TỔNG QUAN
Tổng quan về bồ hòn
Sapindus mukorossi Gaertn thường được gọi là bồ hòn, thuộc họ Sapindaceae Juss., chi Sapindus., đây là một loại cây có giá trị ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới châu Á [1] Ở Việt Nam, họ Bồ hòn (Sapindaceae Juss.) có khoảng 70 loài, phân bố rải rác khắp cả nước, chủ yếu các tỉnh phía Bắc thuộc vùng núi thấp (thường dưới 1000 m) và trung du bao dồm các tỉnh Cao Bằng, Lạng Sơn (Than Mọi), Bắc Cạn, Thái Nguyên, Quảng Ninh, Hà Tây, Phú Thọ, Hà Giang, Tuyên Quang
Hình 1 1 Cây và trái bồ hòn Cây có thể đạt chiều cao từ 12 đến 15 m, đôi khi đạt tới 20 m và đường kính 1.8 m Thân cây được bao phủ bởi lớp vỏ màu vàng sẫm, khá nhẵn, có nhiều vân dọc và các vết nứt tróc vảy gỗ không đều Cây ra quả vào tháng 5 và chín vào tháng 6 – 7 Tháng
10 – 11 quả chín chuyển màu từ vàng cam sang nâu sẫm Quả có dạng hình cầu với đường kính 1.8 – 2.5 cm Hạt hình cầu, màu đen có đường kính từ 0.8 – 1.3 cm và ở dạng dẻo trong quả khô [2] Các loài cây thuộc họ này hầu hết là cây gỗ hoặc cây bụi, chứa nhiều hoạt chất sinh học chuyển hóa thứ cấp, đặc biệt là saponin
Bồ hòn được biết đến nhờ hợp chất saponin được tìm thấy trong cả quả, rễ và lá Trong đó, quả là bộ phận có hàm lượng saponin nhiều nhất từ 6 – 18% tùy thuộc vào giống và nơi trồng [3] [4] Việt Nam là một trong những quốc gia có diện tích trồng cây bồ hòn lớn và quả bồ hòn ở nước ta chứa hàm lượng saponin cao Người Việt từ xưa đã biết dùng quả bồ hòn như một chất tẩy rửa tự nhiên để giặt quần áo hay gội đầu [4] Không những thế, trong y học, bồ hòn còn được dùng để điều trị bệnh chàm, mụn nhọt, bệnh vẩy nến, các vấn đề về răng, viêm khớp, cảm lạnh, buồn nôn và táo bón [5]
Chiết xuất saponin từ quả bồ hòn đã được quan tâm nghiên cứu và cho thấy một loạt các hoạt tính nổi bật trong lĩnh vực tẩy rửa [6], dược phẩm, mĩ phẩm [7] và xử lý môi trường [8] Cùng với lợi thế nguồn cung cấp dồi dào và giá thành rẻ như ở Việt Nam, bồ hòn đang dần được xem là nguồn chất HĐBM tự nhiên đem lại giá trị kinh tế để nghiên cứu và phát triển các sản phẩm tẩy rửa gia dụng [1]
1.1.2 Về thành phần hóa học
Các nghiên cứu hóa thực vật của chi bồ hòn đã xác định được hơn 103 hợp chất, bao gồm flavonoid, triterpenoid, glycoside, carbohydrate, acid béo, phenol và saponin Trong số các hợp chất này, triterpenoid saponin của olaenane, dammarane và tirucullane được coi là nhóm hợp chất có hoạt tính sinh học [9]
Thành phần chính của quả Sapindus mukorossi là saponin (10% - 11.5%), đường (10%) và chất nhầy [10] Hạt bồ hòn chứa 23% dầu, trong đó 92% là chất béo trung tính, phần tryglycerid chứa 30% oleo-palmito-arachidin glycerid, 13.3% oleo- diarachidin glycerid và 56.7% glycerid loại di-olein như dioleo-palmitin, dioleostrearin và dioleo-arachidin [11] Quả bồ hòn được báo cáo là có chứa glycosid sesquiterpenoidal và sáu este béo khác nhau của triterpenoid tứ vòng Chiết xuất lá của cây bồ hòn có chứa các loại flavonoid khác nhau như quercetin, apigenin, kaempferol và rutin [12]
Trong các bộ phận của cây bồ hòn, quả bồ hòn chiếm hàm lượng saponin cao nhất, đặc biệt là lớp vỏ chứa nhiều saponin có hoạt tính bề mặt cao [1] Huang cùng cộng sự (2008) đã phân lập được bốn saponin loại oleanane, sapinmusaponin K – N (1 – 4), và bảy saponin đã biết (7 – 13) từ chiết xuất ethanol (EtOH) của quả bồ hòn Ngoài ra, họ còn cô lập thêm các phân đoạn có hoạt tính khác từ mật và phân lập được hai saponin loại dammarane, sapinmusaponin O (5) và sapinmusaponin P (6) Cấu trúc của tất cả các saponin được phân lập (1 – 6) đã được xác định bằng các phân tích quang phổ, chủ yếu là các kỹ thuật 2D NMR và các phương pháp hóa học Kuo và cộng sự (2001) cũng đã phân lập được hai hợp chất saponin loại lanostan (14- 15) [13] (Hình 1.2)
Hình 1 2 Các loại triterpenoid saponin được phân lập từ quả bồ hòn
Tổng quan về saponin
Saponin thuộc nhóm glycoside, là một chất chuyển hóa thứ cấp thường gặp trong nhiều loài thực vật và loài sinh vật biển [4] [14] Trong tiếng latin, chữ “sapo” nghĩa là xà phòng, vì chúng tạo bọt như xà phòng khi lắc với nước [15] Đây là một chất hoạt động bề mặt (HĐBM) không độc hại và có khả năng phân hủy sinh học [16] Các nghiên cứu cho thấy phân tử saponin chứa đồng thời cả hai nhóm kị nước và nhóm ưa nước, đặc trưng của một chất HĐBM Saponin gồm phần aglycone kị nước, còn được gọi là sapogenin, liên kết với phần ưa nước là các nhóm đường monosacharide [3] [17] Công thức cấu tạo của saponin bồ hòn được trình bày trong Hình 1.3
Hình 1 3 Cấu trúc điển hình của hợp chất saponin Dựa theo aglycone, saponin được chia thành hai nhóm chính là triterpenoid và steroid [18] Đặc điểm cấu trúc của chúng thay đổi tùy theo số lượng đơn vị đường gắn vào các vị trí khác nhau
Loại saponin này được phân bố rộng rãi nhất trong giới thực vật Thuật ngữ triterpene có nghĩa là ba monoterpen (10 nguyên tử carbon) gồm 30 nguyên tử carbon được phân bố dưới dạng sáu phân tử isoprene [14]
Hình 1 4 Cấu trúc của triterpenoid (30C) Theo số lượng gốc đường gắn vào nhân aglycone, triterpenoid có thể được phân thành hai loại là monodesmosidic và bidesmosidic Các monodesmosidic triterpenoid glycoside có một chuỗi đường đơn, thường được gắn ở C-3 Bidesmosidic triterpenoid glycoside có hai chuỗi đường, thường với một chuỗi được gắn thông qua liên kết ether ở C-3 và chuỗi còn lại được gắn thông qua liên kết ester ở C-28 [19]
Hình 1 5 Phân loại triterpenoid dựa trên số nhóm đường (a)Monodesmosidic triterpenoid glycoside (b) Bidesmosidic triterpenoid glycoside
Steroid phân bố trong tự nhiên ít hơn triterpenoid Steroid gồm 27 nguyên tử carbon, là các triterpenoid biến đổi cấu trúc thành một vòng sáu cạnh và hai vòng năm cạnh
Steroid có hai vòng dị vòng chứa oxy là vòng furan và vòng pyran Hai vòng này nối với nhau bởi một carbon chung ở C-22 Mạch nhánh này được gọi là mạch nhánh spiroacetal [19]
Hình 1 6 Cấu trúc của steroid (27C) Ngoài ra, saponin còn có một nhóm alkanoid có cấu trúc tương tự như steroid, nhưng alkaloid có vòng piperidine (vòng sáu cạnh chứa nguyên tử N) thay vì vòng pyran (vòng sáu cạnh chứa nguyên tử O) trong cấu trúc phân tử [14]
Hoạt tính chất hoạt động bề mặt
Ngoài các ứng dụng trên, saponin đã được sử dụng trong công nghiệp tẩy rửa như một chất hoạt động bề mặt tự nhiên có khả năng tạo bọt tốt và có thể bị phân hủy sinh học dễ dàng [20] Saponin có tính chất hoạt động bề mặt, đặc tính này được giải thích bởi tính chất vừa ưa nước vừa kỵ nước trong cấu trúc của phân tử saponin Phần carbohydrate của phân tử là hòa tan trong nước, trong khi phần aglycon là tan trong chất béo Nhờ đặc tính này mà saponin tương tự như xà phòng, tạo bọt nhiều khi lắc với nước, có tác dụng nhũ hóa và tẩy rửa Từ lâu, con người đã sử dụng saponin trong các sản phẩm tẩy rửa và mỹ phẩm vì chất này không gây ra bất kỳ tác dụng độc hại nào đối với da và mắt người [21]
Việc sử dụng thường xuyên thuốc trừ sâu tổng hợp hóa học gây ra những rủi ro đối với sức khỏe con người và môi trường [22] Ngoài ra, nhiều mầm bệnh thực vật đã phát triển khả năng chống lại thuốc trừ nấm tổng hợp hóa học [23] Để kiểm soát nấm bệnh một cách hiệu quả và giảm nguy cơ tác động đến môi trường của thuốc diệt nấm tổng hợp hóa học, các nhà khoa học sử dụng những hợp chất đã được đánh giá có khả năng kháng nấm hiệu quả bao gồm các chất chuyển hóa thứ cấp từ thực vật và các dẫn xuất của chúng [24]
Các nghiên cứu đã được công bố tập trung vào hoạt tính sinh học của saponin như một loại thuốc trừ sâu sinh học thay thế tiềm năng [25] [26] Rafi và cộng sự (2015) đã báo cáo tác dụng ức chế mạnh mẽ của chiết xuất quả bồ hòn chống lại các loại nấm lây nhiễm qua rễ Rhizoctonia solani, Fusarium spp., và Macrophomina phaseolina [27]
Một nghiên cứu khác của Porsche cùng cộng sự (2018) đã thử nghiệm các chiết xuất từ vỏ quả bồ hòn chống lại các loại nấm gây bệnh cho cây trồng V.inaequalis và B.cinerea – hai tác nhân gây bệnh phổ biến trên cây đặc biệt là táo và nho Thử nghiệm ở quy mô phòng thí nghiệm cho thấy việc phun dịch saponin bồ hòn trong dung môi là cloroform-methane (1% v/v) làm giảm đáng kể các triệu chứng bệnh và khả năng hình thành bào tử của V.inaequalis (99%) trên lá cây táo (P ≤ 0.05) Trong các thử nghiệm thực thế, việc sử dụng dịch chiết bồ hòn với dung môi là nước (1% v/v) đã làm giảm mức độ gây bệnh của nấm B cinerea trên quả nho trung bình là 63% [28]
Nhóm nghiên cứu của Deng và cộng sự [29] cũng tiến hành đánh giá các đặc tính chống viêm của saponin đối với bệnh gout Nghiên cứu được thực hiện dưới hình thức phân tích hoạt động ức chế xanthine oxidase Các nghiên cứu trong ống nghiệm về saponin của bồ hòn cho thấy hoạt động ức chế mạnh (89.87%) ở nồng độ 100 μg/mL đối với xanthine oxidase Kết quả rất gần với sự ức chế của thuốc đối chứng allopurinol (92.25%) được thử nghiệm ở cùng nồng độ
Wang và cộng sự vào năm 2017 cũng đã nghiên cứu tác dụng chống viêm của hợp chất này trên các tế bào biểu mô của chuột được kích thích bằng LPS (lipopolysaccharide – một chất gây độc tế bào) Kết quả cho thấy Uralsaponin A có khả năng ức chế LPS gây ra phản ứng viêm bằng cách chặn đường truyền tín hiệu của TLR4 đến nội bào NF-κB để sản xuất cytokine gây viêm [30]
Hoạt tính chống ung thư
Chen cùng cộng sự (2010) đã tiến hành nghiên cứu các chiết xuất methanol (MeOH), ethyl acetate (EA) và hexane của bồ hòn để đánh giá tác dụng chống tăng sinh trên các dòng tế bào ung thư da, phổi, gan, tuyến tiền liệt, cổ tử cung, xương, bàng quang và ung thư vú ở người Kết quả cho thấy các chiết xuất đều có các hoạt tính ức chế tương đối với các dòng ung thư Đặc biệt, các chiết xuất này ức chế mạnh sự gia tăng của cả tế bào ung thư A375.S2 (di căn ác tính) và MeWo (di căn) Giá trị IC50 của chiết xuất ethyl acetate (EA) và hexane lần lượt là 218.5/153.8 mg/mL và 211.2/122.8 mg/mL Các chất chiết xuất từ EA và hexane được đánh giá là thể hiện sự ức chế vừa phải đối với các tế bào ung thư phổi và ít có tác dụng ức chế đối với các dòng tế bào ung thư gan, tuyến tiền liệt, xương, bàng quang và ung thư vú (IC50 > 300 mg/mL) [31]
Theo Heng cùng cộng sự (2014) [32] đã chỉ ra rằng thành phần saponin từ quả bồ hòn với các chuỗi đường Mukurozi-saponin E1, Sapindoside L, Mukurozi-saponin G và Sapindoside M có một đến hai nhóm acetyl liên kết có tác dụng ức chế mạnh đối với dòng tế bào ung thư vú ở người – MCF-7 Saponin từ quả bồ hòn có tiềm năng phát triển như một loại thuốc chống ung thư
Một số hoạt tính khác
Tổng quan về phương pháp làm giàu saponin
Trong nhiều thập kỷ qua, đã có rất nhiều phương pháp khác nhau được sử dụng để chiết xuất saponin Ngâm dầm và chiết soxhlet là những phương pháp chiết xuất thông dụng nhất, các kỹ thuật hiện đại như chiết xuất có hỗ trợ siêu âm, chiết xuất có hỗ trợ vi sóng và phương pháp chiết xuất dung môi cấp tốc vẫn đang được cải tiến và nâng cao [19] Theo Y.C Choek [44] , phương pháp ngâm dầm và chiết soxhlet chiếm khoảng 60% các kỹ thuật được sử dụng trong chiết xuất saponin từ nguyên liệu thực vật, trong khi quy trình chiết xuất hiện đại chiếm khoảng 30% Sau khi chiết, saponin được tinh chế và phân lập bằng cách lắc phân đoạn và chạy sắc ký
Tuy nhiên, nhược điểm của các phương pháp này là sử dụng nhiều dung môi hữu cơ, đòi hỏi người thực hiện cần đầu tư những thiết bị đắt tiền mà chưa chắc hiệu suất cao [45] Không những thế, việc thu hồi dung môi cũng tốn nhiều thời gian và chi phí Vì thế, các nhà khoa học đang dần chuyển sang các giải pháp thay thế “xanh hơn” để tinh chế saponin, điển hình là sử dụng enzyme hỗ trợ quá trình chiết và phương pháp lên men
1.3.1 Về phương pháp chiết có hỗ trợ enzyme
Bất kể phương pháp chiết xuất nào được sử dụng đều có một số rào cản cơ học tự nhiên cản trở quá trình chiết xuất Nhiều thành phần của thành tế bào, chẳng hạn như lignin, cellulose hoặc một số protein, chúng giúp tế bào bền vững nhưng lại tạo thành trở ngại trong quá trình chiết xuất các thành phần có hoạt tính sinh học Một số chất chuyển hóa có hoạt tính sinh học hiện diện trong tế bào chất hay trong không bào, hoặc một số khác được liên kết trong mạng lưới lignin – polysaccharide bằng liên kết hydro, điều này gây khó khăn cho việc chiết xuất các hoạt chất bằng dung môi thông thường [46] [47]
Chính vì vậy, các nhà nghiên cứu đã đề xuất một phương pháp chiết xuất có sự hỗ trợ của enzyme (EAE) nhằm giảm sự cản trở của rào cản cơ học tự nhiên EAE dựa trên việc sử dụng các enzyme xúc tác cho sự phân cắt các liên kết cộng hóa trị khi có nước Điều này làm tan rã cấu trúc tế bào và tăng tính thấm của dung môi chiết
Enzyme có bản chất là protein, là chất xúc tác sinh học cho hầu hết các phản ứng hóa học xảy ra trong cơ thể sống [48] Enzyme được được tổng hợp từ các tế bào sinh vật và hoạt động trong điều kiện nhiệt độ của tế bào và nhiệt độ của cơ thể Do nhiệt độ của cơ thể và tế bào sinh vật thường dao động trong khoảng 30 – 40 o C Chính vì vậy, enzyme có thể xúc tác cho các phản ứng xảy ra trong điều kiện nhiệt độ ôn hòa Một ưu điểm đặc biệt của phản ứng có sự tham gia của enzyme là sự tiêu hao năng lượng rất ít so với các phản ứng hóa học không sử dụng chất xúc tác sinh học [48] Enzyme không chỉ có thể xúc tác cho các phản ứng xảy ra trong tế bào sống, mà sau khi tách khỏi tế bào, chúng vẫn có thể xúc tác cho các phản ứng xảy ra bên ngoài tế bào (in vivo) [49] Nhờ những đặc tính sinh học đặc biệt, enzyme đã được ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực, đặc biệt là sản xuất các hợp chất có hoạt tính sinh học
Quá trình chiết xuất có sự hỗ trợ của enzyme có thể là một phương pháp độc lập hoặc tiền xử lý cho quá trình chiết xuất thông thường Enzyme có tính đặc hiệu cao trong điều kiện thích hợp Phản ứng enzyme diễn ra hiệu quả ở nhiệt độ tương đối thấp và độ pH vừa phải và trong thời gian tương đối ngắn (đến vài giờ) và không yêu cầu thiết bị đắt tiền Điều này cho phép giảm thiểu sự phân hủy hoặc đồng phân hóa của các hoạt chất [48] [49] Hơn nữa, quá trình phân giải enzyme diễn ra trong dung dịch nước hoặc trong dung dịch đệm [50] Do đó, không cần thêm sử dụng thêm dung môi hữu cơ Tất cả các điều kiện nêu trên làm cho quá trình tiền xử lý dung dịch bằng enzym phù hợp với các giả định của hóa học xanh
Chính vì vậy, phương pháp sử dụng enzyme đang ngày càng được quan tâm trong các nghiên cứu chiết xuất các hợp chất có hoạt tính sinh học từ thực vật trong những năm gần đây Các enzyme thường được dùng enzyme cellulase, pectinase, hemicellulose,… giúp phá vỡ vách tế bào bằng cách thủy phân các thành phần có trong vách Từ đó giúp dung môi dễ dàng thẩm thấu vào trong tế bào, giúp cho sự tách chiết diễn ra dễ dàng và đạt hiệu quả hơn Phương pháp này được ứng dụng trong một số ngành công nghiệp thực phẩm để chiết xuất các hợp chất khác nhau saponin, carotenoid, anthocyanin… [51]
Bên cạnh việc khắc phục các nhược điểm của phương pháp chiết cổ điển, kỹ thuật tách chiết bằng enzyme còn có ưu điểm là ít làm biến đổi các hợp chất có trong tế bào, có thể dễ dàng thực hiện trong mọi điều kiện tại phòng thí nghiệm, sản xuất thử nghiệm và quy mô công nghiệp Enzyme có tính đặc hiệu cao, giúp việc chiết tách diễn ra chính xác, đạt hiệu suất cao, an toàn đối với sức khỏe con người và bảo vệ môi trường [52]
Pectinase hiện là một phần không thể thiếu trong ngành công nghiệp nước ép trái cây và có nhiều ứng dụng công nghệ sinh học khác nhau [53] Các enzyme này chịu trách nhiệm phân hủy các phân tử dài và phức tạp trong cùi quả gọi là pectin – quyết định độ đục của nước quả, từ đó giúp làm trong dịch quả thu được Rombouts và cộng sự Pilknik [54] đã báo cáo rằng việc sử dụng pectinase trong quá trình thu hồi nước ép dẫn đến giảm độ nhớt và ít tạo gel hơn, điều này cho phép cô đặc nước ép ở mức độ cao, khả năng ép bã triệt để và năng suất cao
Enzyme pectinase có nguồn gốc từ quá trình chiết xuất và sàng lọc từ Aspergillus niger Enzyme này được ứng dụng rộng rãi trong sản xuất nước hoa quả, nước rau củ và sản xuất rượu vang với hoạt lực từ 60000 U/g, hoạt động trong khoảng pH 3.0 – 5.0 và khoảng nhiệt độ rộng 25 – 65 o C
Amylase là một nhóm các enzyme được sản xuất trong tự nhiên bởi thực vật, động vật và vi sinh vật Tinh bột là một trong những nguồn năng lượng chính nên các enzyme thủy phân tinh bột cần thiết cho quá trình đồng hóa polyme sinh học này [55] Ở động vật, amylase rất quan trọng đối với quá trình thủy phân nguyên liệu tinh bột Quá trình này là bước đầu tiên để thu được mono-, di- và oligosaccharide, sau đó được đồng hóa thông qua các con đường trao đổi chất khác nhau [55]
Amylase mà đề tài sử dụng là α-amylase, là 1 trong 4 amylase chính được đưa vào công nghiệp để sản xuất Enzyme này là một endoenzyme xúc tác quá trình thủy phân các liên kết α-1,4-glycoside bên trong của chuỗi tinh bột Amylase được tìm thấy trong nhiều loại sinh vật, ngoài ra còn được phân lập với số lượng lớn từ thực vật, nấm, vi khuẩn và xạ khuẩn Nhiệt độ tối ưu cho các α-amylase đã biết có dải rộng 25°C – 95 °C, độ pH tối ưu 1.0 - 11.5 [55]
Trong khi đó, dịch chiết saponin từ bồ hòn có một số tạp chất: monosaccharide, oligosaccharide, amino acid, protein, làm giảm độ tinh khiết của saponin [10] Việc áp dụng pectinase và amylase trong chiết xuất saponin từ bồ hòn là một hướng đi mới, chưa có nhiều báo cáo rõ ràng Với các ưu điểm nêu trên cùng khoảng pH hoạt động phù hợp, cũng như dựa trên cơ chế phân cắt các loại polysacharide phức tạp thành chất đơn giản hơn, đề tài hướng đến một ứng dụng enzyme trong quá trình làm đơn giản hóa các tạp chất trong dịch chiết bồ hòn, giúp cho sự lên men sau đó được thuận tiện và dễ dàng nhờ các sản phẩm hữu cơ đơn giản làm nguồn thức ăn Từ đó hàm lượng tạp chất giảm và độ tinh khiết của saponin tăng Đồng thời, enzyme góp phần làm trong dịch, tăng giá trị cảm quan về màu sắc
1.3.1.3 Một số nghiên cứu về ứng dụng enzyme trong quá trình chiết
Nhờ nhiều ưu điểm nổi trội, phương pháp chiết xuất với enzyme đang nhận được rất nhiều sự chú ý và đã được chứng minh là một kỹ thuật tách chiết các hợp chất có hoạt tính sinh học vô cùng hiệu quả qua nhiều nghiên cứu Một số các yếu tố quan trọng bao gồm: loại và hàm lượng enzyme, pH, nhiệt độ, thời gian chiết, dung môi chiết, tỷ lệ rắn – lỏng, tỷ lệ enzyme – cơ chất, … ảnh hưởng đến hiệu suất trích ly và chất lượng dịch chiết thu được [56] Chính vì vậy, rất nhiều nghiên cứu đã được thực hiện để khảo sát các điều kiện phù hợp với từng loại enzyme, giúp tối ưu hóa quá trình chiết và nâng cao chất lượng sản phẩm
Lieu M.D và các cộng sự [44] đã chỉ ra hiệu suất thu hồi saponin khi xử lý dịch chiết bằng enzyme amylase cao hơn so với tác dụng của vi sóng và sóng siêu âm Ngoài ra, enzyme amylase rất quan trọng đối với quá trình thủy phân nguyên liệu tinh bột Đây là bước đầu tiên để thu được mono-, di- và oligosaccharide, tạo điều kiện thuận tiện cho quá trình lên men phía sau [57]
Mục tiêu, đối tượng và nội dung nghiên cứu
Mục đích của đề tài là nghiên cứu ảnh hưởng của enzyme và vi sinh vật đến quá trình làm giàu saponin Từ đó những giải pháp xử lý dịch chiết bồ hòn phù hợp được đề ra để nâng cao chất lượng và ngoại quan, định hướng đưa ra sản xuất thương mại trong tương lai
1.4.2 Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu của đề tài là quả bồ hòn (Sapindus mukorossi Gaertn.) được thu hoạch ở Đắk Lắk, Việt Nam
Với mục tiêu như trên, luận văn tiến hành nghiên cứu các nội dung sau:
Khảo sát điều kiện chiết với sự hỗ trợ của enzyme dựa trên hàm lượng saponin, đường tổng và đường khử
Khảo sát 2 loại enzyme pectinase và amylase
Sau khi lựa chọn được enzyme phù hợp, khảo sát thời gian và nhiệt độ chiết
Khảo sát điều kiện lên men với nấm men Saccharomyces cerevisiae với hai yếu tố nồng độ men cấy và thời gian lên men dựa trên hàm lượng saponin, đường tổng và đường khử
Đánh giá khả năng hoạt động bề mặt của dịch chiết sau lên men dựa vào khả năng tẩy rửa, khả năng tạo bọt và duy trì bọt
Đánh giá cảm quan dịch chiết sau lên men thông qua độ đục.
THỰC NGHIỆM
Hóa chất và thiết bị
Bảng 2 1 Danh mục hóa chất sử dụng STT Tên hóa chất/ Chủng vi sinh vật Nhà sản xuất Xuất xứ
1 Sulfuric acid Xilong Trung Quốc
3 Pectinase enzyme Angel Yeast Trung Quốc
4 Amylase enzyme Angel Yeast Trung Quốc
5 3,5-Dinitrosalicylic acid Xilong Trung Quốc
7 Sodium hydroxide Xilong Trung Quốc
8 Potassium sodium tartrate terahydrate Xilong Trung Quốc
9 Oleanolic acid AK Scientific Mỹ
11 Cồn tuyệt đối GHTech Trung Quốc
12 Saccharomyces cerevisiae Biogreen Việt Nam
Máy quang phổ UV – VIS CT – 2200 (Chrom Tech)
Tủ sấy UN110 (Memmert, Đức)
Bể ổn nhiệt WNB (Memmert, Đức)
Cân phân tích FA2004B (YOKE, Trung Quốc)
Quy trình thực hiện
Quả bồ hòn được thu hoạch ở Đắk Lắk, được phơi khô và tách bỏ hạt, đóng gói trong túi zip tránh ẩm mốc Quả bồ hòn trước khi thử nghiệm được sấy khô ở 60 0 C trong
15 – 20 giờ, độ ẩm đạt 7 – 8% Sau đó, quả bồ hòn khô được xay nhỏ bằng thiết bị đồng hóa, rây qua rây 2 mm tạo sự đồng đều về kích thước
2.2.2 Chiết xuất saponin từ quả bồ hòn
10 g quả bồ hòn đã xay được chiết bằng dung môi nước với sự hỗ trợ của enzyme pectinase hoặc enzyme amylase với những nồng độ khác nhau Đối với enzyme pectinase, bồ hòn được chiết với tỷ lệ chiết nguyên liệu/ dung môi là 1/6 (w/v), quá trình diễn ra ở nhiệt độ phòng (30 – 32 o C) trong thời gian 2 giờ và khuấy liên tục trên máy khuấy từ ở tốc độ 1000 rpm Sau đó, hỗn hợp đem lọc thô bằng vải lọc để loại bỏ bột bồ hòn còn lại Dung dịch thu được đun nóng ở 90 o C trong 10 phút để bất hoạt enzyme Dung dịch sau bất hoạt được loại bỏ phần cặn và tủa bằng ly tâm ở tốc độ 8000 rpm, thời gian 10 phút Dịch chiết bồ hòn được thu để thực hiện các công đoạn tiếp theo Đối với enzyme amylase, bồ hòn được chiết xuất với quy trình tương tự như trên Dịch chiết sau lọc được đưa vào tủ lạnh qua ngày để làm giảm hoạt lực của enzyme xuống mức thấp Dung dịch sau bất hoạt được loại bỏ phần cặn và tủa bằng ly tâm ở tốc độ 8000 rpm, 10 phút, thu dịch chiết bồ hòn để thực hiện các công đoạn tiếp theo Hiệu suất chiết saponin được tính toán theo công thức:
Trong đó: H%: Hiệu suất chiết saponin
𝑚 : Khối lượng saponin tổng (mg)
𝑚 : Khối lượng nguyên liệu (g) V: Thể tích dịch chiết (mL)
𝐶 : Hàm lượng saponin tổng (mg/mL)
Hình 2 1 Sơ đồ quy trình chiết bồ hòn Quy trình chiết bồ hòn sử dụng enzyme pectinase và enzyme amylase được khảo ở cùng điều kiện chiết, đồng thời so sánh với mẫu chiết không sử dụng enzyme Mẫu sau khi chiết được khảo sát hàm lượng saponin tổng, đường tổng và đường khử để chọn loại enzyme phù hợp nhất Tiếp theo, loại enzyme phù hợp được khảo sát 2 yếu tố thời gian và nhiệt độ
Chủng vi sinh vật thực hiện lên men là nấm men Saccharomyces cerevisiae ở dạng động khô Quá trình hoạt hóa diễn ra trước khi tiến hành lên men, môi trường là dịch chiết bồ hòn được pha loãng trong điều kiện tối ưu để vi khuẩn làm quen môi trường mới và hoạt động lại các chức năng sinh học, đồng thời bù nước giúp vi khuẩn chuyển từ trạng thái ngủ ở dạng đông khô sang trạng thái diễn ra hoạt động trao đổi chất
2 g nấm men khô (1.10 9 CFU/g) được hoạt hóa trong 20 mL dịch chiết bồ hòn, bịt kín và lắc ủ ở nhiệt độ phòng (30 – 32 o C), tốc độ 150 vòng/ phút trong thời gian 20 phút
Chiết Lọc thô Bất hoạt
Ly tâm Dịch lên men
Enzyme t = 2 giờ r = 1000 rpm r = 8000 rpm t = 10 phút
Hình 2 2 Sơ đồ hoạt hóa chủng nấm men
Dung dịch nấm men sau khi hoạt hóa được cấy vào 50 mL dịch chiết bồ hòn chứa trong bình với các nồng độ khác nhau, đậy kín và ủ tại nhiệt độ phòng trong thời gian khảo sát khác nhau Các tế bào vi khuẩn được loại bỏ bằng ly tâm với tốc độ 8000 rpm, thời gian 10 phút, thu dịch bỏ cặn, được dịch bồ hòn sau lên men
Hình 2 3 Quy trình lên men bằng vi sinh vật
Khảo sát điều kiện lên men
Quá trình lên men thực hiện theo sơ đồ như trên, các yếu tố được khảo sát về thời gian lên men, hàm lượng nấm men Các thông số khảo sát như trong Bảng 2.2 Mẫu sau lên men được đo hàm lượng saponin tổng, đường tổng và đường khử để chọn hàm lượng và thời gian thích hợp
Dịch bồ hòn Ủ Dịch lên men t o phòng, t = 20 phút r = 150 rpm
Ly tâm Dịch lên men
Dịch VSV Đậy kín r = 8000 rpm t = 10 phút t o phòng
Bảng 2 2 Các thông số khảo sát quá trình lên men
Thời gian lên men Lượng men cấy (v/v)
2.2.4 Xác định hàm lượng hoạt chất
2.2.4.1 Hàm lượng saponin tổng Để xác định hàm lượng saponin tổng, phương pháp phản ứng màu vanillin – sulfuric acid được thực hiện Dựa trên nguyên tắc saponin sẽ phản ứng với thuốc thử vanillin – sulfuric acid và tạo màu, cường độ màu tỷ lệ thuận với hàm lượng saponin và được xác định ở bước sóng 538 nm [45] Các bước tiến hành được tóm tắt trong Hình 2.4
Hàm lượng saponin được xác định dựa trên đường chuẩn oleanolic acid Oleanolic acid dược pha loãng với nước cất thành dãy nồng độ lần lượt là 0, 100, 200, 300, 400,
500, 600 ppm 0.3 mL oleanolic acid được ủ với dung dịch vanillin 8% (w/v) trong ethanol và 3 mL acid sulfuric 72% (v/v) đã được vortex trong 10 phút ở 60 o C Hỗn hợp sau khi ủ được làm mát bằng nước đá trong 10 phút Đo và ghi nhận giá trị độ hấp thụ tại bước sóng 538 nm Thí nghiệm được lặp lại 3 lần mỗi mẫu và lấy giá trị trung bình
Hàm lượng saponin tổng được tính theo công thức:
Trong đó: C : Hàm lượng saponin tổng tính trên 1 mL dịch chiết theo chuẩn oleanolic acid (mgOLE/mL) v: Thể tích mẫu đem đi pha loãng (mL)
V: Thể tích mẫu sau khi pha loãng (mL)
C : Giá trị x trong công thức đường chuẩn saponin (mg/mL)
Hình 2 4 Quy trình xác định hàm lượng saponin tổng Các bước xác định hàm lượng saponin được thực hiện như sau: Dịch chiết bồ hòn được pha loãng với nước cất rồi thêm 0.3 mL dung dịch vanillin 8% (w/v) trong ethanol và 3 mL acid sulfuric 72% (v/v) vào 0.3 mL dịch chiết Hỗn hợp được vortex đều và ủ trong 10 phút ở 60 o C Sau khi làm mát trong nước đá trong 10 phút, dung dịch được đo và ghi nhận giá trị độ hấp thu tại bước sóng 538 nm Thí nghiệm được lặp lại 3 lần mỗi mẫu và lấy giá trị trung bình
Phương pháp dựa trên phản ứng tạo màu giữa đường khử và thuốc thử acid dinitrosalicylic (DNS) 3,5 – dinitrosalicylic acid (DNS) có màu vàng và sẽ khử thành acid 3-amino-5-nitrosalicylic có màu đỏ cam trong dung dịch kiềm
Thuốc thử DNS được pha như sau: 300 g potassium sodium tartrate được hòa tan vào
500 mL nước cất đồng thời 16 g NaOH được hòa tan vào 150 mL nước cất Sau đó
10 g DNS được hòa tan vào dung dịch NaOH ở trên Dung dịch NaOH có chứa DNS được cho vào dung dịch potassium sodium tartrate và khuấy ở nhiệt độ không quá 50
0C, chú ý phải bịt kín cốc pha hóa chất Sau khi hòa tan hoàn toàn, dung dịch được định mức đến 1 L và trữ trong chai tối
= 538 nm Ủ Làm lạnh Đo mật độ quang
Các bước xác định hàm lượng đường khử được thực hiện như sau: Hàm lượng đường được xác định dựa trên đường chuẩn glucose Glucose 10 mg/mL được pha loãng trong nước cất với nồng độ lần lượt là 0, 0.2, 0.4, 0.6, 0.8, 1.0 mg/mL Dịch chiết bồ hòn được pha loãng với nước cất với nồng độ thích hợp Sau đó, 3 mL glucose/dịch chiết bồ hòn được thêm 1 mL thuốc thử DNS vào trong các ống nghiệm có nắp vặn Các ống nghiệm được đặt vào nồi cách thủy đang sôi trong vòng 5 phút, sau đó các mẫu được làm nguội về nhiệt độ phòng Độ hấp thu được đo và ghi nhận tại bước sóng 540 nm Thí nghiệm được lặp lại 3 lần mỗi mẫu và lấy giá trị trung bình
Hình 2 5 Quy trình xác định hàm lượng đường khử 2.2.4.3 Hàm lượng đường tổng
Hàm lượng đường tổng được xác định theo phương pháp phenol – acid sulfuric, độ hấp thu được đo ở bước sóng 490 nm Phản ứng dựa trên nguyên tắc sulfuric acid đậm đặc sẽ phân hủy các polysaccharide, sau đó các hợp chất tạo thành sẽ phản ứng với phenol tạo màu
Quy trình xác định hàm lượng đường tổng theo sơ đồ Hình 2.6
0.3 mL Mẫu/ Oleanolic acid 1 mL DNS
= 540 nm Đun cách thủy Làm lạnh Đo mật độ quang t = 5 phút t = 10 phút
Hình 2 6 Quy trình xác định hàm lượng đường tổng Đường chuẩn Glucose được lập như sau: Glucose được pha loãng trong nước cất với nồng độ lần lượt là 0, 40, 80, 120, 160, 200, 240 ppm Sau đó, 0.5 mL phenol 5% và 2.5 mL H2SO4 98% được cho vào 0.5 mL glucose, siêu âm 5 phút rồi để hỗn hợp ở nhiệt độ phòng trong 25 phút Độ hấp thu được đo và ghi nhận ở bước sóng 490 nm Thí nghiệm được lặp lại 3 lần với mỗi mẫu, lấy giá trị trung bình
Dịch chiết được pha loãng thành các nồng độ phù hợp, tiến hành thí nghiệm tương tự như bước dựng đường chuẩn
Hàm lượng đường tổng được xác định theo công thức:
C : Hàm lượng đường tổng tính trên 1 ml dịch chiết theo chuẩn D – Glucose (mg GLU/g NL) v: Thể tích mẫu đem đi pha loãng (mL)
V: Thể tích mẫu sau khi pha loãng (mL)
C : Giá trị x trong công thức đường chuẩn glucose (mg/mL)
= 490 nm Ủ Đo mật độ quang
2.2.5 Đánh giá độ đục Độ đục của mẫu dịch bồ hòn được đánh giá theo báo cáo của Batch khi thực hiện với máy đo quang phổ UV-Vis [68] Sự đục của mẫu dịch gây nên bởi các phần tử không hòa tan, nằm lơ lửng trong dung dịch Độ đục được xác định theo nguyên tắc đo sự truyền ánh sáng qua dung dịch đục, được sử dụng làm chất chuẩn để bù màu cho phần của cùng một dung dịch này mà chất gây đục đã được loại bỏ Mẫu có độ hấp thu càng lớn thì độ đục càng cao và ngược lại
Phương pháp tiến hành: Mẫu dịch bồ hòn được đo giá trị OD860 sau đó được lọc bằng đầu lọc 0.2 m để loại hầu hết các phần tử gây đục Mẫu sau lọc được đo lại độ hấp thụ tại cùng bước sóng trên để xác định giá trị trừ màu ODTM Khi đó: Độ đục của mẫu dịch = OD860 – ODTM
2.2.6 Đánh giả khả năng tạo bọt và duy trì bọt
KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
Saponin là nguồn chất HĐBM tự nhiên có tiềm năng to lớn trong việc ứng dụng vào sản phẩm tẩy rửa và chăm sóc cá nhân Công trình của Lê Xuân Tiến và cộng sự [71] đã nghiên cứu cải thiện khả năng chiết xuất và tính chất cảm quan dịch chiết bồ hòn bằng phương pháp lên men Ở điều kiện tối ưu, sau khi lên men 4 ngày, lượng đường tổng giảm 46.24%, lượng saponin giảm 2.92% So với lên men tự nhiên, quá trình lên men bằng nấm men Saccharomyces cerevisiae đã diễn ra nhanh hơn nhiều, rút ngắn thời gian xuống chỉ còn 4 ngày và lượng saponin giảm sau đó khá ít Điều này cho thấy lên men đã đem lại hiệu quả nổi trội khi ứng dụng vào khía cạnh tẩy rửa
Mục đích của đề tài là thu được dịch chiết với saponin có độ tinh khiết cao, giảm tối đa hàm lượng tạp chất như pectin, carbohydrate… nhằm nâng cao chất lượng tổng thể của dịch chiết cũng như tăng hiệu quả trong việc làm sạch của bồ hòn Ở chương này, phương pháp chiết có hỗ trợ của enzyme sẽ được so sánh với phương pháp chiết thông thường Thông qua đó, hiệu quả của việc xử lý enzyme đến quá trình lên men phía sau được đánh giá thông qua hàm lượng saponin, đường tổng, đường khử Dịch chiết sau lên men ở điều kiện tối ưu sẽ được đánh giá khả năng HĐBM và tính chất cảm quan Các nội dụng nghiên cứu cụ thể của đề tài được thể hiện qua Hình 3.1
Hình 3 1 Sơ đồ tóm tắt nội dung nghiên cứu
3.1 Khảo sát quá trình chiết có sử dụng enzyme
Các công trình nghiên cứu trước đây đã thực hiện nhiều phương pháp chiết xuất saponin từ bồ hòn nhằm gia tăng hàm lượng của hợp chất này trong dịch thu được như: sử dụng dung môi nước [64], sử dụng dung môi hữu cơ [72], kết tủa với ethanol [73]… Các phương pháp liệt kê ở trên tuy đơn giản nhưng bên cạnh saponin, trong dịch chiết còn có sự hiện diện của hàng loạt tạp chất khác như oligosaccharide, amino acid, protein, monosaccharide, pectin Sự hiện diện của các tạp chất này sẽ có khả năng làm giảm hiệu quả làm sạch của saponin, cũng như dễ bị keo tụ làm đục hệ và ảnh hưởng đến cảm quan tổng thể của dịch chiết
Phương pháp để tinh chế các hợp chất này thường rất phức tạp, yêu cầu cao về thiết bị cũng như điều kiện sản xuất như siêu lọc [74], phân đoạn bọt [75]… Mỗi phương pháp đều có nhược điểm riêng Tuy nhiên, việc sử dụng dung môi hữu cơ gây khó khăn trong quá trình thu hồi và có thể gây hại đến môi trường [64] Do đó, việc thực hiện quá trình tách chiết với sự hỗ trợ của enzyme là một phương pháp thay thế thích hợp Kỹ thuật chiết với sự kết hợp của enzyme có thể khắc phục các vấn đề nêu trên của các phương pháp cổ điển và dễ dàng áp dụng ở quy mô lớn
Enzyme pectinase và amylase là hai loại enzyme sử dụng phổ biến trong công nghiệp, đặc biệt là trong lĩnh vực tách chiết các hợp chất có hoạt tính sinh học từ thực vật Amylase có tác dụng xúc tác thủy phân polysaccharide có trong bồ hòn thành mono, di- và oligosaccharide Trong khi, pectinase có thể phân cắt một số loại polysaccharide như pectin trong vỏ bồ hòn thành chất đơn giản hơn Với các ưu điểm nêu ở phần tổng quan cùng khoảng pH hoạt động phù hợp (3 – 4), cũng như dựa trên cơ chế phân cắt các loại polysacharide phức tạp thành chất đơn giản hơn, hai loại enzyme này góp phần tạo thuận lợi cho quá trình lên men tiếp theo Không những thế, enzyme cũng làm giảm bớt rào cản cơ học, tăng hiệu suất chiết saponin, độ trong của dịch chiết và giá trị cảm quan
3.1.1 Khảo sát các loại enzyme Để nghiên cứu ảnh hưởng của các loại enzyme đến quá trình chiết, luận văn tiến hành đánh giá hàm lượng saponin, đường tổng và đường khử trong dịch chiết bồ hòn khi sử dụng enzyme pectinase và amylase Các thí nghiệm được thực hiện theo phương pháp luân phiên từng biến Nguyên tắc của phương pháp là làm việc trên một yếu tố thí nghiệm và giữ nguyên các yếu tố còn lại Kết quả tốt nhất của thí nghiệm trước sẽ là thông số cố định cho thí nghiệm tiếp theo
Mục đích của đề tài là giảm hàm lượng đường tổng, tăng lượng đường khử, tạo điều kiện dễ dàng cho quá trình chiết xuất saponin và quá trình lên men phía sau Yếu tố khảo sát ở nội dung nghiên cứu này là loại enzyme, cố định các yếu tố tỉ lệ nguyên liệu/ dung môi, thời gian chiết, nhiệt độ chiết và nồng độ enzyme
Quy trình khảo sát ảnh hưởng của điều kiện chiết đến hàm lượng các chất được thực hiện theo Mục 2.2.2 Để tiết kiệm thời gian, điều kiện chiết của khảo sát được tham khảo dựa trên nghiên cứu tiền đề của Lê Xuân Tiến (2021) [71], cụ thể các điều kiện tối ưu như sau:
Tỉ lệ nguyên liệu/ dung môi (w/v): 1/6
Sau khi kết thúc quá trình chiết, mẫu chiết với sự hỗ trợ của enzyme được tiến hành xác định hàm lượng saponin, đường khử và đường tổng theo Mục 2.2.4, đồng thời so sánh với mẫu không sử dụng enzyme để kết quả được đánh giá một cách khách quan nhất Kết quả được trình bày ở Hình 3.2
Kết quả khảo sát cho thấy hàm lượng saponin trong dịch chiết có sự khác biệt rõ rệt khi sử dụng các loại enzyme khác nhau Kết quả định lượng saponin trong dịch chiết có sự hỗ trợ của pectinase cho giá trị cao hơn (29.15 ± 0.64 mg OLE/ mL) so với khi không sử dụng enzyme hay chỉ sử dụng enzyme amylase Nguyên nhân có thể do pectinase chịu trách nhiệm phân hủy các phân tử pectin dài và phức tạp trong dịch chiết Trong khi đó, pectin cũng là một trong những thành phần chính của thành tế bào Việc phân giải pectin hỗ trợ cho quá trình chiết, tăng tính thấm của dung môi chiết Nhờ đó, độ hòa tan và hệ số khuếch tán của chất cần trích ly cũng tăng theo Vì thế, hàm lượng saponin đã tăng lên rõ rệt so với khi không có mặt pectinase Điều này cũng được giải thích tương tự khi hàm lượng saponin của dịch chiết vừa có mặt pectinase và amylase (26.33 ± 0.74 mg OLE/ mL) cao hơn khi chỉ sử dụng mỗi amylase (24.71 ± 0.27 mg OLE/ mL)
Hình 3 2 Kết quả khảo sát enzyme pectinase và amylase
Tương tự như pectinase, hàm lượng saponin cũng tăng đáng kể khi sử dụng mỗi enzyme amylase (tăng 31.58%) Điều này cũng được chứng minh tương tự ở các nghiên cứu trước đây Năm 2015, Trương Hoàng Duy và các cộng sự [58] đã chứng minh được phương pháp tách chiết saponin bằng enzyme α-amylase cho kết quả tốt hơn so với việc chiết xuất bằng nước ở cùng điều kiện với hàm lượng saponin thu nhận được cao hơn 1,5 lần Nguyên nhân có thể do amylase giúp phân cắt lượng tinh bột có mặt trong dịch chiết Tinh bột khi tan trong nước sẽ gây trương nở, từ đó hình thành dung dịch keo, làm tăng độ nhớt của dịch chiết, gây cản trở sự tiếp xúc của bồ
Loại enzyme hòn và nước [77] Do đó, việc dùng enzyme amylase phân giải bớt tinh bột phần nào giúp quá trình chiết saponin hiệu quả hơn so với khi không sử dụng enzyme
Bên cạnh đó, hàm lượng đường tổng và đường khử cũng có sự khác biệt tương tự Khi chiết với enzyme pectinase, hàm lượng đường tổng và đường khử thu được thấp hơn nhiều so với khi không sử dụng enzyme hoặc chỉ sử dụng amylase Điều này cũng hợp lí khi sản phẩm của quá trình chiết với enzyme amylase là mono-, di- và oligosaccharide [57] Tuy nhiên, mục đích của đề tài là thu được dịch chiết có hàm lượng saponin cao nhất Việc sử dụng thêm enzyme amylase không những không đem lại hiệu quả chiết saponin bằng enzyme pectinase, mà hàm lượng đường tổng và đường khử cao sẽ ảnh hưởng đến khả năng HĐBM của saponin cũng như thời gian bảo quản dịch chiết
Tóm lại, kết quả khảo sát thu được cho thấy sự hỗ trợ của enzyme pectinase (ở nồng độ 1%) đem lại hiệu quả rõ rệt so với việc tách chiết bằng nước hay có sự hỗ trợ của enzyme amylase Vì vậy, luận văn lựa chọn pectinase và tiến hành khảo sát điều kiện chiết tối ưu khi sử dụng enzyme này
3.1.2 Khảo sát điều kiện chiết khi sử dụng enzyme pectinase
Có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chiết xuất như: bản chất của chất tan, nhiệt độ, áp suất… Do thời gian có hạn, yếu tố tỉ lệ nguyên liệu/dung môi (w/v) và nồng độ enzyme được tham khảo dựa theo nghiên cứu tiền đề của Lê Xuân Tiến [71] và Nguyễn Thị Giang [76] Luận văn lựa chọn hai yếu tố là nhiệt độ và thời gian chiết để tiến hành khảo sát theo phương pháp luân phiên từng biến, từ đó chọn ra thông số phù hợp cho quá trình tách chiết này với mục tiêu thu được hàm lượng saponin và đường khử cao nhất, hàm lường đường tổng giảm nhiều nhất
3.1.2.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
4.1 Kết luận Đề tài “Khảo sát ảnh hưởng của việc sử dụng vi sinh vật và enzyme đến quá trình làm giàu saponin có trong quả bồ hòn (Sapindus mukorossi Gaertn.)” đã đạt được các kết quả như sau:
Nghiên cứu khảo sát ảnh hưởng của việc sử dụng enzyme pectinase và amylase hỗ trợ quá trình chiết xuất saponin từ bồ hòn Kết quả cho thấy, enzyme pectinase là sự lựa chọn phù hợp Cụ thể, hàm lượng saponin, đường tổng, đường khử khi chiết ở nhiệt độ 50 o C trong vòng 60 phút cho kết quả vượt trội hơn với giá trị lần lượt là 29.47 ± 0.30 mg OLE/ mL, 56.91 ± 1.97 mg Glu/ mL, 33.66 ± 0.51 Glu/ mL
Quá trình sử dụng nấm men nhằm loại bỏ được các polysaccharide có sẵn trong dịch chiết cũng như quá trình chiết sử dụng enzyme đã tạo ra Từ đó có thể thu được dịch chiết bồ hòn có hàm lượng saponin cao và ít tạp chất nhất có thể Quá trình này cũng được đánh giá dựa trên hàm lượng đường tổng, đường khử và hàm lượng saponin Kết quả mà đề tài mong muốn là hàm lượng đường tổng và hàm lượng đường khử giảm, hàm lượng saponin ít bị ảnh hưởng, hàm lượng men cấy phù hợp với tính kinh tế ở quy mô công nghiệp
Kết quả khảo sát quá trình lên men bằng nấm men Saccharomyces cerevisiae đạt hiệu quả tốt nhất với hàm lượng men cấy là 7.5% ở ngày lên men thứ 2 Hàm lượng đường tổng và đường khử giảm lần lượt là 29.53% và 75%, hàm lượng saponin giảm 8.32% so với mẫu trước lên men Đánh giá sơ bộ của chất lượng dịch lên men thu được kết quả tốt Độ đục, khả năng tạo bọt và duy trì bọt của mẫu sau lên men cho hiệu quả tốt hơn ở mẫu trước lên men
4.2 Kiến nghị Để giúp đề tài hoàn thiện và có thể trở thành cơ sở cho các nghiên cứu tiếp theo, luận văn đưa ra các kiến nghị:
Tiếp tục nghiên cứu việc sử dụng enzyme hỗ trợ quá trình chiết saponin từ bồ hòn, có thể kết hợp pectinase có vai trò làm trong dịch và enzyme cellulase nhằm gia tăng hàm lượng saponin trong dịch chiết bồ hòn
Khảo sát thêm các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men như nhiệt độ, pH… để có cái nhìn tổng quan hơn về quá trình lên men, từ đó chọn ra các yếu tố phù hợp đạt hiệu quả tốt nhất Nên tiến hành khảo sát quá trình lên men ở quy mô lớn hơn để có thể ứng dụng ở quy mô công nghiệp
Đánh giá đầy đủ các đặc tính liên quan đến hoạt động bề mặt của dịch lên men thu được như nồng độ CMC, khả năng nhũ hóa và độ bền nhũ, khả năng tẩy rửa đối với các loại vết bẩn Từ đó, có thể tiến hành nghiên cứu công thức cho các sản phẩm tẩy rửa gia dụng như nước rửa chén, nước rửa tay, nước giặt,…
Bên cạnh đó, cần đánh giá thêm các giá trị cảm quan khác của dịch bồ hòn như màu, mùi, độ sa lắng theo thời gian để đánh giá tiềm năng và giá trị thương mại của sản phẩm.