thßi c¿ polyphenol và chlorophyll có hoạt tính chống oxy hóa từ rau má thìa để từ đó tạo bột polyphenol và chlorophyll có hoạt tính chống oxy hóa dùng làm thực phẩm thì đề tài ph¿i lựa chọn được một loại dung môi hữu cơ và một phương pháp tách chiết thích hợp cho phép thu nhận được đồng thßi c¿ polyphenol và chlorophyll có hoạt tính chống oxy hóa với hàm lượng cao từ rau má thìa Mặt khác, trong quá trình tách chiết cũng cần quan tâm tới các yếu tố ¿nh hưáng đến quá trình chiết như nhiệt độ chiết, thßi gian chiết, tỷ lệ dung môi/nguyên liệu chiết, … nhằm đ¿m b¿o cho hiệu suÁt chiết cao

1.4 KĀ THUÊT SÂY PHUN 1.4.1 Giãi thiáu

SÃy phun là kā thuÁt làm khô các giãt chÃt lßng đã đ°ÿc làm phân tán vãi kích th°ãc rÃt nhß trong dòng không khí nóng và thu đ°ÿc bát á d¿ng h¿t mán, khô [181] Quá trình sÃy phun gßm ba giai đo¿n chính là t¿o giãt nhß (atomization), chuyển tć giãt nhß thành h¿t (droplet-to-particle) và thu hßi h¿t Quá trình sÃy khô giãt lßng trong không khí nóng xÁy ra qua hai giai đo¿n gßm giai đo¿n ban đÅu là nhiát đá căa lãp h¢i n°ãc bão hoà trên bà mặt giãt lßng xÃp xß nhiát đá bÅu °ãt căa không khí và tác đá sÃy không đái Giai đo¿n hai sự khuÁch tán bên trong h¿t ra ngoài bà mặt giÁm dÅn và tác đá sÃy giÁm dÅn

Để thực hián kā thuÁt này, ng°ßi ta dách hóa nguyên liáu, phun dách nguyên liáu thành các giãt có kích th°ãc rÃt nhß (atomization) trong môi tr°ßng nhiát đá cao để tách ẩm và làm khô chÃt tan, chuyển chúng và d¿ng bát trong thiÁt bá sÃy phun Kā thuÁt sÃy phun t¿o nên dián tích bà mặt lãn d°ãi d¿ng các giãt chÃt lßng rÃt nhß, mán thông qua quá trình t¿o giãt nhß tć dách sÃy trong bußng sÃy t¿o ra sÁn phẩm d¿ng h¿t bát và hình cÅu [51, 169]

Kā thuÁt sÃy phun phù hÿp cho viác t¿o bát sÁn phẩm tć nguyên liáu d¿ng lßng có các tính chÃt lý hóa tát và bÁo tßn đ°ÿc ho¿t tính sinh hãc căa sÁn phẩm [111] Trong sÃy phun, thßi gian tiÁp xúc nhiát căa giãt dách sÃy rÃt ngÃn, khoÁng 5-100 giây, nên ít

23

bá biÁn đái vÁt chÃt, đÁm bÁo đ°ÿc chÃt l°ÿng các chÃt dß bá biÁn đái nh° các chÃt dinh d°ỡng, màu sÃc và h°¢ng vá [146] Bát sÃy thu hßi bằng kā thuÁt sÃy phun có hàm ẩm và ho¿t đá n°ãc thÃp nên rÃt án đánh, hàm ẩm và ho¿t đá n°ãc phá biÁn căa bát rau quÁ sÃy phun th°ßng là 2-5% và 0,2-0,6 [77, 154], có ho¿t tính kháng vi sinh và cháng oxy hóa tát, ít bá các phÁn ąng đái màu, thăy phân, oxy hóa lipid và các biÁn đái do tác đáng căa enzyme [102], bát có kích th°ãc h¿t nhß, d¿n đÁn sÁn phẩm có mÁt đá lãn [66] Do đó, kā thuÁt sÃy phun có thể áp dāng ráng rãi để sÁn xuÃt bát trái cây và rau quÁ trong công nghiáp thực phẩm, d°ÿc phẩm [136]

Bên c¿nh nhiÃu °u điểm, kā thuÁt sÃy phun cjng có mát sá nh°ÿc điểm là tuy có thßi gian tiÁp xúc sÃy ngÃn nh°ng trong sÃy phun th°ßng có nhiát đá sÃy t°¢ng đái cao là 150-220oC nên có thể biÁn đái các hÿp chÃt nh¿y cÁm nhiát nh° là lycopene, beta-carotene, anthocyanin, vitamin C, màu sÃc và h°¢ng vá [80] H¢n nċa, dách sÃy giàu đ°ßng nh° n°ãc ép trái cây và rau quÁ s¿ khó sÃy phun trực tiÁp vì dß t¿o nên đá keo, gây bám dính thành bußng sÃy và sÁn phẩm keo dính không đ¿t yêu cÅu, trong tr°ßng hÿp này th°ßng phÁi bá sung các chÃt mang, phā liáu sÃy [29]

SÃy phun có thể kÁt hÿp vãi các điÃu kián hß trÿ khác nh° sÃy phun có hß trÿ siêu âm, sÃy phun chân không, sÃy phun chân không có hß trÿ siêu âm và sÃy phun bằng không khí khô s¿ có nhiÃu °u điểm h¢n so vãi sÃy phun thông th°ßng [79, 168]

Để thu nhÁn đ°ÿc bát rau quÁ có chÃt l°ÿng, đặc tính lý hóa tát thì thiÁt bá sÃy phun phÁi đÁm bÁo các đặc tính kā thuÁt, phÁi chãn kā thuÁt và điÃu kián sÃy phun phù hÿp

1.4.2 Các y¿u tß Ánh h°çng đ¿n quá trình sÃy phun

ChÃt l°ÿng bát sÁn phẩm thu nhÁn đ°ÿc bằng kā thuÁt sÃy phun phā thuác vào điÃu kián quá trình sÃy bao gßm nßng đá dách sÃy, nhiát đá không khí đÅu vào và đÅu ra, l°u l°ÿng dòng cÃp liáu, l°u l°ÿng và áp suÃt khí nén, l°u l°ÿng khí khô, lo¿i c¢ cÃu phun và tác đá phun [51, 77], &

Các sÃc tá và các hÿp chÃt nh¿y cÁm có thể bá biÁn đái khi sÃy phun á nhiát đá đÅu vào quá cao, cā thể có nghiên cąu cho thÃy là khi nhiát đá sÃy phun cao làm giÁm chÃt l°ÿng bát betacyanin sÃy phun tć dách chiÁt thanh long [170], làm giÁm hàm l°ÿng

24

phenolic và ho¿t tính bÃt gác tự do DPPH căa bát sÃy phun tć n°ãc ép me rćng [108], giÁm hàm l°ÿng anthocyanin và ho¿t tính cháng oxy hóa căa bát că cÁi đen [113] khi nhiát đá đÅu vào căa quá trình sÃy phun quá cao

Đặc tính hóa lý căa bát sÃy cjng cháu Ánh h°áng đáng kể bái nhiát đá sÃy Cā thể khi tng nhiát đá sÃy đÅu vào s¿ làm thúc đẩy quá trình bay h¢i n°ãc nên làm tng tác đá sÃy, qua đó nâng cao nng suÃt bát [166], đá ẩm căa bát sÃy thÃp [35] và Ánh h°áng đÁn mÁt đá khái căa bát [33]

Nhiát đá t¿i cyclon, n¢i các h¿t bát đ°ÿc tách ra khßi không khí ẩm và lÃng xuáng đáy căa cyclon đ°ÿc xác đánh là nhiát đá không khí đÅu ra Nhiát đá không khí đÅu ra cjng là thông sá quan trãng trong sÃy phun, quyÁt đánh đÁn tác đá sÃy [92] Khi tng nhiát đá không khí đÅu ra s¿ làm giÁm đá ẩm căa bát và tng nng suÃt quá trình sÃy [105]

SÃy phun trực tiÁp dách rau quÁ th°ßng khó thực hián do sÁn phẩm sau sÃy dß bá keo dính, lÃng đãng trên thành bußng sÃy, nguyên nhân do có các hÿp chÃt có tính keo trong dách sÃy ChÃt mang là mát trong nhċng phā liáu quan trãng nhÃt trong sÃy phun nhß khÁ nng làm giÁm sự keo nhãt căa dách sÃy, t¿o gÃn kÁt các c¢ chÃt trong dách sÃy lên chÃt mang Do đó khó có thể sÃy phun các dách sÃy tć trái cây, rau quÁ mà không có chÃt mang [136] Ngoài ra, các chÃt mang trong sÃy phun có thể làm tng nng suÃt sÃy, tng hiáu suÃt thu hßi, giÁm đá keo dính, giÁm đá hút ẩm và bát sÃy án đánh h¢n

Các chÃt mang phá biÁn đ°ÿc sĉ dāng trong sÃy phun là và c¢ bÁn các polyme carbohydrate thuác các nhóm: (1) tinh bát và các d¿n xuÃt căa nó (maltodextrin, dextrin và cyclodextrin ), (2) gum (gum arabic, gum karaya ), (3) cellulose và các d¿n xuÃt căa nó (carboxymethylcellulose, hydroxypropyl methyl cellulose ) [49] Viác lựa chãn chÃt mang phā thuác vào đặc điểm hóa lý dách sÃy, māc tiêu quá trình sÃy và tính an toàn căa chÃt mang đái vãi thực phẩm, vãi môi tr°ßng ChÃt mang phÁi có đá hòa tan cao trong dách sÃy, có khÁ nng t¿o màng và t¿o dung dách có đá nhãt thÃp ngay cÁ nßng đá cao Để sÃy phun, chÃt mang phÁi có phân tĉ l°ÿng cao, nhiát đá kÁt tinh cao và có khÁ nng bÁo vá các hÿp chÃt nh¿y cÁm d°ãi tác đáng nhiát đá, oxy, ánh sáng và đá ẩm [47]

25

Tinh bát và d¿n xuÃt căa nó có đặc tính sĉ dāng làm chÃt mang sÃy phun tát nh° trãng l°ÿng phân tĉ cao, hòa tan tát trong n°ãc, đá nhãt thÃp, ít bám dính, đặc biát là đặc tính ít t¿o màng rÃt quan trãng đái vãi hiáu quÁ sÃy khô và bÁo quÁn các đặc tính căa các hÿp chÃt [107] Trái ng°ÿc vãi tinh bát, gum có khÁ nng t¿o màng m¿nh, nhiát đá kÁt tinh thÃp T°¢ng tự, cellulose và các d¿n xuÃt căa nó có đặc điểm t¿o màng, ho¿t đáng bà mặt m¿nh, nh°ng không tiêu hóa đ°ÿc [49] Trong mát sá nghiên cąu, protein cjng đ°ÿc sĉ dāng cùng vãi tinh bát hoặc d¿n xuÃt căa nó, đặc biát là wheyprotein, bái vì nó có khÁ nng t¿o màng và giċ chÃt dinh d°ỡng rÃt tát [65]

Các chÃt mang th°ßng đ°ÿc sĉ dāng trong sÃy phun n°ãc ép trái cây và rau quÁ là maltodextrin và gum arabic do trãng l°ÿng phân tĉ cao, nhiát đá kÁt tinh cao, đá hòa tan tát và đá nhãt thÃp [136] Polyphenol và các chÃt có ho¿t tính cháng oxy hóa trong bát sÃy phun cao h¢n khi sĉ dāng gum arabic làm chÃt mang sÃy các dách chiÁt tć rau quÁ so vãi các chÃt mang khác nh° b-cyclodextrin và maltodextrin [150] Ng°ÿc l¿i, chÃt mang là maltodextrin cho bát sÁn phẩm giċ đ°ÿc ho¿t tính cháng oxy hóa và đá hòa tan cao h¢n h¢n gum arabic [113]

Qua các nghiên cąu cho thÃy, khi thay đái nßng đá chÃt mang s¿ tác đáng đÁn hàm l°ÿng các ho¿t chÃt và ho¿t tính căa chúng trong bát sÃy Cā thể, khi tng nßng đá chÃt mang maltodextrin 5-9% s¿ làm giÁm hàm l°ÿng phenolic và ho¿t tính bÃt gác tự do [108], khi tng nßng đá maltodextrin 10-17% s¿ làm tng hàm l°ÿng lycopene trong bát sÃy phun tć n°ãc ép ái nh°ng có sự giÁm nh攃⌀ khi tng nßng đá maltodextrin tć khoÁng 17-20%

Mặt khác, khi tng nßng đá maltodextrin s¿ làm giÁm đá ẩm bát do làm tng táng hàm l°ÿng chÃt rÃn trong dách sÃy Cā thể, đá ẩm giÁm tć 2,6% xuáng 1,9% khi tng hàm l°ÿng maltodextrin vào dách sÃy tć 8% đÁn 16% trong quá trình sÃy phun n°ãc ép dâu [76] và sự l°u giċ màu sÃc bát betacyanin sÃy phun tć rau dÃn tím tng khi tng nßng đá maltodextrin [33]

Tć nhċng nghiên cąu trên cho thÃy, khó có đà nghá chung cho nßng đá chÃt mang cÅn bá sung cho dách sÃy trong sÃy phun ChÃt mang là thành phÅn gÃn kÁt vãi các ho¿t chÃt trong dách chiÁt nên chúng cjng Ánh h°áng nhiÃu đÁn đặc tính và ho¿t tính căa bát sÃy phun [154] Do đó, nßng đá chÃt mang phù hÿp phā thuác vào māc tiêu căa sÃy phun, lo¿i dách sÃy và lo¿i chÃt mang